CN107147883A - 一种基于头动控制的远程摄像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于头动控制的远程摄像系统，系统包括佩戴于头部的显示设备、空间位置感应器、处理器及安装在远程观察点的镜头可旋转的远程摄像设备。本发明通过头部转动来驱动远程摄像设备转动，远程摄像设备所拍摄的图像资料通过互联网络回传到观察者佩戴的显示设备上，观察者通过显示设备进行观看，使观察者实现一种身临其境的远程观察方式，从而达到观察者能够更高效的获取有用信息的目的。

Description

一种基于头动控制的远程摄像系统

技术领域

本发明属于远程摄像控制技术领域，具体涉及一种基于头动控制的远程摄像系统。

背景技术

人类大脑判断看到的画面里的各个物体在真实空间中是运动的还是静止的，并不单单依靠这些物体在视网膜上的图像是否随时间移动。来自于眼球转动、头部转动以及身体运动的视网膜外运动信号对于大脑做此类判断同样非常重要，大脑会根据视网膜上的原始运动信号减去这部分因为自身运动导致的视网膜运动信号所得到的差作为判断画面中的各个物体是否在真实空间中运动。

现有的远程摄像设备一般采用摇杆或按键方式进行控制，由于摇杆或按键控制画面的移动是非自然的一种方式，通过这些方式控制摄像设备转动时拍摄的画面在观察者看来是运动的，但真实的远程场景可能是静止的。这种控制方式使得原本静止的场景画面也在运动，因而使观察者可能忽视掉场景中真正有用的视觉信息。例如，当远程摄像设备通过此类方式转动的过程中，环境中的物体低速的运动是难以被观察者发现的。

此外，采用摇杆或按键方式进行控制并不是人们身临其境观察场景的真实状态，真实状态是人们在转动身体或头部环顾四周时，感觉静止的场景依然是静止的，从而能更高效的捕捉到有用信息。

发明内容

因此，为了解决现有的摇杆或按键控制远程摄像过程中所存在的技术问题，实现身临其境的观察，达到使观察者能够更高效的获取有用信息的目的，本发明提供了一种基于头动控制的远程摄像系统。

所采用的技术方案如下：

一种基于头动控制的远程摄像系统，所述系统包括佩戴于头部的显示设备、空间位置感应器、处理器及安装在远程观察点的镜头可旋转的远程摄像设备，所述空间位置感应器设置于所述显示设备上，用于感应观察者的头部旋转方位，所述的空间位置感应器和显示设备分别通过所述处理器与所述远程摄像设备通过互联网络连接；所述处理器用于接收观察者头部转动时的方位数据；所述处理器通过互联网络传输头动方位数据至所述远程摄像设备，并远程驱动所述远程摄像设备的镜头转动；所述处理器通过互联网络接收所述远程摄像设备所拍摄的图像资料，并传输至观察者所佩戴的显示设备上供其观看。

所述处理器集成于一计算机中或所述的显示设备上。

所述的空间位置感应器为三维运动感应器。

所述的显示设备为头戴式显示设备，其包括左眼显示屏和右眼显示屏；所述系统中设有位于同一安装点位置的两台所述远程摄像设备，两台所述远程摄像设备的间距可调节与观察者的瞳距保持相等，且分别与所述左眼显示屏和右眼显示屏通过互联网络经由所述处理器一一对应连接，所述空间位置感应器分别经由所述处理器与两所述远程摄像设备通过互联网络连接，通过观察者的头动同时控制两所述远程摄像设备转动，两所述远程摄像设备将其拍摄的图像资料分别对应传输至所述的左眼显示屏和右眼显示屏上显示。

或优选地，所述系统中设有多个位于不同安装点位置的远程摄像设备，所述的显示设备和空间位置感应器分别经由所述处理器与多个所述的远程摄像设备通过互联网络连接，所述显示设备上设有切换开关，用于多个所述远程摄像设备间的图像显示切换。

所述显示设备包括透视显示屏，所述远程摄像设备与所述透视显示屏之间经由所述处理器通过互联网络连接，所述显示设备上设有用于显示本地图像和远程图像的通断开关；当所述透视显示屏通电后显示所述远程摄像设备所拍摄的远程图像资料，当所述透视显示屏断电后，观察者可以透过所述透视显示屏观看其前方的场景。

或优选地，所述显示设备包括显示屏和透视屏，所述透视屏用于观察者观看其前方场景，所述远程摄像设备与所述显示屏之间经由所述处理器通过互联网络连接，所述显示屏用于观察者观看所述远程摄像设备所拍摄的远程图像资料。

所述显示屏位于所述透视屏的局部区域。

所述显示设备包括显示屏，所述显示设备上还设有本地摄像设备和切换开关，所述本地摄像设备用于拍摄观察者面前的场景，所述切换开关用于切换显示屏所显示的本地场景和远程场景。

