CN103246290A - 一种云台控制方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种云台控制方法及其***，所述云台控制方法，包括：检测移动终端的运动状态；依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令；依据所述云台控制命令控制云台。采用本发明，当用户需要控制摄像机云台时，用户只需操作手中的移动终端，就能实现对云台的控制，这样不仅大大地简化了云台的操作，同时也带来了非常好的操作体验。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，具体而言，涉及一种云台控制方法及其***。
背景技术
目前，随着人们对视频监控需求的增加，视频监控***也从传统的固网应用逐渐转向移动终端的应用。并且，随着近年来手机等移动终端和无线网络技术不断地发展成熟，人们已经不满足于仅在移动终端上能看到视频，而且对于移动视频的功能有了更多的要求，例如在通过移动终端观看视频的同时，还能够通过移动终端控制承载摄像机的云台，以看到所关心的画面。
现有技术中，在移动终端上控制摄像机云台的方式主要是通过键盘、界面上的按钮、触摸屏或者采用语音命令控制的方式，使用语音命令控制云台时，由于人们的语言不同、口音差别等问题，导致语音的识别比较困难，因而难于实现；在通过键盘进行云台控制时，可能会因为键盘太小而按错键，从而误控制云台；在采用触摸屏进行云台控制时，由于手指在屏幕上操作，因此会使得手指挡住监控画面，因此，采用上述三种方法进行云台控制均存在一定的缺陷，在用户操作体验方面差强人意。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种云台控制方法及其***，应用本发明，当用户需要控制摄像机云台时，用户只需操作手中的移动终端，就能实现对云台的控制，这样不仅大大地简化了云台的操作，同时也带来了非常好的操作体验。
为了达到本发明的目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种云台控制方法，包括：
检测移动终端的运动状态；
依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令；
依据所述云台控制命令控制云台。
优选地，所述运动状态为翻转或平移。
优选地，检测移动终端的运动状态信息的步骤包括：
周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行下一步。
优选地，在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述云台控制方法还包括如下步骤：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令。
优选地，在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
一种云台控制***，包括：
移动终端，用于检测移动终端的运动状态，以及依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令并将其发送至服务器；
服务器，用于依据所述云台控制命令控制云台。
优选地，所述运动状态为翻转或平移。
优选地，所述移动终端包括运动状态检测传感器以及处理模块，其中，
运动状态检测传感器，用于周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
处理模块，用于将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则依据该运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令。
更为优选地，所述处理模块在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述处理模块还进行如下处理：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令。
优选地，所述移动终端在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
通过上述本发明的技术方案可以看出，针对现有技术中出现的云台控制用户操作体验较差的问题，随着目前加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器在移动终端(手机、平板电脑等)上的广泛应用，本发明的发明人想到，用户可以很方便地使用这些传感器来获得该移动终端的运动状态，并最终依据移动终端的运动状态来控制摄像机云台，本发明就是利用移动终端中的重力加速计、陀螺仪、磁力计等运动状态检测传感器，来取得移动终端的运动状态，然后将移动终端的运动状态转化为相应的云台控制命令，进而来控制摄像机云台。应用这种方式，当用户需要控制摄像机云台时，用户只需要移动手中的设备，就能实现对云台的控制，这样不仅大大地简化了云台的操作，同时也带来了非常好的操作体验。
