2024年4月28日发(作者：伍和雅)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
CN 112672135 A
(43)申请公布日
2021.04.16
(21)申请号 2.5
(22)申请日 2019.10.15
(71)申请人 郑州大学
地址 450000 河南省郑州市高新区科学大
道100号
申请人 合肥立木科技有限责任公司
(72)发明人 马竞 唐英豪 方军 卫洪涛
王利霞 李倩
(51).
H04N
13/239
(2018.01)
H04N
13/296
(2018.01)
H04N
13/332
(2018.01)
H04N
13/366
(2018.01)
H04N
13/398
(2018.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视
频直播装置
(57)摘要
本发明公开了一种基于5G远程控制技术的
双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR视频
采集装置、三自由度转动机构、头戴式VR播放器；
所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中
空结构，圆柱体中空结构内固定两个摄像头、电
池仓、视频采集芯片、舵机控制板、5G通信模块，
圆柱体中空结构下部预留预留固定螺孔和排线
孔，排线孔用于穿过舵机控制排线。双摄像头VR
视频采集装置固定在三自由度转动机构上，三自
由度转动机构由三个舵机组合，位于最底部的舵
机连接有固定板，预留固定螺孔；头戴式VR播放
器内置陀螺仪与5G通信模块，陀螺仪通过测量重
力与角速度计算头戴式VR播放器的动作参数，并
通过5G通信模块与双摄像头VR视频采集装置通
信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构使
双摄像头VR视频采集装置同步转动，并接收两个
摄像头采集的视频数据生成VR图像。该装置利用
较少的摄像头数目，以较低的成本实现实时VR视
频直播，设备小巧便携，结构简单。
C
N
1
1
2
6
7
2
1
3
5
A
CN 112672135 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.本发明公开了一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头
VR视频采集装置(1)、三自由度转动机构(4)、头戴式VR播放器(2)；所述双摄像头VR视频采
集装置(1)外壳为圆柱体中空结构，内固定两个摄像头(8)、电池仓(9)、视频采集芯片(10)、
舵机控制板(11)、5G通信模块(12)，圆柱体中空结构(3)下部预留固定螺孔(13)和排线孔
(14)，排线孔(14)用于穿过舵机控制排线；双摄像头VR视频采集装置(1)固定在三自由度转
动机构(4)上，三自由度转动机构(4)由三个舵机(5)组合，位于最底部的舵机(5)连接有固
定板(6)，预留固定螺孔(7)；头戴式VR播放器(2)内置陀螺仪(15)与5G通信模块(16)，陀螺
仪(15)通过测量重力与角速度计算头戴式VR播放器(2)的动作参数，并通过5G通信模块
(16)与双摄像头VR视频采集装置(1)通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构(4)使
双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动，并接收两个摄像头(8)采集的视频数据生成VR图
像。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，其特
征在于：所述实现VR实时直播，通过采集头戴式VR播放器(2)的动作参数，利用通过5G通信
模块(16)远程控制三自由度转动机构(4)使双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动实现。
3.根据权利要求1所述的双摄像头VR视频采集装置(1)，其特征在于：外壳为圆柱体中
空结构(3)，固定在三自由度转动机构(4)上。圆柱体中空结构(3)内固定两个摄像头(8)、电
池仓(9)、视频采集芯片(10)、舵机控制板(11)、5G通信模块(12)，圆柱体中空结构(3)预留
固定螺孔(13)和排线孔(14)，用于穿过舵机控制排线。
4.根据权利要求1所述三自由度转动机构(4)，其特征在于：由三个舵机(5)组合，位于
最底部的舵机(5)连接有固定板(6)，预留固定螺孔(7)。
5.根据权利要求1所述头戴式VR播放器(2)，其特征在于：内置陀螺仪(15)与5G通信模
块(16)，陀螺仪(15)通过测量重力与角速度计算头戴式VR播放器(2)的动作参数，并通过5G
通信模块(16)与双摄像头VR视频采集装置(1)通信发送控制指令，远程调动三自由度转动
机构(4)使双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动，并接收摄像头(8)采集的视频数据。
