CN103809603A - 一种云台的控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台的控制方法和设备，其主要内容包括：获取了待采集对象的全景图信息，意味着获取了云台水平转动范围内以及垂直转动范围内的所有图像信息，这样从获取的图像信息中选择一个图像区域，将能够快速的确定控制云台的水平转动参数和垂直转动参数，提高了对云台姿态改变的速率；结合控制云台的变倍参数快速得到该区域内的图像信息，实现了云台转动和云台控制镜头变倍之间的协调一致性，增加了云台控制的灵活性。

Description

一种云台的控制方法和设备

技术领域

本发明涉及图像信息采集领域，尤其涉及一种云台的控制方法和设备。

背景技术

云台是安装、固定在摄像设备上的一种支撑设备，通过控制云台确定采集图像信息的范围，其中，云台分为固定云台和电动云台两种。固定云台适用于图像采集范围较小的情况下，采集到的图像信息数量较少；电动云台适用于对较大范围内的图像信息进行扫描和采集，采集到的图像信息数量较多。

所述电动云台由两台电机控制，一台电机控制云台的水平运动，另一台电机控制云台的垂直运动，分别接收来自摄像设备控制器的控制指令控制云台的运动。此外，摄像设备上还有用于控制摄像镜头聚焦的电机，用来接收摄像设备控制器的控制指令调整摄像镜头的焦点和焦距，实现对采集图像画面变倍调整。

具体地，如图1所示，为控制云台获取图像信息的流程示意图，具体包括：

第一步：用户确定待采集的图像信息，通过摄像设备的用户界面输入控制云台的控制指令，并将该控制指令传送给云台控制模块。

其中，所述控制指令中包含了云台转动的角度信息。

第二步：云台控制模块对接收到的控制指令进行解析，得到云台需要转动的角度信息，并将该角度信息发送给云台电机控制模块。

其中，所述云台转动的角度信息包括：水平转动的参数和垂直转动参数。

第三步：云台电机控制模块将接收到的所述角度信息转化成电机可识别的脉冲信号，控制水平电机和垂直电机通过齿轮或者皮带等机械传送装置，使得云台按照控制指令进行运行。

具体地，云台电机控制模块利用脉冲编码调制将所述角度信息转化成电机可识别的步进信息，并将步进信息转化成脉冲信号，以便电机识别并工作。

第四步：用户通过摄像设备的用户界面输入控制云台的控制指令，并将该控制指令传送给云台控制模块。

其中，所述控制指令中包含了镜头变倍参数信息。

第五步：根据云台运行角度和镜头变倍参数调整镜头获取需要的图像信息，并显示。

由此可见，在采集需要的图像信息时，需要向云台发送至少两条控制指令，分别控制与云台转动相关的电机，这样使得摄像设备的镜头对准图像获取对象，采集到需要的图像信息。

在现有技术中，向云台发送的控制指令的方式一般是通过不同的按钮进行的，例如：方位按钮和变倍按钮，当用户点击方位按钮时，视为发出携带方位参数的控制指令；当用户点击变倍按钮时，视为发出携带变倍参数的控制指令；或者，通过触发监控的图像信息，确定云台转动的方位参数和镜头变倍参数。

在实际应用中，需要触发方位按钮和变倍按钮才能获取到需要的图像信息，但是，由于在对方位按钮进行操作时，不能快速准确的定位图像的方位信息，将导致对方位按钮的操作时间过长，效率较低；由于方位按钮和变倍按钮分属于不同的按钮，因此，在进行操作时二者之间的协调性较差将导致采集的图像信息质量不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种云台的控制方法和设备，用于解决现有技术中触发方位按钮不能快速准确的定位图像的方位信息，导致对方位按钮的操作时间过长，效率较低，以及触发方位按钮和变倍按钮进行操作时二者之间的协调性较差导致采集的图像信息质量不高的问题。

一种云台的控制方法，所述方法包括：

获取待采集对象的全景图信息；

在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息；

根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息；

利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

一种云台的控制设备，所述设备包括：

抓取模块，用于获取待采集对象的全景图信息；

确定模块，用于在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息；

计算模块，用于根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息；

控制模块，用于利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

本发明有益效果如下：

本发明实施例获取了待采集对象的全景图信息，意味着获取了云台水平转动范围内以及垂直转动范围内的所有图像信息，这样从获取的图像信息中选择一个图像区域，将能够快速的确定控制云台的水平转动参数和垂直转动参数，提高了对云台姿态改变的速率；结合控制云台的变倍参数快速得到该区域内的图像信息，实现了云台转动和云台控制镜头变倍之间的协调一致性，增加了云台控制的灵活性。

