CN110086986B - 可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统，属于数字电视终端技术领域。包括在线模式和离线模式；所述可自由旋转的影像显示同步控制系统包括摄影机位置信息数据记录模块、运动控制模块、嵌入式系统模块、显示模块以及中央控制模块；中央控制模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，摄影机位置信息数据记录模块与摄影机运动控制系统以及嵌入式系统模块相连，摄影机的信号输出与显示模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连；本方法与系统能够实现前期拍摄旋转的视频，在数字电视显示终端播放时依然竖直向上；能根据不同画面内容转换画面的横幅或竖幅播放，最大程度利用有限的画面空间资源。

Description

可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统

技术领域

本发明涉及可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统，属于数字电视终端技术领域。

背景技术

随着电影电视拍摄系统的逐渐完善，以及大众对广告和娱乐的品质追求的不断提高，数字电视终端的多元化需求越来越大。

在目前已有的数字电视终端系统中，数字电视机往往是固定的，但是画面内容多元，某些画面适合使用横幅播放，而某些画面适合使用竖幅播放。固定的电视机给创作者带来了一定的局限性，导致大部分时间，画面内容中大部分内容都是无意义的背景。

因此，可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统有很大的应用前景。数字电视终端通过前期拍摄获取到的数据进行自由的旋转，使拍摄时摄影师可自由地进行创作，而不受播放终端的限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现代人们对多元化的娱乐方式和新颖的电视播放终端的需求，提出了一种与前期拍摄相配合、让摄影师能更加自由地进行艺术创作，使用更复杂的运镜，而在播放时不影响画面主体朝向角度的方法和系统，所述系统具备高刷新率、低延迟、高精度、抗干扰能力强的特点。

为解决上述技术问题，实现本发明的目的，采用如下技术方案：

可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统，包括可自由旋转的影像显示同步控制系统以及可自由旋转的影像显示同步控制方法；

其中，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统包括在线模式和离线模式；

其中，在线模式下，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统包括摄影机位置信息数据记录模块、运动控制模块、嵌入式系统模块、显示模块以及中央控制模块；

其中，摄影机位置信息数据记录模块包括摄影机数据传入单元、数据处理与转换单元以及数据文件生成单元；

运动控制模块包括电机驱动单元、传动机构及减速单元以及位置信息反馈与校验单元；

嵌入式系统模块包括运动信息接收与转换单元、数据完整性校验单元、运动控制模块实时性校验单元以及运动控制信息传出单元；

显示模块为屏幕显示器；

中央控制模块包括实时性检测与校验单元、位置信息处理单元以及显示信号输出单元；

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统，在线模式的连接关系如下：

中央控制模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，摄影机位置信息数据记录模块与摄影机运动控制系统以及嵌入式系统模块相连，摄影机的信号输出与显示模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连；

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统，离线模式的连接关系如下：

中央控制模块与显示模块及嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连，摄影机位置信息数据记录模块及摄影机运动控制系统在离线模式下不需要连接；

在线模式下，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的安装及配置如下：

步骤1)安装摄影机位置信息数据记录模块，并依据不同连接方式配置参数，具体为：

将中央控制模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，连接方式包括但不限于LAN和串口连接，具体为：

1A)若通过LAN连接，传输速率应大于等于100Mbps，连接完成后设置设备IP地址与摄影机位置信息数据记录模块相匹配以及设置位置信息数据文件记录的路径；

1B)若使用串口连接，波特率应大于或等于384000，连接完成后设置设备串口端口号，设备的波特率以及位置信息数据文件记录路径；

步骤2)安装嵌入式系统模块，并依据不同连接方式配置参数，具体为：将嵌入式系统模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，连接方式包括但不限于LAN和串口连接，具体为：

