一种演示稳像技术的科普装置的制作方法

本发明涉及一种演示稳像技术的科普装置，具体用于科技馆光学技术展品的展出，属于光学科普教育领域。

背景技术：

随着光电技术的不断发展，实时图像观察事物的要求不断提高，对光学图像的稳定性要求也日趋严格。图像的稳定性取决于稳像装置的光轴与观察目标物之间的相对运动等。

稳像技术是通过稳像装置中的陀螺传感器感知是否抖动，抖动检测后进行信号处理，计算出可抵消抖动的移动量，进行光学、机械电子补偿。防抖系统可采用机械防抖、电子防抖、光学防抖等。稳像技术解决并隔离了外部干扰对图像记录的干扰。与普通的成像技术不同，稳像技术能够在运动中将以目标观测视角记录并显示图像。普通观众虽然能够知道稳像技术的应用，但其对具体的工作状态和信号传输内容往往并不十分了解。所以，如何能将这种在动态过程中的稳像技术形象而直观的展示出来，成为科技馆展示科普中急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种演示稳像技术的科普装置，该装置能够根据需要控制演示开始，模拟飞机飞行状态，并用对比显示的方式展示稳像技术多种工作状态时的信号稳定输出。

为了实现上述目标，本发明提供了一种向公众展示一种演示稳像技术的科普装置，该装置包括：飞机模型、飞机固定盘、伺服装置、稳像装置、摄像机、基座、排风口、视频传输线、显示器和展项控制开关；其中，所述的飞机模型固定安装在飞机模型固定盘上方中间位置，飞机模型与固定盘同步运动；所述的飞机模型固定盘下方固定安装稳像装置、用于对比没有稳像功能的摄像机和伺服装置；所述稳像装置和用于对比的摄像机分别安装于飞机固定盘下端同一水平位置两侧，两摄像头的观察角度与飞机机头保持一致；所述伺服装置是由联结件、支撑杆、联结部件、升降杆、固定柱、转盘、稳固件和轴承组成，伺服装置与飞机固定盘通过三个联结件固定连接，可用于控制飞机固定盘以及飞机模型的同步运动；所述的伺服装置中的联结部件联结支撑杆和升降杆，支撑杆用于支撑连接连接件、升降杆及稳固件，以实现飞机模型的左右倾斜、上下移动和俯仰动作的完成；所述的伺服装置中的转盘与装置基座通过轴承联结，以实现飞机旋转动作的完成；所述的伺服装置中的转盘内嵌于装置基座中央，且与固定基座上平面处于同一水平；所述的伺服装置控制飞机模型进行俯仰、倾斜、升降、旋转或复合动作运动，稳像装置通过传感器感知飞机模型在运动中是否抖动，在抖动检测后进行信号处理，计算出可抵消抖动的移动量，进行有效补偿，以达到稳定图像输出的目的；所述的显示器安装在基座的侧方，其用于对比显示摄像机和稳像装置在飞机运动过程中的图像稳定性，左右两侧实时显示内容为摄像机的视频输出信号与稳像装置视频输出信号，可以直观的看出稳像技术在运动中的作用与优势；所述的展项控制开关单独安装在显示器前方，用于参观者手动控制演示稳像技术的科普装置开始。

作为本发明的优选，所述的一种演示稳像技术的科普装置通过增加控制开关和红外功能的方式，开启红外夜间模式，通过展项旁的显示器，进行实时视频传输，参观者可进行对比观察。

本发明的优点和积极效果。

（1）本发明将模拟飞机的运动轨迹和运动中的稳像装置工作的对比成像信息结合在一起，通过显示器进行实时的图像信息输出，感受稳像技术的工作状态及环境，更进一步的了解稳像技术的科学原理。

（2）本发明让参观者观察飞机飞行过程中的俯仰、倾斜、升降、旋转或复合动作运动等各种飞行姿态，感受飞行过程中的稳像输出。

（3）将本发明的稳像装置放置在展厅里使用，可以增加展厅内的互动学习乐趣，并加深对稳像技术的学习和了解。

附图说明

图1为一种演示稳像技术的科普装置的主视图。

图2为伺服装置示意图。

图3为一种演示稳像技术的科普装置主体部件链接框图。

其中：1、飞机模型，2、飞机固定盘，3、稳像装置，4、伺服装置，5、摄像机，6、基座，7、排风口，8、视频传输线，9、显示器，10、展项控制开关，11、红外模式开关，4001、联结件，4002、支撑杆，4003、联结部件，4004、升降杆，4005、固定柱，4006、转盘，4007、稳固件，4008、轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式详细描述本发明。

