CN109788198A - 一种摄像云台控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像云台控制***及方法，该***包括：摄像云台，用于设置拍摄终端，以在云台控制单元的控制下触发拍摄终端对拍摄对象进行拍摄；拍摄终端，设置于摄像云台上；云台控制单元，用于对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪；遥控单元，用于接收遥控信号，根据遥控信号产生相应的控制信号至拍摄终端，以对拍摄终端的拍摄及参数调节进行控制，通过本发明，可解决现有摄像云台结构笨重、交互性差以及不方便使用的问题。

Description

一种摄像云台控制***及方法

技术领域

本发明涉及摄像控制技术领域，特别是涉及一种摄像云台控制***及方法。

背景技术

为了便于用户拍照，现有技术出现了摄像云台，摄像机云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作平台，具有水平和垂直运动的功能，它可以带动摄像机进行水平和垂直方向的旋转。

公开号为CN2676540Y的中国实用新型专利揭露了一种视频会议摄像机机电一体化旋转微型云台，包括固定于底板上的底壳、外壳、外壳中的摄像机、摄像机上盖、摄像机下盖以及置于底壳上的旋转机构，所述旋转机构由水平旋转机构和垂直旋转机构组成；所述的水平旋转机构包括：水平轴、轴承、水平从动齿轮、第一直笔式电机及装在上面的水平主动齿轮固定在支撑桥上、装在水平轴上的支撑桥；所述轴承装在水平从动齿轮中，水平从动齿轮固定在底壳上，所述轴承内圈套在水平轴上，水平主动齿轮与水平从动齿轮相啮合；所述垂直旋转机构包括：第二轴承座、第三轴承座、摄像机桥、第二直笔式电机以及装在上面的垂直从动齿轮固定在摄像机桥上、固定在支撑桥上的垂直从东齿轮；摄像机固定在摄像机桥上，与第二轴承座、第三轴承座相连接，第二轴承座、第三轴承座与支撑桥连接，垂直从动齿轮固定在支撑桥上并与垂直主动齿轮相啮合，该专利可实现电子自动控制摄像的空间位置，但结构笨重、交互性差，不方便使用。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种摄像云台控制***及方法，以解决现有摄像云台结构笨重、交互性差以及不方便使用的问题。

为达上述及其它目的，本发明提出一种摄像云台控制***，包括：

摄像云台，用于设置拍摄终端，以在云台控制单元的控制下触发拍摄终端对拍摄对象进行拍摄；

拍摄终端，设置于摄像云台上，以在所述摄像云台的触发下对拍摄对象进行拍摄；

云台控制单元，用于对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪；

遥控单元，用于接收遥控信号，根据遥控信号产生相应的控制信号至拍摄终端，以对拍摄终端的拍摄及参数调节进行控制。

优选地，所述云台控制单元包括：

物体追踪模块，用于实时获取拍摄对象的图片，根据获取的拍摄对象的图片利用训练的***对所述拍摄对象进行追踪，进而产生相应的控制信号至所述摄像云台，以控制所述拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄；

语音识别模块，用于获取语音数据，对语音数据进行识别处理，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。

优选地，所述物体追踪模块具体用于：

获取跟踪目标的样本，并训练***，将跟踪目标的特征存入样本空间；

读取跟踪目标当前的图片，判断上一帧图片中跟踪目标是否丢失；

若丢失，则利用上一次训练的***对上一帧目标的位置及其周围若干位置的样本进行处理以得到分数图；若未丢失，则利用上一次训练的***对上一帧的跟踪目标的位置提取当前帧样本以得到分数图；

对各位置的样本分数图进行分数评估，判断分数图是否理想；

若理想则更新样本权重并更新跟踪目标的位置，进行目标缩放比例预测，更新比例；

将新样本以样本权重加权更新至样本空间，并根据设置帧数间隔训练***。

优选地，所述遥控单元进一步包括：

遥控信号接收单元，用于获取遥控装置的遥控信号；

无线通讯单元，用于与拍摄终端进行无线通信，以将信号解析单元产生的控制信号传送至拍摄终端；

信号解析单元，用于对遥控信号接收单元接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以用于控制拍摄终端的拍摄和参数调节。

优选地，所述遥控单元还用于对所述摄像云台的控制，通过产生相应的控制信号至所述摄像云台的电机控制模块，以驱动相应电机工作，达到控制摄像云台的目的。

优选地，所述摄像云台控制***还包括跟焦***，所述跟焦***包括跟焦器、齿轮带和跟焦控制器，所述齿轮带设置在所述拍摄终端的镜头处，跟焦器设置有和齿轮带相匹配的齿轮，跟焦控制器设置于遥控单元中，以通过有无线通讯方式控制跟焦器，从而驱动齿轮带实现跟焦。

