CN104281114B - 智能设备运动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能设备运动控制系统，扩展智能设备功能，将多自由度的云台与其结合，构成可反馈控制的全角度拍摄系统。基于智能设备强大的计算能力，将其作为控制系统的信息中枢，可在无外界干预的情况下自主控制周边设备；基于智能设备的可编程能力，主动式云台等机电或电子设备可将软件集中至智能设备，并通过智能设备的操作系统进行软件的调试、安装与更新。即在本发明提供的智能设备运动控制系统中，提高了对智能设备特性的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能设备运动控制系统，所述智能设备运动控制系统可应用于汽车、娱乐、安防、物联网等产业。
背景技术
近年来，智能设备产业发展迅猛，尤其是智能手机的全球市场份额已经超过了功能手机。智能设备受到如此追捧的一个主要原因在于，面向智能设备的软件应用开发与发布生态系统的形成。每天都有数以百计的新应用流入市场，不断促进着该生态系统的进化。
但是，在这数量庞大的软件应用中，以纯软件或网页应用为主流，对智能设备内部的各类传感器（重力传感器、陀螺仪、磁力计、全球定位系统等）的使用仅限于地图和游戏等；而摄像头和麦克风等也仅限于拍摄、录音等纯输入应用，而缺少后期处理尤其是反馈控制的应用。反馈控制类应用的缺乏也是由目前智能设备的硬件设计决定的，其内部几乎没有机电系统，因此也无法控制摄像头、麦克风以及各传感器的朝向、范围等参数。
在现有技术中，也存在连接手机和硬件设备的系统。如授权公告号为CN201336693Y（申请号为200820124443.1）的专利文献中公开了一种通过手机的音频接口作为通讯方式控制云台运动的装置。但是该系统中不但需要一个监控端对手机发送指令，而且手机仅仅作为一个控制云台的命令解析器，无视频音频信息处理，因此无法自主控制云台。
如上所述，现有系统中缺乏对智能设备特性的高度利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能设备运动控制系统，以实现对于智能设备的利用。所述智能设备运动控制系统包括：
智能设备，所述智能设备包括摄像头及中央处理器，所述中央处理器能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台，所述智能设备搭载于所述云台上；
云台运动控制器，所述智能设备能够对所述云台运动控制器热插拔，所述云台运动控制器能够根据所述中央处理器的指令控制所述云台运动。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备还包括无线通讯装置，所述中央处理器能够通过所述无线通讯装置上传图像及图像处理结果。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述中央处理器还能够通过所述无线通讯装置接收外部云台运动指令或者数据。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述中央处理器还能够通过所述无线通讯装置更新应用程序。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述云台上设置有一台全息摄像头或者多台摄像头，所述云台上的一台全息摄像头或者多台摄像头与所述智能设备连接，所述中央处理器能够通过所述云台上的一台全息摄像头或者多台摄像头寻找拍摄目标。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备还包括多台麦克风，所述中央处理器能够通过多台麦克风的音频信号定位音源，从而锁定拍摄目标。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备还包括一个角速度传感器，所述中央处理器能够基于所述角速度传感器获取当前角速度，从而控制所述云台运动以维持光轴稳定。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述摄像头的数量为两台，通过两个摄像头能够拍摄三维图像。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，通过两个摄像头，所述中央处理器能够利用三角测量法得到拍摄目标的距离。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备还包括一个距离传感器，通过所述距离传感器，所述中央处理器能够得到拍摄目标的距离。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备还包括一个加速度传感器，所述中央处理器能够基于所述加速度传感器获取当前加速度，并根据所述加速度和距离控制所述云台运动以维持光轴稳定。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，还包括位置移动装置，所述云台置于所述位置移动装置上，所述中央处理器能够控制所述位置移动装置的移动。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，还包括减震装置，所述云台通过所述减震装置与所述位置移动装置连接。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述中央处理器根据得到的拍摄目标的距离，控制所述位置移动装置的移动以调节或保持与拍摄目标之间的距离。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述智能设备的数量为多台，多台智能设备均搭载于所述云台上，其中，同一时间只有一台智能设备能够与所述云台运动控制器相连。
可选的，在所述的智能设备运动控制系统中，所述云台上设置有单向透明罩或者双向透明罩，搭载于所述云台上的智能设备位于所述透明罩内。
