专利名称：微型车视频信号产生系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于遥控微型或玩具车，较具体说是关于具有为发送实时视频图象的摄象机的无线电控制微型车。
在整个运动图象制作，例如电视制作和电影拍摄的历史中，导演和制作人们总在努力使摄象机随着运动对象即目标一起移动来产生具有最大的激动人心效果和真实感的图象，例如，如显示一失控卡车正倾斜地冲下一陡峭的山路，观众如从摄象机正好位于卡车的前头处的卡车的前头观看此动作将体验到较大的悬念。通常，摄象机被安装到所有时刻都保持在卡车前部的车的背部。
为达到这样的真实性效果，电影拍摄工程技术人员制造了在其中安装平台的通常为实物大小的车身的摄象机车。各种形式的索具在摄象机车高速跟跟随对象行驶时可靠地将摄象机和人员固定到平台。
很小的迅速运动的对象，例如遥控玩具车辆，太小而不能以运动方式有效地进行拍摄。微型车可以高达每小时15英里的速度行驶而且十分灵活能迅速改变方向。微型赛车的速度和灵活性加上它们的约六到二十四英寸长的小尺寸使得作动作摄影极其困难。
已经采用过各种技术来产生这种动作影象，但每一种均具有很大的局限性。众所周知的是将摄象机和操作人员置于一摄影机移动车或其他可移动的平台上以推动此摄影机移动车来跟踪对象。但是这种技术的尺寸和重量上的要求严重地制约着速度和机动灵活性。而且，在对很小的玩具车辆作摄象时仅能从由上向下的角度看到对象，从而削弱了影象的戏剧性效果和真实性。
将摄象机和操作人员装在小型车辆上，例如一电动高尔夫车上，增加了摄象机和操作人员可移动的速度，但速度和灵活性仍受到严重限制。还限制了可行的摄象机角度。
另一种途径是构制用于目标玩具车的长高架平台，它沿着一与高尔夫车行驶路径平行的路径。这使得能将摄象机镜头置于相对于对象为低的地点而可利用更戏剧性化的摄象机角度。但是这种技术将对象限制为沿着单一的路径行驶，而且还在任一单机拍摄中将摄象机限制为仅能从一侧录制对象。这样的滑道(路径)的建筑十分昂贵和费时。
还没有拍摄象遥控玩具车这样的对象的已知方法能够在目标车能在低间隙障碍下和通过隧道及桥梁行驶的情况下录制对象车的前面或后面的连续的实况动作图象。
因而，本发明的一个目的就是提供生成玩具目标车的视频图象的系统。
本发明的另一目的是提供将视频图象作遥控传送到一基地站时生成一玩具目标车的视频图象的系统。
本发明的再一目的是提供在摄象机被一玩具车承载并作遥控时生成玩具目标车的视频图象的系统。
本发明还有一目的是提供在摄象机车、摄象机和目标车均受无线电装置控制时的视频图象产生系统。
本发明基本上克服现有视频图象产生系统的缺点是依靠提供由一安装到玩具赛车的摄象机遥控地发送实时视频图象的玩具车视频产生系统来达到的。
本发明使摄象机能跟踪目标车并使摄象机能如目标一样快速运动和机动灵活。这就使得录制很小的快速移动物体时可能具有与实物大小的摄象车拍摄实物大小的运动车辆时同样的感官效果。本发明使得最初的在摄象机能在目标车前面交叉时由一侧拍摄目标玩具车可能继续由另一侧来拍摄目标车。
遥控执行对摄象机车、摄象机、和目标车的控制使本发明完全为无线操作。从而本发明可被用于跟随在低间隙障碍和穿越隧道和桥梁情况下的目标。
本发明可使摄象机镜头位于低至地面上0.5英寸，并使摄象机操作人员在摄象机以任一方向沿着地面高速推进时遥控摄象机镜头的跟踪目标和俯仰动作。本发明使得可能由随其疾驰的摄象机车的镜头录制极其生动逼真的全景运动视频图象。
较具体说，此为生成一目标车的全景运动实时视频图象的玩具车视频信号产生系统包含有一玩具车、第一无线发送器、和与玩具车作运行耦合的，并用于按照由第一无线发射器接收到的信号控制玩具车的运动的第一无线接收器。
一摄象机被装附在玩具车上用于在一连接到摄象机的摄象机运动控制器控制摄象机相对于玩具车的运动期间生成此玩具目标车辆的实时视频图象。本发明还包含一第二无线发送器和与摄象机运动控制器作运行耦合的组构成按照由第二无线发送器接收到的信号控制摄象机的运动的第二无线接收器。
