专利名称：户外摄像机机器人云台的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种通信、广播领域，特别涉及一种在广播级高清户外摄像机机器人 云台的控制方法。
背景技术：
目前，在户外机器人云台上的摄像机，随云台转动拍摄全景之像，同时，摄像机在 云台转动时要改变焦距。目前摄像机及云台控制，大多数都是应用在监控方面的，其摄像机是普通的摄像 机与普通定焦或短焦距镜头的组合。这类产品在画质方面没有很高的要求，边转动边拍摄 的情况很少。如果在拍摄时转动云台，会产生以下两个问题1、摄像机镜头在不同焦距的情况下，若不对云台转动速度进行控制，可能造成拍 摄的画面无法使用。尤其是在长焦状态下，云台运动速度不能过快，否则根本看不清画面内 容；云台停止时由于惯性存在，还会造成画面剧烈抖动。2、在规定时间内要求云台转动从位置A转动到位置B的情况下，云台快速启动或 骤然停止时，由于惯性存都会造成画面抖动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种提高拍摄画面质量、稳定性的户外摄像 机机器人云台的控制方法。为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种户外摄像机机器人云台的控制方 法，该方法的步骤包括(1)、在保持拍摄画面稳定情况下，实测该摄像机焦距最短时，云台最快转速A ；焦 距最长时，云台最慢转速B;(2)、将摄像机焦距与云台转速分216段，二者一一对应列表，并输入控制计算机；(3)、将摄像机焦距信息送至控制站；(4)、控制站将摄像机焦距信息送至计算机；(5)、计算机根据摄像机焦距和云台转速列表，控制云台实施相应的转速。户外摄像机机器人云台的控制方法对于在规定时间内要求云台从位置A转到位 置B的步骤包括①、算出云台在规定时间T条件下，起始位置A角度和终了位置B角度值之差，取 绝对值后除以2，得出差值Sn，Sn为速度增量总和，Sn为整数；②、将云台从起始位置到停止位置所需要的总时间T除以云台执行一次转动命令 所需要的时间t，根据公式T/2t = n，计算出转动次数η ；③、设云台每次转动的速度增量为an，则第η次转动的速度增量an = al+(n-l) d， d为速度增量公差，d为整数；其中设al = 1 (1/182度)；④、根据递增数列公式Sn = nal+n(n-l)d/2，得出速度增量公差d ；
⑤、进而算出每次转动的量an ；⑥、控制站发送指令给云台控制器，控制云台每次转动量an。本发明的优越功效在于1、本发明的控制方法，能达到云台启动时由慢到快，停止时由快到慢，保证画面稳定，提升画面质量；2、本发明的控制方法，降低了户外摄像机云台的操作难度，保证了户外摄像机拍 摄的图像稳定而清晰。
图1为本发明控制系统的示意图；图2为本发明云台运动轨迹示意图。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明作进一步的描述。如图1所示，本发明的控制系统包括客户端控制工作站、串口服务器、摄像机控制 单元、云台控制单元。所有工作站和服务器通过网络与千兆交换机相连接，摄像机的控制由 多串口服务器通过RS-422实现，云台的控制单元也由多串口服务器通过R-S422实现。客户端控制工作站、串口服务器、摄像机控制单元、云台控制单元其各自功能为1.客户端控制工作站该工作站提供可视化的控制界面来实时发送控制命令，将 命令包通过网络传送到串口服务器上；2.串口服务器将客户端控制工作站发送的TCP/IP协议的命令包转换成摄像机 控制单元、云台控制单元能识别的RS-422协议；3.摄像机控制单元接收命令后，令摄像机执行发送的指令；4.云台控制单元接收命令后，令云台执行发送的指令。以上控制系统的工作流程是用户操作控制软件一客户端控制工作站网卡发送 TCP/IP协议的命令包一命令包通过网络交换一串口服务器接收命令包一串口服务器判断 发送到哪一个RS-422 口(即判断控制哪一个云台)一串口服务器将TCP/IP协议命令包转 换成RS-422协议命令包后通过判定的端口发送到摄像机控制单元或云台控制单元一摄像 机控制单元或云台控制单元判断命令格式，若正确执行，若错误丢弃。