在本发明提供的智能设备运动控制系统中，扩展智能设备功能，将多自由度的云台与其结合，构成可反馈控制的全角度拍摄系统。基于智能设备强大的计算能力，将其作为控制系统的信息中枢，可在无外界干预的情况下自主控制周边设备；基于智能设备的可编程能力，主动式云台等机电或电子设备可将软件集中至智能设备，并通过智能设备的操作系统进行软件的调试、安装与更新。即在本发明提供的智能设备运动控制系统中，提高了对智能设备特性的利用。
附图说明
图1是本发明实施例一的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图2是本发明实施例二的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图3是本发明实施例三的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图4是本发明实施例四的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图5是本发明实施例五的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图6是本发明实施例六的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图7是本发明实施例七的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图8是本发明实施例八的智能设备运动控制系统的框结构示意图；
图9是本发明实施例九的智能设备运动控制系统的框结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的智能设备运动控制系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
【实施例一】
请参考图1，其为本发明实施例一的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图1所示，在本实施例一，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
具体的，所述智能设备1可通过USB连接线与所述云台运动控制器3连接，由此，所述智能设备1可与所述云台运动控制器3进行数据传递。所述智能设备1可通过云台运动控制应用程序控制所述云台运动控制器3；所述云台运动控制器3进一步控制所述云台2，例如，控制所述云台2做50°转动、或者控制所述云台2做180°转动等；随着所述云台2的运动，可带动搭载于所述云台2上的智能设备1运动，由此实现摄像头100的全角度拍摄。此外，所述中央处理器110还可根据所述摄像头100所拍摄到的景物，通过所述云台运动控制器3控制/调整所述云台2的运动，例如，所述摄像头100拍摄到景物在往某一方向移动，则所述中央处理器11可控制所述云台2往同样的方向做转动，由此，构成可反馈控制的全角度拍摄系统。
由此可知，本实施例提供的智能设备运动控制系统1000基于智能设备强大的计算能力，将其作为控制系统的信息中枢，可在无外界干预的情况下自主控制周边设备；基于智能设备的可编程能力，主动式云台等机电或电子设备可将软件集中至智能设备，并通过智能设备的操作系统进行软件的调试、安装与更新。即在本发明提供的智能设备运动控制系统中，提高了对智能设备特性的利用。
进一步的，所述云台2上设置有单向透明罩或者双向透明罩，搭载于所述云台2上的智能设备1位于所述透明罩内。由此，即能够保护所述摄像头100，防止/减少其沾染灰尘，又能够实现所述摄像头100对外部景物的拍摄。
在本实施例一中，所述摄像头100的数量为一个或者多个，当所述摄像头100的数量为多个时，例如为两个，则通过两个摄像头100能够拍摄三维图像。进一步的，通过两个摄像头100，所述中央处理器110能够利用三角测量法得到拍摄目标的距离。拍摄目标的距离，对于各类运用都是一个非常重要的参数，因此，本实施例一通过两个摄像头100获取拍摄目标的摄像头，既能够满足一些重要运动，同时实现方式又比较简单。
【实施例二】
请参考图2，其为本发明实施例二的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图2所示，在本实施例二中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备1还包括无线通讯装置120，所述中央处理器110能够通过所述无线通讯装置120上传图像及图像处理结果。进一步的，所述中央处理器110还能够通过所述无线通讯装置120接收外部云台运动指令或者数据；及所述中央处理器110还能够通过所述无线通讯装置120更新应用程序。例如，所述智能设备1通过所述无线通讯装置120与另外的一个或者多个智能设备（可以为PC、平板电脑、智能手机等）信号连接，接着，另外的一个或者多个智能设备的中央处理器将对于云台2的运动指令或者数据传递给智能设备1中的中央处理器110，由此可实现操控的多样性，特别的，可实现远程控制。进一步的，当所述中央处理器110通过所述无线通讯装置120上传图像及图像处理结果，另外的一个或者多个智能设备依据上传的图像及图像处理结果对云台2进行控制时，可实现更为精确、更为有针对性的远程控制。
【实施例三】
请参考图3，其为本发明实施例三的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图3所示，在本实施例三中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述云台2上设置有一台全息摄像头或者多台摄像头4，所述云台2上的一台全息摄像头或者多台摄像头4与所述智能设备1连接，所述中央处理器110能够通过所述云台2上的一台全息摄像头或者多台摄像头4寻找拍摄目标。