附图说明
图1是本发明提供的云台控制方法流程示意图；
图2是本发明提供的云台控制***结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的云台控制***工作流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明提供的一种云台控制方法，包括如下实现步骤：
S10、检测移动终端的运动状态；
S20、依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令；
S30、依据所述云台控制命令控制云台。
具体实施时，在所述步骤S10中，所述运动状态为翻转或平移，例如所述翻转为将相应的移动终端进行向左、向右、向前或向后的翻转，在三维坐标系内的表现形式为：移动终端沿着三维坐标系内某一坐标轴或某几个坐标轴进行旋转。对于所述平移，即指所述移动终端在三维坐标系内进行向上、向下、向前、向后、向左、向右的位移。其中，所述移动终端可以通过内置或外置的运动状态检测传感器获取所述移动终端的运动状态，例如，所述运动状态检测传感器可以为重力加速计、陀螺仪、磁力计。
在移动终端中，通过设置运动状态检测传感器或者传感器的组合，能实时地获取移动终端在三维坐标系内各个坐标轴的运动状态参数，诸如移动终端在各个坐标轴上的受力大小、角速度或者磁力等，为了区分移动终端在某个坐标轴上的运动状态参数(例如运动方向)，移动终端都有一些规则来表示这些运动状态参数，例如使用正负值表示法，当获取到某坐标轴上的运动状态参数P，当P＞0时，表示移动终端是往该坐标轴的正轴方向运动；当P＜0时，表示移动终端是往负轴方向运动，当P＝0时，则表示移动终端在没有在该坐标轴上运动。在实际的应用时，我们再将移动终端在三维坐标系内的运动对应到现实场景中的方向，比如将x轴对应到现实中左右的运动，当移动终端在x轴的运动参数为负值时，定义移动终端为向左运动；为正值时，定义移动终端为向右运动。
优选实施方式下，在所述步骤S10中，检测移动终端的运动状态信息的步骤包括：
S101、周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
S102、将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行下一步骤S20。
在实际应用过程中，移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数可以反映出移动终端沿坐标轴旋转的方向及角速度大小或方向及旋转角度大小，除此之外，还可以反映出移动终端沿坐标轴平移的方向及速度大小或方向及位移大小，在具体实施时，所述方向可以用“+”、“-”进行表示，例如在三维坐标系内的X坐标轴上，“+”表示向右平移。
通过上述步骤，当用户需要通过移动终端控制云台时，本发明提供的移动终端将以一个固定的频率f周期地从运动状态检测传感器中获取移动终端在三维坐标系内的运动状态参数，并判断各个参数的绝对值是否大于各自对应的判别阀值V，如果大于，则认为本次移动终端的移动是用户控制云台的行为，这时再结合具体的运动状态参数以及运动状态与云台控制命令映射表获取相应的云台控制命令，从而进行云台的控制。
具体实施时，为了控制本发明在云台控制时的灵敏度，用户可以自己定义频率f和判别阀值V，同时为了避免频繁地读取运动状态检测传感器的值而带来移动终端额外的资源消耗，在本发明中用户可以采取选择关闭或者打开运动状态检测传感器控制云台。
在所述步骤S102中，在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述云台控制方法还包括如下步骤：
S103、对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
S102、依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令，其中，所述拟合运动状态参数即反映了移动终端的在三维坐标系内的运动状态，由此便反映了用户操控移动终端进行云台控制的行为，通过查找运动状态与云台控制命令映射表便可生成相应的云台控制命令。
在操作移动终端进行云台控制时，为了避免移动终端在某个时刻的运动参数剧烈变化带来对移动终端运动行为的错误判断，在本发明中，采用过滤算法来平抑这些剧烈变化的参数的成分，过滤是这样实现的：假设某个坐标轴上的运动状态参数为C，当前实时获取到的移动终端在该坐标轴上的即时运动状态参数为Cv，并且通过预先设定一个过滤拟合因子R，在每次获取到移动终端的运动状态参数C后，通过过滤拟合因子R和当次的即时运动状态参数为Cv来计算移动终端在这个坐标轴上的拟合运动状态参数C拟合，这样获取到的C拟合会比较稳定，当C拟合的值的绝对值大于预先设定的判别阀值V时，就认为移动终端在该坐标轴上有运动。
在所述步骤S20中，所述运动状态与云台控制命令映射表记录了运动状态与云台控制命令的对应关系，例如，在视频监控***中，运动状态与云台控制命令映射表可以为以下形式：
| 运动状态 | 云台控制命令 |
