一种追拍系统的制作方法

本发明涉及摄像、摄影技术领域，更具体地说，涉及一种追拍系统。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，在国防侦查、反恐预警、防灾巡视、新闻采访等国民经济生活中，大多数都需要通过移动载体搭建摄像设备对目标场景或目标物体进行实时追踪拍摄。

但是当移动载体在运动的过程中，摄像设备会发生相应的晃动，拍摄过程需依靠人工肩扛或人工调整摄录视角进行拍摄，对拍摄人员的需求、劳动强度及操作技能都需要极高的要求，且由于人为操作不可避免的拍摄画面会发生抖动、虚影及场景错失等问题。

即使在现有技术手段中，通过电子稳像、预采样滤波等软硬件结合的方式改善了拍摄影像的质量，降低操作难度。但是这些技术手段都建立在牺牲画幅视场或探测器性能的基础上，并没有充分的发挥出图像探测设备的能力。

那么，在拍摄过程中，如何使拍摄视线稳定控制是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种追拍系统，该追拍系统可以在拍摄过程中通过对镜头视轴姿态信息的获取及处理，使镜头视轴的指向实时追踪拍摄目标，进而可以使拍摄视线稳定，且通过对拍摄目标的位置信息的处理，使镜头可以追踪该目标进行拍摄。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种追拍系统，用于图像采集设备，所述追拍系统包括：图像探测与处理单元、伺服控制单元及双轴运动单元；所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元固定在所述双轴运动单元上；

所述双轴运动单元用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息；

所述图像探测与处理单元用于获取拍摄目标的位置信息；

所述伺服控制单元用于依据所述姿态信息和/或所述位置信息，调节所述双轴运动单元运动，以使得所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标。

优选的，在上述追拍系统中，所述双轴运动单元包括：

视轴支承装置，所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元固定在所述视轴支承装置上；

姿态传感器，所述姿态传感器用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息。

优选的，在上述追拍系统中，所述双轴运动单元还包括：

方位电机及俯仰电机，所述方位电机及所述俯仰电机用于驱动所述视轴支承装置运动，以使得所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标。

优选的，在上述追拍系统中，所述姿态传感器为六轴运动姿态传感器。

优选的，在上述追拍系统中，所述姿态信息包括：

所述镜头视轴的姿态速度信息及姿态角度信息。

优选的，在上述追拍系统中，所述追拍系统还包括：

操作控制单元，所述操作控制单元用于人机交互、显示拍摄图像、转换拍摄场景、选取拍摄目标、记录拍摄图像及发送操作指令信号。

优选的，在上述追拍系统中，所述操作控制单元包括：

显示器，所述显示器用于人机交互及显示拍摄图像。

优选的，在上述追拍系统中，所述操作控制单元还包括：

摄录系统，所述摄录系统用于转换拍摄场景、选取拍摄目标及记录拍摄图像。

优选的，在上述追拍系统中，所述操作控制单元还包括：

操作接口单元，所述操作接口单元与所述伺服控制单元连接，用于向所述伺服控制单元传送操作指令信号。

通过上述描述可知，本发明提供的一种追拍系统，用于图像采集设备，该追拍系统包括：图像探测与处理单元、伺服控制单元及双轴运动单元；所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元固定在所述双轴运动单元上；所述双轴运动单元用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息；所述图像探测与处理单元用于获取拍摄目标的位置信息；所述伺服控制单元用于依据所述姿态信息和/或所述位置信息，调节所述双轴运动单元运动，以使得所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标。

也就是说，在拍摄过程中，当载体运动引起影像晃动时，通过对镜头视轴姿态信息的获取及处理，调节双轴运动单元进行运动，使镜头视轴的指向实时追踪拍摄目标，比如当载体向下运动时，可以调节双轴运动单元相对应的反方向进行运动，那么就可以使镜头视轴的指向实时追踪拍摄目标，进而可以使拍摄视线稳定，当进行追踪拍摄时，通过对拍摄目标的位置信息的处理，可以调节双轴运动单元相对应运动，使镜头视轴的指向追踪至拍摄目标实现追拍功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种追拍系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双轴运动单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的伺服控制单元的原理示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种追拍系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据背景技术可知，当移动载体在运动的过程中，摄像设备会发生相应的晃动，拍摄过程需依靠人工肩扛或人工调整摄录视角进行拍摄，对拍摄人员的需求、劳动强度及操作技能都需要极高的要求，且由于人为操作不可避免的拍摄画面会发生抖动、虚影及场景错失等问题。

即使在现有技术手段中，通过电子稳像、预采样滤波等软硬件结合的方式改善了拍摄影像的质量，降低操作难度。但是这些技术手段都建立在牺牲画幅视场或探测器性能的基础上，并没有充分的发挥出图像探测设备的能力。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种追拍系统，该追拍系统包括：图像探测与处理单元、伺服控制单元及双轴运动单元；所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元固定在所述双轴运动单元上。

所述双轴运动单元用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息。

所述图像探测与处理单元用于获取拍摄目标的位置信息。

所述伺服控制单元用于依据所述姿态信息和/或所述位置信息，调节所述双轴运动单元运动，以使得所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标。

也就是说，在拍摄过程中，当载体运动引起影像晃动时，通过对镜头视轴姿态信息的获取及处理，调节双轴运动单元进行运动，使镜头视轴的指向实时追踪拍摄目标，比如当载体向下运动时，可以调节双轴运动单元相对应的反方向进行运动，那么就可以使镜头视轴的指向实时追踪拍摄目标，进而可以使拍摄视线稳定，当进行追踪拍摄时，通过对拍摄目标的位置信息的处理，可以调节双轴运动单元相对应运动，使镜头视轴的指向追踪至拍摄目标实现追拍功能。