优选地，所述摄像云台包括固定台、水平方向电机、垂直方向电机、载物台、电机控制模块以及通讯接口，其中固定台用于固定摄像云台，水平方向电机以及垂直方向电机在电机控制模块的控制下驱动载物台的运动，拍摄终端设置在载物台上，以跟随载物台的运动对拍摄对象进行拍摄，电机控制模块用于根据所述云台控制单元的控制信号产生相应的控制信号驱动水平方向电机以及垂直方向电机，通讯接口用于与云台控制单元之间的通讯连接。

优选地，所述摄像云台控制***还包括图传单元，用于实时获取拍摄终端的视频信号并将其输出。

为达到上述目的，本发明还提供一种摄像云台控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，于工作中，利用云台控制单元对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪；

步骤S2，获取语音数据，对语音数据进行识别处理；

步骤S3，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。

优选地，所述方法还包括：

获取遥控装置的遥控信号；

接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以控制拍摄终端的拍摄和参数调节。

与现有技术相比，本本发明一种摄像云台控制***及方法通过利用云台控制单元对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪，并利用语音识别模块及遥控单元增强了与用户之间的交互性，解决了现有摄像云台结构笨重、交互性差以及不方便使用的问题。

附图说明

图1为本发明一种摄像云台控制***的***架构图；

图2为本发明一种摄像云台控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种摄像云台控制***的***架构图。如图1所示，本发明一种摄像云台控制***，包括：

摄像云台1，用于设置拍摄终端2，以在云台控制单元3的控制下触发拍摄终端对拍摄对象进行拍摄。一般来说，摄像云台1包括固定台、水平方向电机、垂直方向电机、载物台、电机控制模块以及通讯接口，其中固定台用于固定摄像云台1，水平方向电机以及垂直方向电机在电机控制模块的控制下驱动载物台的运动，拍摄终端设置在载物台上，以跟随载物台的运动对拍摄对象进行拍摄，电机控制模块用于根据云台控制单元3的控制信号或者遥控单元4产生相应的控制信号驱动水平方向电机以及垂直方向电机，通讯接口用于与控制单元之间的通讯连接。

拍摄终端2，设置于摄像云台1，以在摄像云台1的触发下对拍摄对象进行拍摄。具体地说，当摄像云台1在云台控制单元3的控制下，跟随拍摄对象进行移动，当移动到目标摄像位置后，触发拍摄终端对拍摄对象进行拍摄。

云台控制单元3，用于对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪。

具体地，云台控制单元3包括：

物体追踪模块30，用于实时获取拍摄对象的图片，根据获取的拍摄对象的图片利用训练的***对所述拍摄对象进行追踪，进而产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。

物体追踪模块30具体用于：

获取跟踪目标的样本，并训练***，将跟踪目标的特征存入样本空间。具体地，物体追踪模块30可通过设置于摄像云台的拍摄终端2获取跟踪目标的样本。在本发明中，对***的训练过程类似于普通的相关滤波跟踪方法的训练过程：首先计算相关滤波相应图(由***与搜索范围产生)与一个方差较小的高斯函数图的L2距离，然后使用最小二乘法来得到一个能让这个L2距离最小的***，并在此基础上，加入约束项(用一个抛物线函数对***进行加权)，约束***在图像边缘部分的权重，以降低背景对***的影响；加入约束项后，这将变成一个非线性最小二乘问题，最后使用高斯牛顿法进行迭代求解，迭代次数为5次，由于上述训练过程与现有方法类似，在此不予赘述。

读取跟踪目标当前的图片，判断上一帧图片中跟踪目标是否丢失，具体地，可通过对每一帧设置目标丢失标志位以判断跟踪目标是否丢失；

若丢失，则利用上一次训练的***对上一帧目标的位置及其周围若干位置的样本进行处理以得到分数图；若未丢失，则利用上一次训练的***对上一帧的跟踪目标的位置提取当前帧样本以得到分数图；

对各位置的样本分数图进行分数评估，判断分数图是否理想；

若理想则更新样本权重并更新跟踪目标的位置，进行目标缩放比例预测，更新比例，若结果为极不理想，则认为本帧的跟踪目标丢失，进入下一帧，并返回继续判断跟踪目标是否丢失，更新目标丢失标志位；