运行耦合到摄象机的视频记录器记录摄象机所生成的实时视频图象，运行耦合摄象机的视频显示装置显示此实时视频图象。按照视频显示装置上所显示的视频图象对玩具车的运动和摄象机的运动进行控制以便能取得玩具目标车辆的最佳视频图象。
具有新颖性的本发明的特点在附列的权利要求中具体陈述。参照下面结合附图的说明可最清楚地理解本发明及其另外的目的和优点。所列附图为
图1为按照本发明一实施例的系统主要部件的方框图；图2为按照本发明的一实施例的图示形象；和图3为按照本发明一实施例的摄象机组件的透视图。
参看图1和图2，系统总体以10表明。系统10包含被布置于称之为基站12的固定地点的装置。可移动的，即相对基站12运动的装置被包括进一摄象机车14中，后者可被称之为一赛车、一小车，或一摄象机车。作为拍摄或摄象对象的车辆被称做对象车或目标车(未作图示)。
赛车14例如说可由Team Lossi Corp.生产的越野遥控车辆部件构成。车14包含推进子系统16(以虚线表示)和车轮17。推进子系统16包含为对车轮17提供机械旋转的驱动电动机18。驱动电动机18由速度控制器22控制，以调节供给驱动电动机的电压来左右其速度和正反转向。驱动电动机18例如可以是Airtronics Corp.生产的Model Turbo-0 5，而速度控制器22则可以是例如Novak Corp.制造的Model 610-R速度控制器。车辆部件包括赛车的基本部分，例如车轮17、部件悬吊装置(未作图示)、底盘和车身。所有电气部件可被加到车辆部件来构成推进子系统16，这是本技术领域中熟悉人员所熟知的。
驾驶伺服电动机34以改变相对于车辆纵轴的前轮17的角度对车辆14作方向控制，概念与实际大小的车辆的驾驶系统类似。这对车14的车轮17作机械上的调整。驾驶伺服电动机34可以是例如Futaba Corp.生产的Model S9304驾驶伺服电动机。
驾驶伺服电动机34和速度控制器22两者均响应由被置于基站12的无线车辆发送器38接收命令的无线车辆接收器36。车辆接收器36和发送器38可以是例如F utaba Corp.制造的Model PCM 1024无线控制接收-发送器。
车辆发送器38利用射频能量遥控地发送命令到车辆接收器36，对此，由操作人员在基站12输人的命令被发送到车辆接收器36。然后这样命令被导引至速度控制器22和驾驶伺服电动机34对赛车14的速度和方向进行遥控。一7.2V可充电电池组可由六个组合的电池，例如六个Sanyo 1400mA 1.2V镍镉电池形成。此电池组40对推进子系统16提供电功率，并被安在车14的内部。
车辆发送器38、车辆接收器36、驾驶伺服电动机34、速度控制器22、驱动电动机18、和7.2V电池组40以本技术领域内的熟知方式被加到生产厂的赛车部件。因而本发明使用上述的基本型式赛车作为平台。
摄象机子系统50(由虚线表示)包含一摄象机组件52(也由虚线表示)，它可采用一脱钩安装机械54附加到车14。设置脱钩安装机械54是为在车14或摄象机组件52经受到过大力量，例如在车冲撞一物体或在摄象机组件冲撞一物体时，保护摄象机组件52。这可将安装在摄象机组件52上的部件受到的损害降到最小。
四个固定安装平板56，在车14的每一边上配置一个，使得摄象机组件52能被附着到车辆的任一侧。摄象机组件52包括一对应于被附着到车14的固定安装板56的脱钩平板58。此脱钩安装板58可以本技术领域熟悉人员公知的方法被可拆卸地附着到固定安装板56。
例如安装到固定板56和脱钩板58的强力磁铁就能提供为固紧摄象机组件52的足够的保持力。刚性连接件，例如具有预定的极限强度的铆钉或螺钉，也可以加以采用。此外还可以采用工业强度VELCRO或其他类似的连接材料。另一方面，可以将摄象机组件52永久地安装到车上而不用任何脱钩机构，此时保护缓冲器或保护罩可保护其不受到冲击。