2
CN 112672135 A
说 明 书
1/3页
一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置
技术领域
[0001]
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种VR视频直播装置，特别是涉及一种基于
5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置。
背景技术
[0002]
VR是Virtual Reality的缩写，利用特定全景拍摄器或设备以及软件系统，可将现
在常见的二维平面直播升级为VR全景直播模式。观看视角不再拘泥于固定的屏幕方框内，
随着视角的变化而变化，给人带来一种沉浸式视觉体验，让视频内容有了一种全新的展现
形式。
[0003]
目前市场上已具有VR全场景摄像机直播方案，其视频采集装置为六个摄像头组
合。现有技术虽然在录制VR全场景视频方面具有优势，但摄像头数目多，成本高昂，后期图
像处理复杂，计算资源耗费量大，设备体积和重量较大。六摄像头方案带来的耗电问题与本
身的大小问题，让其在作为便携式直播设备的应用和低成本家用设备上难以得到广泛应
用。
[0004]
随着5G网络技术的发展，其高速低延时的特征使低成本VR视频直播成为可能，并
将在VR网络直播、VR视频电话、远程教学、远程操控等领域发挥广泛作用。与全场景VR视频
录制不同，VR视频直播并不需要后期合成全场景视频，仅需要采集端双摄像头分别采集图
像，生成双目3D图像，并让双摄像头VR视频采集装置随着用户头部转动改变摄像头视角即
可。
发明内容
[0005]
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种结构简单、易于携带、
且可以实现VR视频实时传输的双摄像头VR直播装置。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0007]
一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR视频采集
装置、三自由度转动机构、头戴式VR播放器。通过采集头戴式VR播放器的动作参数，利用通
过5G通信模块远程控制三自由度转动机构使双摄像头VR视频采集装置同步转动，实现VR实
时直播。
[0008]
进一步的，所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中空结构，固定在三自由
度转动机构上，圆柱体中空结构内固定两个摄像头、电池仓、视频采集芯片、舵机控制板、5G
通信模块，圆柱体中空结构下部预留固定螺孔和排线孔，排线孔用于穿过舵机控制排线。
[0009]
进一步的，所述三自由度转动机构由三个舵机组合，位于最底部的舵机连接有固
定板，预留固定螺孔。
[0010]
进一步的，头戴式VR播放器内置陀螺仪与5G通信模块，陀螺仪通过测量重力与角
速度计算头戴式VR播放器的动作参数，并通过5G通信模块与双摄像头VR视频采集装置通信
发送控制指令，远程调动三自由度转动机构使双摄像头VR视频采集装置同步转动，并接收
3
CN 112672135 A
说 明 书
2/3页
摄像头采集的视频数据，生成VR图像。
[0011]
本发明的有益效果为：
[0012]
1.本发明提出的VR视频直播装置并不需要在各个方向设置多个摄像头来采集计
算出全场景视频，仅需要双摄像头分别采集图像，生成双目3D图像。相对于现有VR全场景视
频录制设备，其摄像头数目少，图像处理成本更低。
[0013]
2.利用陀螺仪捕捉头戴式VR播放器的动作，利用高速低延时的5G网络传输控制信
号到采集端，从而实现双摄像头VR视频采集装置随着用户头部转动实时转动的效果，可以
满足随着视角的变化而变化的沉浸式视觉体验。
[0014]
3.图像采集设备结构简单、轻盈、便携，可安装在头盔、无人机、三脚架、桌面等装
置上，更加有利于家用和旅行使用。
附图说明
[0015]
图1为本发明提出的一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置示意
图；
[0016]
图2为本发明提出的双摄像头VR视频采集装置结构(透视)示意图。
[0017]
图中：1双摄像头VR视频采集装置、2头戴式VR播放器、3圆柱体中空结构外壳、4三
自由度转动机构、5舵机、6固定板、7固定螺孔、8摄像头、9电池仓、10视频采集芯片、11舵机
控制板、125G通信模块、13固定螺孔、14排线孔、15陀螺仪、165G通信模块、17绑带。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]
参照图1，一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR
视频采集装置1、三自由度转动机构4、头戴式VR播放器2。通过捕捉头戴式VR播放器2的动作
信息，利用5G网络远程控制双摄像头VR视频采集装置1随头部转动，从而实时VR视频直播。
[0020]
参照图1-2，头戴式VR播放器2内置陀螺仪15与5G通信模块16，陀螺仪15通过测量
