阅读说明：本技术 稳定摄像机系统 (Stabilized camera system ) 是由 托马斯·塞德尔 于 2018-09-20 设计创作，主要内容包括：一种稳定摄像机系统,包括具有与之相关的质量中心并设置有间隙的相机、包含相机质量中心的间隙和可操作地连接到相机以稳定相机运动的稳定器,该稳定器包括可操作地连接到彼此的多个电机。(A stabilized video camera system includes a camera having a center of mass associated therewith and provided with a gap, the gap containing the center of mass of the camera, and a stabilizer operatively connected to the camera to stabilize motion of the camera, the stabilizer including a plurality of motors operatively connected to one another.)

稳定摄像机系统

技术领域

本发明一般涉及稳定摄像机，更具体地说，但不完全涉及用于创建三维全景虚拟现实环境的稳定全景摄像机系统。

背景技术

对于全景虚拟现实相机来说，稳定是特别重要的，在处理三维全景虚拟现实时，相对于二维全景虚拟现实，它可能更加重要。传统的稳定器是有限的，因为通常相机的相机传感器和身体将阻碍和远离一个理想的位置的电机。因此，在技术上有必要改进相机稳定器系统。

发明内容

在其中一个方面，本发明克服了与定位相机本体远离稳定电机有关的问题，在相机本体中提供一个间隙，并在或更多的电机上定位在间隙中紧密连接，电机位于相机的重心附近。

在一种示例性配置中，本发明可以提供一种稳定的摄像机系统，包括具有与之相关的重心并设置有间隙的摄像机，该间隙包含摄像机的重心点。稳定器可设置在摄像机外部，并可操作地连接到摄像机以稳定摄像机的运动。该稳定器可包括多个电机，其中所选的一个电机被设置在靠近摄像机重心点位置的间隙中。间隙的中心可以位于摄像机的重心点，所选电机的中心可以设置在间隙的中心和/或摄像机的重心中心。摄像机可以包括通过间隙延伸的车轴，所选的电机之一可以旋转安装到车轴上，并可操作以响应所选电机的旋转来旋转车轴。所述多个电机可包括安装在相互正交的三个轴上的三个电机，所述三个电机被配置为围绕三个正交轴中的一个旋转。摄像机可包括多个成像系统，每个成像系统具有成像光学和定位于接收来自成像光学的图像的光学传感器。每个成像系统可以包括一个鱼眼透镜。运动传感器可以安装在摄像机上，并可操作地连接到电机上；每个电机可以被配置为与传感器合作，以响应施加在摄像机上的外力，将摄像机保持在选定的方向上。

附图说明

在结合附图阅读本发明的示例性实施例时，可以进一步理解上述摘要和以下对本发明的详细描述，其中：

图1示意性地说明了按照本发明的示例性摄像机系统的等距视图；

图2示意性地示出了图1的摄像机系统的顶部视图；

图3示意性地说明了图1中摄像机系统的正面高度视图；

图4A-4F示意性地说明了根据本发明构建的示范性摄像机系统的原型的视图，其中示意图4A-4C示出等距视图，图4D示出了一个侧面的高度视图，图4E示出了顶部视图和图4F示出了一个侧面的高度视图；

图5示意性地说明了本发明中具有间隙的示范性摄像机系统的等距视图；

图6、7示意性地说明了根据本发明进一步示例性摄像机系统的等距视图；

图8示意性地说明了示意图6和7相机系统的顶部视图；

图9示意性地说明了示意图6，7，8相机系统的正面高度视图；

图10A-10E示意性地说明了根据本发明的进一步示例性摄像机系统，其中示意图10A，10B分别说明了等距和俯视图10C-D说明了10A,10B的相机系统与一个额外的安装支架之间的相机，10E示意性地说明了摄像机和10C示意图安装支架的等距视图。

