一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法与流程

本发明涉及轨道车运动控制技术领域，尤其涉及一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法。

背景技术：

广电行业、教育行业、娱乐行业的拍摄都需要将镜头语言表达的淋漓精致，自动定点联动处理算法将通过轨道车及云台的水平垂直电机，对所设定的点进行联动跟踪，如何在跟踪过程中精确跟踪到所设定点，给定点联动算法带来了较大的挑战。

目前轨道车云台在实现定点跟踪的过程中是利用运动合成的办法，及轨道车、云台水平方向、云台垂直方向实现同时控制，达到运动合成的目的，此效果是人为控制，可能导致运行部均匀，拍摄画面抖动，跟踪有偏离等现象。

因此，发明一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法来解决上述问题很有必要

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法，包括可运行的轨道车、安装在上面的云台和控制系统，其特征在于，所述云台能够提供水平方向和垂直方向的运动控制，支持kxwell的交互协议，所述方法包括:

检测所述轨道车的运行状态；

首先控制系统设定需要定点跟踪的“点”，当所述轨道车处于运行状态时，如果所述云台自动联动控制算法完成联动计算，则通过计算结果来驱动云台的水平和垂直方向运动，实现定点跟踪/拍摄效果；如果所述云台没有跟踪到设定的目标点，则通过预设的定点联动跟踪算法实现跟踪，云台在算法驱动下往目标点运行；

当所述云台处于静止时，可以单独控制操作云台，一旦轨道车开始运行，则重新根据定点联动跟踪算法计算确定跟踪运行距离(角度)。

优选的，所述通过预设的定点位置跟踪算法进行联动跟踪的步骤，包括：当需要定点联动拍摄效果时，就利用控制系统设置定点位置，保存位置信息，作为算法运算的基础，在轨道车运动过程中计算出云台的水平和垂直方向偏转距离，实现定点联动算法控制效果。

优选的，所述如果定点联动跟踪算法没有完成，则通过预设的定点联动跟踪算法跟踪的步骤，包括：获取所述轨道车的当前位置、云台水平和垂直当前位置，根据不同轨道车位置、云台水平垂直位置，计算运动偏转距离(角度)。

优选的，所述方法还包括：当轨道车没有运动时，单独控制云台，是可以控制的，一旦轨道车开始运行且轨道车处于定点联动模式，就会调用定点联动算法计算云台的水平和垂直应该偏转距离(角度)，再通过kxwell实时联动控制。

优选的，所述可运行的轨道车包括处理器、fpga和存储器，所述处理器用于逻辑控制，运行嵌入式程序，所述fpga用于电机控制，所述存储器用于存储运动及配置数据、存储有fpga的运行程序。

优选的，所述控制系统包括处理器和存储器，所述处理器实现kxwell逻辑控制，及kxwell的控制协议指令下发，定点联动的配置和进入运行模式。

优选的，所述云台包括处理器，存储器，fpga，执行所述嵌入式软件程序时实现所述方法步骤。

优选的，一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有嵌入式程序，所述处理器执行所述嵌入式程序时实现上述跟踪定点联动方法所述的步骤。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过轨道车的运行状态信息，当轨道车处于运行状态时，如果定点联动跟踪算法完成，则通过计算数据驱动云台产生偏转，实现定点联动跟踪，在轨道车停止的时候，云台可以单独控制，不影响再次进入定点联动跟踪模式，从而确定轨道和云台联动处理决策，实现自动联动控制，达到理想的拍摄效果。

(2)本发明通过轨道车和云台联动，可以应用在会议、教育、娱乐活动等场所，实现自动联动拍摄，表达出丰富的镜头效果，并且功能实现简单，操作方便，不占用嵌入式系统大量资源，可增加轨道机器人的镜头语言表达方式。

