CN105208705A - 一种舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舞台灯光自动跟踪系统，包括：可调节的灯光设备，其包括转动角度可调节的灯具，以及调节所述灯具的转动角度的驱动装置；传感器，传感器检测来自被追踪物体的信息，并将信息发送出；位置确定装置，用于接收来自所述传感器的信息，并根据信息确定被追踪物体的位置；控制装置，用于根据被确定的被追踪物体的位置，驱动前述驱动装置调整灯具的转动角度及所述传感器的位置。其中传感器所检测的信息为被追踪物体的热辐射，且传感器具有一实质为中空的总探测区域。

Description

一种舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法，尤其涉及一种无接触地测量被追踪物体的热辐射的舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法。

背景技术

在各种大型活动的舞台上，需要舞台灯配合工作，例如，高亮度的光圈照射。而由于表演者需要走动，因而为了准确地用特定的灯光捕捉到表演者，就需要控制灯光的转动以使灯光跟踪表演者。

现有的控制舞台灯光跟踪的方法主要有:

1.人工手动控制：需要操作人员处于较高处操作照明设备，该方法费时费力，效果不佳，且给操作人员带来危险；

2.通过遥控装置：利用计算机系统实施在线操作，需要专业的监控人员操作，较为不便，且自动化程度不高；

3.通过预先设计的行程编制灯光设备的转动角度的程序：其灵活性欠佳，现场演员无法自由改变线路；

4.高成本的、复杂的、不便于施工的自动跟踪系统方案：例如，在现有的技术中，存在一种自动跟踪系统方案，具体是利用摄像机实时拍摄舞台图像，然后利用图像处理技术来确定人员位置。同时，也有一些现有技术，则通过在表演者身上携带信号发射器的来判断表演者位置，从而控制舞台灯跟踪表演者。这些现有技术存在的问题为，通过图像检测定位需要大量图像处理工作，对现场计算机的处理能力要求高。而使用表演者携带传感器来判断表演者位置，则受限于干扰信号等原因。

因而，亟待一种低成本且稳定的舞台灯光自动跟踪系统，其可解决人工控制，半自动控制的费事费力，效果不佳问题，同时避免现有自动跟踪系统的方案的系统复杂，成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种舞台灯光自动跟踪系统，其构造简单，成本低。

本发明的一方面在于提供一种舞台灯光自动跟踪系统，包括：可调节的灯光设备，其包括转动角度可调节的灯具，以及调节所述灯具的转动角度的驱动装置；传感器，传感器检测来自被追踪物体的信息，并将信息发送出；位置确定装置，用于接收来自所述传感器的信息，并根据信息确定被追踪物体的位置；控制装置，用于根据被确定的被追踪物体的位置，驱动前述驱动装置调整灯具的转动角度及所述传感器的位置。其中传感器所检测的信息为被追踪物体的热辐射，且传感器具有一实质为中空的总探测区域。

其中，传感器包括若干个独立的传感器，这些若干个独立的传感器具有独立的分探测区域，且这些独立的分探测区域组成实质为中空的总探测区域。

其中，传感器为配备有可调节的透镜的传感器，透镜用于调节探测区域的范围，即前述总探测区域和/或分探测区域的范围。优选地，透镜为菲涅尔透镜。优选地，传感器为红外传感器。优选地，红外传感器是探测波长范围为760nm至1mm的热辐射的红外传感器。优选地，红外传感器为热释电红外探测器。