具体实施方式

现在参考这些数字，其中类似的元素在整个过程中都有相同的编号，图1-4示意性地说明了根据本发明稳定相机系统100的示例性配置。系统100可以包括摄像机200和稳定器300。所述摄像头200可包括设置有孔或间隙250的摄像头本体220。孔250可以设置在包括摄像机200的重心中心的位置，该位置可以与摄像机200的几何中心重合。所述摄像机200可包括多个镜头210，每个镜头210具有各自的光学传感器(未显示)，位于镜头210的图像平面上的摄像机本体220内，图1-3。稳定器300可以包括多个电机310、320、330，它们可以控制三个稳定轴，并与测量摄像机200的方向/旋转的传感器(未显示)一起工作。电机310，320，330可操作地连接到相机200，以纠正用户的移动，以稳定相机，以提供一个水平稳定的图片。

三个电机310、320、330中的每一个都可能有与之相关的旋转轴(即俯仰轴310A、滚动轴320A和偏航轴330A)，图1-3。俯仰、滚动、偏航轴310b、320b、330b可操作地连接到电机310、320、330中的一个，并可沿电机310、320a、330a的相应轴310a、320a、330a延伸。

节距电机310可旋转安装在沿节距轴310a延伸的节距轴310b上，使电机310的旋转使节距轴310b相对旋转以控制摄像机200的节距。同样，辊电机320可以旋转安装在沿辊轴320a延伸的辊轴320b上，使电机320的旋转使辊轴320b相对旋转以控制摄像机200的辊。同样，偏航电机330可以旋转地安装在沿偏航轴330a延伸的偏航轴330b上，以便偏航电机330的旋转使偏航轴330b相对旋转以控制摄像机200的偏航。

节距轴310b可设置在孔250中，并可延伸到相机200的质心，节距轴310b的两端各固定安装在相机本体220上。例如，孔250可以包括一个一般的矩形形状，延伸到相机主体220，具有相反的侧壁221，222，其中相应的相对端的螺距轴310b安装。摄像机200的重心中心可以位于俯仰电机310的中心。因此，螺距电机310可以设置在孔250中，并位于摄像机200的重心中心位置附近。

滚转电机320可旋转连接到螺距电机310，并可设置在与250孔的侧壁223间隔的250孔中，足够的距离允许滚转电机320在摄像机本体220内自由旋转。例如，滚动轴320b在第一端可旋转连接到滚动电机320，也可以固定安装在螺距电机310上，例如安装在螺距电机310的本体或外壳上，位于示图1，2滚动轴320b的第二个相反端。

偏航电机330也可以通过偏航桥330b旋转连接到俯仰电机310，该偏航桥330b可以固定安装在俯仰电机310上，例如在偏航桥330b的第二端连接到俯仰电机310的本体或外壳，而偏航桥330b的第一端和第一端可旋转连接到滚转电机330。或者，偏航电机330可以通过一个或多个连杆331、332旋转连接到滚动电机320，示图1,3。所述连杆331、332可设置为刚性杆，所述第一连杆331与偏航电机330最接近，固定连接在偏航桥330b的第一端，并垂直延伸至偏航轴330a，其足够的距离使第一连杆331的第二端设置在俯仰电机310下。所述第一联动331的第二端可通过所述第二联动332与所述节距电机310连接，所述第二联动332的第一端固定连接在所述第一联动331的第二端，所述第二联动332的相对第二端固定安装在所述节距电机310上，如连接在所述节距电机310的本体或外壳上，如图示3。因此，俯仰电机310(和固定安装在其上的摄像机200)可以响应偏航电机330b的偏航轴330b的旋转在偏航方向上旋转。连杆331、332和轴310b、320b、330b可能是空心的，其中含有电线，以允许电机310、320、330之间的电气通信。或者，可以在电机310、320、330、轴310b、320b、330b和连杆331、332周围设置外壳，其中外壳可包括任何电子和电线。例如，示图1-3一个原型400的相机系统100的是建立在Osmo移动OM150(DJI深圳，中国)1300提供稳定功能，图4A-4F。

