本实用新型涉及航拍领域，尤其涉及一种虚拟现实航拍装置。
背景技术：
航拍又称空中摄影或航空摄影，航拍的摄像机可以由摄影师控制，也可以自动拍摄或远程控制。目前基于无人机的航拍装置成为航拍的主流。和航拍图传相关的无人机设备中主要分为两类，一是航模玩家以玩和竞速为主的穿越机(FPV)；二是以航拍为主的航拍机。两者侧重点不同，穿越机小巧，续航时间短，有时候佩戴VR眼镜使用，但是只有单纯的显示图像功能，无法更深入的体感控制，即获得沉浸式体验。而航拍机重点在拍摄录像上，有一定的自稳功能，但并没有和虚拟显示结合的设备。同时，现有的航拍装置还普遍存在结构复杂，易用性低，成本高的问题，而且图像无法实时传输，延迟高，传输距离短，仅在图像上虚拟，并不能捕捉用户头部动作，无法真切达到沉浸式体验。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于通过一种虚拟现实航拍装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种虚拟现实航拍装置，其包括飞行器、地面单片机、二轴云台、机载单片机、智能终端以及VR眼镜；所述飞行器包括机架，所述机架上设置有电机座和中心板上层，所述飞行器的中心板下层设置分电板，所述分电板的高压分线接四个机臂，分电板的低压分线与电动脚架连接，所述分电板的高压分线与电调输入端连接，所述电调输出的三相交流电与电机连接，电调信号线与飞行控制器的输出端连接，飞行控制器的输入端与遥控器接收机连接，遥控器接收机接上电动脚架信号线，所述飞行器上设置有定位装置；所述二轴云台设置在所述飞行器的中心底端，所述机载单片机设置在所述二轴云台上，所述二轴云台的中心设置有相机，所述二轴云台的底板上固定有图传发射机，所述相机与图传发射机连接，与所述图传发射机配合的接收机连接所述智能终端；所述地面单片机设置在所述VR眼镜上；所述地面单片机通过蓝牙与智能终端通讯连接，通过数传模块与所述机载单片机通讯连接。
特别地，所述VR眼镜为移动端VR眼镜；所述地面单片机上还设置有蓝牙模块；所述数传模块采用433Mhz数传模块。
特别地，所述图传发射机连接有供电电源；与所述图传发射机配合的接收机由所述智能终端供电。
特别地，所述智能终端包括手机、平板电脑。
特别地，所述定位装置采用GPS定位模块。
本实用新型提出的虚拟现实航拍装置将二轴云台上相机捕捉的航拍图像通过图传发射机实时发送给手机等智能终端，并在智能终端上进行显示，将智能终端放入VR眼镜中使用户获得3D视角，通过智能终端中自带的陀螺仪获取人头部的姿态信息，用蓝牙发送姿态信息给地面单片机，地面单片机通过433Mhz数传模块发送姿态信息给机载单片机来控制二轴云台，完成对相机视角的控制，模拟转头动作,提供伴随的视觉呈现，使用户获得沉浸式体验。本实用新型结构简单，易于操作，而且采用二轴云台降低了航拍成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的虚拟现实航拍装置结构图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的虚拟现实航拍装置结构图。本实施例中虚拟现实航拍装置100具体包括飞行器101、二轴云台102、智能终端103以及VR眼镜104。所述飞行器101包括机架，所述机架上设置有电机座和中心板上层，所述飞行器101的中心板下层设置分电板，所述分电板的高压分线接四个机臂，分电板的低压分线与电动脚架连接，所述分电板的高压分线与电调输入端连接，所述电调输出的三相交流电与电机连接，电调信号线与飞行控制器的输出端连接，飞行控制器的输入端与遥控器接收机连接，同时遥控器接收机接上电动脚架信号线，所述飞行器101上设置有定位装置。所述二轴云台102设置在所述飞行器101的中心底端。所述机载单片机设置在所述二轴云台102上，对二轴云台102进行控制。所述二轴云台102的中心设置有相机，所述二轴云台102的底板上固定有图传发射机，所述图传发射机的天线对地，所述相机与图传发射机连接，与所述图传发射机配合的接收机连接所述智能终端103。所述VR眼镜104上设置有地面单片机；所述地面单片机通过蓝牙与智能终端103通讯连接，所述地面单片机通过数传模块与机载单片机通讯连接。所述地面单片机上设置有蓝牙模块，在本实施例中所述数传模块采用433Mhz数传模块。
在本实施例中所述VR眼镜104为移动端VR眼镜。如需使用航线规划等功能，则需使用电脑作为地面站。所述图传发射机连接有供电电源，独立供电；与所述图传发射机配合的接收机由所述智能终端103供电。所述智能终端103包括手机、平板电脑。所述定位装置采用GPS定位模块，但不局限于此，也可选用北斗定位模块。