| 向左移动或者向左倾斜 | 云台向左转 |
| 向右移动或者向右倾斜 | 云台向右转 |
| 向上移动或者向上倾斜 | 云台向上转 |
| 向下移动或者向下倾斜 | 云台向下转 |
| 设备左右晃动 | 开启雨刷 |
需要说明的是，上表只是一个具体实施方式，它并不用以限定本发明所能涉及的所有运动状态与云台控制命令之间的对应关系。用户可以根据自己的习惯来更改运动状态和云台控制命令之间的对应关系，例如用户可以将移动终端向左移动或者向左倾斜与云台向右转的云台控制命令进行对应。
优选地，在所述步骤S20中，在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
在操作移动终端进行云台控制的过程中，在识别出移动终端的一次运动行为后，移动终端将在预先设置的延时时间I内忽略所有的运动状态行为，过了该延时时间I后，才开始识别移动终端的运动状态行为，通过这样处理后，能在很大程度上防止用户持续地移动设备而导致短时间内触发产生大量的云台控制命令，同时用户通过移动手中的移动终端控制云台后，可以利用这个延时时间间隔将该移动终端移回到原来的位置。
除此之外，根据本发明的另外一种优选实施方式，在每次移动终端移动时，记录移动终端在各个坐标轴上开始移动的时间，假设记录到移动终端在x轴、y轴和z轴上开始运动的时间分别为Tx、Ty和Tz，当发现移动终端在三个坐标轴上都有运动时，再通过比较来找出Tx、Ty和Tz的最小值Tm，Tm对应的坐标轴即为本次移动终端移动的方向，这样就可以解决移动终端在多个方向上同时有运动时，无法判断用户是想往哪个方向移动，从而无法准确获取用户想要的云台控制命令的问题。
在所述步骤S30中，所述通过云台控制命令控制云台的实现方式可以参考视频监控领域的一些基础知识实现，这里对其不作详细赘述。
如图2所示，本发明提供了一种云台控制***，包括：
移动终端10，用于检测移动终端10的运动状态，以及依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令并将其发送至服务器；
服务器20，用于依据所述云台控制命令控制云台30。
其中，所述移动终端10可以为配置了运动状态检测传感器的设备，例如为智能手机、平板电脑等。所述云台控制***可以为无线视频监控***，通过用户手持的移动终端10操纵云台30，从而操控摄像机捕获监控场景中的画面。
具体实施时，所述运动状态为翻转或平移，即用户可以通过翻转移动终端10或平移移动终端10进行云台30的控制，所述移动终端10通过检测移动终端10的运动状态信息而生成相应的云台控制命令并发送至服务器20，从而使得服务器20能够依据该云台控制命令控制云台30进行相应的动作，例如向右转动，向左转动，开启雨刷等动作。
继续参照图2，具体实施时，所述移动终端10包括运动状态检测传感器以及处理模块，其中，
运动状态检测传感器101，用于周期地检测移动终端10在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；其中，所述周期可以通过用户进行自行设定，所述运动状态检测传感器101可以通过组合的形式设置于移动终端10之上；
处理模块102，用于将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则依据该运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令；其中，所述判别阈值也需要用户预先设定，其可以通过简单的测试即可获取，因此本文对所述判别阈值的获取方式不做详细的说明。
优选实施方式过程中，所述处理模块102在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述处理模块102还进行如下处理：
(1)对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
(2)依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令。
为了避免移动终端10在某个时刻的运动参数剧烈变化带来对移动终端10运动行为的错误判断，在本发明中，采用上述的过滤算法来平抑这些剧烈变化的参数的成分，过滤是这样实现的：假设某个坐标轴上的运动状态参数为C，当前实时获取到的移动终端10在该坐标轴上的即时运动状态参数为Cv，并且通过预先设定一个过滤拟合因子R，在每次获取到移动终端10的运动状态参数C后，通过过滤拟合因子R和当次的即时运动状态参数为Cv来计算移动终端10在这个坐标轴上的拟合运动状态参数C拟合，这样获取到的C拟合会比较稳定，当C拟合的值的绝对值大于预先设定的判别阀值V时，就认为移动终端10在该坐标轴上有运动。
更为优选地实施方式下，所述移动终端10在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端10的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
