四相机全景拍摄云台支架及四相机全景拍摄设备的制作方法

1.本实用新型是关于全景拍摄技术领域，尤其涉及一种四相机全景拍摄云台支架及四相机全景拍摄设备。


背景技术：

2.目前，适用于高分辨率数字球幕天象厅和全景vr的天文科普实拍素材内容的拍摄方案无法同时满足如下三个条件：
3.(1)全景视频拼成的画面视角需保障360
°×
360
°
(也即按照球面的视角，画面视角在水平一圈为360
°
，垂直一圈为360
°
)，鱼眼格式视频拼成的画面视角需保障360
°×
180
°
(也即按照球面的视角，画面视角在水平一圈为360
°
，垂直一圈为180
°
)或者更广；
4.(2)鱼眼视频画面分辨率不小于4096
×
4096，全景图片分辨率不小于8192
×
4096，画面细节清晰；
5.(3)拍摄夜间星空，要求拍摄设备高感光度能力强，噪点控制较好。
6.现有技术一：市场上售卖的全景拍摄设备，多采用多个视频摄像头同时拍摄，后期拼接完成。此方案可以满足条件(1)覆盖全景视角；满足条件(2)画面分辨率达到4096
×
4096，画面细节清晰；无法满足条件(3)，在暗光拍摄环境下，光圈小、感光度低、噪点控制效果差，无法达到专业照相机的水准。因专业照相机相对较大，现有技术中并未有针对专业照相机专门设计的云台支架，此方案无法采用专业照相机进行拍摄。
7.现有技术二：使用单个单反相机和鱼眼镜头拍摄，直接拍摄鱼眼格式视频，不存在后期拼接过程。可以基本满足条件(1)覆盖鱼眼格式视频视角，但不能覆盖更广的视角；无法满足条件(2)，单独的相机视频拍摄分辨率无法达到4096
×
4096，且鱼眼画面边缘的畸变严重、色散严重，画面清晰度不佳，导致数字球幕天象厅观看区域内画面细节不足；可以满足条件(3)，选用大光圈镜头、使用高感能力好的单反相机，可以在暗夜环境下达到较好的噪点控制力。
8.因此，现有技术一和现有技术二均无法同时满足上述三个条件，无法满足高分辨率数字球幕天象厅和全景vr的天文科普实拍素材内容的拍摄要求。
9.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种四相机全景拍摄云台支架及四相机全景拍摄设备，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种四相机全景拍摄云台支架及四相机全景拍摄设备，结构简单，可快速拆卸，方便携带，能快速安装专业的相机，更利于提高后期拼接效率，也有利于获得更高质量的全景图像。
11.本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
12.本实用新型提供一种四相机全景拍摄云台支架，包括呈上下设置并能拆卸地连接的顶板和立柱；顶板的底部周向间隔均布有四个安装块，每个安装块的底面均为倾斜安装
面；各倾斜安装面沿顶板的相同周向方向均向上倾斜设置，且每个倾斜安装面与水平面的夹角均相同，每个倾斜安装面均用于安装一可拆卸的相机快装板。
13.在本实用新型的一较佳实施方式中，倾斜安装面与水平面之间的夹角为10～20
°
。
14.在本实用新型的一较佳实施方式中，倾斜安装面与水平面之间的夹角为15
°
。
15.在本实用新型的一较佳实施方式中，顶板包括由四个子板体一体构成的十字形板体，安装块一体形成在对应的子板体的底部；倾斜安装面为矩形面，相机快装板的顶面为与矩形面相配合的平面，相机快装板的顶面能贴靠在倾斜安装面上并通过第一紧固件与倾斜安装面连接。
16.在本实用新型的一较佳实施方式中，立柱的顶部具有安装板，安装板能贴靠在顶板的底面并通过第二紧固件与顶板连接。
17.在本实用新型的一较佳实施方式中，顶板的中心开设有中心孔，立柱内设有一贯穿其顶面的轴向孔，轴向孔能与中心孔连通。