重力与角速度计算头戴式VR播放器2的动作参数，并通过5G通信模块16与双摄像头VR视频
采集装置1通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构4使双摄像头VR视频采集装置1
同步转动，并接收摄像头8采集的视频数据。
[0021]
参照图2，所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中空结构3，利用固定螺孔
13固定在三自由度转动机构4上，三自由度转动机构4由三个舵机5组合；圆柱体中空结构3
内固定两个摄像头8、电池仓9、视频采集芯片10、舵机控制板11、5G通信模块12，圆柱体中空
结构3下部预留固定螺孔13和排线孔14，排线孔14用于穿过舵机控制排线。
[0022]
参照图2，位于最底部的舵机5连接有固定板6，预留固定螺孔7，可用于固定在头
盔、无人机、三脚架或桌面上。
[0023]
工作原理：使用时，视频采集端人员将双摄像头VR视频采集装置1固定在头盔、无
人机、三脚架或桌面上，打开5G通信模块12远程连接头戴式VR播放器2。收看人员将头戴式
VR播放器2戴在头部，通过5G通信模块16接收图像，当收看人员头部转动时，陀螺仪15通过
测量重力与角速度计算头戴式VR播放器2的动作参数，并通过5G通信模块16向双摄像头VR
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CN 112672135 A
说 明 书
3/3页
视频采集装置1通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构4使双摄像头VR视频采集装
置1同步转动，整个工作过程利用了5G网络高速低延时的特性，使收看人员接收到的VR画面
随着视角的变化而实时变化，从而实现沉浸式视觉体验。
[0024]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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CN 112672135 A
说 明 书 附 图
1/1页
图1
图2
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2024年4月28日发(作者：伍和雅)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
CN 112672135 A
(43)申请公布日
2021.04.16
(21)申请号 2.5
(22)申请日 2019.10.15
(71)申请人 郑州大学
地址 450000 河南省郑州市高新区科学大
道100号
申请人 合肥立木科技有限责任公司
(72)发明人 马竞 唐英豪 方军 卫洪涛
王利霞 李倩
(51).
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(2018.01)
H04N
13/296
(2018.01)
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13/332
(2018.01)
H04N
13/366
(2018.01)
H04N
13/398
(2018.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视
频直播装置
(57)摘要
本发明公开了一种基于5G远程控制技术的
双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR视频
采集装置、三自由度转动机构、头戴式VR播放器；
所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中
空结构，圆柱体中空结构内固定两个摄像头、电
池仓、视频采集芯片、舵机控制板、5G通信模块，
圆柱体中空结构下部预留预留固定螺孔和排线
孔，排线孔用于穿过舵机控制排线。双摄像头VR
视频采集装置固定在三自由度转动机构上，三自
由度转动机构由三个舵机组合，位于最底部的舵
机连接有固定板，预留固定螺孔；头戴式VR播放
器内置陀螺仪与5G通信模块，陀螺仪通过测量重
力与角速度计算头戴式VR播放器的动作参数，并
通过5G通信模块与双摄像头VR视频采集装置通
信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构使
双摄像头VR视频采集装置同步转动，并接收两个
摄像头采集的视频数据生成VR图像。该装置利用
较少的摄像头数目，以较低的成本实现实时VR视
频直播，设备小巧便携，结构简单。
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权 利 要 求 书
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1.本发明公开了一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头