具体的，本实用新型包括无人机载体部分、云台控制部分、图像传输处理部分、头部姿态捕捉部分，数据传输及控制部分。上述的无人机载体部分选用四轴飞行器，电子装备主要由APM2.8飞控(全称Ardupi lot mega 2.8，为无人机提供飞行控制程序，是开源飞控，生产厂商为国内的飞鱼航模)，UBLOX M8N GPS mini(功能是为无人机的飞控提供卫星信号，帮助其定位。U-blox公司生产)，数传模块组成(433Mhz数传模块，功能是为地面单片机和机载单片机提供通信，生产商为程度亿佰特)。四轴轴距580mm，搭配1555碳纤桨，四个MAROTHON4108无刷电机提供动力(功能是为无人机提供动力，MARATHON电机，产自美国，该电机为定制电机)，电机控制以好赢40A电调(功能是连接飞控与电机，控制电机转速，生产商为深圳好盈科技)为中介和飞控连接，能源为6s动力的6600mha电池。其余设备有tarot电动脚架(功能是作为无人机的可收放起落架，生厂商温州飞越航模公司)，二轴舵机云台。整机采用X型结构，四个机臂可向下折叠，主要材质为碳纤板，高28cm(不含飞控及GPS)，中心板子直径14cm，起飞重量2.0-2.5kg，最大功耗115w(单电机拉力1kg时)。
上述的云台控制部分由碳纤结构体及两个微型舵机组成，构成一个二轴云台，通过对x轴和y轴的线性组合实现在一个曲平面的覆盖，以覆盖人眼的可视范围，控制指令由无人机上的Arduino板下达，其指令来自头部姿态捕捉部分。上述的图像传输处理部分的前端为sjcam5000x运动相机(功能是采集图像，生产厂商为SJCAM)，信号以5.8G高频信号为载波，发射端为32频点的600mw发射机，接收端为VMR40 40频点的两用接收机，显示终端为手机。云台控制的具体过程如下：一、蓝牙配对；二、地面单片机检查蓝牙模块是否收到数据，若未收到，则重新检查，若收到，则把传入的数据解析成舵机的角度；三、地面单片机通过433Mhz数传模块发送解析后的角度；四、无人机即飞行器接收端用433Mhz数传模块接收数据；五、接收到的数据角度进行分类，分成X轴和Y轴的数据；六、X轴数据转换成PWM信号控制X轴的舵机转到对应的角度；Y轴的数据转换成PWM信号控制Y轴的舵机转到对应的角度。
上述的头部姿态捕捉部分在本实施例中由安卓手机完成，用自主开发的软件，通过调用手机内部陀螺仪的方式，不断地采集手机姿态的数据，并对数据进行分析，通过蓝牙传输到地面单片机处理模块。手机采集姿态数据的具体过程如下：一、程序初始化，创建分线程，实时采集手机陀螺仪数据，并转换为欧拉角，更新欧拉角显示列表；二、检测是否打开蓝牙，若未打开，则操作结束；三、搜寻附近的蓝牙设备，更新设备显示列表；四、判断是否配对绑定；五、若绑定则建立socket通信；六、判断是否发送欧拉角，若是则创建分线程，实时发送欧拉角；七、判断是否暂停发送，若是则返回执行步骤六；八、判断是否停止发送返回搜索设备，若是则执行步骤三，若否则结束操作。
无人机的控制部分由现有的航模遥控器完成，本系统中采用华科尔DEVO10遥控器(功能是控制无人机的飞行，生产厂商为华科尔)，配合apm2.8飞控协同工作完成对飞行器的控制。云台的控制部分由单片机完成，机载单片机对收集到的数据进行分析，通过算法计算出舵机最佳的工作方式，控制舵机转动。数据传输由蓝牙4.0协议和433Mhz数传模块协同完成，蓝牙负责手机与地面单片机的通信，433数传模块负责地面单片机与机载单片机的通信。两种协议组合提高适用性和传输距离。
本实用新型的使用步骤如下：一、飞行器检查、通电，飞控自检，GPS搜索卫星，云台及接收机通电。二、打开摄像头，选择视频输出模式，连接发射机。三、打开姿态捕捉软件，与地面单片机连接，转动手机观察云台工作是否正常。四、接收机与手机连接，打开图像处理软件，切换到分屏显示模式，检查图像是否正常。五、手机放入移动端VR头盔中，带上后即可操作起飞。六、如需使用航线规划等功能，需在电脑端或手机端设置起飞巡航及降落航点，即可一键起飞。
本实用新型的技术方案将所述二轴云台上相机捕捉的航拍图像通过图传发射机实时发送给手机等智能终端，并在智能终端上进行分屏显示，将智能终端放入VR眼镜中使用户获得3D视角，通过智能终端中自带的陀螺仪获取人头部的姿态信息，发送给机载单片机，完成对相机视角的控制，模拟转头动作,提供伴随的视觉呈现，使用户获得沉浸式体验。本实用新型结构简单，易于操作，而且采用二轴云台降低了航拍成本。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。