其中，前述实质为中空的总探测区域为矩形。若传感器包括若干个独立的传感器，则这些独立的传感器所具有的独立的分探测区域为矩形从而组成实质为中空的矩形总探测区域。

其中，控制装置为一与驱动装置匹配设置的遥控器，或通过手动控制。

其中，控制装置及位置确定装置为一体式或分体式的。

其中，前述传感器可设于灯具上或安装于一与前述驱动装置连接的固定件。

其中，前述总探测区域与灯具的照射区域重叠。

本发明的另一方面在于提供一种舞台灯光自动跟踪系统的方法，包括，

将被追踪物体设于总探测区域的中空部中，

位置确定装置接收来自传感器的信息，并根据该信息，确定被追踪物体是否落入总探测区域中，

当被追踪物体落入前述总探测区域中时，位置确定装置根据传感器的信息，确定被追踪物体的位置，

控制装置，用于根据前述被确定的被追踪物体的位置，驱动前述驱动装置调整灯具的转动角度及传感器的位置。

其中，传感器包括若干个独立的传感器，这些若干个独立的传感器具有独立的分探测区域，且这些独立的分探测区域组成实质为中空的总探测区域。

其中，传感器为配备有可调节的透镜的传感器，透镜用于调节探测区域的范围，即前述总探测区域和/或分探测区域的范围。优选地，透镜为菲涅尔透镜。优选地，传感器为红外传感器。优选地，红外传感器是探测波长范围为760nm至1mm的热辐射的红外传感器。优选地，红外传感器为热释电红外探测器。

其中，前述实质为中空的总探测区域为矩形。若传感器包括若干个独立的传感器，则这些独立的传感器所具有的独立的分探测区域为矩形从而组成实质为中空的矩形总探测区域。

其中，控制装置为一与驱动装置匹配设置的遥控器，或通过手动控制。

其中，控制装置及位置确定装置为一体式或分体式的。

其中，前述传感器可设于灯具上或安装于一与前述驱动装置连接的固定件。

其中，前述总探测区域与灯具的照射区域重叠。

本发明具有以下技术效果：本发明的灯光控制系统包括具有特定探测区域结构的传感器组件，从而使得舞台灯光的控制更简单，迅速。

附图说明

图1为根据本发明的舞台灯光自动跟踪系统的一优选实施例的结构示意图；

图2为根据本发明的舞台灯光自动跟踪系统中传感器探测区域的示意图。

图3a‐3c为显示灯具位置移动的原理图；

图4为使用根据本发明的舞台灯光自动跟踪系统的流程图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

如图1所示，本发明的一方面在于提供一种舞台灯光自动跟踪系统，包括可调节的灯光设备1、传感器2、位置确定装置(未图示)及控制装置(未图示)。所述灯光设备1包括转动角度可调节的灯具101以及调节该灯具的转动角度的驱动装置10。传感器2位于灯具101上，该传感器2可产生反映来自被追踪物体3的热辐射的信息，并将该信息传给位置确定装置(图中未示出)。优选地，为了便于计算后续灯具的调整，该传感器2可设有灯具101上，可采用一体或组装等任意方式。同样地，该传感器2可脱离灯具101安装，例如安装在一额外设置的固定件上。位置确定装置用于接收来自传感器2的信息，并根据信息确定被追踪物体的位置，而后控制装置(图中未示出)，则可根据被确定的被追踪物体的位置，驱动前述驱动装置102调整灯具101的转动角度。若传感器2设于灯具上，则相应地，传感器2的位置也随之进行调整，若传感器2脱离灯具101安装(即安装在一额外设置的固定件上)，则控制装置还需额外计算出传感器2所需移动的位置，并通过驱动装置102，驱动固定件移动。

本发明的优势在于，如图2所示，位于灯具101上的传感器2的探测区域为：一实质为中空的总探测区域4。为了便于控制和计算被追踪物体的位置，优选地，总探测区域4可与灯具的照射区域5重叠。通过这样的设计，可简便地通过这一中空的有效探测区域来调整舞台灯，完成自动跟踪功能。具体控制方法在下文将详细描述。