本发明提供了一种户外摄像机机器人云台的控制方法，该方法对于摄像机变焦距 时同时转动云台的步骤包括(1)、在保持拍摄画面稳定情况下，实测该摄像机焦距最短时，云台最快转速A ；焦 距最长时，云台最慢转速B;(2)、将摄像机焦距与云台转速分216段，二者一一对应列表，并输入控制计算机；(3)、将摄像机焦距信息送至控制站；(4)、控制站将摄像机焦距信息送至计算机；(5)、计算机根据摄像机焦距和云台转速列表，控制云台实施相应的转速。户外摄 像机机器人云台的控制方法对于在规定时间内要求云台从位置A转到位置B的步骤包括①、算出云台在规定时间T条件下，起始位置A角度和终了位置B角度值之差，取绝对值后除以2，得出差值Sn，Sn为速度增量总和，Sn为整数；②、将云台从起始位置到停止位置所需要的总时间T除以云台执行一次转动命令 所需要的时间t，根据公式T/2t = n，计算出转动次数η ；③、设云台每次转动的速度增量为an，则第η次转动的速度增量an = al+(n-l) d， d为速度增量公差，d为整数；其中设al = 1 (1/182度)；④、根据递增数列公式Sn = nal+n(n-l)d/2，得出速度增量公差d ；⑤、进而算出每次转动的量an ；⑥、控制站发送指令给云台控制器，控制云台每次转动量an。如图2云台运动轨迹图所示1)设置关键镜位点、运动参数，使云台根据用户定义的方式运动。举例如下拍摄 外滩的时候，从浦西的外滩到浦东的东方明珠，云台运动需要经过ABCD 4个点，从A点到B 点要求云台20秒转完，从B点到C点要求云台80秒转完，从C点到D点要求云台30秒转 完，轨迹存储能记录以上运动参数，以后每次拍摄的时候都能进行相同的操作。这时可以创 建A、B、C、D四个关键镜位，对每个镜位的运动速度和推拉参数进行存储，编辑为一个轨迹， 这样可以完成上述功能。2)完全记录用户操作并回放。该功能实现了对用户操作的精确记录，并供调用。 系统将所有操作以XML文件方式记录相关信息，如当前云台位置、云台ZOOM，FOCUS信息，并 在轨迹调用时，可以同时操作摄像机参数，如光圈、灰片等功能。
权利要求
一种户外摄像机机器人云台的控制方法，该方法对于摄像机变焦距时同时转动云台的步骤包括(1)、在保持拍摄画面稳定情况下，实测该摄像机焦距最短时，云台最快转速A；焦距最长时，云台最慢转速B；(2)、将摄像机焦距与云台转速分216段，二者一一对应列表，并输入控制计算机；(3)、将摄像机焦距信息送至控制站；(4)、控制站将摄像机焦距信息送至计算机；(5)、计算机根据摄像机焦距和云台转速列表，控制云台实施相应的转速。
2.—种户外摄像机机器人云台的控制方法，该方法对于在规定时间内要求云台从位置 A转到位置B的步骤包括①、算出云台在规定时间T条件下，起始位置A角度和终了位置B角度值之差，取绝对 值后除以2，得出差值Sn，Sn为速度增量总和，Sn为整数；②、将云台从起始位置到终了位置所需要的总时间T除以云台执行一次转动命令所需 要的时间t，根据公式T/2t = n，计算出转动次数n ；③、设云台每次转动的速度增量为an，则第n次转动的速度增量an= al+(n-l)d，d为 速度增量公差，d为整数；其中设al = 1 ；④、根据递增数列公式Sn= nal+n(n-l)d/2，得出速度增量公差d ；⑤、进而算出每次转动的量an；⑥、控制站发送指令给云台控制器，控制云台每次转动量an。
全文摘要
本发明公开了一种户外机器人云台上的摄像机控制方法，该方法对于云台上摄像机同时变焦距时的步骤包括(1)在保持拍摄画面稳定情况下，实测该摄像机焦距最短时，云台最快转速A；焦距最长时，云台最慢转速B；(2)将摄像机焦距与云台转速分216段，二者一一对应列表，并输入控制计算机；(3)将摄像机焦距信息送至控制站；(4)控制站将摄像机焦距信息送至计算机；(5)计算机根据摄像机焦距和云台转速列表，控制云台实施相应的转速。本发明的优点是能达到云台启动时由慢到快，停止时由快到慢，保证画面稳定，提升画面质量。
文档编号G05D3/10GK101833340SQ20101019226
公开日2010年9月15日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者丁鑫峰, 刘建宏, 杨林明, 王振, 董耀, 贺晓明, 金栋 申请人:上海广播电视台