如图1所示，1是飞机模型，采用仿真模型体积不易过大，长度不超过固定盘2为宜；2是飞机固定盘，起到固定和连接的作用，用于固定飞机模型，同时稳像装置3和摄像机5分别安装于飞机固定盘下端两侧同一水平线；3是稳像装置，具备红外功能，尺寸型号根据需求选择合适配置，飞机模型1在运动中出现不稳定情况时，会根据传感器感知信号进行稳像补偿，用于稳像采集和视频输出；4是伺服装置，连接飞机固定盘2和基座6，伺服装置4用于控制飞机固定盘2以及飞机模型1同步运动，包括俯仰、上下升降、左右倾斜及旋转等复合动作；5是摄像机，具备红外功能，尺寸型号根据需求选择合适配置，用于与稳像装置输出信号对比，稳像装置3和摄像机5的观察角度与飞机模型1机头保持一致；6是基座，用于固定演示装置，与伺服装置4通过轴承4008联结；7是排风口，用于温度扩散；8是视频传输线，用于实时传输稳像装置3和摄像机5在飞机运动过程中视频信号；9是显示器，尺寸型号根据需求选择合适配置，用于实时显示稳像装置3和摄像机5在飞机运动过程中的视频图像；10是展项控制开关，用于实现参观者开启演示稳像技术科普装置展项；11是展项红外模式开启开关，用于实现红外模式下演示稳像技术科普装置展项。

如图2所示，4001是联结件，伺服装置4与飞机固定盘2通过三个联结件4001固定连接，可用于控制飞机固定盘运动；4002是支撑杆，用于支撑链接联结件4001、升降杆4004及稳固件4007，以实现飞机模型的左右倾斜和俯仰动作的完成；4003是联结部件，联结部件4003联结支撑杆4002和升降杆4004；4004是升降杆，升降时控制飞机固定盘2倾斜，从而实现飞机模型1左右倾斜及俯仰动作；4005是固定柱，连接升降杆4004和转盘4006，起到支撑与固定作用；4006是转盘，固定柱4005和稳固件4007固定于转盘4006上；4007是稳固件，固定安装于支撑杆4002中心位置，起到固定支撑和平衡的作用；4008是轴承，根据需求选择合适尺寸型号，伺服装置4中的转盘4006与装置基座6通过轴承4008联结，以实现飞机模型1完成旋转动作。

如图3所示，主体部件链接框图：参观者开启演示装置控制开关10，伺服装置4开始工作，稳像装置3和摄像机5工作，飞机模型1在伺服装置4的控制下按设定完成姿态动作，参观者通过显示器9实时观察稳像装置3与摄像机5的图像输出比对。

第一种实施方式中，参观者按下展项控制开关10后进行观看；伺服装置4开始工作，控制飞机模型1的飞行姿态，并模拟飞机的几种常见姿态：仰视起飞、旋转、左右倾斜、俯视降落及上下移动等动作；同时，没有稳像技术的摄像机5正常工作，稳像装置3中的传感器感知飞机模型1运动，计算并补偿可抵消抖动的移动量；在演示过程中；在显示器9上可实时的观察到有稳像效果和无稳像效果的对比图像；待规定动作完毕后，演示装置归位，以便下次演示准备。

第二种实施方式中，参观者按下红外开关11开启红外功能下的稳像技术演示进行观看；启动红外夜间模式后，展项展示区域效果灯光变暗以模拟夜晚观察状态；伺服装置4开始工作，控制飞机模型1的飞行姿态，并模拟飞机的几种常见姿态：仰视起飞、旋转、左右倾斜、俯视降落及上下移动等动作；在夜间模式下稳像装置3开启夜间红外观察模式，具备红外模式但不具备稳像技术的红外摄像5正常工作；稳像装置3中的传感器感知飞机模型1运动，计算并补偿可抵消抖动的移动量；在红外模式下的演示过程中，参观者在显示器9上可实时的观察到红外模式下有稳像效果和无稳像效果的对比图像；待规定动作完毕后，演示区域效果灯光缓慢亮起，演示装置归位，以便下次演示准备。

参观者启动一种演示稳像技术的科普装置的展项控制开关10，演示装置开始工作，飞机模型1随伺服装置4的控制开始根据设置完成仰视起飞、旋转、左右倾斜、俯视降落及上下移动等动作；在伺服装置4工作过程中，安装与飞机模型1下端同视角同水平线的摄像机5和稳像装置3开始工作，摄像机5由于没有应用稳像技术，在运动中出现图像颠簸无法正常观察事物，而稳像装置3由陀螺传感器感知飞机模型1的姿态变化，在抖动检测后进行信号处理，计算出可抵消抖动的移动量，做出相应补偿，达到稳定图像的目的；与摄像机5不同，稳像装置3能够在运动中将以目标观测视角记录并显示图像；在演示过程中，显示器9上可实时的观察到与飞机模型1机头方位相同方位同水平线的摄像机5和稳像装置3同时传输的图像信号对比；更加直观的让参观者在互动的过程中看到感受到稳像技术的工作环境、工作状态和工作效果；待设定动作完毕后，演示稳像技术的科普装置归位，以便下次演示准备。