現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統的製作方法

2023-06-29 20:11:26

專利名稱：現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統，是用電子方法 進行測量和自動控制的一套組合設備，屬於圖像通訊領域中的閉路電視系 統。
背景技術：
在現場拍攝應用中，有許多場合要求現場只有攝像機而沒有攝像人員， 但是多個攝像機必須由操作人員方便地控制。在視頻監視設備上直接進行 攝像機操作是一個比較好的辦法。傳統的操作方法是操作人員根據視頻監 視設備上的畫面，採用雲臺控制器對攝像雲臺操作；這種方法操作過程多、 操作方法複雜，無法滿足實際應用的需求。
中國專利02817659.6《攝像機控制裝置及方法》中，提出了採用攝 像機控制裝置、對話部件和反饋部件來控制攝像機的思想。通過反饋部件 中指針部件的輸入，由對話部件計算出相應的坐標值，控制裝置根據這些 值執行具體的水平搖移，垂直仰俯和攝像機變焦動作。但是該專利中提出 的方法不夠精細，對方法中的坐標獲取的方法沒有描述，對指針部件沒有 明確定義，主要採用滑鼠，在實際操作中使用並不方便。
發明內容
本實用新型的目的是，提供一種用於現場拍攝中攝像機及雲臺的控制 系統；該系統整合了計算機軟硬體、傳感技術、單片機等高新技術，構成 一項新的技術方案，實現了精確度高、實時性好，並以較低的成本和操作的簡單化，使一個操作人員同時能操縱現場多臺攝像機和視頻切換。 本實用新型的結構方案是-
用於現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統由觸控螢幕、控制器模塊、通信 模塊、視頻監視設備、 一個或多個攝像機和雲臺以及音視頻切換設備組成; 所述的觸控螢幕連接控制器模塊，控制器模塊連接通信模塊，通信模塊通過 通信線路連接一個或多個攝像機及雲臺和音視頻切換設備； 一個或多個不 同視頻區域的攝像機及雲臺通過連接線把視頻信號輸給視頻監視設備和音 視頻切換設備，音視頻切換設備通過連接線把視頻信號輸給視頻監視設備; 觸控螢幕和視頻監視設備安裝在一起。
所述的視頻監視設備包括CRT (陰極射線管)監視器、電視機、液晶 顯示器、電子紙張顯示器、等離子顯示器、投影機、OLED (有機電致發光 二極體)顯示屏。所述的用於捕捉操作人員在觸摸點或區域內各種圖形的 觸控螢幕，包括電阻式觸控螢幕、電容式觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕、紅外式觸 摸屏、彎曲波式觸控螢幕、光學成像式觸控螢幕、有源數字轉換器式觸控螢幕和 電子白板。所述的可在水平和垂直兩個方向上轉動的雲臺，包括有快球、 中、低速球攝像機和室內外攝像雲臺。
所述的可多路音視頻信號輸入、輸出和切換的音視頻切換設備，包括 音視頻切換器、特技切換臺和視頻切換矩陣設備。
本實用新型的優點在於
1，構思新穎，極大地簡化了遠端人員對攝像機雲臺的操作，把基本的 攝像機搖移、仰俯、變焦、切換操作，轉化為對觸控螢幕的簡單輸入動作， 可用於攝影，攝像的自動監控，尤其是遠程監控、考試現場的拍攝。2，快速地照明控制，在工農業生產、教育、國防、演播導播製作等領
域等方面都具有很廣泛的應用前景；比如，本系統如果在雲臺上安裝燈光， 可用在舞臺表演中，將燈光投射向表演者，使得舞蹈、音樂、燈光、拍攝 交相輝映，渾然一體。
3,結構簡單，可採用通用的元器件，具有合理的價格優勢。


圖1是本實用新型最佳實施例的一個攝像機及雲臺的控制系統7的示意圖； 圖2是視頻監視設備和觸控螢幕的安裝示意圖； 圖3、圖4是在視頻監視器上看到的視頻畫面；
圖5是本實用新型第2實施例的一個攝像機及雲臺的控制系統顯示屏幕的 示意其中觸控螢幕l; 控制器模塊2; 通信模塊3; 視頻監視設備4; 攝像機及雲臺5; 音視頻切換設備6;攝像機及雲臺的控制系統7; 直線8; 區域9、 10、 11、 12; 顯示屏幕13;
具體實施方案
本實用新型是通過視頻監視器和觸控螢幕1取得操作人員的操作動作， 通過分析計算得出雲臺轉動、攝像機變焦、系統切換需要的參數，從而使 攝像機指向操作人員指定的方向，並通過變焦取得合適的畫面大小，切換 或特技切換到需要的視頻畫面。