优选地，传感器2可包括位于灯具101上的多个传感器2(为了简化附图，便于观察，在图1中，仅示出了一个传感器2)。如图2所示，每一传感器具有一独立的分探测区域401，且分探测区域组成一实质为中空的总探测区域4。优选地，前述独立的分探测区域401为矩形，从而分探测区域401共同组成一实质为中空的矩形总探测区域4。且优选地，前述若干传感器2为四个传感器，从而方便独立的分探测区域401为矩形。本领域技术人员可以轻易理解的是，选择矩形形状的探测器，是便于简化被追踪物3的位置确定，但是采用其他探测区域的形状，例如圆形或其他形状，根据探测区域形状相应修改控制装置的算法，同样也可轻易取得被追踪物体3的位置，并确定灯具所需转动的角度。同时，传感器2的数量也可随着探测区域形状进行调整。

且在本发明的一个优选实施例中，传感器2配备有可调节的透镜，透镜用于调节总探测区域4的范围或分别调节各个独立的分探测区域401的范围，或者称为探测区域大小或形状。优选地，透镜为菲涅尔透镜。但是本领域技术人员可以轻易理解的是，其他可以起到相同作用的透镜组件也属于本发明的技术构思中。

且在本发明的另一个优选实施例中，传感器2用于检测的热辐射主要是红外线辐射，即该传感器2为红外传感器，用于探测各自分探测区域401内的红外线辐射。由于被追踪物体3多数情况下为人体，因而优选地，红外传感器为探测波长范围为700nm至14μm的热辐射的红外传感器。更优选地，红外传感器为热释电红外探测器。根据以上说明，申请人相信，本领域技术人员可根据实际情况，选择所需的探测波长以及具体的传感器，这些选择同样也不脱离本发明的保护范围。

位置确定装置包括但不限于DSP、MCU、CPU等，其可对传感器2发来的信息进行计算，以获得与被追踪物体3相关联的参数(位置参数)和/或与驱动装置102相关联的参数(控制参数)。并且本领域技术人员可以轻易理解的是，位置确定装置并不限于以上所述的位置确定装置的硬件或软件的形式，本实施例中的位置确定装置可以为MCU等硬件，也可以采用软件的形式实现，只要能实现本实施例中位置确定装置的功能即可，这些技术手段均为本领域技术人员所熟知的，这里不再赘述。

于本发明一优选实施方式中，位置确定装置在得到前述与被追踪物体3相关联的参数信息(位置参数信息)和/或与驱动装置102相关联的参数信息(控制参数信息)，其可直接向驱动装置102发出控制信息，以控制灯具101的转动和/或传感器的移动，即控制装置及位置确定装置是整合为一体的。于本发明又一优选实施方式中，位置确定装置在得到前述与被追踪物体3相关联的参数信息(位置参数信息)和/或与驱动装置102相关联的参数信息(控制参数信息)，通过一显示装置输出以上信息，从而使用者可通过遥控器(未图示)，向驱动装置102发出控制信息，以控制灯具101的转动和/或传感器的移动，即控制装置是遥控器。于本发明又一优选实施方式中，位置确定装置在得到前述与被追踪物体3相关联的参数信息(位置参数信息)和/或与驱动装置102相关联的参数信息(控制参数信息)，通过一显示装置输出以上信息，从而使用者可手动控制灯具101的转动和/或传感器的移动，即在这样的实施例中，控制装置为手动实现对其的控制。为了方便控制，优选地，控制装置通过遥控器控制。

以下将参考附图3a‐3c以及附图4，描述本发明之舞台灯光自动跟踪系统的一种优选控制方法。

首先，如图3a所示，将被追踪物体3最初的位置设定在本发明的矩形总探测区域4的中空部中，并设定一初始位置参数，在图3的例子中，初始位置的具体参数为(7，7)，即在初始位置时，被追踪物体3并不位于总探测区域4中。

随后，位置确定装置将以一间隔频率，该间隔频率例如为1秒‐1分钟，或例如为1秒‐30秒，又例如为1秒‐15秒，又例如为1秒‐5秒，又例如为1‐2秒等，接收来自传感器2的信息，从而确定被追踪物3是否移动矩形总探测区域4中。

