一種基於頭動控制的遠程攝像系統的製作方法

2023-06-24 21:55:31 2

本發明屬於遠程攝像控制技術領域，具體涉及一種基於頭動控制的遠程攝像系統。

背景技術：

人類大腦判斷看到的畫面裡的各個物體在真實空間中是運動的還是靜止的，並不單單依靠這些物體在視網膜上的圖像是否隨時間移動。來自於眼球轉動、頭部轉動以及身體運動的視網膜外運動信號對於大腦做此類判斷同樣非常重要，大腦會根據視網膜上的原始運動信號減去這部分因為自身運動導致的視網膜運動信號所得到的差作為判斷畫面中的各個物體是否在真實空間中運動。

現有的遠程攝像設備一般採用搖杆或按鍵方式進行控制，由於搖杆或按鍵控制畫面的移動是非自然的一種方式，通過這些方式控制攝像設備轉動時拍攝的畫面在觀察者看來是運動的，但真實的遠程場景可能是靜止的。這種控制方式使得原本靜止的場景畫面也在運動，因而使觀察者可能忽視掉場景中真正有用的視覺信息。例如，當遠程攝像設備通過此類方式轉動的過程中，環境中的物體低速的運動是難以被觀察者發現的。

此外，採用搖杆或按鍵方式進行控制並不是人們身臨其境觀察場景的真實狀態，真實狀態是人們在轉動身體或頭部環顧四周時，感覺靜止的場景依然是靜止的，從而能更高效的捕捉到有用信息。

技術實現要素：

因此，為了解決現有的搖杆或按鍵控制遠程攝像過程中所存在的技術問題，實現身臨其境的觀察，達到使觀察者能夠更高效的獲取有用信息的目的，本發明提供了一種基於頭動控制的遠程攝像系統。

所採用的技術方案如下：

一種基於頭動控制的遠程攝像系統，所述系統包括佩戴於頭部的顯示設備、空間位置感應器、處理器及安裝在遠程觀察點的鏡頭可旋轉的遠程攝像設備，所述空間位置感應器設置於所述顯示設備上，用於感應觀察者的頭部旋轉方位，所述的空間位置感應器和顯示設備分別通過所述處理器與所述遠程攝像設備通過網際網路連接；所述處理器用於接收觀察者頭部轉動時的方位數據；所述處理器通過網際網路傳輸頭動方位數據至所述遠程攝像設備，並遠程驅動所述遠程攝像設備的鏡頭轉動；所述處理器通過網際網路接收所述遠程攝像設備所拍攝的圖像資料，並傳輸至觀察者所佩戴的顯示設備上供其觀看。

所述處理器集成於一計算機中或所述的顯示設備上。

所述的空間位置感應器為三維運動感應器。

所述的顯示設備為頭戴式顯示設備，其包括左眼顯示屏和右眼顯示屏；所述系統中設有位於同一安裝點位置的兩臺所述遠程攝像設備，兩臺所述遠程攝像設備的間距可調節與觀察者的瞳距保持相等，且分別與所述左眼顯示屏和右眼顯示屏通過網際網路經由所述處理器一一對應連接，所述空間位置感應器分別經由所述處理器與兩所述遠程攝像設備通過網際網路連接，通過觀察者的頭動同時控制兩所述遠程攝像設備轉動，兩所述遠程攝像設備將其拍攝的圖像資料分別對應傳輸至所述的左眼顯示屏和右眼顯示屏上顯示。

或優選地，所述系統中設有多個位於不同安裝點位置的遠程攝像設備，所述的顯示設備和空間位置感應器分別經由所述處理器與多個所述的遠程攝像設備通過網際網路連接，所述顯示設備上設有切換開關，用於多個所述遠程攝像設備間的圖像顯示切換。

所述顯示設備包括透視顯示屏，所述遠程攝像設備與所述透視顯示屏之間經由所述處理器通過網際網路連接，所述顯示設備上設有用於顯示本地圖像和遠程圖像的通斷開關；當所述透視顯示屏通電後顯示所述遠程攝像設備所拍攝的遠程圖像資料，當所述透視顯示屏斷電後，觀察者可以透過所述透視顯示屏觀看其前方的場景。

或優選地，所述顯示設備包括顯示屏和透視屏，所述透視屏用於觀察者觀看其前方場景，所述遠程攝像設備與所述顯示屏之間經由所述處理器通過網際網路連接，所述顯示屏用於觀察者觀看所述遠程攝像設備所拍攝的遠程圖像資料。

所述顯示屏位於所述透視屏的局部區域。

所述顯示設備包括顯示屏，所述顯示設備上還設有本地攝像設備和切換開關，所述本地攝像設備用於拍攝觀察者面前的場景，所述切換開關用於切換顯示屏所顯示的本地場景和遠程場景。