VR视频采集装置(1)、三自由度转动机构(4)、头戴式VR播放器(2)；所述双摄像头VR视频采
集装置(1)外壳为圆柱体中空结构，内固定两个摄像头(8)、电池仓(9)、视频采集芯片(10)、
舵机控制板(11)、5G通信模块(12)，圆柱体中空结构(3)下部预留固定螺孔(13)和排线孔
(14)，排线孔(14)用于穿过舵机控制排线；双摄像头VR视频采集装置(1)固定在三自由度转
动机构(4)上，三自由度转动机构(4)由三个舵机(5)组合，位于最底部的舵机(5)连接有固
定板(6)，预留固定螺孔(7)；头戴式VR播放器(2)内置陀螺仪(15)与5G通信模块(16)，陀螺
仪(15)通过测量重力与角速度计算头戴式VR播放器(2)的动作参数，并通过5G通信模块
(16)与双摄像头VR视频采集装置(1)通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构(4)使
双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动，并接收两个摄像头(8)采集的视频数据生成VR图
像。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，其特
征在于：所述实现VR实时直播，通过采集头戴式VR播放器(2)的动作参数，利用通过5G通信
模块(16)远程控制三自由度转动机构(4)使双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动实现。
3.根据权利要求1所述的双摄像头VR视频采集装置(1)，其特征在于：外壳为圆柱体中
空结构(3)，固定在三自由度转动机构(4)上。圆柱体中空结构(3)内固定两个摄像头(8)、电
池仓(9)、视频采集芯片(10)、舵机控制板(11)、5G通信模块(12)，圆柱体中空结构(3)预留
固定螺孔(13)和排线孔(14)，用于穿过舵机控制排线。
4.根据权利要求1所述三自由度转动机构(4)，其特征在于：由三个舵机(5)组合，位于
最底部的舵机(5)连接有固定板(6)，预留固定螺孔(7)。
5.根据权利要求1所述头戴式VR播放器(2)，其特征在于：内置陀螺仪(15)与5G通信模
块(16)，陀螺仪(15)通过测量重力与角速度计算头戴式VR播放器(2)的动作参数，并通过5G
通信模块(16)与双摄像头VR视频采集装置(1)通信发送控制指令，远程调动三自由度转动
机构(4)使双摄像头VR视频采集装置(1)同步转动，并接收摄像头(8)采集的视频数据。
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说 明 书
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一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置
技术领域
[0001]
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种VR视频直播装置，特别是涉及一种基于
5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置。
背景技术
[0002]
VR是Virtual Reality的缩写，利用特定全景拍摄器或设备以及软件系统，可将现
在常见的二维平面直播升级为VR全景直播模式。观看视角不再拘泥于固定的屏幕方框内，
随着视角的变化而变化，给人带来一种沉浸式视觉体验，让视频内容有了一种全新的展现
形式。
[0003]
目前市场上已具有VR全场景摄像机直播方案，其视频采集装置为六个摄像头组
合。现有技术虽然在录制VR全场景视频方面具有优势，但摄像头数目多，成本高昂，后期图
像处理复杂，计算资源耗费量大，设备体积和重量较大。六摄像头方案带来的耗电问题与本
身的大小问题，让其在作为便携式直播设备的应用和低成本家用设备上难以得到广泛应
用。
[0004]
随着5G网络技术的发展，其高速低延时的特征使低成本VR视频直播成为可能，并
将在VR网络直播、VR视频电话、远程教学、远程操控等领域发挥广泛作用。与全场景VR视频
录制不同，VR视频直播并不需要后期合成全场景视频，仅需要采集端双摄像头分别采集图
像，生成双目3D图像，并让双摄像头VR视频采集装置随着用户头部转动改变摄像头视角即
可。
发明内容
[0005]
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种结构简单、易于携带、
且可以实现VR视频实时传输的双摄像头VR直播装置。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0007]
一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR视频采集
装置、三自由度转动机构、头戴式VR播放器。通过采集头戴式VR播放器的动作参数，利用通
过5G通信模块远程控制三自由度转动机构使双摄像头VR视频采集装置同步转动，实现VR实
时直播。
