动态影像捕捉、跟踪、对焦装置及方法与流程

本发明涉及影像拍摄技术领域，尤其是一种动态影像拍摄装置及方法。

背景技术：

拍摄动态影像时，对准焦距和保持拍摄主体一直在需要的构图位置是很困难的，尤其是拍摄鸟类、野生动物、体育赛事等影像时，多采用长焦镜头，视角较小，焦距很薄，即使经验丰富的摄像师带着跟焦员，也经常出现焦距对不准和跟丢拍摄主体的情况，导致拍摄的影像大量浪费。现有的技术中，已有利用测距装置实现自动跟焦的示例，但拍摄主体一旦处于运动状态，跟焦成功率非常低，跟丢拍摄主体的情况时有发生。

技术实现要素：

为了解决拍摄动态影像时焦距对不准和跟丢拍摄主体的问题，本发明提供一种动态影像捕捉、跟踪、对焦装置及方法，采用两台摄像、照相器材固定在电动云台上下，一台作为影像捕捉器，一台作为拍摄器，影像捕捉器拍摄大视角影像，操作者在捕捉到的影像中选定拍摄主体，中央控制器经过图像识别，控制拍摄器针对拍摄主体放大拍摄，对比分析测距仪的测距信息和拍摄器获得影像的清晰度信息，控制调焦仪准确对焦，拍摄主体运动时，中央控制器计算运动速度和方向，控制电动云台跟随拍摄主体运动，保持拍摄到的影像在需要的构图位置，同时自动控制调焦仪跟踪调焦，获得清晰的影像。

本发明采取的技术方案是：

一种动态影像捕捉、跟踪、对焦装置，包括影像捕捉器、拍摄器、支架、拍摄云台、测距仪、拍摄器调焦仪、中央控制器、影像显示触摸屏、拍摄器操控仪、电源、数据线，拍摄器操控仪上有拍摄器操纵杆一、拍摄器操纵杆二，支架固定在拍摄云台的下方，支架内部固定影像捕捉器，支架侧面固定中央控制器、电源，拍摄云台上固定拍摄器、测距仪，拍摄器的镜头上固定拍摄器调焦仪，电源通过数据线连接中央控制器，中央控制器通过数据线连接影像捕捉器、拍摄器、拍摄云台、测距仪、拍摄器调焦仪、影像显示触摸屏，拍摄器操控仪通过数据线连接拍摄器调焦仪、拍摄云台。

所述影像显示触摸屏上分区域显示所述影像捕捉器拍摄到的影像画面和所述拍摄器拍摄到的影像画面；所述支架的顶板和底板有连接孔，中间为中空的框架；所述拍摄云台为两轴电动云台，做左右、俯仰方向运动；所述拍摄器调焦仪内部有电机和齿轮，推动所述拍摄器的镜头转动调整焦距；所述中央控制器具有芯片，内置软件。

所述影像捕捉器为带数据传输功能、包含镜头的成品摄像、照相器材，所述拍摄器为带数据传输功能、包含镜头的成品摄像、照相器材。

所述数据线具有供电功能，所述电源通过所述数据线向所述中央控制器供电，并通过所述中央控制器向所述拍摄云台、所述测距仪、所述拍摄器调焦仪分别供电；所述拍摄器操控仪自带电源；所述影像显示触摸屏自带电源。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：整体云台、影像捕捉器调焦仪、影像捕捉器操控仪，并配置数据线，影像捕捉器操控仪上有影像捕捉器操纵杆一、影像捕捉器操纵杆二；整体云台固定在所述支架的下方，整体云台下部固定在外接三脚架或稳定器上，影像捕捉器调焦仪固定在所述影像捕捉器的镜头上，数据线连接所述中央控制器和整体云台、影像捕捉器调焦仪；影像捕捉器操控仪通过数据线连接影像捕捉器调焦仪、整体云台。