附图说明

图1为控制云台获取图像信息的流程示意图；

图2为本发明实施例一的一种云台的控制方法的流程图；

图3（a）为通过分片方式获取的不同角度的图像信息的示意图；

图3（b）为通过整合得到的全景图信息的示意图；

图4为选择区域的中心坐标信息和区域面积信息的示意图；

图5为生成的包含有预置点的线路图；

图6为本发明实施例二的一种云台的控制设备的结构示意图；

图7为摄像设备中显示界面的结构示意图。

具体实施方式

为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种云台的控制方法和设备，通过获取待采集对象的全景图信息，并在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息，根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息，利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

与现有技术相比，获取了待采集对象的全景图信息，意味着获取了云台水平转动范围内以及垂直转动范围内的所有图像信息，这样从获取的图像信息中选择一个图像区域，将能够快速的确定控制云台的水平转动参数和垂直转动参数，提高了对云台姿态改变的速率；结合控制云台的变倍参数快速得到该区域内的图像信息，实现了云台转动和云台控制镜头变倍之间的协调一致性，增加了云台控制的灵活性。

下面结合说明书附图对本发明各实施例进行详细描述。

实施例一：

如图2所示，为本发明实施例一的一种云台的控制方法的流程图，所述方法包括：

步骤101：获取待采集对象的全景图信息。

在步骤101中，在确定待采集对象后，向云台控制器发出采集该范围内全景图信息的指令，获取该待采集对象的全景图信息，具体包括：

首先，确定云台的水平转动的最大值和最小值，以及垂直转动的最大值和最小值。

具体地，云台水平转动的最大值为360°，水平转动的最小值为0°；云台垂直转动的最大值为90°，垂直转动的最小值为0°。

其次，控制云台运行，并将云台运行过程中途经的图像信息进行采集，其中，所述云台运行的范围为：从水平转动的最小值至水平转动的最大值，以及从垂直转动的最小值至垂直转动的最大值。

具体地，启动云台运行，云台按照设定的速度，在镜头默认的焦距上转动采集不同角度的图像信息。

所述镜头默认的焦距是指启动摄像设备时预先设定的镜头获取图像的焦距。一般预先设置的镜头的焦距较小，进而获取的图像信息较多，但是图像质量较模糊。

最后，将采集到的图像信息进行整合，得到待采集对象的全景图信息。

具体地，将得到的全景图信息传送至用户界面显示，在显示的过程中确定全景图的宽度值和高度值，并存储在本地。

较优地，在获取图像信息时，可以采用分片抓取图像的方式，在同一位置，分别调整云台的水平转动角度和/或垂直转动角度，从不同角度获取不同的图像信息，并将得到的图像信息按照获取的角度进行存储。

最后利用图像配准技术，将获取的不同角度的图形信息进行拼接得到该区域内的全景图信息，压缩保存在本地。

如图3（a）所示，为通过分片方式获取的不同角度的图像信息的示意图；如图3（b）所示，为通过整合得到的全景图信息的示意图。

步骤102：在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

在步骤102中，在获取的全景图信息中选择一个区域，可以通过以下方式实现：

方式一：针对显示界面中显示的全景图，触发该全景图的一个区域，视为在全景图信息中选择一个区域；

方式二：针对显示界面中显示的全景图，使用其他外部设备（例如：鼠标、手写笔）在全景图中圈选定位一个区域，视为在全景图信息中选择一个区域。

根据选择的该区域，确定该区域的坐标信息，并得到该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

当选择的区域是方形时，可以是矩形或者正方形，确定该区域的四个顶点的坐标信息，根据该区域四个顶点的坐标信息得到该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

如图4所示，为选择区域的中心坐标信息和区域面积信息的示意图。其中，四个顶点的坐标信息为（114，59）、（242，59）、（242，148）和（114，148），得到的中心坐标信息为（178，104），以及区域面积信息为128*89=11392。

需要说明的是，不管选择区域的形状是什么，都可以根据现有的几何知识确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息，这里不再做具体的描述。

步骤103：根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息。

在步骤103中，所述控制云台的参数信息包括但不限于：垂直转动参数、水平转动参数和变倍参数。

当控制云台的参数信息为垂直转动参数时，根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到垂直转动参数。

具体地，利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述垂直转动参数Pan：

pan=K_p*Y；

其中，pan表示控制云台的垂直转动参数，Y表示中心坐标信息中的垂直坐标信息，K_p表示云台垂直转动的最大值与所述全景图高度之比。

需要说明的是，所述云台垂直转动的最大值可以是角度值，也可以是利用角度值转换得到的高度值。

当控制云台的参数信息为水平转动参数时，根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到水平转动参数。