如圖1所示，觸控螢幕1的輸出線連接到控制器模塊2上，視頻監視設 備4的視頻信號來自攝像機和雲臺5，控制器模塊2通過通信模塊3和攝像 機及雲臺5進行通信，控制器可以讀取攝像機及雲臺5的參數，也可以發 出攝像機及雲臺5的控制命令。圖1也表明了多個攝像機和雲臺5連接在一個控制器模塊2和一個視頻監視設備4上的使用情況三個攝像機和雲
臺5連接到系統中，其中，觸控螢幕1連接控制器模塊2，控制器模塊2連接 通信模塊3，通信模塊3通過通信線路連接一個或多個攝像機及雲臺5，通 信模塊3通過通信線路連接音視頻切換設備6， 一個或多個攝像機及雲臺5 通過視頻連接線連接視頻監視設備4， 一個或多個攝像機及雲臺5通過視頻 連接線連接音視頻切換設備6，音視頻切換設備6通過視頻連接線連接視頻 監視設備4。
所述的控制器模塊2由觸控螢幕信號採集部分、微處理器組成，觸控螢幕 信號採集部分能採集觸控螢幕信號，並把信號送到微處理器；微處理器通過 程序判斷操作人員是點擊、畫線或幾何形狀，並判斷畫線的方向；根據預 先定義的操作，微處理器把輸入操作轉化成攝像機變焦、雲臺水平、垂直 轉動命令，或其他設備控制命令(比如特技切換器特技切換命令)，通過通 信模塊3向攝像機和雲臺5及其他設備發出執行命令。
如圖2所示，觸控螢幕1和視頻監視設備4安裝在一起，觸控螢幕1上有 效範圍內的點和視頻監視設備4上的點有明確的對應關係。
如圖3、 4所示，給出了一個操作人員在觸控螢幕1的操作動作轉化為攝 像機和雲臺5動作的實施例；其中，定義觸控螢幕1上從左上到右下的直線 為變焦放大和雲臺轉動，如果在圖3上畫直線8，箭頭表示直線8的畫線方 向，在雲臺轉動和攝像機變焦動作後，變成如圖4的畫面。具體操作步驟 如下在視頻中顯示兩個物體A和B，操作人員在觸控螢幕1上在物體B上 從左上到右下畫直線8，終點位於B上，則控制器模塊根據直線8的起點、 終點、和方向判斷出需要把B放到畫面中心，同時根據直線8的長度確定變焦的倍率，相關的命令被發送到攝像機和雲臺5。操作人員的操作動作與 攝像機和雲臺的執行動作都可以重新定義。
如圖5所示，顯示屏幕13被分成多個區域，其中區域9、 10、 11分別 顯示攝像機和雲臺l、攝像機和雲臺2、攝像機和雲臺n的輸出視頻，區域 12顯示音視頻切換設備6的輸出視頻。在這個實施例中，操作人員在區域 9、 10、 ll中有操作動作時，根據操作動作分別對應攝像機和雲臺1、攝像 機和雲臺2、攝像機和雲臺n的相關操作；操作人員在區域12中有操作動 作時，對應特技切換動作；比如，操作人員在區域12中從左到右畫道線， 音視頻切換設備6就採用從左到右幕簾式的特技切換方式完成輸出視頻的 切換，把當前輸出視頻切換到上一次操作的攝像機和雲臺5視頻上。實際 上，本實施例給出了在演播導播場合的一個簡單應用。
本實用新型的操作步驟如下
A) ,操作人員在觸控螢幕1上進行輸入動作，觸控螢幕1的信號通過控制 器模塊2的信號採集部分輸出到控制器模塊2的微處理器；
B) ,微處理器根據輸入動作和操作方向分類，並確定輸入動作與攝像 機和雲臺5、音視頻切換設備6的執行動作的對應關係，比如，在觸控螢幕l 上的點擊動作可以表示雲臺的轉動，也可以表示視頻的切換；在屏幕上滑 直線，根據直線的不同方向，可以表示為變焦放大，也可以表示為變焦縮 小；輸入動作、攝像機和雲臺5切換動作的對應關係是由微處理器的程序 或存儲器中的數據決定的，可以人為變更；微處理器把輸入動作轉換成控 制命令，從控制器模塊2發出並指揮攝像機和雲臺5的動作或引發視頻切 換；C) ,控制器模塊2根據觸控螢幕1傳遞的當前攝像機的焦距參數，CCD (電荷耦合器件)或成像靶面尺寸計算操作人員在視頻監視設備4上指定
的點或區域偏離視頻中心點的角度計算出顯示攝像機和雲臺5中動作所需 要的參數；根據計算的結果，控制器模塊2通過通信模塊3向雲臺發出水 平和垂直轉動命令，或向攝像機發出變焦操作命令；
D) ,在音視頻切換設備執行動作的情況下，控制器模塊2通過通信模 塊3向音視頻切換設備6發出相應通信控制命令；
E) ,對觸控螢幕l、視頻監視設備4和控制器模塊2進行校準在視頻 監視設備4上的多個特定位置顯示圖案或文字標識，操作人員在觸控螢幕1 上按照指定的次序，分別在顯示的圖案或文字標識處輸入，由控制器模塊2 記錄下輸入點或區域的坐標。
操作人員在觸控螢幕1上輸入動作是指觸摸或畫直線、曲線、圓、三角 形、多邊形的動作，包括畫線、幾何形狀的方向；不同的輸入動作對應攝 像機和雲臺5中的雲臺水平、垂直轉動動作，攝像機的變焦動作，音視頻 切換設備6的視頻切換、特技切換的不同執行動作；操作人員可以自主定 義輸入動作和執行動作之間的對應關係。所述的不同的雲臺角度範圍也可 以提前設置對應不同的變焦倍數，當雲臺轉動到相應的角度時，攝像機自 動變焦到相應的變焦倍數。