所述整体云台为两轴电动云台，做左右、俯仰方向运动；所述影像捕捉器调焦仪内部有电机和齿轮，推动所述影像捕捉器的镜头转动调整焦距；所述中央控制器通过数据线向所述整体云台、所述影像捕捉器调焦仪分别供电。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：所述影像显示触摸屏与所述中央控制器采用无线信号传输连接；所述拍摄器操控仪与所述中央控制器采用无线信号传输连接，通过所述中央控制器操控所述拍摄器调焦仪和所述拍摄云台；所述影像捕捉器操控仪与所述中央控制器采用无线信号传输连接，通过所述中央控制器操控所述影像捕捉器调焦仪和所述整体云台；所述影像捕捉器与所述中央控制器采用无线信号传输连接；所述拍摄器与所述中央控制器采用无线信号传输连接。

一种使用上述装置的动态影像捕捉、跟踪、对焦方法，其特征在于：所述影像捕捉器以大视角拍摄整体画面，显示在所述影像显示触摸屏上；操作者在所述影像显示触摸屏上触摸选择需要跟踪拍摄的拍摄主体，传给所述中央控制器；所述中央控制器进行图像识别，选定拍摄主体，所述中央控制器指示所述拍摄器对选定的拍摄主体持续的放大拍摄，所述中央控制器指示所述测距仪对选定的拍摄主体进行持续的测量，将所述测距仪与拍摄主体之间的距离信息回传给所述中央控制器；所述中央控制器经过计算后，控制所述拍摄器调焦仪调整所述拍摄器的镜头焦距，所述拍摄器获得拍摄主体的放大影像，并回传给所述中央控制器，所述中央控制器进行图像识别，分析所述拍摄器获得的拍摄主体放大影像的清晰度；所述中央控制器对比所述测距仪回传的测距信息和所述拍摄器获得的拍摄主体放大影像的清晰度信息，再次控制所述拍摄器调焦仪调整所述拍摄器的镜头焦距，对准焦距，使所述拍摄器获得清晰的拍摄主体放大影像；

操作者在所述影像显示触摸屏上查看所述拍摄器获得的拍摄主体放大影像，操控所述拍摄器操控仪上的所述拍摄器操纵杆一，操控所述拍摄云台做左右、俯仰运动，使拍摄主体处于所述拍摄器获得影像中需要的构图位置；操作者操控所述拍摄器操控仪上的所述拍摄器操纵杆二，操控所述拍摄器调焦仪调整所述拍摄器的镜头焦距，调整拍摄主体在所述拍摄器获得的影像中的大小；操作者在拍摄过程中操控所述拍摄器操控仪，可随时切换需要拍摄的影像；

选定的拍摄主体运动时，所述中央控制器计算所述影像捕捉器拍摄到的整体画面中拍摄主体的运动方向和运动速度，同时接收所述拍摄器获得的影像中拍摄主体构图位置变化信息和清晰度信息，经过对比分析、计算后，控制所述拍摄云台做左右、俯仰运动，跟随拍摄主体，使拍摄主体始终处于选定的构图位置；所述测距仪持续将与运动的拍摄主体之间的距离信息回传给所述中央控制器，所述中央控制器对比所述测距仪回传的测距信息和所述拍摄器获得的拍摄主体放大影像的清晰度信息，控制所述拍摄器调焦仪调整所述拍摄器的镜头焦距，对准焦距，使所述拍摄器获得清晰的拍摄主体放大影像；