2A)若使用LAN连接，传输速率应大于或等于100Mbps，连接完成后设置设备IP地址与摄影机位置信息数据记录模块相匹配；

2B)若使用串口连接，波特率应大于或等于384000，连接完成后设置设备串口端口号以及设备的波特率；

步骤3)安装运动控制模块和显示模块并对屏幕显示器进行配重，具体为：

步骤3A)将屏幕显示器的底座拆除；

步骤3B)将传动机构及减速单元与位置信息反馈与校验单元绑定；

步骤3C)使用安装专用支架将运动控制模块的传动轴与屏幕显示器的物理中心相连；

步骤3D)对屏幕显示器进行配重，使屏幕显示器的质量中心与物理中心重合；

步骤3E)将运动控制模块与嵌入式系统模块预留接口相连接；

其中，将运动控制模块中的电机驱动单元和嵌入式系统模块中的运动控制信息传出单元相连，将运动控制模块中的位置信息反馈与校验单元与嵌入式系统模块中的运动控制模块实时性校验单元相连；

离线模式下，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的安装过程如下：

步骤a)安装运动控制模块和显示模块，具体为：将屏幕显示器的底座拆除，并安装专用的支架将运动控制模块的传动轴与屏幕显示器的物理中心相连，对屏幕显示器进行配重，使屏幕显示器的质量中心与物理中心重合，将运动控制模块与嵌入式系统模块预留接口相连接；

其中，将中央控制模块中的位置信息处理单元与嵌入式系统模块中的运动信息接收与转换单元相连，将嵌入式系统模块中的运动控制模块实时性校验单元与中央控制模块中的实时性检测与校验单元相连；

步骤b)安装嵌入式系统模块，将嵌入式系统模块安装在显示模块的背面，作为显示模块配重的一部分，并将运动控制模块与嵌入式系统模块的预留接口相连。

其中，将中央控制模块中的位置信息处理单元与嵌入式系统模块中的运动信息接收与转换单元相连，将嵌入式系统模块中的运动控制模块实时性校验单元与中央控制模块中的实时性检测与校验单元相连；

其中，配重包括三部分，中央控制模块和嵌入式系统模块是其中两部分，第三部分是普通配重的物体；

步骤c)安装中央控制模块，将中央控制模块安装在显示模块的背面，作为显示模块配重的一部分，并使用LAN或串口将中央控制模块与嵌入式系统模块相连，具体为：

c1)若是LAN进行连接，传输速率应大于或等于100Mbps，连接完成后再设置两个设备的IP地址相匹配，使中央控制模块与嵌入式系统模块能够通讯；

c2)若是使用串口进行连接，波特率应大于或等于115200，连接完成后，再设置设备串口端口号以及设备波特率。

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的功能如下：

所述嵌入式系统模块在在线模式下根据摄影机位置信息数据记录模块传入的数据对运动控制模块进行实时控制，在离线模式下根据中央控制系统传入的数据对运动控制模块进行实时控制，并对其运动轨迹是否符合预期进行判断及反馈；

所述运动控制模块根据嵌入式系统对其发送的指令，精确地控制显示模块的运动，并将其运动轨迹记录并实时反馈到嵌入式系统进行运算和判断其运动轨迹是否符合预期；

所述摄影机位置信息数据记录模块协同中央控制模块对现场拍摄时摄影机的运动轨迹进行记录；

所述显示模块在现场拍摄时对摄影机所录得的实时画面进行显示，在离线模式下对中央控制系统模块输出的视频数据进行显示；

所述中央控制模块对前期拍摄所记录的位置信息数据进行处理与存储，在离线模式下将储存到的信息精准、实时地传输至嵌入式系统模块，并将画面信息同步传输至显示模块。

可自由旋转的影像显示同步控制方法，在线模式包括如下步骤：

步骤I.由嵌入式系统模块控制运动控制模块进行自检和矫正水平，位置信息反馈与校验单元检测是否达到水平状态并将此状态实时反馈给运动控制模块；

步骤II.摄影机运动控制系统和摄影机位置信息数据记录模块将摄影机位置信息传出至嵌入式系统模块，嵌入式系统模块中数据完整性校验单元对接收到的位置信息的完整性进行校验，运动信息接收与转换单元对接收到的位置信息进行数据处理与转换，并通过运动控制信息传出单元发送控制信号至运动控制模块；

