CN114193453A - 利用机械臂还原摄影机轨迹的方法 - Google Patents

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning

Abstract

本发明提供了一种利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，涉及电影制片的技术领域，先将摄影机与机械臂进行固定，再将机械臂与可编程控制器进行匹配连接，然后通过虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真，最后控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动，从而解决了现有技术中人工控制摄影机无法做到精准把控摄影机的位置和拍摄时间的技术问题，相比现有技术，本发明利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，通过机械臂高精度还原摄影机的轨迹，可以精准得控制摄影机的位置和时间，节省大量的拍摄时间，并且可以满足特效拍摄的特殊的需求。

Description

利用机械臂还原摄影机轨迹的方法
技术领域
本发明涉及电影制片的技术领域，特别涉及一种利用机械臂还原摄影机轨迹的方法。
背景技术
在电影制作相关行业中，Previz一词通常指在电影正式拍摄前对影片中的某些或全部的镜头进行可视化呈现的技术，这项技术可以帮助整个团队对剧情内容有一个整体的认知，预览技术的出现可以节省影片的制作时间、减少制作成本。
在实际拍摄时，摄影师通过对预览动画中位置进行判断来进行拍摄和动作，这是一个需要人工判断摄影机的位置、调整对应摄影机的位置的过程。
但这类方式仍有不足：一方面，摄影师要通过不断的调整摄影机的位置无法精准得去相对的位置进行拍摄；另一方面，即使摄影师找到摄影机的对应位置，但也无法长时间保持摄影机的位置，同时也无法保证拍摄时间于动画对应，也不能保证拍摄一次就能通过。由此人工控制摄影机无法做到精准把控摄影机的位置和拍摄时间，最终导致不断进行重复拍摄，浪费大量的时间。
发明内容
本发明的目的就是解决背景技术中提到的人工控制摄影机无法做到精准把控摄影机的位置和拍摄时间的问题，提出一种利用机械臂还原摄影机轨迹的方法。
为实现上述目的，本发明提出了一种利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，包括以下步骤：将摄影机与机械臂进行固定；将机械臂与可编程控制器进行匹配连接；在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真；控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动。
可选的，控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动具体包括以下步骤：加载运动轨迹仿真生成的轨迹表并判断仿真轨迹是否满足运行条件；当仿真轨迹满足运行条件后验证仿真轨迹的准确性；当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来生成机械臂运动指令控制摄影机在三维空间中的运动轨迹。
可选的，在当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来控制摄影机的轨迹之后还包括：通过卸载轨迹表来停止机械臂运动指令。
可选的，在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真包括以下步骤：创建与真实机械臂一比一还原的骨骼模型；生成摄影机的仿真轨迹；根据仿真轨迹生成轨迹表。
可选的，还包括：通过对仿真轨迹与骨骼模型进行匹配反算出骨骼模型中各臂的仿真参数；将所述仿真参数与真实机械臂的参数阈值进行比较并根据比较结果来生成摄影机的最终运动轨迹。
可选的，将机械臂与可编程控制器进行匹配连接包括：将机械臂的安全信号串入可编程控制器中。
可选的，机械臂的外部自动信号以及驱动给电信号与可编程控制器进行一一匹配对应。
本发明的有益效果：
本发明实施例的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，先将摄影机与机械臂进行固定，再将机械臂与可编程控制器进行匹配连接，然后通过虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真，最后控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动，从而解决了现有技术中人工控制摄影机无法做到精准把控摄影机的位置和拍摄时间的技术问题，相比现有技术，本发明实施例的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，通过机械臂来高精度还原摄影机的轨迹，可以精准得控制摄影机的位置和时间，节省大量的拍摄时间，并且可以满足特效拍摄的特殊的需求。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的流程示意图之一；
图2为本发明实施例利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的流程示意图之二；
图3为本发明实施例利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的流程示意图之三；
图4为本发明实施例利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的流程示意图之四。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1示意性示出本发明实施例利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的流程示意图。如图1所示，利用机械臂还原摄影机轨迹的方法包括步骤S10至步骤S40：
步骤S10，将摄影机与机械臂进行固定；
步骤S20，将机械臂与可编程控制器进行匹配连接；
步骤S30，在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真；
步骤S40，控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动。
在本发明实施例的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法中，先将摄影机与机械臂进行固定，再将机械臂与可编程控制器进行匹配连接，然后通过虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真，最后控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动，从而解决了现有技术中人工控制摄影机无法做到精准把控摄影机的位置和拍摄时间的技术问题，相比现有技术，本发明实施例的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，通过机械臂来高精度还原摄影机的轨迹，可以精准得控制摄影机的位置和时间，节省大量的拍摄时间，并且可以满足特效拍摄的特殊的需求。
