CN109118541A - 舞台定向车台导轨位置分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舞台定向车台导轨位置分析系统，包括：导轨，设置在舞台上，用于为定向车台的移动提供基座；定向车台，设置在所述导轨上，用于在永磁无刷电机的控制下，在所述导轨上进行左右水平方向的定向移动；永磁无刷电机，与所述定向车台连接，用于接收参考水平坐标，并基于所述参考水平坐标驱动所述定向车台到达所述参考水平坐标对应的舞台位置；高清摄像头，用于对舞台进行拍摄，以获得并输出相应的高清图像。通过本发明，能够提高舞台人员登陆车台的速度。

Description

舞台定向车台导轨位置分析系统

技术领域

本发明涉及舞台调度领域，尤其涉及一种舞台定向车台导轨位置分析系统。

背景技术

车台是保证布景运输最广泛使用的舞台机械台下设备，的专业剧院备有大量不同类型的车台，尤其是歌剧院，为了实现与主舞台升降台，转台的组合形式变化，运送布景道具，参与舞台演出等。在舞台侧台或后台布置了按主舞台升降台模数和设计的车台，车台数量一般是主舞台升降台数量的1～2倍甚至更多。多个车台的组合使用，可定成多场布景的储存、搬运工和，而一些使用方便，灵活的小型轻便车台，在舞台中更为常见。

发明内容

为了解决当前舞台设备运行效率低下的技术问题，本发明提供了一种舞台定向车台导轨位置分析系统，为了便于舞台上的预设人物能够快速登陆上定向车台以进行表演，采用高精度的图像分析机制准备识别出舞台上的预设人物的水平位置，以基于所述水平位置对所述定向车台进行相应驱动；采用智能化操作设备实现对高解析度图像的高等级锐化处理；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；以及在对图像内容分析的基础上，确定高清摄像头的位置偏差修正量，并实时显示位置偏差修正量以便于用户对所述高清摄像头进行现场修正操作。

根据本发明的一方面，提供了一种舞台定向车台导轨位置分析系统，所述系统包括：

导轨，设置在舞台上，用于为定向车台的移动提供基座；

定向车台，设置在所述导轨上，用于在永磁无刷电机的控制下，在所述导轨上进行左右水平方向的定向移动。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

永磁无刷电机，与所述定向车台连接，用于接收参考水平坐标，并基于所述参考水平坐标驱动所述定向车台到达所述参考水平坐标对应的舞台位置；

高清摄像头，用于对舞台进行拍摄，以获得并输出相应的高清图像。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；

液晶显示设备，设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接，用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量；

自动调整设备，与所述高清摄像头连接，用于接收所述高清图像，确定所述高清图像的模糊程度，并基于所述高清图像的模糊程度对所述高清图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；

智能化操作设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行即时解析度的识别，以获得所述孤点去除图像对应的即时解析度，并根据所述即时解析度的大小确定对所述孤点去除图像执行锐化操作的锐化等级，并输出执行锐化操作后获得的智能化处理图像；

坐标提取设备，与所述智能化操作设备连接，用于接收所述智能化处理图像，基于预设人物轮廓从所述智能化处理图像中识别并分割出所述预设人物轮廓对应的人物目标图案，基于所述人物目标图案在所述智能化处理图像中的水平方向的相对位置确定并输出所述参考水平坐标。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述坐标提取设备中，所述参考水平坐标为相对所述导轨最左端的水平距离。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述智能化操作设备中，所述即时解析度越小，执行锐化操作的锐化等级越低。

更具体地，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：所述高清图像的模糊程度越小，对所述高清图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。

具体实施方式

下面将对本发明的舞台定向车台导轨位置分析系统的实施方案进行详细说明。

车台可以配合演出的节奏，制造出动感场景和人物运动画面，如表现行进中的队列。运动的车船等。场景变化是在观众的视线内完成的，能给演出带来更多震撼冲击力。因此，演出对车台过街的噪音指标、停位的准确性、性能的可靠性，使用的安全性的要求程度非常高。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种舞台定向车台导轨位置分析系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的舞台定向车台导轨位置分析系统包括：

导轨，设置在舞台上，用于为定向车台的移动提供基座；

定向车台，设置在所述导轨上，用于在永磁无刷电机的控制下，在所述导轨上进行左右水平方向的定向移动。

接着，继续对本发明的舞台定向车台导轨位置分析系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

永磁无刷电机，与所述定向车台连接，用于接收参考水平坐标，并基于所述参考水平坐标驱动所述定向车台到达所述参考水平坐标对应的舞台位置；

高清摄像头，用于对舞台进行拍摄，以获得并输出相应的高清图像。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，还包括：

修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；

液晶显示设备，设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接，用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量；

自动调整设备，与所述高清摄像头连接，用于接收所述高清图像，确定所述高清图像的模糊程度，并基于所述高清图像的模糊程度对所述高清图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；