原型400是使用多个四个摄像机建造的，每个摄像机1200都有自己的镜头1210。四个摄像机1200安装在一个摄像机主体1220上，该摄像机主体1220以矩形框架的形式提供，因此框架1220和摄像机1200共同提供了示图1-3主体220的功能，里面有摄像头。框架1220包括一个集中位置的间隙1250，设置在组合摄像机1200和框架1220的重心中心，稳定器1300位于间隙1250中，因此俯仰和滚动电机被设置为接近重心中心是实用的。

在相机410的另一种示例性配置中，相机本体420可以包括其中的开口430，以提供容纳示图5滚动电机320的空间，所有其他元素如图5所示。具有与示图1-3所示部分相同的参考数字。与这些数字有关，仍如上文所述。

根据本发明，相机系统500的进一步示例性配置如图示6-9，与图1-3中所揭示的数字相同的零件。具有与上述有关示图1-3的描述相同的描述。相机系统500的一个不同之处是，俯仰和滚转电机310，320的位置可以交换，因此滚转电机320被布置在重心中心附近。在这方面，螺距电机310可以包括一个轴510b旋转安装在轴510b的第一端，并固定安装在轴510b的第二个相对端到示图7相机主体220的孔250的侧壁222。因此，螺距电机310相对于节距轴510b的旋转将导致相机200在节距轴310a左右的旋转。螺距和滚转电机310，320可以通过一个可为U形的连杆531固定安装在一起，例如通过连接螺距的外壳和滚转电机310，320相互连接。滚轴电机320可包括可旋转安装在滚轴510b的第一端的滚轴510b，滚轴510b的第二相对端可固定连接到连杆332。滚动电机320相对于滚动轴320b的旋转将导致相机200围绕滚动轴320b的旋转。

此外，根据本发明，相机系统600的另一个示例性配置可以包括两个单独的相机模块201、202，每个模块都有两个相机，每个相机都有自己的镜头210，示图10A-10E，其中部件具有与图1-3中披露的相同的参考数字。具有与上述附图1-3相同的描述。与示图1-3相机系统100的一个区别是相机本体220的缺失。相反，每个摄像机模块201，202可以单独安装在螺距轴310b的相应末端，提供一个间隙350，其中包含两个摄像机模块201，202的重心中心。因此，与以前一样，螺距电机310可以设置在重心中心的间隙350，这一次在两个相机模块201，202之间。同样，滚动电机320可以设置在接近重心中心的间隙350内。由于摄像机模块201，202设置在同一轴310b上，俯仰电机310的旋转使两个摄像机模块201，202旋转一致的。通过提供相机模块201，202没有相机主体220，一个更紧凑和轻量级的设计是可能的，这也可能允许使用较小或不太强大的电机310，320，300。同时，稳定器300可以有额外的运动自由，以稳定更极端的旋转角度。此外，更紧凑的设计还允许在每个相机模块201，202上放置相反的镜头210，使相机模块201，202更薄。稀释剂相机模块201，202也可能意味着旋转模块201，202所需的关键力较小。

此外，摄像机模块201、202可能可拆卸地连接到节距轴310b。在这方面，可能需要提供一个安装支架203，将两个相机模块201，202连接到彼此，示图10C-10D，以便当模块201，202从轴310b，图中移除时，摄像机模块201，202可以彼此保持在固定位置，示图10E。

本发明中的100、400、500稳定相机系统中使用的创建三维全景虚拟现实环境的适当示例性相机配置和方法也可在美国专利US 9,007,430中找到，其内容在此以供参考。

本发明的这些优点和其他优点将向那些从上述规范中熟练掌握这门艺术的人显现。因此，技术人员将认识到，可以对上述实施例进行更改或修改，而不偏离本发明的广泛发明概念。因此，应当理解，本发明不限于本文描述的特定实施例，而是旨在包括权利要求所述在本发明范围和精神范围内的所有更改和修改。