具体地，利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述水平转动参数tilt：

tilt=K_t*X；

其中，tilt表示控制云台的水平转动参数，X表示中心坐标信息中的水平坐标信息，K_t表示云台水平转动的最大值与所述全景图宽度之比。

需要说明的是，所述云台水平转动的最大值可以是角度值，也可以是利用角度值转换得到的宽度值。

当控制云台的参数信息为变倍参数时，根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到变倍参数。

具体地，利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述变倍参数zoom：

zoom=K_z*S；

其中，zoom表示控制云台的变倍参数，S表示区域面积信息，K_Z表示变倍系数。

需要说明的是，当变倍参数最大时，确定的拍摄全景图的面积，并计算得到变倍参数最大值与该面积值之间的比值，将该比值作为变倍系数。

步骤104：利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

具体地，利用得到水平转动参数信息和垂直转动参数信息控制云台转动进行区域定位，并在定位的区域内获取满足变倍调整参数信息的图像信息。

在步骤104中，利用得到水平参数、垂直参数调整云台的运行姿态对选择区域进行定位，在定位到所述区域后，利用得到的变倍参数确定镜头的变倍焦距获取所述区域内的图像信息。

较优地，在定位所述区域内的图像信息之后，记录该区域内的中心坐标信息和区域面积信息。

例如，图5中所示的，记录“大楼”区域的中心坐标信息和区域面积信息、记录“桌椅”区域的中心坐标信息和区域面积信息、记录“水池”区域的中心坐标信息和区域面积信息和记录“天空”区域的中心坐标信息和区域面积信息。

第一步，当记录的中心坐标信息为多个时，选择触发其中的至少两个中心坐标信息。

具体地，在记录的中心坐标信息时，将该中心坐标对应的点设置为预置点，选择触发其中的至少两个中心坐标信息，即触发设置的预置点。

第二步，根据触发的中心坐标信息之间的位置关系，生成包含了触发的中心坐标信息的路线图。

如图5所示，为生成的包含有预置点的线路图，其中，根据预置点的中心坐标的相对位置信息，生成线路图。

第三步，按照所述路线图的路线，依次显示每一个中心坐标信息对应的区域面积内的图像信息。

通过本实施例一的方案，利用获取的待采集对象的全景图信息，意味着获取了云台水平转动范围内以及垂直转动范围内的所有图像信息，这样从获取的图像信息中选择一个图像区域，将能够快速的确定控制云台的水平转动参数和垂直转动参数，提高了对云台姿态改变的速率；结合控制云台的变倍参数得到该区域内的图像信息，实现了云台转动和云台控制镜头变倍之间的协调一致性，增加了云台控制的灵活性。

实施例二：

如图6所示，为本发明实施例二的一种云台的控制设备的结构示意图，所述设备包括：抓取模块11、确定模块12、计算模块13和控制模块14，其中：

抓取模块11，用于获取待采集对象的全景图信息。

确定模块12，用于在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

计算模块13，用于根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息。

控制模块14，用于利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

具体地，所述抓取模块11，具体包括：确定单元21、采集单元22和整合单元23，其中：

确定单元21，用于确定云台的水平转动的最大值和最小值，以及垂直转动的最大值和最小值；

采集单元22，用于控制云台运行，并将云台运行过程中途经的图像信息进行采集，其中，所述云台运行的范围为：从水平转动的最小值至水平转动的最大值，以及从垂直转动的最小值至垂直转动的最大值；

整合单元23，用于将采集到的图像信息进行整合，得到待采集图像的全景图信息。

当所述参数信息为垂直转动参数时，所述计算模块13，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述垂直转动参数Pan：

pan=K_p*Y；

其中，pan表示控制云台的垂直转动参数，Y表示中心坐标信息中的垂直坐标信息，K_p表示云台垂直转动的最大值与所述全景图高度之比。

当所述参数信息为水平转动参数时，所述计算模块13，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述水平转动参数tilt：

tilt=K_t*X；

其中，tilt表示控制云台的水平转动参数，X表示中心坐标信息中的水平坐标信息，K_t表示云台水平转动的最大值与所述全景图宽度之比。

当所述参数信息为变倍参数时，所述计算模块13，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述变倍参数zoom：

zoom=K_z*S；

其中，zoom表示控制云台的变倍参数，S表示区域面积信息，K_Z表示变倍系数。

较优地，所述设备还包括：记录模块15，其中：

记录模块15，用于在云台运行时定位所述区域内的图像信息之后，记录该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

所述设备还包括：选择模块16、生成模块17和显示模块18，其中：

选择模块16，用于当记录的中心坐标信息为多个时，选择触发其中的至少两个中心坐标信息；

生成模块17，用于根据触发的中心坐标信息之间的位置关系，生成包含了触发的中心坐标信息的路线图；

显示模块18，用于按照所述路线图的路线，依次显示每一个中心坐标信息对应的区域面积内的图像信息。

需要说明的是，可以通过在摄像设备中设置一个按钮，该按钮的作用是用于触发云台控制设备中的抓取模块，并发出抓取指令，触发抓取模块获取待采集对象范围的全景图信息，并在显示界限的全景图显示区域显示。