18.在本实用新型的一较佳实施方式中，在立柱的底部侧壁开设有侧向孔，侧向孔与轴向孔连通。
19.在本实用新型的一较佳实施方式中，立柱的底端能拆卸地连接有三脚架。
20.本实用新型还提供一种四相机全景拍摄设备，包括：
21.上述的四相机全景拍摄云台支架；
22.四个相机快装板；
23.四个相机，相机快装板与相机相配套，相机能卡设在对应的相机快装板上；相机的长度方向垂直于倾斜安装面，相机上安装有鱼眼镜头，鱼眼镜头的水平视角大于90
°
，鱼眼镜头的垂直视角大于等于180
°
；鱼眼镜头的轴线方向平行于对应的倾斜安装面，并由相机向外倾斜向上设置，相邻两个相机的鱼眼镜头的轴线相互垂直。
24.在本实用新型的一较佳实施方式中，相机为微单相机。
25.由上所述，本实用新型的四相机全景拍摄云台支架及四相机全景拍摄设备，为安装四个专业的相机提供了支撑架体结构，通过顶板与立柱的配合，可以用于安装四个专业的相机，因此利用该云台支架安装专业相机后可以保证画面的分辨率以及高感光度能力和噪点控制力；同时，顶板上的四个安装块周向均匀布置，且安装块的底面为倾斜安装面，用于安装四个相机时可以保证四个相机均能拍摄至少四分之一全景，且相机上所安装的鱼眼镜头的轴线可以向上倾斜一定角度，保证四个相机所拍画面在天顶部分重合更多，更利于后期拼接和拼接效果。整个云台支架结构简单，该云台支架的顶板与立柱之间以及顶板与相应的相机快装板之间均为可拆卸连接，可以实现快速拆装，更便于携带，使用更加方便；在安装配套的专业相机搭配鱼眼镜头后可以用于拍摄制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目，并满足目前制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目的要求。
附图说明
26.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
27.图1：为本实用新型提供的四相机全景拍摄云台支架的立体图。
28.图2：为本实用新型提供的四相机全景拍摄云台支架与相机快装板安装后的立体
图。
29.图3：为本实用新型提供的四相机全景拍摄云台支架与相机快装板相配合的爆炸图。
30.图4：为本实用新型提供的顶板的立体图。
31.图5：为本实用新型提供的顶板的侧视图。
32.图6：为本实用新型提供的立柱的立体图。
33.图7：为本实用新型提供的立柱的仰视图。
34.图8：为本实用新型提供的顶板与立柱配合的半剖视。
35.附图标号说明：
36.1、顶板；11、子板体；12、安装块；121、倾斜安装面；13、第二安装孔；14、中心孔；15、第三安装孔；16、第一紧固件；17、第二紧固件；
37.2、立柱；21、安装板；22、支撑板；23、轴向孔；24、侧向孔；25、螺孔；
38.3、相机快装板；30、相机长边快装板；31、第一安装孔。
具体实施方式
39.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
40.如图1至图8所示，本实施例提供一种四相机全景拍摄云台支架，包括呈上下设置并能拆卸地连接的顶板1和立柱2，顶板1的底部周向间隔均布有四个安装块12，每个安装块12的底面均为倾斜安装面121。各倾斜安装面121沿顶板1的相同周向方向均向上倾斜设置，且每个倾斜安装面121与水平面的夹角均相同，每个倾斜安装面121均用于安装一可拆卸的相机快装板3。