在操作移动终端10进行云台30控制的过程中，在识别出移动终端10的一次运动行为后，移动终端10将在预先设置的延时时间I内忽略所有的运动状态行为，过了该延时时间I后，才开始识别移动终端10的运动状态行为，通过这样处理后，能在很大程度上防止用户持续地移动设备而导致短时间内触发产生大量的云台控制命令，同时用户通过移动手中的移动终端10控制云台30后，可以利用这个延时时间间隔将该移动终端10移回到原来的位置。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面将结合图3对本发明提供的云台控制***的工作流程进行说明。
在步骤S01中，利用移动终端中的运动状态检测传感器101取得移动终端的运动状态参数。
在步骤S02中，移动终端停止移动后，开始分析步骤S01中得到的运动状态参数，计算移动终端在三维坐标体系内各个维度(坐标轴)上移动的距离。
在步骤S03中，对步骤S02的结果进行过滤，例如忽略移动终端细微的移动，如果本次移动终端的移动是有效的移动，则进入步骤S04；如果不是则结束流程。
在步骤S04中，根据步骤S03的结果获取移动终端的运动状态行为，比如移动终端是向左移动、向上移动或者向右旋转等。
在步骤S05中，根据步骤S04的结果获取云台控制命令，比如设备向左移动对应云台左转命令、向上移动对应云台上转命令、向右旋转对应云台顺时针方向巡航命令等。
在步骤S06中，判断云台是否支持用户的云台控制命令，如果支持，则进入S07；如果不支持则结束流程。
在步骤S07中，将云台控制命令发送到服务器，服务器收到该命令后将其转发给云台设备，以使得云台能够响应该云台控制命令。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种云台控制方法，其特征在于，包括：
检测移动终端的运动状态；
依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令；
依据所述云台控制命令控制云台。
2.如权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述运动状态为翻转或平移。
3.如权利要求1或2所述的云台控制方法，其特征在于，检测移动终端的运动状态信息的步骤包括：
周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则进行下一步。
4.如权利要求3所述的云台控制方法，其特征在于，在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述云台控制方法还包括如下步骤：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令。
5.如权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
6.一种云台控制***，其特征在于，包括：
移动终端，用于检测移动终端的运动状态，以及依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令并将其发送至服务器；
服务器，用于依据所述云台控制命令控制云台。
7.如权利要求6所述的云台控制***，其特征在于，所述运动状态为翻转或平移。
8.如权利要求6或7所述的云台控制***，其特征在于，所述移动终端包括运动状态检测传感器以及处理模块，其中，
运动状态检测传感器，用于周期地检测移动终端在三维坐标系内各个坐标轴上的运动状态参数；
处理模块，用于将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较，若至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值，则依据该运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令。
9.如权利要求8所述的云台控制***，其特征在于，所述处理模块在将所述运动状态参数分别与相应的判别阈值进行比较后，且至少一个所述运动状态参数的绝对值大于相应的判别阈值时，所述处理模块还进行如下处理：
对所述运动状态参数进行过滤拟合处理获取拟合运动状态参数，其中，所述过滤拟合处理数学式为：
C拟合＝C*R-(Cv*R+C*(1-R))；
其中，所述C拟合是指拟合运动状态参数，所述C是指获取的三维坐标系内相应坐标轴上的运动状态参数，所述R是指预先设置的过滤拟合因子，所述Cv是指三维坐标系内相应坐标轴上的即时运动状态参数；
依据所述拟合运动状态参数查询运动状态与云台控制命令映射表，以获取相应的云台控制命令。
10.如权利要求6所述的云台控制***，其特征在于，所述移动终端在依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表，获取相应的云台控制命令之后，间隔一预先设置的延时时间后再检测移动终端的运动状态，或在一预先设置的延时时间间隔内不依据所述运动状态查询运动状态与云台控制命令映射表以获取相应的云台控制命令。
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