一种无人机飞行控制及拍摄装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无人机飞行控制及拍摄装置。该装置包括电调单元、拍摄单元和电池单元，还包括集成单元和电源管理芯片，所述拍摄单元、电调单元和电源管理芯片分别和所述集成单元连接，所述电池单元连接所述电源管理芯片为所述集成单元供电，所述集成单元用于发送控制信号至所述电调单元以控制无人机飞行，同时对所述拍摄单元获取的图像进行稳像处理。本实用新型提供的无人机飞行控制及拍摄装置，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时稳像效率高，稳像效果良好。
【专利说明】
一种无人机飞行控制及拍摄装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机技术，尤其涉及一种无人机飞行控制及拍摄装置。
【背景技术】
[0002]无人机是无人驾驶飞机的简称，目前在航拍、农业植保、测绘等多个领域均得到广泛应用。随着无人机技术的不断成熟，其体积逐渐变小，重量也越来越轻，同时性能较之前更加完善。
[0003]现有的无人机飞行控制及拍摄装置如图1所示，包括飞控单元、云台控制单元、拍摄单元、图像中继单元、电调单元、电池单元和供电电路。其中飞控单元连接电调单元以控制无人机飞行。拍摄单元用于获取图像信息，云台控制单元用于控制云台以确保拍摄单元获取的图像尽量稳定。图像中继单元用于将拍摄单元获取的图像信息发送出去。电池单元经供电电路为装置的其它单元供电。
[0004]上述方案中，使用云台对拍摄单元获取的图像进行稳像，稳像效果较差。由于云台的使用使得无人机整体体积增大重量增加，不利于飞行控制也不便于携带。同时，通过供电电路为各单元供电加大了飞控板的面积使得无人机整体体积进一步增大且供电不稳定。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供的无人机飞行控制及拍摄装置，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时稳像效率高，稳像效果良好。
[0006]本实用新型实施例提供了一种无人机飞行控制及拍摄装置，包括电调单元、拍摄单元和电池单元，还包括集成单元和电源管理芯片，所述拍摄单元、电调单元和电源管理芯片分别和所述集成单元连接，所述电池单元连接所述电源管理芯片为所述集成单元供电，所述集成单元用于发送控制信号至所述电调单元以控制无人机飞行，同时对所述拍摄单元获取的图像进行稳像处理。
[0007]本实用新型将拍摄单元、电调单元和电源管理芯片分别和集成单元连接，通过电池单元连接电源管理芯片为集成单元供电，集成单元用于发送控制信号至电调单元以控制无人机飞行，同时对拍摄单元获取的图像进行稳像处理。本方案中不需要使用体积大重量重的云台进行稳像，也不需要使用占板面积大的供电电路实现供电功能，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时稳像效率高，稳像效果良好。
【附图说明】
[0008]图1为现有技术中无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图；
[0009]图2是本实用新型实施例一提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图；
[0010]图3是本实用新型实施例二提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图；
[0011]图4是本实用新型实施例三提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图；
[0012]图5是本实用新型实施例四提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图；
[0013]图6是本实用新型实施例四提供的LC1860C控制芯片连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0015]实施例一
[0016]图2为本实用新型实施例一提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图，该装置包括电调单元1、拍摄单元2、电池单元3、集成单元4和电源管理芯片5，拍摄单元2、电调单元I和电源管理芯片5分别和集成单元4连接，电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行稳像处理。
[0017]和图1不同之处在于，本实施例提供的方案中，集成单元4同时具备了图1中飞控单元和云台控制单元的功能，即该集成单元4一方面发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时通过预先写入的控制算法对拍摄单元2获取的图像进行稳像处理。图1中的方案采用云台控制单元对拍摄单元获取的图像进行稳像，通过飞控单元控制无人机的飞行。云台自身为交流电机或直流电机组成的安装平台，在云台控制单元的控制下可水平及垂直运动，通过云台的运动可以达到稳像的效果。