41.其中，相机快装板3是相机的配套设备，既能发挥保护相机又能给相机周边提供外接其他设备的作用，其结构为现有结构。使用时，将相机快装板3安装在相应的倾斜安装面121上，将相机卡设在该相机快装板3内便可将相机固定，安装时相机还需要安装有鱼眼镜头，并保证安装完成后相机的鱼眼镜头的轴线(也即相机的焦平面的轴线)平行于该倾斜安装面121，并向上倾斜一定角度(相机快装板3和相机也向上倾斜相同的角度)，该倾斜角度与倾斜安装面121和水平面的夹角相同。所安装的相机可以采用专业相机，例如采用微单相机；由于专业相机可以达到较高的分辨率以及较强高感光度和噪点控制，选用分辨率高且高感光能力强的相机(例如sony a7s)，便可使得云台支架与四个相机构成的整个全景拍摄设备满足全景图片分辨率不小于8192
×
4096，转换后鱼眼图像分辨率不小于4096
×
4096，画面细节更清晰，并有效的控制暗夜环境下的噪点，展示绚丽星空。
42.整个云台支架中，将四个安装块12周向均匀布置，可保证安装四个相机后每个相机都可以拍摄至少四分之一的全景，利于实现全景拍摄。该云台支架上共可安装四个相机，因此需要相机所安装的鱼眼镜头的水平视角大于90
°
，垂直视角大于等于180
°
，以实现全景拍摄并便于后期拼接。同时本实施例中安装块12的底面为倾斜安装面121，可以使得安装相机后，相机的鱼眼镜头的轴线也向上倾斜相同的角度，以使四个相机所拍画面在天顶部分重合更多，保证后期拼接效果。
43.由此，本实施例中的四相机全景拍摄云台支架，为安装四个专业的相机提供了支
撑架体结构，通过顶板1与立柱2的配合，可以用于安装四个专业的相机，因此利用该云台支架安装专业相机后可以保证画面的分辨率以及高感光度能力和噪点控制力；同时，顶板1上的四个安装块12周向均匀布置，且安装块12的底面为倾斜安装面121，用于安装四个相机时可以保证四个相机均能拍摄至少四分之一全景，且相机上所安装的鱼眼镜头的轴线可以向上倾斜一定角度，保证四个相机所拍画面在天顶部分重合更多，更利于后期拼接和拼接效果。整个云台支架结构简单，该云台支架的顶板1与立柱2之间以及顶板1与相应的相机快装板3之间均为可拆卸连接，可以实现快速拆装，更便于携带，使用更加方便；在安装配套的专业相机搭配鱼眼镜头后可以用于拍摄制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目，并满足目前制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目的要求。
44.在具体实现方式中，倾斜安装面121与水平面之间的夹角(也即鱼眼镜头的轴线与水平面的夹角)不能过大或过小，云台支架安装四个相机后，该夹角过小时，四个相机所拍画面在天顶部分的重合区域较少；该夹角过大时，四个相机所拍画面在底部部分会缺少太多。本实施例中该夹角优选为10～20
°
，可以在保证云台支架安装相机后所拍画面在底部部分不会缺失太多的情况下，保证四个相机所拍画面在天顶边缘部分的较次画面都能重合上，更有利于后期拼接。
45.进一步优选地，该夹角为15
°
，既可保证天顶部分重合更多，又可以保证底部部分缺失较少。经过测算，多张图片拼接部分的重叠区域一般需要超过10％才可以保障良好的拼接效果，该夹角为15
°
时可以保障多个画面重叠区域满足拼接，又尽量不浪费全景画面，使得最终拼接的全景图可视范围达到360
°×
330
°
(每个相机上倾15
°
，下方则有一个15
°
为半径的区域无法拍摄到，但是全景拍摄下方需要三脚架支撑，这一部分区域一般采用logo覆盖，故即使没有拍摄到并不影响全景画面)。
46.进一步地，对于顶板1的形状可以根据需要而定，例如本实施例中，为了更便于加工并减轻重量更便于携带，如图4所示，顶板1包括由四个子板体11一体构成的十字形板体，安装块12一体形成在对应的子板体11的底部。