在比較複雜的應用場合下，在現場拍攝中也可以採用多個攝像機及雲 臺5的控制系統7，可以進行多場景的切換和控制；可以把某些操作定義為 不同的視頻特技切換信號，這樣系統可以變換輸出視頻，根據現場的需要 輸出不同的視頻。
權利要求1，一種用於現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統，其特徵在於所述的控制系統由觸控螢幕(1)、控制器模塊(2)、通信模塊(3)、視頻監視設備(4)、一個或多個攝像機和雲臺(5)以及音視頻切換設備(6)組成；所述的觸控螢幕(1)連接控制器模塊(2)，控制器模塊(2)連接通信模塊(3)，通信模塊(3)通過通信線路連接一個或多個攝像機及雲臺(5)和音視頻切換設備(6)；一個或多個不同視頻區域的攝像機及雲臺(5)通過連接線把視頻信號輸給視頻監視設備(4)和音視頻切換設備(6)，音視頻切換設備(6)通過連接線把視頻信號輸給視頻監視設備(4)；觸控螢幕(1)和視頻監視設備(4)安裝在一起。2，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的視頻監視設備(4)，包括CRT(陰極射線管)監視器、電視機、液晶顯示器、電子紙張顯示器、等離子顯示器、投影機、OLED(有機電致發光二極體)顯示屏。3，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的用於捕捉操作人員在觸摸點或區域內各種圖形的觸控螢幕(1)，包括電阻式觸控螢幕、電容式觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕、紅外式觸控螢幕、彎曲波式觸控螢幕、光學成像式觸控螢幕、有源數字轉換器式觸控螢幕和電子白板。4，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的可在水平和垂直兩個方向上轉動的雲臺(5)，包括有快球、中、低速球攝像機和室內外攝像雲臺。
2，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的視頻監視設備(4)，包括CRT (陰極射線管)監視器、電視機、 液晶顯示器、電子紙張顯示器、等離子顯示器、投影機、OLED (有機電致 發光二極體)顯示屏。
3，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的用於捕捉操作人員在觸摸點或區域內各種圖形的觸控螢幕(1)，包 括電阻式觸控螢幕、電容式觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕、紅外式觸控螢幕、彎曲 波式觸控螢幕、光學成像式觸控螢幕、有源數字轉換器式觸控螢幕和電子白板。
4，按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於-所述的可在水平和垂直兩個方向上轉動的雲臺(5)，包括有快球、中、 低速球攝像機和室內外攝像雲臺。
5,按照權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述的可多路音視頻信號輸入、輸出和切換的音視頻切換設備(6)，包 括音視頻切換器、特技切換臺和視頻切換矩陣設備。
專利摘要本實用新型為一種用於現場拍攝中攝像機及雲臺的控制系統，包括觸控螢幕1、控制器模塊2、通信模塊3、視頻監視設備4、攝像機及雲臺5、音視頻切換設備6。觸控螢幕1接受操作人員的輸入動作，控制器模塊2把操作人員的輸入動作轉變成攝像機和雲臺5和音視頻切換設備6能接受的通信控制信號，通信模塊3把通信控制命令發送到攝像機和雲臺5或音視頻切換設備6，視頻監視設備4用來監視攝像機拍攝視頻畫面。本實用新型構思新穎，實現簡單，操作方便，精度高，可用於攝像監控、自動照明、自動監測、現場拍攝、演播導播製作等領域，在工農業生產、教育、國防等方面有廣泛的應用前景。
文檔編號H04N7/18GK201252615SQ20082013223
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月18日 優先權日2008年8月18日
發明者徐得峰, 峰 湯 申請人:北京創先泰克科技有限公司