将新样本以样本权重加权更新至样本空间，并根据设置帧数间隔训练***。

也就是说，物体追踪模块30可以根据更新的目标位置来控制摄像云台转动，让拍摄终端实时跟踪目标，以达到智能跟踪拍摄的效果。

语音识别模块31，用于获取语音数据，对语音数据进行识别处理，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。也就是说，语音识别模块31可用于通过语音(声音)控制摄像云台的动作，例如，当用户发出语音“向左转30度”，则语音识别模块31获取该语音数据，对其进行识别处理后，产生相应的控制信号至摄像云台的电机控制模块，控制电机控制模块产生相应的控制信号驱动水平方向电机或垂直方向电机工作，进而控制拍摄终端运动(即驱动水平方向电机控制拍摄终端向左转30度)。

遥控单元4，用于接收遥控信号，根据遥控信号产生相应的控制信号至摄像云台及拍摄终端，以对摄像云台进行控制或对拍摄终端的拍摄及参数调节进行控制。

具体地，遥控单元4进一步包括：

遥控信号接收单元401，用于获取遥控装置的遥控信号。在本发明具体实施例中，遥控装置可为一遥控器，所述遥控器上设置若干按键，以实现对拍摄终端的拍摄和参数调节进行控制。

无线通讯单元402，用于与拍摄终端进行无线通信，以将信号解析单元403产生的控制信号传送至拍摄终端。在本发明具体实施例中，无线通讯单元402可通过WiFi无线连接方式或BLE无线连接方式与拍摄终端进行无线连接。

信号解析单元403，用于对遥控信号接收单元401接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以用于控制拍摄终端的拍摄和参数调节。

优选地，遥控单元4还可用于对摄像云台的控制，即通过遥控单元产生相应的控制信号至摄像云台的电机控制模块，以驱动相应电机工作，达到控制摄像云台的目的。也就是说，遥控装置上不仅有对拍摄终端的控制按键，还有对摄像云台的控制按键，当遥控信号接收单元401接收到该遥控信号后，信号解析单元403对其进行解析，判断该信号是对摄像云台的控制信号还是对拍摄终端的控制信号，若为对摄像云台的控制信号，则产生相应的控制信号至摄像云台，而若为对拍摄终端的控制信号，则产生相应的控制信号至拍摄终端。

优选地，该摄像云台控制***还包括跟焦***5，所述跟焦***5包括跟焦器、齿轮带和跟焦控制器，所述齿轮带设置在所述拍摄终端2的镜头处，跟焦器设置有和齿轮带相匹配的齿轮，跟焦控制器设置于遥控单元4中，以通过有线或无线通讯方式控制跟焦器，从而驱动齿轮带，从而实现跟焦。由于本发明采用的跟焦器与现有技术中的跟焦器相同，只是本发明中的跟焦***可通过设置于遥控单元4中的跟焦控制器进行遥控无线控制，在此不予赘述。

优选地，该摄像云台控制***还包括图传单元，用于实时获取拍摄终端的视频信号并将其输出，在本发明具体实施例中，图传单元可为一显示单元，以将拍摄终端拍摄的视频进行实时输出显示。

图2为本发明一种摄像云台控制方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种摄像云台控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，于工作中，利用云台控制单元对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪。

具体地，步骤S1进一步包括：

获取跟踪目标(即拍摄对象)的样本，并训练***，将跟踪目标的特征存入样本空间。具体地，可通过设置于摄像云台的拍摄终端获取跟踪目标的样本。

读取跟踪目标当前的图片，判断上一帧图片中跟踪目标是否丢失；

若丢失，则利用上一次训练的***对上一帧目标的位置及其周围若干位置的样本进行处理以得到分数图；若未丢失，则利用上一次训练的***对上一帧的跟踪目标的位置提取当前帧样本以得到分数图；

对各位置的样本分数图进行分数评估，判断分数图是否理想；

若理想则更新样本权重并更新跟踪目标的位置，进行目标缩放比例预测，更新比例，若结果为极不理想，则认为本帧的跟踪目标丢失，进入下一帧，并返回继续判断跟踪目标是否丢失，更新目标丢失标志位；

将新样本以样本权重加权更新至样本空间，并根据设置帧数间隔训练***。

步骤S2，获取语音数据，对语音数据进行识别处理。例如，当用户发出语音“向左转30度”，则获取该语音数据，对其进行识别处理。

步骤S3，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。也就是说，当识别出语音“向左转30度”后，根据预设的规则产生相应的控制信号至摄像云台的电机控制模块，控制电机控制模块产生相应的控制信号驱动水平方向电机或垂直方向电机工作，进而控制拍摄终端运动(即驱动水平方向电机控制拍摄终端向左转30度)。