[0018]本方案和图1中现有技术方案的另一点不同在于，本方案通过电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，而非采用电池单元连接供电电路进行供电的方式，整个电路板各个器件通过电源管理芯片5的管理进行供电。现有技术中的供电电路通常采用多个BUCK电路(降压式变换电路)单元及多个LDO电路(低压差线性稳压器)单元，供电不稳定且需要占用很大的电路板面积。
[0019]本方案中，电调单元I连接电机，根据集成单元4发出的控制信号驱动电机以控制无人机的飞行;拍摄单元2可以为摄像机。
[0020]本方案将电调单元1、拍摄单元2和电源管理芯片5分别和集成单元4连接，通过电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行稳像处理。本方案中不需要使用体积大重量重的云台进行稳像，也不需要使用占板面积大的供电电路实现供电功能，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时稳像效率高，稳像效果良好。
[0021]在上述方案中优选的是，集成单元4还用于对拍摄单元2获取的图像采取ISP(Image Signal Processing)处理、编解码处理、跟踪处理和光流处理中至少一种处理方式进行图像处理。
[0022]其中，ISP处理主要用来对拍摄单元2中传感器输出的信号进行处理，以匹配不同厂商的图像传感器，具体实现高清画面的高性能图像处理及动态画面/静止画面的防抖动处理;编解码处理为现有相机中大多集成的功能，编解码处理包括将拍摄单元2获取的信号或数据流进行编码以便于传输、存储和图像加密;对图像进行跟踪处理指利用图像跟踪技术，通过图像识别的方式进行跟踪和拍摄，图像识别为集成单元4对拍摄单元2拍摄到的图像进行图像差分及聚类运算以识别目标物体的位置，通过集成单元4控制拍摄单元2对该物体进行跟踪;光流处理为利用预先写入集成单元4中的光流算法对拍摄单元2获取的图像进行处理，主要包括基于匹配的算法、基于频域的算法和基于梯度的算法三大类。
[0023]实施例二
[0024]图3为本实用新型实施例二提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图，该装置包括电调单元1、拍摄单元2、电池单元3、集成单元4和电源管理芯片5，拍摄单元2、电调单元I和电源管理芯片5分别和集成单元4连接，电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行图像处理。
[0025]和实施例一公开的方案不同，本实施例提供的技术方案中进一步包括一无线传输单元6，该无线传输单元6和集成单元4连接，用于实时发送集成单元4处理完毕的图像信息至终端设备。现有方案如图1所示采用一图像中继单元进行图像信息传输，所传输的图像仅经过云台控制单元进行稳像，而本方案中无线传输单元6和集成单元4连接，集成单元4对拍摄单元2获取的图像进行图像处理，除进行稳像外还进行如实施例一种提到的ISP处理、编解码处理、跟踪处理和光流处理等，故经无线传输单元6发送的图像信息已经过图像处理，可直接显示在接收端终端设备中。
[0026]在上述方案中优选的是，终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本和台式机中至少一种。
[0027]本方案将电调单元1、拍摄单元2和电源管理芯片5分别和集成单元4连接，通过电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行图像处理并通过无线传输单元6发送至地面接收终端设备中。本方案中不需要使用体积大重量重的云台进行稳像，也不需要使用占板面积大的供电电路实现供电功能，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时将图像处理完毕的图像内容发送至终端设备。
[0028]实施例三
[0029]图4是本实用新型实施例三提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图，该装置包括电调单元1、拍摄单元2、电池单元3、集成单元4、电源管理芯片5和无线传输单元6，拍摄单元2、电调单元1、电源管理芯片5和无线传输单元6分别和集成单元4连接，电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行稳像处理。