附图说明

图1为本发明整个系统的简约连接图，定点联动跟踪的应用环境；

图2为本发明轨道和轨道车，是算法处理和控制机构；

图3为本发明装有云台的轨道车系统，是整个算法的运行和执行设备；

图4为本发明算法设置执行实施的控制器；

图5为本发明算法算法实施依据；

图6为本发明算法逻辑控制流程。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明提供了一种用于轨道车和云台定点联动拍摄的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，其中的轨道和云台包括可运行的轨道及安装在上面的云台，通过轨道车带动云台沿着轨道运动，云台本身可以控制水平和垂直方向的运动；轨道车和云台需要支持kxwell控制协议，摄像机不做限制；

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种用于轨道车和云台定点联动跟踪方法，以该方法应用于图3所示的轨道车和云台为例进行说明，包括以下步骤：

步骤102，首先通过控制系统设定需要定点跟踪的两个点，两个点上云台摄像机画面中心点是一个点，再通过算法1，计算出图5的a’位置，作为整个联动算法计算的基础；

步骤105，检测轨道车的运行情况；

步骤106，当轨道车处于运行时，如果轨道车根据定点联动跟踪算法计算出云台运行情况，则通过计算结果驱动云台运动到达目标位置；

步骤105，当轨道车未运行时，检测命令是否是云台运动执行命令，如果是，透传给云台执行相应的运动；轨道车一旦运动，将打断云台的正常运行，进入定点联动运行，除非控制设备控制退出定点联动模式；

在一个实施例中，进入了定点联动跟踪模式，当轨道车处于运动状态，云台在联动运行，这时如果控制设备发送控制云台指令，联动跟踪会被打断，去执行人为控制动作；

具体地，在定点联动跟踪过程中，会依据轨道车和云台位置，在根据算法2，如图5，轨道车位置p到定点a的距离作为直角三角形的斜边，定点位置在轨道上的投影点a’到轨道车位置p作为直角三角形的其中一个直边，角度θ、φ通过云台的位置计算获得，a点设置时通过算法1确定a点的位置，通过算法2实时计算出云台下一步的运行方向，最后再通过kxwell交互协议进行算法结果传递给云台执行；

在一个实施例中，如果所述云台没有跟踪到设定的目标点，则通过预设的定点联动跟踪算法实现跟踪，云台在算法驱动下往目标点运行；如果定点联动跟踪算法没有完成，则通过预设的定点联动跟踪算法跟踪的步骤，获取所述轨道车的当前位置、云台水平和垂直当前位置，根据不同轨道车位置、云台水平垂直位置，计算运动偏转距离(角度)；

在一个实施例中，所述可运行的轨道车包括处理器、fpga和存储器，其中fpga为fpga芯片，所述处理器用于逻辑控制，运行嵌入式程序，其中嵌入式程序采用嵌入式c程序设置，所述嵌入式c程序是存储于mcu、运动执行程序是存储在flash性质的ic中，该嵌入式c程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程，所述fpga用于电机控制，所述存储器用于存储运动及配置数据、存储有fpga的运行程序；

在一个实施例中，所述控制系统包括处理器和存储器，所述处理器实现kxwell逻辑控制，及kxwell的控制协议指令下发，定点联动的配置和进入运行模式，其中kxwell为kxwell云台控制器，其型号为kx-ph460s；

在一个实施例中，所述云台包括处理器，存储器，fpga，执行所述嵌入式软件程序，其中嵌入式软件程序采用嵌入式c程序设置，所述嵌入式c程序是存储于mcu、运动执行程序是存储在flash性质的ic中，该嵌入式c程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程；

在一个实施例中，一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有嵌入式程序，所述处理器执行所述嵌入式程序时实现上述跟踪定点联动方法所述的步骤。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述间接，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记载的范围；以上所述实施例中涉及到的kxwell协议，不作为本申请的权利限制，产品间的通信协议可以灵活定制；以上所述实施例中涉及到的fpga，不作为本申请的权利限制，fpga只是作为算法计算结果的执行机构，不作为本申请的权利限制，电机驱动可以针对不同类型的电机，调整驱动方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。