CN103777644A

CN103777644A - 一种低空轨道型智能机器人摄像系统及其拍摄方法

Info

Publication number: CN103777644A
Application number: CN201210411012.4A
Authority: CN
Inventors: 刘建新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明公开一种低空轨道型智能机器人摄像系统及其拍摄方法，它包括控制系统和运动系统；控制系统三种运行模式分别为：二维任意运行方式、二维预置运行方式、二维模拟运行方式；运动系统包括两侧和中间有两大部分的槽钢型轨道，相互垂直90度安装。横向安装的槽钢型轨道上设置有移动小车，在小车上面安装有二轴或三轴云台，二轴或三轴云台上安装摄像机。摄像机连接控制系统；既能完成目前现有常规拍摄设备的一般功能，又能达到现有拍摄设备无法企及的拍摄效果；因为采用全电脑控制可在一个空间内做二维精确运动，提供了更为先进和更为精确的低空运动拍摄方式，达到了精美的拍摄效果，而且清晰度高，设计新颖，是一种全新的拍摄模式，利于推广和使用。

Description

一种低空轨道型智能机器人摄像系统及其拍摄方法

技术领域

本发明涉及摄影拍摄技术领域，具体地说，特别涉及到一种低空轨道型智能机器人摄像系统及其拍摄方法。

背景技术

在我们日常的生活中，经常会使用到摄像机，能将我们生活中美好的片段能完整记录下来，而不同的场景有不同的拍摄技巧，有夜景拍摄、雨景拍摄、建筑物拍摄、人像拍摄等，电影动态艺术拍摄同样是拍摄的一类，但都要遵循一定的原则，拍摄夜景主要是指夜晚户外灯光或自然光下的景物，拍摄时以灯光、火光、月光、霓虹灯、街道上穿梭汽车等为主要光源。而雨天是摄影者最不喜欢的天气，不论是在下大雨或下小雨，都很少人拿着照相机到外边拍摄景物，甚至有人认为雨天根本不能拍摄风光。建筑物拍摄主要目的是为了展示设计者在建筑规模上，外形结构上都有很成功的设计，反映现时期的建筑风格。而人像摄影当然主要是拍人啦，因此重点是表现人，即使景物再美也是陪衬。

在电视台的演播室或者大型户外竞技类电视节目中，目前我们在直播的时候，除了在地面安装几个固定的机位，再就是安装摇臂来进行拍摄，但是，空中的运动镜头和俯拍的镜头以及随演员或者被拍摄对象跟踪的镜头一直是一个空白。很多业内人士就提出，能不能有一台摄像机能在半空中随着演员一直跟着进行拍摄？而且，需要摄像机到达全场的任意一个角落。所以目前的拍摄存在着一定的局限性，无法完成高难度的拍摄画面，需要有专门的高科技拍摄设备来完成，尤其是在一个固定的立体空间，人们通常使用的摇臂等器材够不到，使用航拍在狭小的空间又施展不开，很大程度上满足不了摄像的要求。

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种低空轨道型智能机器人摄像系统，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低空轨道型智能机器人摄像系统及其拍摄方法，通过采用电动机和驱动器的配合来控制摄像机做前后，左右、俯仰、直线，弧线以及复杂的曲线运动，克服了传统拍摄器材技术上的不足，从而实现本发明的目的。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

所述的控制系统包括有三种运行模式分别为：二维任意运行方式、二维预置运行方式、二维模拟运行方式；

所述的运动系统包括相互垂直安装的两条槽钢型轨道、安装在槽钢型轨道上的移动小车、设置在移动小车上的二轴或三轴云台、安装在二轴或三轴云台上的摄像机、带动摄像机运行的电动机、控制电动机运行的电动机驱动器以及在运行过程中对电动机进行监测的编码器，所述的摄像机连接控制系统；