47.其中，一般四个子板体11大致为矩形板体，安装块12的外侧面与子板体11中远离顶板1中心的外侧面平齐；倾斜安装面121为矩形面，相机快装板3的顶面为与矩形面相配合的平面(该平面与矩形面的形状和大小相同，此时安装相机后，相机的鱼眼镜头的轴线方向平行于该矩形面的长度方向)，相机快装板3的顶面能贴靠在倾斜安装面121上并通过第一紧固件16与倾斜安装面121连接。具体是，相机快装板3上具有相应的第一安装孔31，第一安装孔31的数量根据需要而定；顶板1上开设有相应的第二安装孔13，第二安装孔13开设在子板体11上，并贯穿子板体11的顶面以及倾斜安装面121；相机快装板3上的第一安装孔31与顶板1上对应的第二安装孔13通过第一紧固件16(例如螺丝)连接固定，结构强度高并方便拆卸，以使相机快装板3安装在倾斜安装面121上。
48.为了便于顶板1与立柱2的拆装，如图6和图8所示，立柱2的顶部具有安装板21，安装板21能贴靠在顶板1的底面并通过第二紧固件17(例如螺丝)与顶板1连接。该安装板21与立柱2一体成型即可，立柱2的底部还具有支撑板22，以用于支撑在一平面上。
49.在实际应用中，如图4和图6所示，顶板1的中心开设有中心孔14，立柱2内设有一贯穿其顶面的轴向孔23，轴向孔23能与中心孔14连通。该轴向孔23具体是贯穿安装板21的顶面；使用时根据需要可以在顶板1的顶部中心区域放置全景拍摄的其他外设设备，例如全景
声话筒或照明灯；放置话筒时，可以将话筒的下部由中心孔14穿过并插设在轴向孔23内即可固定；放置照明灯或其他外设设备时，将外设设备放在该中心孔14处，还可以通过在顶板1上开设相应的第三安装孔15来对外设设备进行固定。由于顶板1的顶部中心区域为拍摄盲区，所放置的外设设备不会出现在全景画面中，可以减少后期去除修图工作。
50.一般在立柱2的底部侧壁开设有侧向孔24，侧向孔24与轴向孔23连通。利用该侧向孔24以及轴向孔23的空间，可以整理收拢多个相机之间的连接线或者其他相关的连接线。
51.进一步地，根据需要还可以在立柱2的底端能拆卸地连接有三脚架。在立柱2的底部还设有相应的螺孔25(螺孔25具体是开设在支撑板22上)，三脚架的顶部与该螺孔25螺纹连接。
52.综上，本实施例中的四相机全景拍摄云台支架，由顶板1和立柱2两部分构成，顶板1用于固定相机以及放置其他外设设备，立柱2主要起到支撑作用，立柱2底部还可以连接三脚架，立柱2的轴向孔23内可以用于整理收拢相关的连接线；整个云台支架结构简单，可快速拆装，方便携带，对相机的安装拆卸简单，易于扩展话筒等全景拍摄的外设设备；同时，该云台支架安装上专业的相机后，不仅可以实现全景拍摄，画面视角较广，而且可以具有较高的分辨率以及较强的高感光能力和噪点控制，可用于拍摄制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目。
53.进一步地，本实施例还提供一种四相机全景拍摄设备，包括上述的四相机全景拍摄云台支架、四个相机快装板3以及四个相机。相机快装板3与相机相配套，相机能卡设在对应的相机快装板3上。相机的长度方向垂直于倾斜安装面121，相机上安装有鱼眼镜头，鱼眼镜头的水平视角大于90
°
，鱼眼镜头的垂直视角大于等于180
°
。鱼眼镜头的轴线方向平行于对应的倾斜安装面121，并由相机向外倾斜向上设置，相邻两个相机的鱼眼镜头的轴线相互垂直。
54.具体地，将四个安装块12周向均匀布置，并保证四个相机中相邻两个相机的鱼眼镜头的轴线相互垂直，也即保证相邻两个相机的鱼眼镜头的轴线之间夹角均为90
°
，同时对鱼眼镜头的水平视角和垂直视角进行了限定，使得每个相机都可以拍摄至少四分之一的全景，保证了全景拍摄，画面视角更广。将相机的长度方向按照垂直于倾斜安装面121的方向布置(相机快装板3的长度方向也垂直于倾斜安装面121)，整个相机垂直拍摄，可以使得相机在垂向视角拍摄的更广，四个相机所拍画面在天顶部分能有更多的重合区域。