其中，数据完整性校验单元通过检验接收到的数据中是否包含起始符和终止符，若不包含，则判定该数据不完整，不予执行；

运动信息接收与转换单元数据的处理包括：1)精简接收到的数据，仅保留对本系统有用的信息；2)转换位置信息为系统内的绝对角度信息；3)转换绝对角度信息为运动控制模块中电机驱动器可识别的信号；

运动控制信息传出单元负责把控制信息传送至运动控制模块；

步骤III.运动控制模块收到控制信号后对电机进行控制，嵌入式系统模块向运动控制模块内的电机驱动单元发送控制信号，电机驱动单元中提供动力的设备多为步进电机或伺服电机，驱动传动机构及传动机构及减速单元协同电机驱动单元控制显示模块的运动，通过使显示模块发生与摄影机旋转方向相反的运动，使获得的画面主体内容始终朝上，并通过位置信息反馈与校验单元检测显示模块是否已按预期运动到指定位置，并将该数据反馈给嵌入式系统模块中的运动控制模块实时性校验单元；

步骤IV.中央处理模块对摄影机位置信息数据记录模块中数据文件生成单元传出的位置信息进行处理与储存；

其中，数据处理包括精简接收到的数据，仅保留对本系统有用的信息，根据摄影机帧速率剔除或根据算法补全超采样或欠采样的信息，将数据按照一定格式储存在储存介质中；

所述可自由旋转的影像显示同步控制方法，离线模式包括如下步骤：

步骤1.由嵌入式系统模块控制运动控制模块进行自检和矫正水平，位置信息反馈于校验单元检测是否达到水平状态并将此状态实时反馈给运动控制模块；

步骤2.中央控制模块播放视频，使用显示信号输出单元把视频信号传输至显示模块，同时获取视频播放的进度，依照进度同步向嵌入式系统模块发送经由位置信息处理单元处理过的拍摄时从摄影机位置信息数据记录模块的数据文件生成单元中记录得到的位置信息数据；

其中，处理具体为将前期拍摄时得到的位置信息转换为绝对角度信息；

步骤3.嵌入式系统模块接收到从中央控制模块传出的位置信息数据后，由运动信息接收与转换单元分析接收到每两个数据之间的间隔，记该间隔为一个运动周期，该间隔的大小根据接收到每两个数据之间的间隔不同动态变化，完成上述分析后，嵌入式系统模块向运动控制模块内的电机驱动单元发送控制信号，电机驱动单元中提供动力的设备多为步进电机或伺服电机，驱动传动机构及传动机构及减速单元协同电机驱动单元控制显示模块的运动，通过使显示模块发生与摄影机旋转方向相反的运动，使获得的画面主体内容始终朝上，并通过位置信息反馈与校验单元检测显示模块是否按照预期到达指定位置，若未按照预期到达指定位置，则把差值累加至下一运动周期；

若经过X个运动周期后仍无法运行达到指定位置，运动控制模块实时性校验单元将将此信息反馈给实时性检测与校验单元，由中央控制模块将此错误信息以日志形式存储下来；

X的取值范围为大于等于50小于等于200；

步骤4.在完成一个播放周期后，中央控制模块检查播放列表中是否存在下一个视频，如果存在，则跳至步骤1，完成校准后继续播放列表中下一个视频或重置播放列表从第一个视频开始播放；若不存在，则结束当前播放。

有益效果

可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统，与现有影像显示设备相比，具有如下有益效果：

1.实现前期拍摄旋转的视频，在数字电视显示终端播放时依然竖直向上；

2.显示终端可以自由转动，实现根据不同画面内容转换画面的横幅或竖幅播放，最大程度利用有限的画面空间资源；

3.采用高精度传感器，更为精确地控制数字电视显示终端的运动，使得回放时画面更精确地呈现，有效避免了眩晕感的产生。

4.系统的准备与架设工作仅需要少量时间，电影、电视节目制作者能迅速开始拍摄工作；

5.系统的使用与运行仅需要较小空间，和现有数字电视显示终端几乎相同，可以在不改变现有建筑或设施的情况下改造和安装。

附图说明

图1是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统在线模式下的组成架构图；

图2是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下的组成架构图；

图3是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的组成架构图；

图4是图1所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统在线模式下的操作流程图；

图5是图2所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下的操作流程图；

图6是图3所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

图1是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统在线模式下的架构图；从图1可以看出，可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统中的各模块连接关系如下：