具体的，所述一台全息摄像头或者多台摄像头4可搭载于所述云台2上，并通过USB连接线与所述智能设备1连接。在使用所述智能设备运动控制系统1000的过程中，可首先由云台2上设置的一台全息摄像头或者多台摄像头4进行拍摄，寻找拍摄目标；接着，所述一台全息摄像头或者多台摄像头4将所拍摄到的图像传递给所述智能设备1；所述智能设备1的中央处理器110可根据所述一台全息摄像头或者多台摄像头4传递过来的图像确定拍摄目标；最后，所述智能设备1的摄像头100对所述中央处理器110确定的拍摄目标进行追踪拍摄。由此，可提高所述智能设备1的摄像头100的拍摄效率及拍摄目标的准确性。
【实施例四】
请参考图4，其为本发明实施例四的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图4所示，在本实施例四中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备1还包括多台麦克风130，所述中央处理器110能够通过多台麦克风130的音频信号定位音源，从而锁定拍摄目标。具体的，在利用智能设备1的摄像头100进行拍摄前，可先通过多台麦克风130，例如两台麦克风130的音频信号定位音源，并将定位到的音源发送给中央处理器110，然后中央处理器110将定位到的音源锁定为拍摄目标并控制云台2的运动以便于摄像头100对定位到的音源进行跟踪拍摄。
【实施例五】
请参考图5，其为本发明实施例五的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图5所示，在本实施例五中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备1还包括一个角速度传感器140，所述中央处理器110能够基于所述角速度传感器140获取当前角速度，从而控制所述云台2运动以维持光轴稳定。由此，能够使得所述摄像头100所拍摄到的景象更加清楚稳定，提高了智能设备运动控制系统的可靠性。
【实施例六】
请参考图6，其为本发明实施例六的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图6所示，在本实施例六中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备1还包括一个距离传感器150，通过所述距离传感器150，所述中央处理器110能够得到拍摄目标的距离。拍摄目标的距离，对于各类运用都是一个非常重要的参数，由此能够进一步提高所述智能设备运动控制系统的性能。
【实施例七】
请参考图7，其为本发明实施例七的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图7所示，在本实施例七中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序，所述智能设备1还包括一个距离传感器150，通过所述距离传感器150，所述中央处理器110能够得到拍摄目标的距离；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备1还包括一个加速度传感器160，所述中央处理器110能够基于所述加速度传感器160获取当前加速度，并根据所述加速度和距离控制所述云台运动以维持光轴稳定。由此，能够使得所述摄像头100所拍摄到的景象更加清楚稳定，提高了智能设备运动控制系统的可靠性。
此外，在本实施例中，所述距离传感器150也可以由两个摄像头100代替。通过两个摄像头100所述中央处理器110能够利用三角测量法得到拍摄目标的距离，由此，与加速度传感器160结合，所述中央处理器110同样能够根据所述加速度和距离控制所述云台运动以维持光轴稳定。
【实施例八】
请参考图8，其为本发明实施例八的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图8所示，在本实施例八中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
智能设备1，所述智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序，所述智能设备1还包括一个距离传感器150，通过所述距离传感器150，所述中央处理器110能够得到拍摄目标的距离；
云台2，所述智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，所述智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据所述中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
进一步的，所述智能设备运动控制系统1000还包括位置移动装置5，所述云台2置于所述位置移动装置5上，所述中央处理器110能够控制所述位置移动装置5的移动。
在本实施例中，所述智能设备1通过USB数据线与所述云台运动控制器3连接，所述云台运动控制器3通过USB数据线与所述位置移动装置5连接，由此，所述中央处理器110能够与所述位置移动装置5进行数据交互，进一步的，控制所述位置移动装置5的移动。
在本实施例中，所述智能设备1通过距离传感器150获取拍摄目标的距离，在获取了拍摄目标的距离之后，进而通过对所述位置移动装置5的控制，调节或者保持与拍摄目标之间的距离。例如，当发现与拍摄目标之间的距离过近，则通过对位置移动装置5的控制拉大与拍摄目标之间的距离；当发现与拍摄目标之间的距离过远，则通过对位置移动装置5的控制缩小与拍摄目标之间的距离；当发现与拍摄目标之间的距离正好时，则通过对位置移动装置5的控制保持与拍摄目标之间的距离。
此外，在本实施例中，所述距离传感器150也可以由两个摄像头100代替。通过两个摄像头100所述中央处理器110能够利用三角测量法得到拍摄目标的距离，由此，与位置移动装置5结合，调节或者保持与拍摄目标之间的距离。
进一步的，在本实施例中，所述智能设备运动控制系统1000还包括减震装置，所述云台2通过所述减震装置与所述位置移动装置5连接。通过所述减震装置能够降低所述位置移动装置5在移动过程中给所述云台2带来的震动，提高所述摄像头100的拍摄效果。