拍摄主体连续运动，所述影像捕捉器持续捕捉拍摄主体的运动轨迹传给所述中央控制器，所述测距仪持续将测距信息传给所述中央控制器，所述拍摄器持续放大拍摄，将拍摄主体构图位置变化信息和影像清晰度信息传给所述中央控制器，所述中央控制器连续计算和分析，控制所述拍摄云台连续动作，保持拍摄主体始终处于所述拍摄器获得影像中需要的构图位置，同时控制所述拍摄器调焦仪连续对焦，保持所述拍摄器始终获得清晰的拍摄主体放大影像，直到操作者结束该次拍摄。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：操作者在所述影像显示触摸屏显示的所述影像捕捉器获得的影像画面中设置中心区域，所述中央控制器记忆该中心区域；选定拍摄主体的运动超出该中心区域时，所述中央控制器计算超出的偏差值，调整所述整体云台做左右、俯仰运动，使拍摄主体始终处于所述影像捕捉器获得的影像画面的中心区域，所述中央控制器计算所述整体云台运动对所述拍摄器获得的影像画面的影响后，调整所述拍摄云台的运动方式和所述拍摄器调焦仪的调焦动作，以保持所述拍摄器获得的拍摄主体影像画面处于需要的构图位置和焦距准确；

拍摄主体与所述装置距离较远，导致所述影像捕捉器拍摄获得的拍摄主体影像过小时，或拍摄主体与所述装置距离较近，导致所述影像捕捉器拍摄获得的拍摄主体影像过大时，所述中央控制器自动检测，并控制所述影像捕捉器调焦仪调整所述影像捕捉器的镜头焦距，使拍摄主体在所述影像捕捉器获得的影像画面中的大小合适；

操作者在所述影像显示触摸屏上查看所述影像捕捉器获得的影像画面，操控所述影像捕捉器操控仪上的所述影像捕捉器操纵杆一，调整所述整体云台做左右、俯仰运动，使拍摄主体处于所述影像捕捉器获得的影像画面中的中心区域；操作者操控所述影像捕捉器操控仪上的所述影像捕捉器操纵杆二，操控所述影像捕捉器调焦仪调整所述影像捕捉器的镜头焦距，调整拍摄主体在所述影像捕捉器获得的影像画面中的大小；操作者操控所述影像捕捉器操控仪，可切换需要捕捉拍摄的影像。

本发明的有益效果是：本发明提供一种动态影像捕捉、跟踪、对焦装置及方法，实现了智能化捕捉、跟踪拍摄主体的运动变化，自动调整调焦仪，自动对准焦距，跟焦准确、快速；自动调整拍摄云台运动，使拍摄主体始终处于拍摄器获得的影像画面中需要的构图位置，不会跟丢拍摄主体；操控仪在拍摄过程中可随时切换需要拍摄的影像，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面将对实施例或技术方案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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明其中一个实施例的装置示意图；

图中1.影像捕捉器，2.拍摄器，3.支架，4.拍摄云台，5.测距仪，6.拍摄器调焦仪，7.中央控制器，8.影像显示触摸屏，9.拍摄器操控仪，10.电源，11.数据线，12.拍摄器操纵杆一，13.拍摄器操纵杆二，14.整体云台，15.影像捕捉器调焦仪，16.影像捕捉器操控仪，17.影像捕捉器操纵杆一，18.影像捕捉器操纵杆二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

【实施例1】

如图1所示，一种动态影像捕捉、跟踪、对焦装置，包括影像捕捉器1、拍摄器2、支架3、拍摄云台4、测距仪5、拍摄器调焦仪6、中央控制器7、影像显示触摸屏8、拍摄器操控仪9、电源10、数据线11，拍摄器操控仪9上有拍摄器操纵杆一12、拍摄器操纵杆二13，支架3固定在拍摄云台4的下方，支架3内部固定影像捕捉器1，支架3侧面固定中央控制器7、电源10，拍摄云台4上固定拍摄器2、测距仪5，拍摄器2的镜头上固定拍摄器调焦仪6，电源10通过数据线11连接中央控制器7，中央控制器7通过数据线11连接影像捕捉器1、拍摄器2、拍摄云台4、测距仪5、拍摄器调焦仪6、影像显示触摸屏8，拍摄器操控仪9通过数据线11连接拍摄器调焦仪6、拍摄云台4。