通过上述描述可知，该追拍系统可以在移动载体运动的情况下，对拍摄目标进行追踪拍摄，可以解决因载体运动而引起的影像晃动问题，提高了图像资料的稳定度和质量。该追拍系统的应用大幅度减轻了影像拍摄人员的劳动强度，降低了移动载体运动情况下图像采集设备的操作难度。

为了更加详细的说明，下面结合说明书附图对本发明实施例进行进一步描述。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种追拍系统的结构示意图，本发明实施例提供了一种追拍系统，该追拍系统包括：

图像探测与处理单元11、伺服控制单元12及双轴运动单元13；所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元11固定在所述双轴运动单元13上。

所述双轴运动单元13用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息。

其中，参考图2，图2为本发明实施例提供的双轴运动单元的结构示意图，所述双轴运动单元13包括：

视轴支承装置21，所述图像采集设备的镜头及所述图像探测与处理单元11固定在所述视轴支承装置21上。

姿态传感器22，所述姿态传感器22用于在拍摄图像过程中获取所述镜头视轴的姿态信息。所述姿态传感器22包括但不限定于六轴传感器。

方位电机及俯仰电机23，所述方位电机及俯仰电机23用于驱动所述视轴支承装置21运动，以使得所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标。

所述姿态信息包括：所述镜头视轴的姿态速度信息及姿态角度信息。也就是说，当移动载体在运动的过程中，所述镜头视轴也会发生相应的运动，那么如何使镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标，就需要通过对所述镜头视轴的姿态速度信息及姿态角度信息进行分析处理。

参考图3，图3为本发明实施例提供的伺服控制单元的原理示意图，所述伺服控制单元12用于对所述姿态信息进行卡尔曼滤波和信息校准及基准变换处理，通过采取速度反馈、姿态反馈双回路闭环控制的视线稳定控制原理，并结合滞后超前算法校正，以所述方位电机及俯仰电机作为驱动机构，调节所述视轴支承装置21进行抗扰补偿运动和目标追踪运动，进而使所述镜头视轴的指向实时追踪所述拍摄目标，使所述拍摄目标在拍摄画幅中保持稳定。

例如当移动载体自身向左下方倾斜运动时，可以通过调节所述视轴支承装置21相对应的向右上方进行运动，相当于补偿掉移动载体晃动对所述镜头视轴的指向的影响，保证了所述镜头视轴的指向可以实时追踪所述拍摄目标，进而可以使拍摄视线稳定。其中，所述图像探测与处理单元11用于获取拍摄目标的位置信息。

也就是说，为了实现对移动目标的追踪拍摄，通过所述图像探测与处理单元11获取拍摄目标的位置信息，将该位置信息传送至所述伺服控制单元12，所述伺服控制单元12具有图像识别的控制回路，通过采用位置偏差识别算法和位置回路闭环控制原理对所述拍摄目标进行追踪，以所述方位电机及俯仰电机23作为驱动机构，调节所述视轴支承装置21运动，使所述视轴支承装置21运动至拍摄目标位置。

例如，在拍摄一辆行驶的汽车，在第一时刻对该汽车进行拍摄，所述图像探测与处理单元11获取到该汽车的第一位置信息，当汽车开始行驶后，在第二时刻所述图像探测与处理单元11获取到该汽车的第二位置信息，所述图像探测与处理单元11中的处理单元对第一位置信息及第二位置信息进行分析处理，并将处理结果传送至所述伺服控制系统，所述伺服控制系统对所述第一位置信息及所述第二位置信息进行处理，以所述方位电机及俯仰电机作为驱动机构，调节所述视轴支承装置21运动，使所述视轴支承装置21运动追踪至该汽车在第二时刻的位置，进而实现了追踪拍摄。

所述图像探测与处理单元11包括：可见变焦距光学成像系统、CMOS传感器及图像跟踪处理电路。其中，光学系统口径为60mm，变焦范围为25mm～700mm。需要说明的是，所述图像探测与处理单元的组成部分并不作限定。

在本发明实施例的基础上，参考图4，图4为本发明实施例提供的另一种追拍系统的结构示意图，所述追拍系统还包括：

操作控制单元41，所述操作控制单元41用于人机交互、显示拍摄图像、转换拍摄场景、选取拍摄目标、记录拍摄图像及发送操作指令信号。

所述操作控制单元41包括：

显示器，所述显示器用于人机交互及显示拍摄图像。

其中，该显示器包括：触摸显示屏，用于显示拍摄图像及数据信息。可以实现技术人员在该触摸显示屏上下发指令或对系统数据的修改等操作。

摄录系统，所述摄录系统用于转换拍摄场景、选取拍摄目标及记录拍摄图像。

该摄录系统包括：存储器，用于对拍摄图像实时记录。在该摄录系统中可以存储程序，通过技术人员操作实现转换拍摄场景，选取拍摄目标等功能。

操作接口单元，所述操作接口单元与所述伺服控制单元连接，用于向所述伺服控制单元传送操作指令信号。也就是说，所述伺服控制单元12还可以接收所述操作控制单元41的操作指令信号，以完成人工干预下的视线调整动作。

智能操作摇杆，用于技术人员手动对所述视轴支承装置21的控制。

通过上述描述可知，该追拍系统可以在移动载体运动的情况下，对拍摄目标进行追踪拍摄，可以解决因载体运动而引起的影像晃动问题，提高了图像资料的稳定度和质量。该追拍系统的应用大幅度减轻了影像拍摄人员的劳动强度，降低了移动载体运动情况下图像采集设备的操作难度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。