摄影机位置信息数据记录模块和中央控制模块与摄影机运动控制系统相连，摄影机信号输出与显示模块相连，摄影机位置信息数据记录模块与嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统在线模式下的操作流程如图4所示。

图4是图1所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统在线模式下所依托系统架构的操作流程图。

从图4中可以看出，摄影机位置信息数据记录模块分别与中央控制模块，嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述同步控制系统在线模式下的制作安装再具体实施时，如下：

在本实例中，使用Motion Control控制摄影机的运动，配合摄影机位置信息数据记录模块中的摄影机数据传入单元获取摄影机的位置信息，运动控制模块中的电机驱动单元使用伺服电机提供动力；

系统中使用树莓派开发板作为记录和处理运动数据的中央控制模块，运行既定程序，通过LAN连接方式，UDP连接协议从摄影机位置信息数据记录模块的数据文件生成单元中获得摄影机的位置信息，结束时会将摄影机位置信息文件储存至设定目录；

嵌入式系统模块使用AduinoDUE，在处理较多数据时仍有足够高的刷新率，远高于电影的帧速率为24帧每秒以及系统要求的最低刷新频率50Hz，可以做到与多种帧速率拍摄相匹配，根据接收到数据包的频率自动调节系统频率，无需手动设置系统频率；

显示模块即为屏幕显示器；

运动控制模块中的电机使用伺服电机，具有精度高，响应快，闭环等优点，电机驱动单元驱动伺服电机转动，通过一定比率的减速单元增大电机的扭力，从而有效地控制显示模块的运动，精确地控制显示模块的位置，同时本实施例中位置信息反馈与校验单元采用20000单位精度每周的编码器进行检测与校验，使运动控制模块可以更加精确地驱动显示模块运行到指定的位置；

所述同步控制系统在在线模式下的工作内容特点有以下几点：

(1)良好的实时性，延迟为两帧，人眼几乎无法察觉，达到现场实时观看拍摄效果的目的；

(2)拥有高精度的驱动装置，显示模块旋转的偏差小于等于0.5度；

(3)使用树莓派直接对获得的数据进行处理和储存，回放时只需把数据文件发送到离线模式中的中央控制模块即可；

图2是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下的架构图；从图2可以看出，可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下的各模块连接关系如下：

中央控制模块与显示模块及嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下的操作流程如图5所示。

图5是图2所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下所依托系统架构的操作流程图。

从图5中可以看出，中央控制模块与显示模块及嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述同步控制系统离线模式下的制作安装再具体实施时，如下：

在本实例中，使用伺服电机作为运动控制模块的电机，使用工控机算机作为中央控制系统，播放的视频的帧速率为50fps，运动控制模块中的电机驱动单元使用伺服电机提供动力；

中央控制模块通过获取视频播放进度对存储的摄影机运动数据进行检索，把对应的数据传输至嵌入式模块中；

嵌入式系统模块使用树莓派，在处理较多数据时仍有足够高的刷新率，在此模式下，嵌入式系统模块需记录、对比并判断运动机构的姿态，根据中央控制模块传入的数据对其进行控制，使其实时、精确地运行至指定位置，树莓派接收到的每两个数据之间的时间间隔记为一个运动周期，运动周期会根据每两个数据之间的时间间隔而动态变化，实现自动适应中央控制模块的频率，若运动机构无法在既定时间内到达指定位置，未完成的行程将计入下一运动周期中，若50个运动周期(即1秒)后仍未重新达到同步，则将错误信息反馈给中央控制模块中的实时性检测与校验单元，中央控制模块将以日志的形式记录次错误；