所述的控制系统内部设置有用于信息处理的计算机，所述计算机的输入端通过附件控制线分别连接控制键盘及摇杆，所述计算机的输出端通过CAN总线连接电动机驱动器，所述电动机驱动器能过电源线和电动机相连接，电动机的转动轴连接钢丝，通过两对钢丝的移动来调节移动小车的位置以及移动小车上摄像机的位置。

在本发明的一个实施例中，直方向上的槽钢型轨道上还设置有位于二轴或三轴云台上方的槽钢型轨道，所述钢丝连接槽钢型轨道，所述槽钢型轨道的两侧分别设置有耐磨转动轴，所述槽钢型轨道通过耐磨转动轴安装在垂直方向的槽钢型轨道上，所述横向安装的槽钢型轨道上还设有可在槽钢型轨道移动的移动平台，通过钢丝带动移动平台在槽钢型轨道上移动，所述二轴或三轴云台过移动小车安装在槽钢型轨道上。

在本发明的一个实施例中，所述电动机驱动器、电动机、编码器均成对设置，每对的数量为2个。

在本发明的一个实施例中，利用上述摄像系统的二维任意运行方式的拍摄方法为：在某一个二维空间，通过扳动摇杆方向，来控制移动小车移动，移动小车沿着X、Y轴做任意位置运动，当摇杆动作时，摇杆信号传给计算机，计算机经过计算得到的数据指令通过CAN总线分别传给二个电动机驱动器，最后再通过两个电动机驱动器控制相应的两个电动机的正反转和速度，以达到运动的结果。

利用所述低空轨道型智能机器人摄像系统的二维预置运行方式的拍摄方法，所述方法为：在某一个二维空间，首先计算好空间的X、Y轴的距离，在计算机界面输入X、Y的数据，标定摄像机原点位置，并在计算机界面画出摄像机在该空间运行的轨迹，该轨迹是以三维方式体现在计算机桌面上，画好轨迹后，运行计算机软件，计算机把经过计算的数据用CAN总线分别传输给两个电动机驱动器，两个电动机驱动器接收到数据后经过判断，来控制电动机的正反转和速度，同时速度检测编码器将检测到的速度和运行距离反馈到电动机驱动器作比较，进行有效的运行轨迹及速度控制。

所述的运动系统在启动和停止时采用阻尼运行方式，缓慢加速启动和缓慢减速停止。

一种利用所述一种低空轨道型智能机器人摄像系统的二维模拟运行方式的拍摄方法，其方法为：在某一个二维空间，无法确定摄像机运行轨迹时，可以预先使用所述的二维任意运行方式来控制摄像机，此时可以使用轨迹记录功能，首先记录一下原点位置，然后通过编码器每隔一段时间就记录一次摄像机在X、Y轴上的位置，该轨迹随着摄像机的运动，会随时显示在计算机界面，当确认轨迹符合要求时，把该轨迹存储下来，并将摄像机回原点，此时运行设备，摄像机就会按记录下来的轨迹运行。

本发明的有益效果在于：既能完成目前现有常规拍摄设备的一般功能，又能达到现有拍摄设备无法企及的拍摄效果；因为采用全电脑控制可在一个空间内做二维精确运动，提供了更为先进和更为精确的空中悬挂物体的运动拍摄方式，达到了精美的拍摄效果，而且清晰度高，设计新颖，是一种全新的拍摄模式，利于推广和使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为本发明所述的一种低空轨道型智能机器人摄像系统的结构图。

图2为本发明所述的一种低空轨道型智能机器人摄像系统的控制图。

图中100-控制系统， 110-计算机， 120-电动机驱动器， 130-电动机， 140-编码器，150-控制键盘，160-摇杆，200-运动系统，210-槽钢型轨道，220-槽钢型轨道，221-耐磨转动轴，230-二轴或三轴云台，240-摄像机，250-钢丝，270-移动小车。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2 所示，一种低空轨道型智能机器人摄像系统，它包括控制系100统和运动系统200；