摄象机组件52包含一微型摄象机66，例如Sony Corp.生成的ModelXC_999微型摄象机，和二个为提供摄象机作仰俯和跟踪拍摄能力的伺服电动机(仰俯伺服电动机68和跟踪伺服电动机70)。跟踪伺服电动机70和仰俯伺服电动机68可以分别是例如Futaba Corp，生成的Model FPS-132H伺服电动机和Model S9601伺服电动机。伺服电动机68、70和摄象机66被安装在由塑料、金属或其他适合材料构成的基板72上。基板72被基本上成直角地固定到脱钩板58。基板72含有可旋转的开孔机构74，摄象机66的直角镜头部分76由此伸出。此开孔机械74使其上安装的摄象机66能相对车14作仰俯和旋转(跟踪拍摄)。仰俯伺服电动机68使摄象机66能在此可旋转开孔机构74中以相对于地的角度倾斜。类似地，跟踪伺服电动机70使摄象机66可在可旋转开孔机构74中旋转。
直角镜头部分76使得欲加拍摄的对象能处于离地平面低至0.50英寸的高度，因为镜头部分77也在此同一高度。连接摄象机组件52到车14的所有导线也被设置以脱钩连线接头78以使得在摄象机组件52万一脱离车身时连线可松脱地分开而不致带来损害。这样的摄象机66和脱钩连线接头78的安装是熟悉本技术的人员所公知的。
现在参看图1和3，图3说明摄象机组件52的开孔机构74。为使摄象机66能作仰俯和跟踪摄象，开孔机构74包含有跟踪支座80、仰俯支座82、跟踪传动带84、仰俯连接杆86、手动滚动调节器88、和手动滚动支座90。此外，如上所述，也可利用保护缓冲器92保护部件免受冲撞，来代替脱钩安装机构54(图2)。
跟踪能力使得摄象机66能围绕垂直于基板72的轴旋转，如标注字母“Z”所示。跟踪支座80为一被可旋转地安装在开孔机构74内的园环，能被可靠地保持在基板72的平面内对之作相对转动。围绕跟踪支座80外围连接的跟踪传动带84也被连接到跟踪伺服电动机70以便跟踪伺服电动机70的转动能使得跟踪支座80旋转，由此使摄象机66旋转。
仰俯能力使摄象机66能在一单个平面内相对于Z轴倾斜，如标以希腊字符β的角度所示。仰俯支座82不作相对于跟踪支座80的旋转而是维持作相对于它的可旋转的固定。二支撑螺杆即枢轴尖端94可在各支座的直径方向在相对二点将仰俯支座82连接到跟踪支座80。这使得仰俯支座82能作相对于跟踪支座80所确定的平面作仰俯，从而使保持在仰俯支座内的摄象机66能随之作仰俯。当仰俯伺服电动机68被启动时装在其上的齿轮旋转而使得仰俯连接杆86作前后运动。仰俯连接杆86再迫使仰俯支座82相对枢轴端点94旋转。
手动滚动能力也使摄象机66可相对基板72滚动。滚动主要使仰俯支座82能作微小转动，但是围绕一由仰俯枢轴端点94位移90°的轴。滚动支座88和滚动调整机构90使得到可作这样的位移。二支撑螺杆即枢轴端点96可在支座的直径上沿相对端点将手动滚动支座90连接到仰俯支座82。这使得滚动支座90能作相对于由仰俯支座82确定的平面滚动，从而使保持在滚动支座内的摄象机66随之滚动。这种安装机构基本上是一三向悬挂结构，这是本技术领域人员所熟知的，而且任何使能对摄象机作适当定位的恰当机构均可采用。虽然未作明确表示，此滚动调节器88或滚动支座90也可以响应遥控接收器以使得处于基站12处的操作人员能对摄象机66的滚动进行遥控。
现在参看图1和2，摄象机子系统50还包括有仰俯/跟踪发送器102和接收器104。仰俯伺服电动机68和跟踪伺服电动机70两者均响应由位于基站12处的无线仰俯发送器102接收命令的无线仰俯/跟踪接收器104。仰俯/跟踪接收器104和发送器102可以是例如Futaba Corp.生产的M odelPCM 1024无线控制接收-发送器。仰俯/跟踪发送器102利用射频能量遥控地发送命令给仰俯/跟踪接收器104，此时操作人员在基站12输入的命令被发送到摄象机接收器104以控制摄象机66的运动。