本发明技术方案，具有如下优点：

A.本发明所公开了基于头动控制的远程摄像系统，通过这系统可以使观察者通过头部转动来驱动远程摄像设备转动，远程摄像设备所拍摄的图像资料通过互联网络回传到观察者佩戴的显示设备，观察者可通过显示设备进行观看，使观察者实现一种身临其境的远程观察方式，摄像头好比观察者的眼睛一样，远程摄像设备所处位置的周围环境尽收观察者的眼底，从而达到观察者能够更高效的获取有用信息的目的。

B.本发明还在一个安装点设置两台远程摄像设备，两台远程摄像设备之间的距离与人的瞳距相同，这样两台摄像设备好比观察者的一双眼睛，直接对摄像头所处环境进行观察，观察者能以最接近真实环境的三维立体场景的方式查看远程观察点。

C.本发明通过在多个区域安装远程摄像设备，每个远程摄像设备分别与显示设备通过互联网络连接，通过显示设备上的切换开关可以对其中的某一台或某一对摄像设备的回传图像资料进行观察，这样可使观察者在多个观察点间灵活切换并查看对应场景。

D.本发明中的显示设备中包含显示屏和透视屏，显示屏位于透视屏的局部位置，在显示屏上查看远程场景的情况下，可同时透过显示设备中的透视屏查看观察者自身所处的本地场景；或者在透过显示设备中的透视屏查看本地场景的情况下，同时可选择打开或关闭显示屏查看远程场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供了第一实施例的系统结构图；

图2为本发明所提供了第二实施例的系统结构图；

图3为本发明所提供了第三实施例的系统结构图；

图4为本发明所提供了第四实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种基于头动控制的远程摄像系统，系统包括佩戴于头部的显示设备、空间位置感应器、处理器及安装在远程观察点的镜头可旋转的远程摄像设备，处理器可以集成于一台计算机中，或者优选集成于显示设备上；空间位置感应器设置于显示设备上，用于感应观察者的头部旋转方位，空间位置感应器和显示设备分别与远程摄像设备经由处理器通过互联网络连接，处理器用于接收观察者头部转动时的方位数据，处理器通过互联网络传输头动方位数据至远程摄像设备，并远程驱动远程摄像设备的镜头转动；显示设备用于接收远程摄像设备所拍摄的图像资料；观察者通过头部转动远程驱动远程摄像设备的镜头转动，并将远程摄像设备的所拍摄的图像资料传输至观察者所佩戴的显示设备上供其观看。这里的空间位置感应器为三维运动感应器。

本发明通过三维运动感应功能感知观察者头部的运动并将感知到的运动信息通过互联网络经由处理器发送到远程摄像设备，远程摄像设备依据接收的运动信息同步改变拍摄视角，同时把拍摄的画面通过互联网络经由处理器传回到头戴式显示设备，画面通过显示设备上的图像显示功能呈现在头戴式显示设备中。

实施例1

如图1所示，本发明通过在远程观察点安装1台具有互联网通信功能摄像设备。观察者佩戴头戴式显示设备，通过头戴式显示设备与远程摄像设备连接成功后，即可通过观察者的头部转动驱动摄像设备转动，可使观察者达到身临其境的查看远程场景的效果。

实施例2

本发明中的显示设备包括左眼显示屏和右眼显示屏，如图2所示，在系统中设有位于同一安装点位置的两台远程摄像设备，两台远程摄像设备的间距可调节到与观察者的瞳距保持相等，且经由处理器分别与左眼显示屏和右眼显示屏通过互联网络一一对应连接，空间位置感应器经处理器分别与两远程摄像设备通过互联网络连接，即观察者的每只眼睛对应一台远程摄像设备；通过观察者的头动同时控制两台远程摄像设备转动，两台远程摄像设备将其拍摄的图像资料分别对应传输至左眼显示屏和右眼显示屏上显示，供观察者观看，两台远程摄像设备好像观察者的双眼，更有助于观察远程安装点周围的场景。

本发明在同一远程观察点以左、右并排的方式安装两台具有互联网通信功能摄像设备，摄像设备间距根据观察者的瞳距来确定。观察者佩戴头戴式显示设备，与远程摄像设备连接成功后，即可通过头部转动驱动远程摄像设备的摄像头转动。左、右并排安装的摄像设备传回的画面分别呈现在观察者的左、右两眼，观察者能以最接近真实环境的三维立体场景的方式查看远程观察点。