所述的控制系统100包括有三种运行模式分别为：二维任意运行方式、二维预置运行方式、二维模拟运行方式；

所述的运动系统200包括两侧和中间有两大部分的槽钢型轨道，相互垂直90度安装，即垂直安装的槽钢型轨道210和横向安装的槽钢型轨道220；横向安装的槽钢型轨道220上设置有移动平台（小车）270，在移动平台270上安装有二轴或三轴云台230上的摄像机240，所述的摄像机240连接控制系统200；该控制系统200内部设置有用于信息处理的计算机110、所述的计算机100的输入端通过附件控制线分别连接控制键盘150及摇杆160，计算机110的输出端通过CAN总线连接电动机驱动器120，两个电动机驱动器120分别通过电源线和两个电动机130相连接，两个电动机130的转动轴连接两对钢丝250，通过钢丝250的移动来调节摄像机240的位置，编码器140会在运行过程中对电动机130进行监测，编码器140监测到的电动机130的速度和转动距离会通过编码器反馈线传输给电动机驱动器120。

在本发明的一个实施例中，钢丝250连接槽钢型轨道220，槽钢型轨道220的两侧分别设置有耐磨转动轴221，其中间部分安装有移动小车270，其中，电动机驱动器120、电动机130、编码器140均成对设置，每对的数量为2个，通过两个电动机驱动器120控制两台相对应的电动机130的运行。

本发明在拍摄时，其拍摄方法如下：

二维任意运行方式的拍摄方法为：在某一个二维空间，比如是电视台的演播室的屋顶，通过扳动摇杆160方向，来控制移动小车270移动，移动小车270沿着X、Y轴做任意位置运动；当摇杆160动作时，摇杆160发出的信号传给计算机110，计算机110经过计算处理后把得到数据指令通过CAN总线分别传输给两个电动机驱动器120，再由两个电动机驱动器120控制相对应设置的两个电动机130的正反转和速度，以达到小车以及摄像机移动的目的，从而达到理想的运动结果。其中，两个电动机驱动器可以分为多个速度档位控制两个电动机的运行，每个档位均可限制运动时的最高速。

本实施例的二维预置运行方式的拍摄方法为：在某一个二维空间，比如是电视台的演播室的屋顶，首先计算好空间的X、Y轴的距离，在计算机110界面输入X、Y的数据，标定摄像机240原点位置，并在计算机100界面画出摄像机240在该空间运行的轨迹，该轨迹是以三维方式体现在计算机100桌面上的，便于观察和修改，画好轨迹后，运行计算机软件，计算机100把经过计算的数据用CAN总线分别传输给两个电动机驱动器120，两个电动机驱动器120接收到数据后经过判断，来控制其各对应的两个电动机130的正反转和速度，同时，两个检测编码器将检测到的速度和运行距离反馈到电动机驱动器120作比较，进行有效的运行轨迹及速度控制。

上述运动系统200在启动和停止时采用阻尼运行方式，缓慢加速启动和缓慢减速停止。

另外，本发明的另一种拍摄方式，即二维模拟运行方式的拍摄方法为：在某一个二维空间，比如是电视台的演播室的屋顶，无法确定摄像机240运行轨迹时，可以预先使用所述的二维任意运行方式来控制摄像机240，这时可以使用轨迹记录功能，首先记录一下原点位置，然后通过编码器140每隔一段时间就记录一次摄像机240在X、Y轴上的位置，间隔时间越短，轨迹精度就越高，该轨迹随着摄像机240的运动，会随时显示在计算机110界面，当确认轨迹符合要求时，把该轨迹存储下来，并将摄像机240回原点，此时运行设备，摄像机240就会按记录下来的轨迹运行。如需要还可以把轨迹保存，以便再使用。