优选地，本发明之摄像云台控制方法还包括如下步骤：

获取遥控装置的遥控信号。在本发明具体实施例中，遥控装置可为一遥控器，所述遥控器上设置若干按键，以实现对拍摄终端的拍摄和参数调节进行控制。

接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以控制拍摄终端的拍摄和参数调节。

综上所述，本发明一种摄像云台控制***及方法通过利用云台控制单元对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪，并利用语音识别模块及遥控单元增强了与用户之间的交互性，解决了现有摄像云台结构笨重、交互性差以及不方便使用的问题。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种摄像云台控制***，包括：

摄像云台，用于设置拍摄终端，以在云台控制单元的控制下触发拍摄终端对拍摄对象进行拍摄；

拍摄终端，设置于摄像云台上，以在所述摄像云台的触发下对拍摄对象进行拍摄；

云台控制单元，用于对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪；

遥控单元，用于接收遥控信号，根据遥控信号产生相应的控制信号至拍摄终端，以对拍摄终端的拍摄及参数调节进行控制。

2.如权利要求1所述的一种摄像云台控制***，其特征在于，所述云台控制单元包括：

物体追踪模块，用于实时获取拍摄对象的图片，根据获取的拍摄对象的图片利用训练的***对所述拍摄对象进行追踪，进而产生相应的控制信号至所述摄像云台，以控制所述拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄；

语音识别模块，用于获取语音数据，对语音数据进行识别处理，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。

3.如权利要求2所述的一种摄像云台控制***，其特征在于，所述物体追踪模块具体用于：

获取跟踪目标的样本，并训练***，将跟踪目标的特征存入样本空间；

读取跟踪目标当前的图片，判断上一帧图片中跟踪目标是否丢失；

若丢失，则利用上一次训练的***对上一帧目标的位置及其周围若干位置的样本进行处理以得到分数图；若未丢失，则利用上一次训练的***对上一帧的跟踪目标的位置提取当前帧样本以得到分数图；

对各位置的样本分数图进行分数评估，判断分数图是否理想；

若理想则更新样本权重并更新跟踪目标的位置，进行目标缩放比例预测，更新比例；

将新样本以样本权重加权更新至样本空间，并根据设置帧数间隔训练***。

4.如权利要求1所述的一种摄像云台控制***，其特征在于，所述遥控单元进一步包括：

遥控信号接收单元，用于获取遥控装置的遥控信号；

无线通讯单元，用于与拍摄终端进行无线通信，以将信号解析单元产生的控制信号传送至拍摄终端；

信号解析单元，用于对遥控信号接收单元接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以用于控制拍摄终端的拍摄和参数调节。

5.如权利要求4所述的一种摄像云台控制***，其特征在于：所述遥控单元还用于对所述摄像云台的控制，通过产生相应的控制信号至所述摄像云台的电机控制模块，以驱动相应电机工作，达到控制摄像云台的目的。

6.如权利要求1所述的一种摄像云台控制***，其特征在于：所述摄像云台控制***还包括跟焦***，所述跟焦***包括跟焦器、齿轮带和跟焦控制器，所述齿轮带设置在所述拍摄终端的镜头处，跟焦器设置有和齿轮带相匹配的齿轮，跟焦控制器设置于遥控单元中，以通过有无线通讯方式控制跟焦器，从而驱动齿轮带实现跟焦。

7.如权利要求1所述的一种摄像云台控制***，其特征在于：所述摄像云台包括固定台、水平方向电机、垂直方向电机、载物台、电机控制模块以及通讯接口，其中固定台用于固定摄像云台，水平方向电机以及垂直方向电机在电机控制模块的控制下驱动载物台的运动，拍摄终端设置在载物台上，以跟随载物台的运动对拍摄对象进行拍摄，电机控制模块用于根据所述云台控制单元的控制信号产生相应的控制信号驱动水平方向电机以及垂直方向电机，通讯接口用于与云台控制单元之间的通讯连接。

8.如权利要求1所述的一种摄像云台控制***，其特征在于：所述摄像云台控制***还包括图传单元，用于实时获取拍摄终端的视频信号并将其输出。

9.一种摄像云台控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，于工作中，利用云台控制单元对摄像云台进行实时控制，以通过摄像云台控制拍摄终端，实现对拍摄对象的追踪；

步骤S2，获取语音数据，对语音数据进行识别处理；

步骤S3，根据语音识别结果产生相应的控制信号至摄像云台，以控制拍摄终端跟随拍摄对象实现拍摄。

10.如权利要求9所述的一种摄像云台控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取遥控装置的遥控信号；

接收到的遥控信号进行解析，根据解析结果产生相应的控制信号至拍摄终端的无线模块，以控制拍摄终端的拍摄和参数调节。