显示模块即为屏幕显示器；

运动控制模块中的电机使用伺服电机，具有精度高，响应快，闭环等优点，本实施例中的位置信息反馈与校验单元使用20000单位精度每周的编码器进行检测，可以让嵌入式模块在发出指令后有得知实际位置信息的能力，以防因某种原因造成的未完成既定行程而产生累积误差；

所述同步控制系统在离线模式下的工作内容特点有以下几点：

(1)良好的实时性，延迟为两帧，人眼几乎无法察觉，低延时的同步是避免观众产生眩晕感的重要条件；

(2)拥有高精度的驱动装置，显示模块旋转的偏差小于等于0.5度；

(3)运动控制模块使用闭环的伺服电机，有效防止因外力或其他原因造成丢步未完成既定行程而形成累积误差；

(4)系统总体积小，可以在不改造或破坏原有建筑或结构安装本产品；

实施例2

图3是所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的组成架构图。在对视频质量要求不是特别高的情况下，可以把中央控制模块整合进嵌入式系统模块。从图3可以看出，可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统中的各模块连接关系如下：

嵌入式系统模块中显示信号输出单元与显示模块相连，嵌入式系统模块中运动控制信息传出单元与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的操作流程如图6所示。

图6是图3所述可自由旋转的影像显示同步控制方法及系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后所依托系统架构的操作流程图。

从图6中可以看出，嵌入式系统模块中显示信号输出单元与显示模块相连，嵌入式系统模块中运动控制信息传出单元与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连。

所述同步控制系统离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的制作安装再具体实施时，如下：

在本实例中，使用树莓派作为嵌入式系统模块，在处理较多数据时仍有足够高的刷新率，播放的视频的帧速率为50fps，分辨率为1920*1080，运动控制模块中的电机驱动单元使用伺服电机提供动力；

嵌入式系统模块通过获取视频播放进度对存储的摄影机运动数据进行检索，把对应的数据传递至位置信息处理单元，进而传递至运动控制信息传递单元；

在此模式下，嵌入式系统模块需记录、对比并判断运动机构的姿态，根据位置信息处理单元传递进来的数据对其进行控制，使其实时、精确地运行至指定位置，位置信息处理单元根据视频播放进度间歇性处理数据，处理的每两个数据之间的时间间隔记为一个运动周期，运动周期会根据每两个数据之间的时间间隔而动态变化，若运动机构无法在既定时间内到达指定位置，未完成的行程将计入下一运动周期中，若100个运动周期(即2秒)后仍未重新达到同步，则将错误信息反馈给嵌入式系统模块中的实时性检测与校验单元，嵌入式系统模块将以日志的形式记录次错误；

显示模块即为屏幕显示器；

运动控制模块中的电机使用伺服电机，具有精度高，响应快，闭环等优点，本实施例中的位置信息反馈与校验单元使用20000单位精度每周的编码器进行检测，可以让嵌入式模块在发出指令后有得知实际位置信息的能力，以防因某种原因造成的未完成既定行程而产生累积误差；

所述同步控制系统在离线模式下将中央控制模块整合至嵌入式系统模块后的工作内容特点有以下几点：

(1)良好的实时性，延迟为两帧，人眼几乎无法察觉，低延时的同步是避免观众产生眩晕感的重要条件；

(2)拥有高精度的驱动装置，显示模块旋转的偏差小于等于0.5度；

(3)运动控制模块使用闭环的伺服电机，有效防止因外力或其他原因造成丢步未完成既定行程而形成累积误差；

(4)整合了中央控制模块与嵌入式系统模块，使系统总体积更小，集成度更高，便于安装；

(5)安装方便，即插即用，用户无需对系统进行额外设置。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.可自由旋转的影像显示同步控制系统，其特征在于：包括在线模式和离线模式；所述可自由旋转的影像显示同步控制系统包括摄影机位置信息数据记录模块、运动控制模块、嵌入式系统模块、显示模块以及中央控制模块；