智能化操作设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行即时解析度的识别，以获得所述孤点去除图像对应的即时解析度，并根据所述即时解析度的大小确定对所述孤点去除图像执行锐化操作的锐化等级，并输出执行锐化操作后获得的智能化处理图像；

坐标提取设备，与所述智能化操作设备连接，用于接收所述智能化处理图像，基于预设人物轮廓从所述智能化处理图像中识别并分割出所述预设人物轮廓对应的人物目标图案，基于所述人物目标图案在所述智能化处理图像中的水平方向的相对位置确定并输出所述参考水平坐标。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述坐标提取设备中，所述参考水平坐标为相对所述导轨最左端的水平距离。

在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：在所述智能化操作设备中，所述即时解析度越小，执行锐化操作的锐化等级越低。

以及在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中：所述高清图像的模糊程度越小，对所述高清图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。

另外，在所述舞台定向车台导轨位置分析系统中，所述智能化操作设备由总线型单片机来实现。单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。

采用本发明的舞台定向车台导轨位置分析系统，针对现有技术中定向车台演出人员登陆速度慢的技术问题，为了便于舞台上的预设人物能够快速登陆上定向车台以进行表演，采用高精度的图像分析机制准备识别出舞台上的预设人物的水平位置，以基于所述水平位置对所述定向车台进行相应驱动；采用智能化操作设备实现对高解析度图像的高等级锐化处理；建立了自适应的二值化阈值的自动调整机制，尤其是引用了邻域的图像阈值进行调整，为后续图像处理提供了方便；以及在对图像内容分析的基础上，确定高清摄像头的位置偏差修正量，并实时显示位置偏差修正量以便于用户对所述高清摄像头进行现场修正操作，从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种舞台定向车台导轨位置分析系统，包括：

导轨，设置在舞台上，用于为定向车台的移动提供基座；

定向车台，设置在所述导轨上，用于在永磁无刷电机的控制下，在所述导轨上进行左右水平方向的定向移动。

2.如权利要求1所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

永磁无刷电机，与所述定向车台连接，用于接收参考水平坐标，并基于所述参考水平坐标驱动所述定向车台到达所述参考水平坐标对应的舞台位置；

高清摄像头，用于对舞台进行拍摄，以获得并输出相应的高清图像。

3.如权利要求2所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图。

4.如权利要求3所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号。

5.如权利要求4所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；

液晶显示设备，设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接，用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量；

自动调整设备，与所述高清摄像头连接，用于接收所述高清图像，确定所述高清图像的模糊程度，并基于所述高清图像的模糊程度对所述高清图像进行分块处理，以获得大小相同的多个图像分块，对每一个图像分块执行以下处理：基于OTSU算法获取所述图像分块的二值化阈值，基于OTSU算法获取所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值，基于述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值，并输出所述图像分块的调整后阈值；在所述自动调整设备中，基于所述图像分块邻域的各个图像分块的各个二值化阈值对所述图像分块的二值化阈值进行调整以获得所述图像分块的调整后阈值包括：所述图像分块邻域图像分块与所述图像分块的匹配度越高，则所述图像分块邻域图像分块对所述图像分块的二值化阈值的影响程度越大；

分块合并设备，与所述自动调整设备连接，用于接收所述多个图像分块以及每一个图像分块对应的调整后阈值，基于每一个图像分块对应的调整后阈值对所述图像分块进行二值化处理以获得二值化分块，并将各个图像分块分别对应的各个二值化分块进行合并，对合并后的图像进行边缘融合以获得融合的图像，并作为融合处理图像输出；

孤点去除设备，与所述分块合并设备连接，用于接收所述融合处理图像，并对所述融合处理图像中的孤点进行去除处理，以获得并输出相应的孤点去除图像；

智能化操作设备，与所述孤点去除设备连接，用于接收所述孤点去除图像，对所述孤点去除图像进行即时解析度的识别，以获得所述孤点去除图像对应的即时解析度，并根据所述即时解析度的大小确定对所述孤点去除图像执行锐化操作的锐化等级，并输出执行锐化操作后获得的智能化处理图像；

坐标提取设备，与所述智能化操作设备连接，用于接收所述智能化处理图像，基于预设人物轮廓从所述智能化处理图像中识别并分割出所述预设人物轮廓对应的人物目标图案，基于所述人物目标图案在所述智能化处理图像中的水平方向的相对位置确定并输出所述参考水平坐标。

6.如权利要求5所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于：

在所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小。

7.如权利要求6所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于：

在所述坐标提取设备中，所述参考水平坐标为相对所述导轨最左端的水平距离。

8.如权利要求7所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于：

在所述智能化操作设备中，所述即时解析度越小，执行锐化操作的锐化等级越低。

9.如权利要求8所述的舞台定向车台导轨位置分析系统，其特征在于：

所述高清图像的模糊程度越小，对所述高清图像进行分块处理获得的图像分块的数量越多。