[0030]和实施例二的区别在于，本实施例提供的技术方案中该无人机飞行控制及拍摄装置进一步包括传感单元7，该传感单元7和集成单元4连接。传感单元7可包含多种传感设备，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等，通过传感器获取相应的传感数据值后发送至集成单元4，集成单元4接收到传感单元7发送的传感数据值后可进行数据处理，将处理完毕的传感数据值通过无线传输单元6发送出去。该传感单元7也可集成在拍摄单元2中。
[0031]本方案将电调单元1、拍摄单元2、电源管理芯片5、无线传输单元6和传感单元7分别和集成单元4连接，通过电池单元3连接电源管理芯片5为集成单元4供电，集成单元4用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，对拍摄单元2获取的图像及传感单元7获取的传感数据进行处理，将处理完毕的信息通过无线传输单元6发送出去。本方案中不需要使用体积大重量重的云台进行稳像，也不需要使用占板面积大的供电电路实现供电功能，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，集成单元4兼具控制无人机飞行、处理图像数据和传感数据的功能。
[0032]实施例四
[0033]图5为本实用新型实施例四提供的无人机飞行控制及拍摄装置的结构示意图，该装置包括电调单元1、拍摄单元2、电池单元3、LC1860C控制芯片41和LC1160电源芯片51，拍摄单元2、电调单元I和LC1160电源芯片51分别和LC1860C控制芯片41连接，电池单元3连接LC1160电源芯片51为LC1860C控制芯片41供电，LC1860C控制芯片41用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行图像处理。
[0034]本实施提供的技术方案中，电源管理芯片选用LC1160电源芯片。LC1160电源芯片负责电能的变换、分配、检测及其它电能管理职责。主要用于识别供电幅值并产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。其它可选的电源管理芯片的型号还包括HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。
[0035]无人机的飞控电路板中均接有电源，但不同的功能单元对电源的要求不同。由于无人机逐渐小型化，飞控电路板内部电场强度随距离的减小而线性增加，若电源电压固定，产生的电场强度将会把芯片击穿。此时需要不同的降压型电源。又如，许多功能单元需要高于供电电压的电源，如无人机的显示面板和驱动单元等，都需要对电池单元提供的电压做升压处理，需要使用升压型开关电源。LC1160电源芯片对飞控电路板中各个元器件需要的不同电源进行统一控制分配，由于芯片尺寸很小故极大提高了电路密度，避免了使用多个BUCK和LDO电路。与此同时，无人机作为科技含量极高的产品，对电源供电的稳定性要求也极高，电源上的微小干扰都将对飞控电路板上的各个元器件的性能产生影响，需要进行稳压、滤波等处理。本实施例提供的技术方案中，通过使用LC1160电源芯片，结合极少的外围元件，即可实现无人机飞控电路板中各个元件的稳定供电。
[0036]本实施提供的技术方案中，集成单元选用芯片LC1860C控制芯片，具体芯片连接关系如图6所示。图6是本实用新型实施例三提供的LC1860C控制芯片连接关系示意图。
[0037]LC1860C控制芯片通过UARTO串口和4个电调单元连接，供电电压为1.SV13UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)为通用串行数据总线，用于异步通信。该总线为双向通信，可以实现全双工传输和接收。本方案中，UARTO用于提供LC1860C控制芯片和4个电调单元通信。
[0038]进一步的，LC1860C控制芯片通过I2C3总线和MIPI接口与拍摄单元连接，供电电压为1.8V012C( Inter — Integrated Circuit)总线为两线式串行总线，用于连接LC1860C芯片及拍摄单元。I2C总线为同步通信的一种特殊形式，接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率高。I2C总线通过串行数据(SDA)线和串行时钟(SCL)线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别且都可以作为一个发送器或接收器。
[0039]MIPI(Mobile Industry Processor Interface)即移动产业处理器接口，是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。
[0040]进一步的，LC1860C控制芯片通过SD101(SecureDigital Input and Output安全数字输入输出)接口和无线传输单元连接，供电电压为1.8V。无线传输单元采用BCM4334芯片。