下面，将结合附图及实施例对本发明实施例中的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法的各个步骤进行更详细的说明。
步骤S10，将摄影机与机械臂进行固定；其中，将摄影机装在机械臂上并对其进行固定的目的是用机械臂控制摄影机的轨迹。
步骤S20，将机械臂与可编程控制器进行匹配连接，目的是为了通过作为主控单元的可编程控制器来控制机械臂。具体的，通过定义信号点和外部自动信号将机械臂与可编程控制器进行匹配，比如机械臂的外部自动信号和驱动给电信号都要与可编程控制器一一对应并统一命名。在一实施例中，还将机械臂的安全信号串入可编程控制器中，防止非正常操作导致机械臂或者其他设备的启动或急停，保护了操作人员和设备的安全。
步骤S30，在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真；请参考图3，在一实施例中，对摄影机进行运动轨迹仿真具体包括如下步骤：步骤S31，创建与真实机械臂一比一还原的骨骼模型；步骤S32，生成摄影机的仿真轨迹；步骤S33，根据仿真轨迹生成轨迹表。通过上述步骤，使用虚幻引擎进行仿真输出不用操作机械臂去运动，节省大量的时间，且还具有可以随时随地的仿真和修改运动轨迹的优点。
请参考图4，为了实现更加精准得进行运动轨迹仿真，在一实施例中，对摄影机进行运动轨迹仿真还包括如下步骤：步骤S34，通过对仿真轨迹与骨骼模型进行匹配反算出骨骼模型中各臂的仿真参数；步骤S35，将所述仿真参数与真实机械臂的参数阈值进行比较并根据比较结果来生成摄影机的最终运动轨迹。
步骤S40，控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动。
请参考图2，在一实施例中，控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动具体包括以下步骤：
步骤S41，加载运动轨迹仿真生成的轨迹表并判断仿真轨迹是否满足运行条件。
具体的，通过生成第一指令LoadPathTable:MyTable.emily来实现加载运动轨迹仿真生成的轨迹表并判断仿真轨迹是否满足运行条件的功能，第一指令将轨迹表(轨迹表是通过虚幻引擎做出的动画曲线形成轨迹点)加载到内存中，再对轨迹仿真进行验证，判断是否满足运行条件。
需要说明的是，第一指令中的LoadPathTable为第一指令的控制字符用来将仿真轨迹加载并验证轨迹是否有错，第一指令中的MyTable.emily为轨迹表的标志。
步骤S42，当仿真轨迹满足运行条件后验证仿真轨迹的准确性。
具体的，通过生成第二指令MoveToTableStart:MyTable.emily Vel:100％来实现验证仿真轨迹的准确性的功能，第二指令从仿真轨迹第一桢来验证轨迹的准确性。
需要说明的是，第二指令中的MoveToTableStart为第二指令的控制字符用来验证仿真轨迹的准确性，第二指令中的MyTable.emily为轨迹表的标志，第二指令中的Vel:100％为启动轨迹表格的PTP运动速度。
步骤S43，当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来生成机械臂控制摄影机在三维空间中的运动轨迹。
具体的，通过生成第三指令RunPathTable:MyTable.emily Tool:1on来实现按照仿真轨迹来生成机械臂运动指令控制摄影机在三维空间中的运动轨迹的功能，从而保证摄影机在三维空间中的运动轨迹的精准性。
需要说明的是，第三指令中的RunPathTable为第三指令的控制字符，第三指令中的MyTable.emily为轨迹表的标志，Tool:1代表机械臂上的工具编号，工具的有效编号为1至16，on为在根据轨迹表启动运动前，机械臂将等待定义的输入进行确认，如果设置为on，将保护运行轨迹时的安全性。
此外，在当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来控制摄影机的轨迹之后还包括：通过卸载轨迹表来停止机械臂运动指令。
通过上述步骤，实现了摄影机的位置和拍摄时间的精准把控，相比现有技术，本发明实施例的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，通过机械臂高精度还原摄影机的轨迹，精准控制摄影机的位置和时间，节省大量的拍摄时间，并且可以满足特效拍摄的特殊的需求。
上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，包括以下步骤：将摄影机与机械臂进行固定；将机械臂与可编程控制器进行匹配连接；在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真；控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动。
2.根据权利要求1所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，控制机械臂以使摄影机按照仿真轨迹的运动方式在三维空间中运动具体包括以下步骤：加载运动轨迹仿真生成的轨迹表并判断仿真轨迹是否满足运行条件；当仿真轨迹满足运行条件后验证仿真轨迹的准确性；当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来生成机械臂运动指令控制摄影机在三维空间中的运动轨迹。
3.根据权利要求2所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，在当仿真轨迹满足准确性条件后按照仿真轨迹来控制摄影机的轨迹之后还包括：通过卸载轨迹表来停止机械臂运动指令。
4.根据权利要求1所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，在虚幻引擎中对摄影机进行运动轨迹仿真包括以下步骤：创建与真实机械臂一比一还原的骨骼模型；生成摄影机的仿真轨迹；根据仿真轨迹生成轨迹表。
5.根据权利要求4所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，还包括：通过对仿真轨迹与骨骼模型进行匹配反算出骨骼模型中各臂的仿真参数；将所述仿真参数与真实机械臂的参数阈值进行比较并根据比较结果来生成摄影机的最终运动轨迹。
6.根据权利要求1所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，将机械臂与可编程控制器进行匹配连接包括：将机械臂的安全信号串入可编程控制器中。
7.根据权利要求1所述的利用机械臂还原摄影机轨迹的方法，其特征在于，机械臂的外部自动信号以及驱动给电信号与可编程控制器进行一一匹配对应。
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