所述影像显示触摸屏8上分区域显示所述影像捕捉器1拍摄到的影像画面和所述拍摄器2拍摄到的影像画面；所述支架3的顶板和底板有连接孔，中间为中空的框架；所述拍摄云台4为两轴电动云台，做左右、俯仰方向运动；所述拍摄器调焦仪6内部有电机和齿轮，推动所述拍摄器2的镜头转动调整焦距；所述中央控制器7具有芯片，内置软件。

所述影像捕捉器1为带数据传输功能、包含镜头的成品摄像、照相器材，所述拍摄器2为带数据传输功能、包含镜头的成品摄像、照相器材。

所述数据线11具有供电功能，所述电源10通过所述数据线11向所述中央控制器7供电，并通过所述中央控制器7向所述拍摄云台4、所述测距仪5、所述拍摄器调焦仪6分别供电；所述拍摄器操控仪9自带电源；所述影像显示触摸屏8自带电源。

一种使用上述装置的动态影像捕捉、跟踪、对焦方法，其特征在于：所述影像捕捉器1以大视角拍摄整体画面，显示在所述影像显示触摸屏8上；操作者在所述影像显示触摸屏8上触摸选择需要跟踪拍摄的拍摄主体，传给所述中央控制器7；所述中央控制器7进行图像识别，选定拍摄主体，所述中央控制器7指示所述拍摄器2对选定的拍摄主体持续的放大拍摄，所述中央控制器7指示所述测距仪5对选定的拍摄主体进行持续的测量，将所述测距仪5与拍摄主体之间的距离信息回传给所述中央控制器7；所述中央控制器7经过计算后，控制所述拍摄器调焦仪6调整所述拍摄器2的镜头焦距，所述拍摄器2获得拍摄主体的放大影像，并回传给所述中央控制器7，所述中央控制器7进行图像识别，分析所述拍摄器2获得的拍摄主体放大影像的清晰度；所述中央控制器7对比所述测距仪5回传的测距信息和所述拍摄器2获得的拍摄主体放大影像的清晰度信息，再次控制所述拍摄器调焦仪6调整所述拍摄器2的镜头焦距，对准焦距，使所述拍摄器2获得清晰的拍摄主体放大影像；

操作者在所述影像显示触摸屏8上查看所述拍摄器2获得的清晰的拍摄主体放大影像，操控所述拍摄器操控仪9上的所述拍摄器操纵杆一12，操控所述拍摄云台4做左右、俯仰运动，使拍摄主体处于所述拍摄器2获得影像中需要的构图位置；操作者操控所述拍摄器操控仪9上的所述拍摄器操纵杆二13，操控所述拍摄器调焦仪6调整所述拍摄器2的镜头焦距，调整拍摄主体在所述拍摄器2获得的影像中的大小；操作者在拍摄过程中操控所述拍摄器操控仪9，可随时切换需要拍摄的影像；

选定的拍摄主体运动时，所述中央控制器7计算所述影像捕捉器1拍摄到的整体画面中拍摄主体的运动方向和运动速度，同时接收所述拍摄器2获得的影像中拍摄主体构图位置变化信息和清晰度变化信息，经过对比分析、计算后，控制所述拍摄云台4做左右、俯仰运动，跟随拍摄主体，使拍摄主体始终处于选定的构图位置；所述测距仪5持续将与运动的拍摄主体之间的距离信息回传给所述中央控制器7，所述中央控制器7对比所述测距仪5回传的测距信息和所述拍摄器2获得的拍摄主体放大影像的清晰度信息，控制所述拍摄器调焦仪6调整所述拍摄器2的镜头焦距，对准焦距，使所述拍摄器2获得清晰的拍摄主体放大影像；

