1 運動(dòng)相機系統介紹

 

相比于傳統的數碼相機，運動(dòng)相機采用電子防抖的方式，在實(shí)際拍攝時(shí)只有部分的畫(huà)面，通過(guò)內置陀螺儀和加速度計對攝像機抖動(dòng)方向進(jìn)行模糊判斷，利用處理器的資源進(jìn)行計算、并對剩下的畫(huà)面進(jìn)行補充，從而產(chǎn)生防抖的效果。隨著(zhù)處理器的不斷發(fā)展，電子防抖由于其成本的優(yōu)勢，成為了運動(dòng)相機的主流防抖方式。

 

詳細的運動(dòng)相機系統框圖如下：

 

 

信號鏈部分，麥克風(fēng)和鏡頭模組采集音視頻信號，通過(guò)相應的編解碼器后送入MCU進(jìn)行處理，采用用戶(hù)自定義的防抖的算法，最終將清晰的視頻還原出來(lái)。

 

音頻編解碼器設備的主要組件是模數轉換器（ADC），數模轉換器（DAC）和數據接口總線(xiàn)，用于在編解碼器和微控制器（ MCU）或DSP。隨著(zhù)便攜式應用程序中系統復雜度的增加和尺寸的減小，功能集成成為設計人員的一種有吸引力的選擇。用戶(hù)可以使用I2C™或SPI™通信協(xié)議進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)配置音頻編解碼器的相關(guān)寄存器。該器件可以在嘈雜的環(huán)境中從低電平遠場(chǎng)信號中提取清晰的語(yǔ)音/多麥克風(fēng)陣列?？赡苓€需要一些邏輯器件如電平轉換器件來(lái)匹配Flash或者外設接口與處理器之間的電平不兼容的問(wèn)題。

 

電源軌部分，通常是5V的USB接口，經(jīng)過(guò)充電芯片為系統供電/鋰電池進(jìn)行充電。當沒(méi)有外接外部供電時(shí)，電池會(huì )經(jīng)過(guò)高效率的DC-DC芯片為系統提供電能。為了保證畫(huà)質(zhì)的穩定以及MCU的性能，通常采用具有低噪聲的LDO對鏡頭模組以及MCU的時(shí)鐘供電。

 

動(dòng)相機系統中。電池的節數大都是在1節。隨著(zhù)人們對于高品質(zhì)視頻的追求，在畫(huà)質(zhì)以及幀數提升的同時(shí)，處理器的功耗也會(huì )隨之不斷增加。TI的充電芯片還可以提電源路徑管理的功能，可以靈活的配置充電過(guò)程中電源輸入、電池與系統負載之間的關(guān)系，還可以通過(guò)JEFET根據實(shí)際溫度調節合適的充電電流。高效率的供電方案可以減小系統的體積并且延長(cháng)使用時(shí)長(cháng)，也降低了開(kāi)發(fā)者的設計難度。

 

運動(dòng)相機對芯片的封裝和功耗有嚴格的要求。TI的產(chǎn)品非常的豐富，這里簡(jiǎn)單推薦幾款I(lǐng)C，關(guān)心的指標主要是功耗和封裝。

 

運動(dòng)相機方案匯總

 

 

1.2 手持穩定器系統介紹

         

手持穩定器又稱(chēng)手持云臺，是無(wú)人機云臺的衍生品，將無(wú)人機上運用的自動(dòng)穩定協(xié)調系統的技術(shù)運用轉移到手機（或相機）拍攝上，是一種高科技的便攜式移動(dòng)攝影器材。相對于傳統的斯坦尼康式機械穩定器，手持云臺這種電子穩定器極大的簡(jiǎn)化了拍攝者的拍攝難度。該裝置內置的陀螺儀傳感器檢測到三軸抖動(dòng)的位置和方向后，通過(guò)MCU處理這些數據并且驅動(dòng)俯仰軸，橫滾軸以及航向軸的三個(gè)電機，通過(guò)轉動(dòng)來(lái)產(chǎn)生與我們手部抖動(dòng)相反的作用力，從而抵消畫(huà)面的震動(dòng)，實(shí)現拍攝視頻的穩定性。

 

詳細的手持穩定器系統框圖如下：

 

 

手持穩定器方面對芯片的封裝和功耗也有嚴格的要求。如下是TI在手持穩定器方面解決方案匯總。

 

手持穩定器方案匯總

 

       

電源軌部分，一般通過(guò)USB接口，采用充電芯片為系統供電/鋰電池進(jìn)行充電?？紤]到云臺無(wú)刷電機驅動(dòng)的效率，通常會(huì )采用多節鋰電池為電機驅動(dòng)供電，較高的母線(xiàn)電壓還可以降低主回路中的電流，減少不必要的線(xiàn)損。此外，為了保證系統的性能和待機時(shí)長(cháng)，還需要采用高效的降壓芯片為處理器進(jìn)行供電，以及低噪聲的LDO為處理器的時(shí)鐘提供基準。

 

信號鏈部分：通過(guò)兩個(gè)線(xiàn)性霍爾傳感器檢測無(wú)刷直流電機位置的偏移，處理器將檢測到三軸抖動(dòng)的位置和方向的偏移量，執行相應的算法。通過(guò)驅動(dòng)芯片來(lái)驅動(dòng)無(wú)刷電機補償該偏移量，最終實(shí)現視頻的穩定拍攝。

 

針對相機應用，TI網(wǎng)站還有非常豐富的設計方案可供參考，包括產(chǎn)品框圖、參考設計、熱門(mén)產(chǎn)品等等。

 

 

 

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