如图7所示，为摄像设备中显示界面的结构示意图，该显示界面包括监视区域、按钮控制区域、全景图显示区域和更新按钮。通过更新按钮获取全景图信息，并将获取的全景图信息在全景图显示区域显示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种云台的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待采集对象的全景图信息；

在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息；

根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息；

利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待采集图像的全景图信息，具体包括：

确定云台的水平转动的最大值和最小值，以及垂直转动的最大值和最小值；

控制云台运行，并将云台运行过程中途经的图像信息进行采集，其中，所述云台运行的范围为：从水平转动的最小值至水平转动的最大值，以及从垂直转动的最小值至垂直转动的最大值；

将采集到的图像信息进行整合，得到待采集图像的全景图信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数信息为垂直转动参数；

根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息，具体包括：

利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述垂直转动参数Pan，其中，所述中心坐标信息包括垂直坐标信息：

pan=K_p*Y；

其中，pan表示控制云台的垂直转动参数，Y表示中心坐标信息中的垂直坐标信息，K_p表示云台垂直转动的最大值与所述全景图高度之比。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数信息为水平转动参数；

根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息，具体包括：

利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述水平转动参数tilt，其中，所述中心坐标信息包括水平坐标信息：

tilt=K_t*X；

其中，tilt表示控制云台的水平转动参数，X表示中心坐标信息中的水平坐标信息，K_t表示云台水平转动的最大值与所述全景图宽度之比。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数信息为变倍参数；

根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息，具体包括：

利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述变倍参数zoom：

zoom=K_z*S；

其中，zoom表示控制云台的变倍参数，S表示区域面积信息，K_Z表示变倍系数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在云台运行时定位所述区域内的图像信息之后，所述方法还包括：

记录该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当记录的中心坐标信息为多个时，选择触发其中的至少两个中心坐标信息；

根据触发的中心坐标信息之间的位置关系，生成包含了触发的中心坐标信息的路线图；

按照所述路线图的路线，依次显示每一个中心坐标信息对应的区域面积内的图像信息。

8.一种云台的控制设备，其特征在于，所述设备包括：

抓取模块，用于获取待采集对象的全景图信息；

确定模块，用于在所述全景图信息中选择一个区域，确定该区域的中心坐标信息和区域面积信息；

计算模块，用于根据所述中心坐标信息和所述区域面积信息计算得到控制云台的参数信息；

控制模块，用于利用得到的参数信息控制云台运行，并在云台运行时定位所述区域内的图像信息。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述抓取模块，具体包括：

确定单元，用于确定云台的水平转动的最大值和最小值，以及垂直转动的最大值和最小值；

采集单元，用于控制云台运行，并将云台运行过程中途经的图像信息进行采集，其中，所述云台运行的范围为：从水平转动的最小值至水平转动的最大值，以及从垂直转动的最小值至垂直转动的最大值；

整合单元，用于将采集到的图像信息进行整合，得到待采集图像的全景图信息。

10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述参数信息为垂直转动参数；

所述计算模块，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述垂直转动参数Pan，其中，所述中心坐标信息包括垂直坐标信息：

pan=K_p*Y；

其中，pan表示控制云台的垂直转动参数，Y表示中心坐标信息中的垂直坐标信息，K_p表示云台垂直转动的最大值与所述全景图高度之比。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述参数信息为水平转动参数；

所述计算模块，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述水平转动参数tilt，其中，所述中心坐标信息包括水平坐标信息：

tilt=K_t*X；

其中，tilt表示控制云台的水平转动参数，X表示中心坐标信息中的水平坐标信息，K_t表示云台水平转动的最大值与所述全景图宽度之比。

12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述参数信息为变倍参数；

所述计算模块，具体用于利用所述中心坐标信息和所述区域面积信息通过以下方式得到所述变倍参数zoom：

zoom=K_z*S；

其中，zoom表示控制云台的变倍参数，S表示区域面积信息，K_Z表示变倍系数。

13.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

记录模块，用于在云台运行时定位所述区域内的图像信息之后，记录该区域的中心坐标信息和区域面积信息。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

选择模块，用于当记录的中心坐标信息为多个时，选择触发其中的至少两个中心坐标信息；

生成模块，用于根据触发的中心坐标信息之间的位置关系，生成包含了触发的中心坐标信息的路线图；

显示模块，用于按照所述路线图的路线，依次显示每一个中心坐标信息对应的区域面积内的图像信息。

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