当位置确定装置接收到传感器2发来的信息，如前所述，该信息例如为一热释电红外探测器在其对应的分探测区域内检测到由被追踪物体3发出的红外线辐射及相应发出的信息时，该位置确定装置可通过本领域技术人员所熟悉的任何计算方式或计算单元，将传感器2发来的信息转换为与被追踪物体3相关联的参数信息(位置参数信息)和/或与驱动装置102相关联的参数信息(控制参数信息)。如图3b所示，由于被追踪物体3的位置发生了移动，并移动到了总探测区域4中，根据传感器2发来的信息，位置确定装置计算得出被追踪物体3的位置参数发生了改变，具体更改为(9，7)。

随后，如前所述，可通过多种方式，例如手动调节，或遥控器调节，或前述位置确定装置直接发送控制信息至驱动装置102，使得灯具101沿图中x轴方向正向转动，从而使得被追踪物体3的位置重新位于总探测区域4的中空部中，如图3c所示。需要说明的是，若传感器2设于灯具上，则相应地，传感器2的位置也随之进行调整，若传感器2脱离灯具101安装(即安装在一额外设置的固定件上)，则控制装置还需额外计算出传感器2所需移动的位置，并通过驱动装置102，驱动固定件移动。

优选地，前述控制方式可重复多次，以确保跟踪的精度。同样地，在完成一次前述控制步骤后，可初始化被追踪物体3的位置信息，以方便后续的计算以及控制。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种舞台灯光自动跟踪系统，包括

可调节的灯光设备，其包括转动角度可调节的灯具，以及调节所述灯具的转动角度的驱动装置；

传感器，所述传感器检测来自被追踪物体的信息，并将所述信息发送出，

位置确定装置，用于接收来自所述传感器的信息，并根据所述信息确定被追踪物体的位置，

控制装置，用于根据所述被确定的被追踪物体的位置，驱动所述驱动装置调整灯具的转动角度及所述传感器的位置，其特征在于，

所述传感器所检测的信息为被追踪物体的热辐射，且

所述传感器具有一实质为中空的总探测区域。

2.如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述传感器包括若干个独立的传感器，所述若干个独立的传感器具有独立的分探测区域，所述分探测区域组成所述实质为中空的总探测区域。

3.如权利要求1或2所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述传感器为配备有可调节的透镜的传感器，所述透镜用于调节所述总探测区域和/或分探测区域的范围。

4.如权利要求3所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述透镜为菲涅尔透镜。

5.如权利要求1或2所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述传感器为红外传感器。

6.如权利要求5所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述红外传感器是探测波长范围为760nm至1mm的热辐射的红外传感器。

7.如权利要求6所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述红外传感器为热释电红外探测器。

8.如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述实质为中空的总探测区域为矩形。

9.如权利要求2所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述独立的分探测区域为矩形从而组成实质为中空的矩形总探测区域。

10.如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述控制装置为与所述驱动装置匹配设置的遥控器，或通过手动控制。

11.如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述控制装置及位置确定装置为一体式或分体式的。

12.如权利要求1所述台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述传感器设于所述灯具上或安装于一与所述驱动装置连接的固定件上。

13.如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，所述总探测区域与所述灯具的照射区域重叠。

14.一种控制如权利要求1所述的舞台灯光自动跟踪系统的方法，其特征在于，包括，

将被追踪物体设于所述总探测区域的中空部中，

所述位置确定装置接收来自所述传感器的信息，并根据所述信息，确定所述被追踪物体是否落入所述总探测区域中，

当所述被追踪物体落入所述总探测区域中时，所述位置确定装置根据所述传感器的信息，确定被追踪物体的位置，

所述控制装置，用于根据所述被确定的被追踪物体的位置，驱动所述驱动装置调整灯具的转动角度及传感器的位置。