本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)和影視技術(shù)交叉的領(lǐng)域，特別是涉及到一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)器人技術(shù)涉及機(jī)械控制、傳感器、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等各個(gè)方面。隨著機(jī)器人行業(yè)的不斷發(fā)展，攝像機(jī)器人因高速重復(fù)運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)開(kāi)始被引入影視拍攝，以實(shí)現(xiàn)人物復(fù)制、虛實(shí)結(jié)合等多種特效拍攝。

2、特效拍攝是影視創(chuàng)作的重要部分，而控制攝像機(jī)器人拍攝是特效拍攝的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)用于電視臺(tái)演播室拍攝時(shí)，常常因演播室、控制室的空間分布，導(dǎo)致操作人員需要在演播室現(xiàn)場(chǎng)操控?cái)z像機(jī)器人，無(wú)法在控制室實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的一體化同步控制，實(shí)時(shí)性和適配性較差；對(duì)于點(diǎn)位和軌跡運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、重復(fù)執(zhí)行、管理等方面，傳統(tǒng)的攝像機(jī)器人都依靠操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作示教器實(shí)現(xiàn)，操作繁瑣，無(wú)法做到一鍵調(diào)用，可操作性較差。由于存在以上這些因素，常使得拍攝周期延長(zhǎng)，甚至需要多次重復(fù)拍攝，導(dǎo)致時(shí)間成本和人力成本大大地提高。

3、因此，針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提供一種操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高，且能在控制室實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)方案中實(shí)時(shí)性、可操作性差，自動(dòng)化程度低，時(shí)間成本、人力成本高等問(wèn)題。通過(guò)在控制室操作控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)器人的精準(zhǔn)控制，解決了演播室、控制室分隔布局的難題，減少了對(duì)人工的需求，實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的一體化同步控制。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)，包括安設(shè)在控制室的控制臺(tái)，架設(shè)在服務(wù)器室的計(jì)算服務(wù)器以及安裝在演播室的攝像機(jī)器人；所述控制臺(tái)設(shè)有操作設(shè)備，并通過(guò)預(yù)埋通信線纜與計(jì)算服務(wù)器連接；所述計(jì)算服務(wù)器設(shè)有計(jì)算機(jī)與兩塊實(shí)時(shí)通信傳輸模塊，通過(guò)預(yù)埋通信線纜分別與控制臺(tái)、攝像機(jī)器人連接；所述攝像機(jī)器人設(shè)有機(jī)器人控制柜，一端通過(guò)預(yù)埋通信線纜與計(jì)算服務(wù)器連接，另一端與機(jī)器人連接。

4、本發(fā)明所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的系統(tǒng)，設(shè)備之間控制指令的發(fā)送、解析，數(shù)據(jù)指令的發(fā)送、接收以及可執(zhí)行數(shù)據(jù)的傳輸，均在較短的通訊周期內(nèi)完成，避免攝像機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因等待可執(zhí)行數(shù)據(jù)（通訊周期過(guò)長(zhǎng)）而出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，提高攝像機(jī)器人末端攝像機(jī)畫(huà)面的穩(wěn)定性。

5、本發(fā)明所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，包括以下步驟：

6、（1）基于實(shí)時(shí)通信模塊，計(jì)算服務(wù)器分別與控制臺(tái)、攝像機(jī)器人控制柜建立實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)器人的遠(yuǎn)端通信；

7、（2）操作控制臺(tái)上不同的搖桿或按鈕，選擇不同的功能，實(shí)時(shí)地向計(jì)算服務(wù)器發(fā)送相應(yīng)的控制指令；

8、（3）計(jì)算服務(wù)器對(duì)控制臺(tái)發(fā)出的指令進(jìn)行解析處理，將處理結(jié)果通過(guò)反饋指令反饋給控制臺(tái)。計(jì)算服務(wù)器同時(shí)將正確的控制指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器人控制柜可讀的數(shù)據(jù)指令，并發(fā)送給機(jī)器人控制柜。計(jì)算服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)位置及狀態(tài)；