拍摄主体连续运动，所述影像捕捉器1持续捕捉拍摄主体的运动轨迹传给所述中央控制器7，所述测距仪5持续将测距信息传给所述中央控制器7，所述拍摄器2持续放大拍摄，将拍摄主体构图位置变化信息和影像清晰度信息传给所述中央控制器7，所述中央控制器7连续计算和分析，控制所述拍摄云台4连续动作，保持拍摄主体始终处于所述拍摄器2获得影像中需要的构图位置，同时控制所述拍摄器调焦仪6连续对焦，保持所述拍摄器2始终获得清晰的拍摄主体放大影像，直到操作者结束该次拍摄。

【实施例2】

如图2所示，所述装置还包括：整体云台14、影像捕捉器调焦仪15、影像捕捉器操控仪16，并配置数据线11，影像捕捉器操控仪16上有影像捕捉器操纵杆一17、影像捕捉器操纵杆二18；整体云台14固定在所述支架3的下方，整体云台14下部固定在外接三脚架或稳定器上，影像捕捉器调焦仪15固定在所述影像捕捉器1的镜头上，数据线11连接所述中央控制器7和整体云台14、影像捕捉器调焦仪15；影像捕捉器操控仪16通过数据线11连接影像捕捉器调焦仪15、整体云台14。

所述整体云台14为两轴电动云台，做左右、俯仰方向运动，所述影像捕捉器调焦仪15内部有电机和齿轮，推动所述影像捕捉器1的镜头转动调整焦距；所述中央控制器7通过数据线11向所述整体云台14、所述影像捕捉器调焦仪15分别供电。

在实施例中，所述方法还包括：操作者在所述影像显示触摸屏8显示的所述影像捕捉器1获得的影像画面中设置中心区域，所述中央控制器7记忆该中心区域；选定拍摄主体的运动超出的该中心区域时，所述中央控制器7计算超出的偏差值，调整所述整体云台14做左右、俯仰运动，使拍摄主体始终处于所述影像捕捉器1获得的影像画面的中心区域，所述中央控制器7计算所述整体云台14运动对所述拍摄器2获得的影像画面的影响后，调整所述拍摄云台4的运动方式和所述拍摄器调焦仪6的调焦动作，以保持所述拍摄器2获得的拍摄主体影像画面处于需要的构图位置和焦距准确；

拍摄主体与所述装置距离较远，导致所述影像捕捉器1拍摄获得的拍摄主体影像过小时，或拍摄主体与所述装置距离较近，导致所述影像捕捉器1拍摄获得的拍摄主体影像过大时，所述中央控制器7自动检测，并控制所述影像捕捉器调焦仪15调整所述影像捕捉器1的镜头焦距，使拍摄主体在所述影像捕捉器1获得的影像画面中的大小合适；

操作者在所述影像显示触摸屏8上查看所述影像捕捉器1获得的影像画面，操控所述影像捕捉器操控仪16上的所述影像捕捉器操纵杆一17，操控所述整体云台14做左右、俯仰运动，使拍摄主体处于所述影像捕捉器1获得的影像画面中的中心区域；操作者操控所述影像捕捉器操控仪16上的所述影像捕捉器操纵杆二18，操控所述影像捕捉器调焦仪15调整所述影像捕捉器1的镜头焦距，调整拍摄主体在所述影像捕捉器1获得的影像画面中的大小；操作者操控所述影像捕捉器操控仪16，可切换需要捕捉拍摄的影像。

【实施例3】

所述装置还包括：所述影像显示触摸屏8与所述中央控制器7采用无线信号传输连接；所述拍摄器操控仪9与所述中央控制器7采用无线信号传输连接，通过所述中央控制器7操控所述拍摄器调焦仪6和所述拍摄云台4；所述影像捕捉器操控仪16与所述中央控制器7采用无线信号传输连接，通过所述中央控制器7操控所述影像捕捉器调焦仪15和所述整体云台14；所述影像捕捉器1与所述中央控制器7采用无线信号传输连接；所述拍摄器2与所述中央控制器7采用无线信号传输连接。

以上所述，仅为本发明较佳可行的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。