本发明可以为大多数的特殊场合，如演播室、直播间和室外竞技类节目、礼堂、颁奖典礼等现场，提供便利的拍摄条件。尤其是在一个空间做二维运动拍摄时，能实现目前现有拍摄设备所不能完成的技术瓶颈。因为既可以让摄像机停留在半空中进行高机位的定点俯拍，也可以任意运动到你想要拍摄的位置进行低空俯拍，还可以跟踪拍摄，在演员头顶旋转拍摄、倒退拍摄、向前运动拍摄等等多种拍摄方式。也就是说，本设备既能完成目前现有拍摄设备的一般功能，又能达到现有拍摄设备无法企及的拍摄效果。此外，还可以根据拍摄需要，可以自定拍摄功能，可做设备功能升级，为拍摄到来更大的创意空间。而且拍摄的清晰度高，操作非常的灵活。

本发明结构简单，使用方便，既能完成目前现有常规拍摄设备的一般功能，又能达到现有拍摄设备无法企及的拍摄效果；因为采用全电脑控制可在一个空间内做二维精确运动，提供了更为先进和更为精确的空中悬挂物体的运动拍摄方式，达到了精美的拍摄效果，而且清晰度高，设计新颖，是一种全新的拍摄模式，利于推广和使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种低空轨道型智能机器人摄像系统，它包括控制系统和运动系统；其特征在于：

2.根据权利要求1所述一种低空轨道型智能机器人摄像系统，其特征在于：所述横向安装的槽钢型轨道的两侧分别设置有耐磨转动轴，横向安装的所述槽钢型轨道通过耐磨转动轴安装在垂直方向的槽钢型轨道上，所述二轴或三轴云台通过移动小车安装在横向的槽钢型轨道上。

3.根据权利要求1所述一种低空轨道型智能机器人摄像系统，其特征在于：所述电动机驱动器、电动机、编码器均成对设置，每对的数量为2个。

4.一种利用权利要求1至3任意一项所述低空轨道型智能机器人摄像系统的二维任意运行方式的拍摄方法，其特征在于：其方法为：在某一个二维空间，通过扳动摇杆方向，来控制移动小车移动，移动小车沿着X、Y轴做任意位置运动，当摇杆动作时，摇杆信号传给计算机，计算机经过计算得到的数据指令通过CAN总线分别传给二个电动机驱动器，最后再通过两个电动机驱动器控制相应的两个电动机的正反转和速度，以达到运动的结果。

5.一种利用权利要求1至3任意一项所述低空轨道型智能机器人摄像系统的二维预置运行方式的拍摄方法，其特征在于：所述方法为：在某一个二维空间，首先计算好空间的X、Y轴的距离，在计算机界面输入X、Y的数据，标定摄像机原点位置，并在计算机界面画出摄像机在该空间运行的轨迹，该轨迹是以三维方式体现在计算机桌面上，画好轨迹后，运行计算机软件，计算机把经过计算的数据用CAN总线分别传输给两个电动机驱动器，两个电动机驱动器接收到数据后经过判断，来控制电动机的正反转和速度，同时速度检测编码器将检测到的速度和运行距离反馈到电动机驱动器作比较，进行有效的运行轨迹及速度控制。

6.根据权利要求6所述二维预置运行方式的拍摄方法，其特征在于：所述的运动系统在启动和停止时采用阻尼运行方式，缓慢加速启动和缓慢减速停止。

7.一种利用权利要求1至3任意一项所述一种低空轨道型智能机器人摄像系统的二维模拟运行方式的拍摄方法，其特征在于：其方法为：在某一个二维空间，无法确定摄像机运行轨迹时，可以预先使用所述的二维任意运行方式来控制摄像机，此时可以使用轨迹记录功能，首先记录一下原点位置，然后通过编码器每隔一段时间就记录一次摄像机在X、Y轴上的位置，该轨迹随着摄像机的运动，会随时显示在计算机界面，当确认轨迹符合要求时，把该轨迹存储下来，并将摄像机回原点，此时运行设备，摄像机就会按记录下来的轨迹运行。