视频子系统116(以虚线表示)包含视频分布放大器118、机载盒式录象机(VCR)120、VCR有线遥控单元122、和无线视频发送器124。这些装置均装在车14之内。视频子系统116的基站12部分包含视频无线接收器126、视频监视器128、和一任选基站VCR130。
视频分布放大器118由摄象机66接收其信号并将此视频信号分成为二同样的视频信号。一个视频信号被导引进机载VCR120以便将所有被摄象机捕获的视频图象永远记录在录象带上。另一视频图象被导引到视频发送器124以传送到基站视频接收器126。这使得基站12处的人员能实时地监视视频图象从而能按照视频监视器128上观察到的视频图象进行对车的推进系统16和摄象机子系统50的校正。视频分布放大器118可以是例如Video AccessoryCorp.生产的Model VB/VDA视频分布放大器。机载VCR120可以是例如Sony Corp.制造的Model TR400 Hi8摄象记录仪。
虽然所揭示的视频监视器可以是一公知的电视式的装置，但可以用任何显示图象的系统。如光栅扫描装置、液晶显示器、电子发光装置、示波器式装置、或者任何其它适合的装置均可采用。此外，虽然所揭示的无线接收-发送装置36、38、102、124和126可以是公知的射频无线装置，任何能无需实际连接的以无线方式发送信息的装置均可采用。例如，红外装置、声频装置、激光装置、或任何其他合适装置均可采用。
为适应上述装置，可对车14进行改进以增加其结构完整性和载重能力。例如，悬挂弹簧可代之以较重载荷的悬挂弹簧来适应重量的增加。此外，还可以将消震活塞加装特殊的阀门并采用重载消震器油。
防尘部分140(以虚线表示)被构成置于车14的底盘内以包容机载VCR120并提供冲撞保护。这样的部分140很重要，因为车14一般均在如泥泞道路的表面上和越野的环境下运行，总有尘土和颗粒物质会沾污无保护的VCR120。
为不打开防尘部分140来对机载VCR120进行手控，通过穿通此防尘部分140的连线部件将遥控单元122附装到机载VCR。此遥控单元122被固定在车14的顶部易于手动操作。当在拍摄前设定VCR120进行记录时利用此有线遥控单元122。遥控单元120可以是例如Nikon Corp.制造的Model RM95N Remote Commander。
视频发送器124由摄象机66实时地接收视频图象并将图象发送到基站12的视频接收器126。视频发送器124和接收器126可以是例如ModulusCorp.生产的Model 2000视频发送器和接收器。视频接收器126所接收的视频图象在视频监视器128上显示并同时在基站VCR130上加以记录。
或者，可仅采用单个VCR120或130。例如可采用机载VCR120或基站VCR 130。二个VCR并非必需而可以省略掉一个。但是，采用二个VCR利用冗余特点能增加装置出错的安全性。此外，利用基站VCR130使得能采用较高质量的VCR，因为这种高质量VCR通常比能装在车内部的VCR要大很多。
虽然这里揭示的VCR120和130是公知的在磁带上记录信息的盒式录象机，但可以采用任何存贮信息的系统。例如，光盘存储器、计算机磁盘存储器、半导体存储器、或任何其他合适的存储装置。
可由组合的Sanyo 1200mA 1.2V的镍镉电池构成一12V可充电电池组142。此12V电池组142给摄象机子系统50部分和车14中所含的视频子系统116提供电功率。12V电池142被安装在车14内部并被可靠地固定在该处。摄像机子系统50和视频子系统116的所有电子部件均是可由各制造厂家提供的，能由熟悉本技术的人员为在此赛车部件中加以适配。
另外，本发明10还结合有一鼓风机系统144以保持拍摄期间摄像机镜头77不受泥泞和灰尘污染。这是一重要特点，因为在当动作是在未经铺砌的表面上发生时镜头77的相对低的位置可能使得灰尘和泥污积聚到镜头上。风扇162被安装到车14的外侧，提供空气流的来源。适当尺寸的管子164，例如由橡胶或塑料构成的管子，被装附到风扇162上，而管子的另一端依靠合适的悬臂166或其它固定器来保证接近到摄象机镜头77。经过摄象机镜头160的的恒定的空气流去除灰尘和颗粒物质。