实施例3

与实施例2不同的是，本实施例在系统中设有多个位于不同安装点位置的远程摄像设备，每个远程安装点处分别设置一对与观察者双眼瞳孔相对应的远程摄像设备，如图3所示，显示设备和空间位置感应器分别与多个远程摄像设备经处理器通过互联网络连接，在显示设备上设有切换开关，用于多个远程摄像设备间的图像显示切换。观察者佩戴头戴式显示设备，通过显示设备可选择观察点或在观察过程中选择其它观察点，然后连接到所选观察点的摄像设备，实现在多个观察点间灵活切换并查看对应场景。

实施例4

如图4所示，与上述实施例1不同的是：显示设备包括显示屏和透视屏，显示屏设置在透视屏上，并占用部分区域，远程摄像设备与显示屏通过互联网络连接，显示屏主要接收远程摄像设备所拍摄的图像资料，而透视屏为透视镜片，观察者可以通过此窗口看到本地场景。这样，在查看远程场景的情况下，可同时透视屏查看观察者自身所处的本地场景。当然，也可以设置独立的两个屏体，显示屏与透视屏可通过切换装置进行切换使用，观察者在透过显示设备查看本地场景的情况下，同时可选择打开或关闭透视屏查看远程场景。

当然，也可以将上述各实施例中的头戴式显示设备中的显示部分制成透视显示屏结构，屏体采用采用特殊材质制作，远程摄像设备与透视显示屏之间经由处理器通过互联网络连接，显示设备上设有用于显示本地图像和远程图像的通断开关；当透视显示屏通电后显示远程摄像设备所拍摄的远程图像资料，当透视显示屏断电后，观察者可以透过透视显示屏观看其前方的场景，可兼顾本地和远程两地场景。

本发明中的显示设备包括显示屏，在显示设备上还设有本地摄像设备和切换开关，本地摄像设备用于拍摄观察者面前的场景，切换开关用于切换显示屏所显示的本地场景和远程场景。观察者可通过本地摄像设备观看本地场景，通过显示屏可以观看到远程场景，切换便利，互不干扰。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述系统包括佩戴于头部的显示设备、空间位置感应器、处理器及安装在远程观察点的镜头可旋转的远程摄像设备，所述空间位置感应器设置于所述显示设备上，用于感应观察者的头部旋转方位，所述的空间位置感应器和显示设备分别通过所述处理器与所述远程摄像设备通过互联网络连接；所述处理器用于接收观察者头部转动时的方位数据；所述处理器通过互联网络传输头动方位数据至所述远程摄像设备，并远程驱动所述远程摄像设备的镜头转动；所述处理器通过互联网络接收所述远程摄像设备所拍摄的图像资料，并传输至观察者所佩戴的显示设备上供其观看。

2.根据权利要求1所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述处理器集成于一计算机中或所述的显示设备上。

3.根据权利要求1所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述的空间位置感应器为三维运动感应器。

4.根据权利要求1所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述的显示设备为头戴式显示设备，其包括左眼显示屏和右眼显示屏；所述系统中设有位于同一安装点位置的两台所述远程摄像设备，两台所述远程摄像设备的间距可调节与观察者的瞳距保持相等，且分别与所述左眼显示屏和右眼显示屏通过互联网络经由所述处理器一一对应连接，所述空间位置感应器分别经由所述处理器与两所述远程摄像设备通过互联网络连接，通过观察者的头动同时控制两所述远程摄像设备转动，两所述远程摄像设备将其拍摄的图像资料分别对应传输至所述的左眼显示屏和右眼显示屏上显示。

5.根据权利要求1所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述系统中设有多个位于不同安装点位置的远程摄像设备，所述的显示设备和空间位置感应器分别经由所述处理器与多个所述的远程摄像设备通过互联网络连接，所述显示设备上设有切换开关，用于多个所述远程摄像设备间的图像显示切换。

6.根据权利要求1-5任一所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述显示设备包括透视显示屏，所述远程摄像设备与所述透视显示屏之间经由所述处理器通过互联网络连接，所述显示设备上设有用于显示本地图像和远程图像的通断开关；当所述透视显示屏通电后显示所述远程摄像设备所拍摄的远程图像资料，当所述透视显示屏断电后，观察者可以透过所述透视显示屏观看其前方的场景。

7.根据权利要求1-5任一所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述显示设备包括显示屏和透视屏，所述透视屏用于观察者观看其前方场景，所述远程摄像设备与所述显示屏之间经由所述处理器通过互联网络连接，所述显示屏用于观察者观看所述远程摄像设备所拍摄的远程图像资料。

8.根据权利要求7所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述显示屏位于所述透视屏的局部区域。

9.根据权利要求1-5任一所述的基于头动控制的远程摄像系统，其特征在于，所述显示设备包括显示屏，所述显示设备上还设有本地摄像设备和切换开关，所述本地摄像设备用于拍摄观察者面前的场景，所述切换开关用于切换显示屏所显示的本地场景和远程场景。