【实施例九】
请参考图9，其为本发明实施例九的智能设备运动控制系统的框结构示意图。如图9所示，在本实施例九中，所述智能设备运动控制系统1000包括：
两台智能设备1，每台智能设备1包括摄像头100及中央处理器110，所述中央处理器110能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台2，两台智能设备1搭载于所述云台2上；
云台运动控制器3，每台智能设备1能够对所述云台运动控制器3热插拔，所述云台运动控制器3能够根据其中一台智能设备1的中央处理器110的指令控制所述云台2运动。
即在本实施例中，所述智能设备1的数量为多台，多台智能设备1均搭载于所述云台2上，其中，同一时间只有一台智能设备1能够与所述云台运动控制器3相连。
在本实施例中，可通过多台智能设备1实现更多对象的拍摄，同时，当其中一台智能设备1发生损坏时，也可以立即用另一台智能设备1进行替换，从而提高智能设备运动控制系统1000的可靠性。
根据上述实施例可见，在本发明提供的智能设备运动控制系统中，扩展智能设备功能，将多自由度的云台与其结合，构成可反馈控制的全角度拍摄系统。基于智能设备强大的计算能力，将其作为控制系统的信息中枢，可在无外界干预的情况下自主控制周边设备；基于智能设备的可编程能力，主动式云台等机电或电子设备可将软件集中至智能设备，并通过智能设备的操作系统进行软件的调试、安装与更新。即在本发明提供的智能设备运动控制系统中，提高了对智能设备特性的利用。
此外，上述多个实施例之间也可以进行结合，以产生更多的实现方式，例如：在每个实施例中智能设备1均可包括无线通讯装置120；在每个实施例中智能设备1均可以包括一个角速度传感器140以维持光轴稳定；在每个实施例中智能设备1均可以包括距离传感器150以获取拍摄目标的距离等等。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (14)
1.一种智能设备运动控制系统，其特征在于，包括：
智能设备，所述智能设备包括摄像头及中央处理器，所述中央处理器能够运行图像处理应用程序和云台运动控制应用程序；
云台，所述智能设备搭载于所述云台上；
云台运动控制器，所述智能设备能够对所述云台运动控制器热插拔，所述云台运动控制器能够根据所述中央处理器的指令控制所述云台运动；
位置移动装置，所述云台置于所述位置移动装置上，所述中央处理器能够控制所述位置移动装置的移动；
其中，所述智能设备为智能手机；
所述智能设备还包括多台麦克风，所述中央处理器能够通过多台麦克风的音频信号定位音源，从而锁定拍摄目标。
2.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述智能设备还包括无线通讯装置，所述中央处理器能够通过所述无线通讯装置上传图像及图像处理结果。
3.如权利要求2所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述中央处理器还能够通过所述无线通讯装置接收外部云台运动指令或者数据。
4.如权利要求2所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述中央处理器还能够通过所述无线通讯装置更新应用程序。
5.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述云台上设置有一台全息摄像头或者多台摄像头，所述云台上的一台全息摄像头或者多台摄像头与所述智能设备连接，所述中央处理器能够通过所述云台上的一台全息摄像头或者多台摄像头寻找拍摄目标。
6.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述智能设备还包括一个角速度传感器，所述中央处理器能够基于所述角速度传感器获取当前角速度，从而控制所述云台运动以维持光轴稳定。
7.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述摄像头的数量为两台，通过两个摄像头能够拍摄三维图像。
8.如权利要求7所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，通过两个摄像头，所述中央处理器能够利用三角测量法得到拍摄目标的距离。
9.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述智能设备还包括一个距离传感器，通过所述距离传感器，所述中央处理器能够得到拍摄目标的距离。
10.如权利要求8或9所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述智能设备还包括一个加速度传感器，所述中央处理器能够基于所述加速度传感器获取当前加速度，并根据所述加速度和距离控制所述云台运动以维持光轴稳定。
11.如权利要求1所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，还包括减震装置，所述云台通过所述减震装置与所述位置移动装置连接。
12.如权利要求8或9所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述中央处理器根据得到的拍摄目标的距离，控制所述位置移动装置的移动以调节或保持与拍摄目标之间的距离。
13.如权利要求1～9中任一项所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述智能设备的数量为多台，多台智能设备均搭载于所述云台上，其中，同一时间只有一台智能设备能够与所述云台运动控制器相连。
14.如权利要求1～9中任一项所述的智能设备运动控制系统，其特征在于，所述云台上设置有单向透明罩或者双向透明罩，搭载于所述云台上的智能设备位于所述透明罩内。
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