虽然所揭示的车辆14为一玩具赛车，但本发明可利用任何其他类型的能以受控方式被引导并能运送上面揭示的装置的车辆。例如，火车、卡车、船、直升机、飞机，或任何其它合适的运输工具。
在运行中，本发明10被用于外景场地，例如一开阔地带具有硬夯实的土路，泥泞的小山，和散布的象落下的园木和小砾石等的障碍。在本发明10和视频记录过程的操作中通常涉及三个操作人员。第一操作人员被称为摄像机车驾驶员，通过应用车辆发送器38控制摄像机车14来推进和驾驶此车。第二操作人员被称为摄像人，通过仰俯/跟踪发送器控制摄像机组件52以获取被记录目标车的最佳可能的视图。第三操作人员被称做为目标驾驶员，通过分开的独立的遥控系统和赛车(未图示)控制目标车。但本发明10可被用来获取任何其速度和机动灵活性不超过摄像机车14的能力的对象的实时全景运动视频图象。
三个操作人员和制造导演一般位于基站12处。导演指示目标驾驶员目标车应当行驶通过的环境。对摄像车驾驶员的指示指明针对目标车的行驶路程应如何驱动摄像机车。另外对摄像人的指示则指明应如何跟踪和仰俯摄像机组件52来获取所希望的视频图象。
当三个操作人员作好准备时，一助手启动目标车的动力源，并启动摄像机车14的推进子系统16和视频部件。然后利用连接到VCR的遥控单元122将机载VCR120设定到记录。上述操作启动由摄像机66到机载VCR120发送实时视频图象。同时，将实时视频图象发送往将图象发送到基站12处的视频接收器126的视频发送器124。基站12处的视频接收器126被连接到视频监视器128，在此操作人员和导演可观察此实时视频图象。由对车辆发送器38和摄像机跟踪/仰俯发送器102的操作可拍摄最希望的动作。除或者作为利用机载VCR120的替代物，也可以由基站VCR130来记录视频信号。
在目标驾驶员引导目标车沿着其在场景中所要求的路径行驶时，摄像机车驾驶员在摄像人调整跟踪和仰俯控制时引导摄像机车14沿着其所要求路径行驶而使摄像机能成帧地取得所希望的图象。在整个制作步骤中，鼓风机系统144连续不断地引导空气流通过摄像机镜头76的前方以防止灰尘和泥污在镜头前部有害地聚集。
当记录到所希望的动作过程时，摄像机车14和目标车被引回到起始位置。助手即可终止机载VCR120的记录并打开防尘部分140取出录象带盒。然后所有车的功率源被移开。
为了说明本发明可能构成和使用的方式，已对按照本发明的为产生一玩具赛车的实时全景运动视频图象的一特定的系统实施例进行描述。应当理解，实现本发明及其各个方面的其他变型和修改对本技术领域的熟悉人员将是很显见的，本发明并不由所述的这些特定实施例所限定。因此所考虑的是，本发明将概括任何和所有在这里所揭示和提出权利要求的基本原则的实质思想和范畴之内的修改、变型、或等同物。
权利要求
1.一车辆视频信号产生系统(10)，用于生成目标车辆的全景运动实时视频图象，所述系统包括微型车辆(14)；第一无线发送器(38)；第一无线接收器(36)，运行耦合到微型车(14)并用于按照由第一无线发送器(38)接收的信号来控制微型车的运动；摄像机(66)，装附到微型车(14)，用于生成目标车辆的实时视频图象；摄像机控制器(52)，连接到摄像机(66)，控制摄像机相对于微型车(14)的运动；第二无线发送器(102)；第二无线接收器(104)，运行耦合到摄像机控制器(52)，和用来按照由第二无线发送器(102)接收的信号控制摄像机(66)的运动；录象机(120)，运行耦合到摄像机(66)，用于记录摄像机所生成的实时视频图象；和视频显示装置(128)，运行耦合到摄像机(66)，以显示实时视频图象，在此，微型车(14)和摄像机的运动响应视频显示装置上显示的视频图象而作实时控制来得到目标车的最佳的视频图象。