9、（4）機(jī)器人控制柜將接收到的數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行數(shù)據(jù)。攝像機(jī)器人運(yùn)行執(zhí)行數(shù)據(jù)，并通過(guò)機(jī)器人控制柜將攝像機(jī)器人實(shí)時(shí)位置反饋給計(jì)算服務(wù)器，計(jì)算服務(wù)器與規(guī)劃結(jié)果對(duì)比后，將運(yùn)行結(jié)果通過(guò)反饋指令反饋給控制臺(tái)。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法還包括步驟（5）：根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的攝像機(jī)器人的位置狀態(tài)，在之后規(guī)劃所述數(shù)據(jù)指令時(shí)，自動(dòng)添加誤差修正參數(shù)，重新校驗(yàn)數(shù)據(jù)指令。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）包括：控制臺(tái)、計(jì)算服務(wù)器、機(jī)器人控制柜的初始化，根據(jù)用戶需求設(shè)定通信參數(shù)。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（2）中的控制臺(tái)發(fā)出的控制指令包含：實(shí)時(shí)控制類指令、運(yùn)動(dòng)控制類指令以及獨(dú)立的顯示類指令。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述實(shí)時(shí)控制類的控制指令功能如下：撥動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊指令，用于選擇需要運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)軸及運(yùn)動(dòng)方向；推桿模塊指令，用于設(shè)定攝像機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度；第一搖桿模塊指令，用于控制攝像機(jī)器人末端在空間坐標(biāo)系中沿x軸、y軸、z軸運(yùn)動(dòng)；第二搖桿模塊指令，用于控制攝像機(jī)器人末端在空間坐標(biāo)系中沿roll軸、pitch軸、yaw軸運(yùn)動(dòng)；滾輪按鍵模塊指令，用于控制攝像機(jī)鏡頭的focus?、zoom；組合按鍵模塊指令，用于處理攝像機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)至起點(diǎn)、點(diǎn)動(dòng)以及點(diǎn)位和軌跡的確認(rèn)。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)動(dòng)控制類的控制指令功能如下：點(diǎn)位按鍵模塊指令，用于存儲(chǔ)或重復(fù)調(diào)用攝像機(jī)器人末端攝像機(jī)在拍攝空間的單個(gè)固定位置，在演播室中多用以定鏡頭拍攝；軌跡按鍵模塊指令，用于存儲(chǔ)或重復(fù)調(diào)用攝像機(jī)器人末端攝像機(jī)在拍攝空間中由多個(gè)點(diǎn)位連成的運(yùn)動(dòng)軌跡，在演播室中多用以運(yùn)鏡拍攝。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（3）中的反饋信號(hào)可改變控制臺(tái)的顯示模塊與按鍵led指示燈的狀態(tài)。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，控制臺(tái)具有獨(dú)立的外部急停按鈕接口，通過(guò)預(yù)埋線纜與機(jī)器人控制柜直接相連，外部急停信號(hào)由機(jī)器人控制柜產(chǎn)生；斷開(kāi)外部急停信號(hào)，可強(qiáng)制停止攝像機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并斷開(kāi)與計(jì)算服務(wù)器的通信。

17、本發(fā)明的有益效果是：

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)了在遠(yuǎn)端對(duì)攝像機(jī)器人的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制、速度控制、鏡頭控制以及點(diǎn)位和軌跡的存儲(chǔ)、重復(fù)調(diào)用。解決了演播室、控制室分隔布局的難題，完成了與其他設(shè)備的一體化同步控制，降低了時(shí)間成本和人力成本。

19、另外，本發(fā)明所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法，在計(jì)算服務(wù)器端中加入了運(yùn)動(dòng)控制算法，防止奇點(diǎn)的出現(xiàn)；各類軌跡規(guī)劃算法，包括：點(diǎn)到點(diǎn)軌跡規(guī)劃算法、直線軌跡規(guī)劃算法、圓弧軌跡規(guī)劃算法、關(guān)節(jié)三次軌跡規(guī)劃算法、末端三次軌跡規(guī)劃算法；并可為各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍、速度設(shè)置軟限制。提高了攝像機(jī)器人的控制精度，確保了攝像機(jī)器人的安全運(yùn)行。