55.在相机垂直拍摄时，当鱼眼镜头的垂直视角刚好等于180
°
或者超过180
°
不太多时，假如鱼眼镜头的轴线为水平设置，则四个相机所拍画面在天顶部分重合区域非常少，后期处理边缘畸变校正也会损失画面，所以天顶部分很难拼接上，即使强行拼接画面效果不佳。本实施例中，将鱼眼镜头的轴线向上倾斜一定角度，可以保证四个相机所拍画面在天顶区域留有充分的重合区域，当鱼眼镜头的垂直视角刚好等于180
°
或者超过180
°
不太多时，也能有效保证天顶区域重合区域更多，更利于后期拼接和拼接效果。
56.而且，在相机垂直拍摄时，假如鱼眼镜头的水平视角为90
°
，四个相机所拍画面在水平方向相互之间仅能刚好拼接上，重合区域较少，边缘畸变画面无法有效处理。本实施例中鱼眼镜头的水平视角大于90
°
(更优选水平视角大于100
°
)，可以保证四个相机所拍画面在水平方向拼接时有更多的重合区域，保证拼接效果。
57.另外，对于上述的相机快装板3，一般相机快装板3包括大体呈矩形板体结构的六
个板，具体包括两个相机短边快装板、两个相机长边快装板30、一个相机正面快装板和一个相机背面快装板，能围成一六面体架体结构。相机本身为长方体结构，该六面体架体结构可以包裹在相机的六个面上，相机短边快装板、相机长边快装板30、相机正面快装板和相机背面快装板分别贴靠在相机的短边侧面、长边侧面、正面和背面，各快装板上均具有相应的安装孔，以保护相机并便于与其他设备连接。
58.本实施例中，相机快装板3可以只包括一个相机长边快装板30，如图3所示，将相机的长边侧部卡在相机长边快装板30的外矩形板面(该外矩形板面为背对立柱1的板面)上，相机长边快装板30的顶面与上述的倾斜安装面121固定连接。为了保证相机安装的稳定性，一般相机快装板3也可以采用包括一个相机短边快装板和一个相机长边快装板30构成的l形架体结构。当然，根据需要，相机快装板3也采用可以包括六个板，本实施例仅为举例说明。
59.由此，整个全景拍摄设备，利用云台支架，可以将四个相机快速安装在云台支架上，通过四个专业的相机同时拍摄，将所拍摄内容可以通过后期拼接制作形成全景视频。同时，设备的顶板1与立柱2之间、顶板1与相机快装板3之间以及相机快装板3与相机之间均为可拆卸连接，可以实现快速拆卸，方便携带。因利用该云台支架可以安装专业相机，可以保证画面的分辨率以及高感光度能力和噪点控制力。同时在设置时使得相邻两个相机的鱼眼镜头的轴线之间夹角均为90
°
，每个相机按照垂直拍摄，所安装的鱼眼镜头的水平视角大于90
°
、垂直视角大于180
°
，并使得鱼眼镜头的轴线向上倾斜一定角度；使得每个鱼眼镜头只拍摄部分全景，其所拍摄画面边缘的畸变会相对较少，而且四个相机所拍画面在天顶部分能有更多的重合区域，并在水平方向也有较多的重合区域，在后期拼接时可以将舍弃掉画面的边缘畸变部分；不仅可以实现全景拍摄，画面视角较广，而且更利于后期拼接，保证了拼接效果，尤其可以用于拍摄制作适用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目。
60.利用该全景拍摄设备拍摄的全景视频可以满足如下条件：(1)后期处理后的视频，画面视角可达360
°×
330
°
，即可应用于数字球幕天象厅播放，也可应用于vr设备使用；(2)鱼眼视频画面分辨率不小于4096
×
4096，画面细节清晰；(3)选用高感光能力强的微单设备，可以有效的控制暗夜环境下的噪点，展示绚丽星空。进而可满足目前用于数字球幕天象厅的天文科普实拍节目的拍摄制作，制作的节目可以用于数字球幕天象厅播放。
61.以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。