2.按照权利要求1的设备，还包括一安装在微型车(14)上的鼓风机(144)，用于导引空气流通过摄像机(66)的镜头(77)以防止灰尘和颗粒的聚集。
3.按照权利要求1的设备，其中摄像机控制器(50)。控制摄像机(66)的跟踪和仰俯。
4.按照权利要求1的设备，其中录像机(120)被安装在微型车(14)中。
5.按照权利要求1的设备，其中录像机(120)安装在微型车(14)中的一防尘部分(140)中。
6.按照权利要求1的设备，还包含一运行耦合到摄像机(66)的用于发送摄像机所生成的视频图象的无线视频发送器(124)。
7.按照权利要求6的设备，还包含用于接收所发送的视频图象的无线视频接收器(126)，在此，视频图象在视频显示器(128)上作实时显示。
8.按照权利要求7的设备，其中所接收的视频图象被实时记录在录像机(130)上，这里录象机是不动的。
9.按照权利要求1的设备，还包含至少一个脱钩支座(54)，用于可释放地将摄像机(66)附装到微型车(14)，以使得摄像机能在受到超过预定值的力作用时与微型车分开。
10.按照权利要求1的设备，其中微型车(14)是一玩具赛车。
11.按照权利要求1的设备，其中目标车是一玩具赛车。
12.按照权利要求11的设备，其中目标车的运动由无线遥控装置控制。
13.按照权利要求1的设备，其中第一(38)和第二无线发送器(102)及第一(36)和第二无线接收器(104)在射频范围内工作。
14.一视频信号产生系统(10)，用于生成目标车辆的全景运动实时视频图象，所述系统包括观测器车辆(14)；遥控地发送信息的第一装置(38)；遥控接收信息的第一装置(36)，运行耦合到观测器车辆(14)，用于按照由第一发送装置接收的信号控制观测器车辆的运动；产生目标车的实时视频图象(50)的装置，所述装置被安装到观测器车辆(14)；控制生成装置(50)并且运行耦合到它以便引导该生成装置相对于观测器车辆(14)的运动的装置(52)；遥控地发送信息的第二装置(102)；遥控地接收信息的第二装置(104)，运行耦合到控制装置(52)，用于按照由第二发送装置接收到的信号控制生成装置(50)的运动；记录图象的装置(120)，运行耦合到生成装置(50)，用于记录实时视频图象；和显示装置(128)，运行耦合到生成装置(50)，显示实时视频图象，在此，观测器车辆(14)的运动和生成装置(50)的运动按照被显示的视频图象作实时控制以便能得到目标车的最佳视频图象。
15.按照权利要求14的设备，还包含遥控地发送视频图象的装置(116)，运行耦合到生成装置(50)，发送所生成的视频图象。
16.按照权利要求15的设备，还包含接收被发送的视频图象的装置(126)，在此，在显示装置(128)上实时显示此视频图象。
17.按照权利要求15的设备，还包含接收被发送的视频图象的装置(126)，在此，此视频图象被实时记录在记录装置(130)上。
全文摘要
用于生成微型目标车辆的视频图象的视频产生系统(10)包括有微型车辆(14)、第一无线发送器(38)、和第一无线接收器(36),运行耦合到微型车并用于按照由第一无线发送器接收到的信号控制微型车的运动。安装到微型车(14)的摄像机(66)生成微型目标车的视频图象,而摄像机控制器(52)控制摄像机的运动。本发明(10)包含第二无线发送器(102)和第二无线接收器(104),来控制摄像机(66)的运动。耦合到摄像机(66)的录像机(120)记录摄像机所产生的图象。微型车(14)的运动和摄像机(66)的运动被按照显示装置(128)上显示的视频图象作实时控制以便能得到微型目标车的最佳的视频图象。
文档编号H04N7/18GK1178056SQ95197762
公开日1998年4月1日 申请日期1995年12月5日 优先权日1995年3月9日
发明者凯文·多尔 申请人:凯文·多尔