其中，摄影机位置信息数据记录模块包括摄影机数据传入单元、数据处理与转换单元以及数据文件生成单元；

运动控制模块包括电机驱动单元、传动机构及减速单元、位置信息反馈与校验单元以及供电单元；

嵌入式系统模块包括运动信息接收与转换单元、数据完整性校验单元、运动控制模块实时性校验单元以及运动控制信息传出单元；

显示模块为屏幕显示器；

中央控制模块包括实时性检测与校验单元、位置信息处理单元以及显示信号输出单元；

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统，在线模式的连接关系如下：

中央控制模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，摄影机位置信息数据记录模块与摄影机运动控制系统以及嵌入式系统模块相连，摄影机的信号输出与显示模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连；

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统，离线模式的连接关系如下：

中央控制模块与显示模块及嵌入式系统模块相连，嵌入式系统模块与运动控制模块相连，运动控制模块与显示模块相连，摄影机位置信息数据记录模块及摄影机运动控制系统在离线模式下不需要连接；

在线模式下，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的安装及配置如下：

步骤1)安装摄影机位置信息数据记录模块，并依据不同连接方式配置参数，具体为：

将中央控制模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，连接方式包括LAN连接或串口连接，具体为：

1A)若通过LAN连接，传输速率大于等于100Mbps，连接完成后设置设备IP地址与摄影机位置信息数据记录模块相匹配以及设置位置信息数据文件记录的路径；

1B)若使用串口连接，波特率大于或等于384000，连接完成后设置设备串口端口号，设备的波特率以及位置信息数据文件记录路径；

步骤2)安装嵌入式系统模块，并依据不同连接方式配置参数，具体为：将嵌入式系统模块与摄影机位置信息数据记录模块相连，连接方式包括LAN连接或串口连接；

步骤3)安装运动控制模块和显示模块并对屏幕显示器进行配重，具体为：

步骤3A)将屏幕显示器的底座拆除；

步骤3B)使用安装专用支架将运动控制模块的传动轴与屏幕显示器的物理中心相连；

步骤3C)对屏幕显示器进行配重，使屏幕显示器的质量中心与物理中心重合；

步骤3D)将运动控制模块与嵌入式系统模块预留接口相连接；

离线模式下，所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的安装过程如下：

步骤a)安装运动控制模块和显示模块，具体为：将屏幕显示器的底座拆除，并安装专用的支架将运动控制模块的传动轴与屏幕显示器的物理中心相连，对屏幕显示器进行配重，使屏幕显示器的质量中心与物理中心重合，将运动控制模块与嵌入式系统模块预留接口相连接；

步骤b)安装嵌入式系统模块，将嵌入式系统模块安装在显示模块的背面，作为显示模块配重的一部分，并将运动控制模块与嵌入式系统模块的预留接口相连；

其中，配重包括三部分，中央控制模块和嵌入式系统模块是其中两部分，第三部分是普通配重的物体；

步骤c)安装中央控制模块，将中央控制模块安装在显示模块的背面，作为显示模块配重的一部分，并使用LAN或串口将中央控制模块与嵌入式系统模块相连，具体为：

c1)若是LAN进行连接，传输速率大于或等于100Mbps，连接完成后再设置两个设备的IP地址相匹配，使中央控制模块与嵌入式系统模块能够通讯；

c2)若是使用串口进行连接，波特率大于或等于115200，连接完成后，再设置设备串口端口号、设备波特率以及位置信息数据文件记录路径；

所述可自由旋转的影像显示同步控制系统中各模块的功能如下：

所述嵌入式系统模块在在线模式下根据摄影机位置信息数据记录模块传入的数据对运动控制模块进行实时控制，在离线模式下根据中央控制系统传入的数据对运动控制模块进行实时控制，并对其运动轨迹是否符合预期进行判断及反馈；