20、同時(shí)，本發(fā)明所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)攝像機(jī)器人點(diǎn)位和軌跡的獲取、存儲(chǔ)、重復(fù)調(diào)用，提高了可操作性，操作結(jié)果直觀，滿足操作人員便捷、快速地控制攝像機(jī)器人在演播室中的應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟5：根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的攝像機(jī)器人的位置狀態(tài)，在之后規(guī)劃所述數(shù)據(jù)指令時(shí)，自動(dòng)添加誤差修正參數(shù)，重新校驗(yàn)數(shù)據(jù)指令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述步驟（1）包括：控制臺(tái)、計(jì)算服務(wù)器、機(jī)器人控制柜的初始化，根據(jù)用戶需求設(shè)定通信參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的控制臺(tái)發(fā)出的控制指令包含：實(shí)時(shí)控制類指令、運(yùn)動(dòng)控制類指令以及獨(dú)立的顯示類指令。

5.?根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)控制類的控制指令功能如下：撥動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊指令，選擇需要運(yùn)動(dòng)的攝像機(jī)器人關(guān)節(jié)軸及運(yùn)動(dòng)方向；推桿模塊指令，設(shè)定攝像機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度；第一搖桿模塊指令，控制攝像機(jī)器人末端在空間坐標(biāo)系中沿x軸、y軸、z軸運(yùn)動(dòng)；第二搖桿模塊指令，控制攝像機(jī)器人末端在空間坐標(biāo)系中沿roll軸、pitch軸、yaw軸運(yùn)動(dòng)；滾輪按鍵模塊指令，控制攝像機(jī)鏡頭的focus?、zoom；組合按鍵模塊指令，處理攝像機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)至起點(diǎn)、點(diǎn)動(dòng)以及點(diǎn)位和軌跡的確認(rèn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制類的控制指令功能如下：點(diǎn)位按鍵模塊指令，存儲(chǔ)或重復(fù)調(diào)用攝像機(jī)器人末端攝像機(jī)在拍攝空間的單個(gè)固定位置；軌跡按鍵模塊指令，存儲(chǔ)或重復(fù)調(diào)用攝像機(jī)器人末端攝像機(jī)在拍攝空間中由多個(gè)點(diǎn)位連成的運(yùn)動(dòng)軌跡。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，所述步驟（3）中的反饋信號(hào)可改變控制臺(tái)的顯示模塊與按鍵led指示燈的狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的方法，其特征在于，控制臺(tái)具有獨(dú)立的外部急停按鈕接口，與機(jī)器人控制柜直接相連；外部急停信號(hào)由機(jī)器人控制柜產(chǎn)生，斷開(kāi)外部急停信號(hào)，可強(qiáng)制停止攝像機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并斷開(kāi)與計(jì)算服務(wù)器的通信。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)控制演播室攝像機(jī)器人的控制臺(tái)系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)的控制臺(tái)可實(shí)時(shí)地將控制指令發(fā)送到計(jì)算服務(wù)器；計(jì)算服務(wù)器將控制指令轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)指令發(fā)送至機(jī)器人控制柜，并通過(guò)反饋指令反饋給控制臺(tái)；機(jī)器人控制柜將接收到的數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行數(shù)據(jù)，攝像機(jī)器人執(zhí)行轉(zhuǎn)換后的可執(zhí)行數(shù)據(jù)。計(jì)算服務(wù)器通過(guò)機(jī)器人控制柜實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像機(jī)器人的位置狀態(tài)，并反饋給控制臺(tái)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)方案中實(shí)時(shí)性、可操作性差，自動(dòng)化程度低，時(shí)間成本、人力成本高等問(wèn)題。通過(guò)操作在控制室的控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)在演播室攝像機(jī)器人的精準(zhǔn)控制，解決了空間分布的難題，實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的一體化同步控制。

技術(shù)研發(fā)人員：請(qǐng)求不公布姓名,請(qǐng)求不公布姓名,請(qǐng)求不公布姓名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太倉(cāng)中科信息技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10