[0041]进一步的，电池单元的供电电压为4V，通过电源管理芯片LC1160电源芯片连接LC1860C控制芯片。LCl 160电源芯片产生5个BUCK电源和18个LDO电源给整个无人机装置供电，同时连接ADC(电压采样)。
[0042]进一步的，LC1860C控制芯片同时提供3.3V供电电压和1.8V供电电压两种不同类型的通用输入输出接口。
[0043]进一步的，LC1860C控制芯片分别和GPS(Global Posit1ning System全球定位系统)模块及超声波模块通过UARTl和UART2相连，供电电压均为1.8V。
[0044]进一步的，LC1860C控制芯片和打印串口通过C0MUART连接。
[0045]进一步的，LC1860C控制芯片和备用电调单元通过I2C0连接，供电电压为1.8V。
[0046]进一步的，LC1860C控制芯片预留一保留端口，通过I2C1总线连接，供电电压为1.8Vo
[0047]进一步的，LC1860C控制芯片通过SS1和陀螺仪连接，供电电压为3.3V，陀螺仪型号为 MPU6500。
[0048]进一步的，LC1860C控制芯片通过模拟I2C和气压计连接，供电电压为3.3V，气压计型号为MS5611。
[0049]进一步的，LC1860C控制芯片和USB接口相连。
[0050]进一步的，LC1860C控制芯片和USB芯片互联接口连接，供电电压为1.2V。
[0051 ] 进一步的，LC1860C控制芯片通过SD10和SD存储卡连接，供电电压为3V。
[0052]进一步的，LC1860C控制芯片和eNANDLPDDR3(存储芯片)连接。
[0053]进一步的，LC1860C控制芯片和开关按键连接。
[0054]本方案将电调单元1、拍摄单元2和LCl 160电源芯片51分别和LC1860C控制芯片41连接，通过电池单元3连接LC1160电源芯片(51)为LC1860C控制芯片41供电，LC1860C控制芯片41用于发送控制信号至电调单元I以控制无人机飞行，同时对拍摄单元2获取的图像进行图像处理并通过无线传输单元6发送至地面接收终端设备中。本方案中不需要使用体积大重量重的云台进行稳像，也不需要使用占板面积大的供电电路实现供电功能，使得无人机的体积缩小，重量减轻，供电稳定，同时将图像处理完毕的图像内容发送至终端设备。
[0055]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。
【主权项】
1.一种无人机飞行控制及拍摄装置，包括电调单元、拍摄单元和电池单元，其特征在于，还包括集成单元和电源管理芯片，所述拍摄单元、电调单元和电源管理芯片分别和所述集成单元连接，所述电池单元连接所述电源管理芯片为所述集成单元供电，所述集成单元用于发送控制信号至所述电调单元以控制无人机飞行，同时对所述拍摄单元获取的图像进行稳像处理。2.根据权利要求1所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述集成单元还用于对所述拍摄单元获取的图像采取ISP处理、编解码处理、跟踪处理和光流处理中至少一种处理方式进行图像处理。3.根据权利要求1所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述装置还包括无线传输单元，所述无线传输单元和所述集成单元连接，用于实时发送所述集成单元处理完毕的图像信息至终端设备。4.根据权利要求3所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本和台式机中至少一种。5.根据权利要求1所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述电调单元和电机连接，用于驱动无人机飞行。6.根据权利要求1-5任一项所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述电源管理芯片包括LCl 160电源芯片。7.根据权利要求1-5任一项所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述集成单元的芯片包括LC1860C控制芯片。8.根据权利要求7所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片通过UART串口和4个所述电调单元连接。9.根据权利要求7所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片的MIPI接口通过I2C总线和所述拍摄单元连接。10.根据权利要求7所述的无人机飞行控制及拍摄装置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片通过SD1接口和无线传输单元连接。
【文档编号】H04N7/18GK205450783SQ201620008758
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】杨建军, 王浩, 李军
【申请人】零度智控（北京）智能科技有限公司