所述运动控制模块根据嵌入式系统对其发送的指令，精确地控制显示模块的运动，并将其运动轨迹记录并实时反馈到嵌入式系统进行运算和判断其运动轨迹是否符合预期；

所述摄影机位置信息数据记录模块协同中央控制模块对现场拍摄时摄影机的运动轨迹进行记录；

所述显示模块在现场拍摄时对摄影机所录得的实时画面进行显示，在离线模式下对中央控制系统模块输出的视频数据进行显示；

所述中央控制模块对前期拍摄所记录的位置信息数据进行处理与存储，在离线模式下将储存到的信息精准、实时地传输至嵌入式系统模块，并将画面信息同步传输至显示模块。

2.根据权利要求1所述的可自由旋转的影像显示同步控制系统，其特征在于：步骤2)具体为：

2A)若使用LAN连接，传输速率大于或等于100Mbps，连接完成后设置设备IP地址与摄影机位置信息数据记录模块相匹配；

2B)若使用串口连接，波特率大于或等于384000，连接完成后设置设备串口端口号，设备的波特率以及位置信息数据文件记录路径。

3.可自由旋转的影像显示同步控制方法，其特征在于：在线模式包括如下步骤：

步骤I.由嵌入式系统模块控制运动控制模块进行自检和矫正水平；

步骤II.摄影机运动控制系统和摄影机位置信息数据记录模块将摄影机位置信息传出至嵌入式系统模块，嵌入式系统模块对接收到的位置信息进行数据处理与转换，并发送控制信号至运动控制模块；

其中，数据完整性校验单元通过检验接收到的数据中是否包含起始符和终止符，若不包含，则判定该数据不完整，不予执行；

运动控制信息传出单元负责把控制信息传送至运动控制模块；

步骤III.运动控制模块收到控制信号后对电机进行控制，嵌入式系统向运动控制模块内部的电机驱动单元发送控制信号，电机驱动单元中提供动力的设备为步进电机或伺服电机，驱动传动机构及减速单元协同电机驱动单元控制显示模块的运动，通过使显示模块发生与摄影机旋转方向相反的运动，使获得的画面主体内容始终朝上，并通过位置信息反馈与校验单元检测显示模块是否已按预期运动到指定位置，并将是否已按预期运动到指定位置的结果反馈给嵌入式系统模块中的运动控制模块实时性校验单元；

步骤IV.中央处理模块对摄影机位置信息数据记录模块中数据文件生成单元传出的位置信息进行处理与储存；

其中，数据处理包括精简接收到的数据，仅保留对本系统有用的信息，根据摄影机帧速率剔除或根据算法补全超采样或欠采样的信息，将数据储存在储存介质中；

其中，转换具体为将前期拍摄时得到的位置信息转换为绝对角度信息；

所述可自由旋转的影像显示同步控制方法，离线模式包括如下步骤：

步骤1.由嵌入式系统模块控制运动控制模块进行自检和矫正水平；

步骤2.中央控制模块播放视频，使用显示信号输出单元把视频信号传输至显示模块，同时获取视频播放的进度，依照进度同步向嵌入式系统模块发送拍摄时从摄影机位置信息数据记录模块的数据文件生成单元中记录得到的位置信息数据；

步骤3.嵌入式系统模块接收到从中央控制模块传出的位置信息数据后，分析接收到每两个数据之间的间隔，记该间隔为一个运动周期，该间隔的大小根据接收到每两个数据之间的间隔不同动态变化，完成上述分析后，嵌入式系统向运动控制模块内部的电机驱动单元发送控制信号，电机驱动单元中提供动力的设备为步进电机或伺服电机，驱动传动机构及减速单元协同电机驱动单元控制显示模块的运动，通过使显示模块发生与摄影机旋转方向相反的运动，使获得的画面主体内容始终朝上，并通过位置信息反馈与校验单元检测显示模块是否按照预期到达指定位置，若未按照预期到达指定位置，则把差值累加至下一运动周期；

步骤4.在完成一个播放周期后，中央控制模块检查播放列表中是否存在下一个视频，如果存在，则跳至步骤1，完成校准后继续播放列表中下一个视频或重置播放列表从第一个视频开始播放；若不存在，则结束当前播放。

4.根据权利要求3所述的可自由旋转的影像显示同步控制方法，其特征在于：步骤II中的运动信息接收与转换单元数据的处理包括：1)精简接收到的数据，仅保留对本系统有用的信息；2)转换位置信息为系统内的绝对角度信息；3)转换绝对角度信息为运动控制模块中电机驱动器可识别的信号。

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