[0008]
进一步的，所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中空结构，固定在三自由
度转动机构上，圆柱体中空结构内固定两个摄像头、电池仓、视频采集芯片、舵机控制板、5G
通信模块，圆柱体中空结构下部预留固定螺孔和排线孔，排线孔用于穿过舵机控制排线。
[0009]
进一步的，所述三自由度转动机构由三个舵机组合，位于最底部的舵机连接有固
定板，预留固定螺孔。
[0010]
进一步的，头戴式VR播放器内置陀螺仪与5G通信模块，陀螺仪通过测量重力与角
速度计算头戴式VR播放器的动作参数，并通过5G通信模块与双摄像头VR视频采集装置通信
发送控制指令，远程调动三自由度转动机构使双摄像头VR视频采集装置同步转动，并接收
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说 明 书
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摄像头采集的视频数据，生成VR图像。
[0011]
本发明的有益效果为：
[0012]
1.本发明提出的VR视频直播装置并不需要在各个方向设置多个摄像头来采集计
算出全场景视频，仅需要双摄像头分别采集图像，生成双目3D图像。相对于现有VR全场景视
频录制设备，其摄像头数目少，图像处理成本更低。
[0013]
2.利用陀螺仪捕捉头戴式VR播放器的动作，利用高速低延时的5G网络传输控制信
号到采集端，从而实现双摄像头VR视频采集装置随着用户头部转动实时转动的效果，可以
满足随着视角的变化而变化的沉浸式视觉体验。
[0014]
3.图像采集设备结构简单、轻盈、便携，可安装在头盔、无人机、三脚架、桌面等装
置上，更加有利于家用和旅行使用。
附图说明
[0015]
图1为本发明提出的一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置示意
图；
[0016]
图2为本发明提出的双摄像头VR视频采集装置结构(透视)示意图。
[0017]
图中：1双摄像头VR视频采集装置、2头戴式VR播放器、3圆柱体中空结构外壳、4三
自由度转动机构、5舵机、6固定板、7固定螺孔、8摄像头、9电池仓、10视频采集芯片、11舵机
控制板、125G通信模块、13固定螺孔、14排线孔、15陀螺仪、165G通信模块、17绑带。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]
参照图1，一种基于5G远程控制技术的双摄像头VR视频直播装置，包括双摄像头VR
视频采集装置1、三自由度转动机构4、头戴式VR播放器2。通过捕捉头戴式VR播放器2的动作
信息，利用5G网络远程控制双摄像头VR视频采集装置1随头部转动，从而实时VR视频直播。
[0020]
参照图1-2，头戴式VR播放器2内置陀螺仪15与5G通信模块16，陀螺仪15通过测量
重力与角速度计算头戴式VR播放器2的动作参数，并通过5G通信模块16与双摄像头VR视频
采集装置1通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构4使双摄像头VR视频采集装置1
同步转动，并接收摄像头8采集的视频数据。
[0021]
参照图2，所述双摄像头VR视频采集装置外壳为圆柱体中空结构3，利用固定螺孔
13固定在三自由度转动机构4上，三自由度转动机构4由三个舵机5组合；圆柱体中空结构3
内固定两个摄像头8、电池仓9、视频采集芯片10、舵机控制板11、5G通信模块12，圆柱体中空
结构3下部预留固定螺孔13和排线孔14，排线孔14用于穿过舵机控制排线。
[0022]
参照图2，位于最底部的舵机5连接有固定板6，预留固定螺孔7，可用于固定在头
盔、无人机、三脚架或桌面上。
[0023]
工作原理：使用时，视频采集端人员将双摄像头VR视频采集装置1固定在头盔、无
人机、三脚架或桌面上，打开5G通信模块12远程连接头戴式VR播放器2。收看人员将头戴式
VR播放器2戴在头部，通过5G通信模块16接收图像，当收看人员头部转动时，陀螺仪15通过
测量重力与角速度计算头戴式VR播放器2的动作参数，并通过5G通信模块16向双摄像头VR
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说 明 书
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视频采集装置1通信发送控制指令，远程调动三自由度转动机构4使双摄像头VR视频采集装
置1同步转动，整个工作过程利用了5G网络高速低延时的特性，使收看人员接收到的VR画面
随着视角的变化而实时变化，从而实现沉浸式视觉体验。
[0024]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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说 明 书 附 图
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