本發明技術方案，具有如下優點：

a.本發明所公開了基於頭動控制的遠程攝像系統，通過這系統可以使觀察者通過頭部轉動來驅動遠程攝像設備轉動，遠程攝像設備所拍攝的圖像資料通過網際網路回傳到觀察者佩戴的顯示設備，觀察者可通過顯示設備進行觀看，使觀察者實現一種身臨其境的遠程觀察方式，攝像頭好比觀察者的眼睛一樣，遠程攝像設備所處位置的周圍環境盡收觀察者的眼底，從而達到觀察者能夠更高效的獲取有用信息的目的。

b.本發明還在一個安裝點設置兩臺遠程攝像設備，兩臺遠程攝像設備之間的距離與人的瞳距相同，這樣兩臺攝像設備好比觀察者的一雙眼睛，直接對攝像頭所處環境進行觀察，觀察者能以最接近真實環境的三維立體場景的方式查看遠程觀察點。

c.本發明通過在多個區域安裝遠程攝像設備，每個遠程攝像設備分別與顯示設備通過網際網路連接，通過顯示設備上的切換開關可以對其中的某一臺或某一對攝像設備的回傳圖像資料進行觀察，這樣可使觀察者在多個觀察點間靈活切換並查看對應場景。

d.本發明中的顯示設備中包含顯示屏和透視屏，顯示屏位於透視屏的局部位置，在顯示屏上查看遠程場景的情況下，可同時透過顯示設備中的透視屏查看觀察者自身所處的本地場景；或者在透過顯示設備中的透視屏查看本地場景的情況下，同時可選擇打開或關閉顯示屏查看遠程場景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所提供了第一實施例的系統結構圖；

圖2為本發明所提供了第二實施例的系統結構圖；

圖3為本發明所提供了第三實施例的系統結構圖；

圖4為本發明所提供了第四實施例的系統結構圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明提供了一種基於頭動控制的遠程攝像系統，系統包括佩戴於頭部的顯示設備、空間位置感應器、處理器及安裝在遠程觀察點的鏡頭可旋轉的遠程攝像設備，處理器可以集成於一臺計算機中，或者優選集成於顯示設備上；空間位置感應器設置於顯示設備上，用於感應觀察者的頭部旋轉方位，空間位置感應器和顯示設備分別與遠程攝像設備經由處理器通過網際網路連接，處理器用於接收觀察者頭部轉動時的方位數據，處理器通過網際網路傳輸頭動方位數據至遠程攝像設備，並遠程驅動遠程攝像設備的鏡頭轉動；顯示設備用於接收遠程攝像設備所拍攝的圖像資料；觀察者通過頭部轉動遠程驅動遠程攝像設備的鏡頭轉動，並將遠程攝像設備的所拍攝的圖像資料傳輸至觀察者所佩戴的顯示設備上供其觀看。這裡的空間位置感應器為三維運動感應器。

本發明通過三維運動感應功能感知觀察者頭部的運動並將感知到的運動信息通過網際網路經由處理器發送到遠程攝像設備，遠程攝像設備依據接收的運動信息同步改變拍攝視角，同時把拍攝的畫面通過網際網路經由處理器傳回到頭戴式顯示設備，畫面通過顯示設備上的圖像顯示功能呈現在頭戴式顯示設備中。

實施例1

如圖1所示，本發明通過在遠程觀察點安裝1臺具有網際網路通信功能攝像設備。觀察者佩戴頭戴式顯示設備，通過頭戴式顯示設備與遠程攝像設備連接成功後，即可通過觀察者的頭部轉動驅動攝像設備轉動，可使觀察者達到身臨其境的查看遠程場景的效果。

實施例2

本發明中的顯示設備包括左眼顯示屏和右眼顯示屏，如圖2所示，在系統中設有位於同一安裝點位置的兩臺遠程攝像設備，兩臺遠程攝像設備的間距可調節到與觀察者的瞳距保持相等，且經由處理器分別與左眼顯示屏和右眼顯示屏通過網際網路一一對應連接，空間位置感應器經處理器分別與兩遠程攝像設備通過網際網路連接，即觀察者的每隻眼睛對應一臺遠程攝像設備；通過觀察者的頭動同時控制兩臺遠程攝像設備轉動，兩臺遠程攝像設備將其拍攝的圖像資料分別對應傳輸至左眼顯示屏和右眼顯示屏上顯示，供觀察者觀看，兩臺遠程攝像設備好像觀察者的雙眼，更有助於觀察遠程安裝點周圍的場景。

本發明在同一遠程觀察點以左、右並排的方式安裝兩臺具有網際網路通信功能攝像設備，攝像設備間距根據觀察者的瞳距來確定。觀察者佩戴頭戴式顯示設備，與遠程攝像設備連接成功後，即可通過頭部轉動驅動遠程攝像設備的攝像頭轉動。左、右並排安裝的攝像設備傳回的畫面分別呈現在觀察者的左、右兩眼，觀察者能以最接近真實環境的三維立體場景的方式查看遠程觀察點。

實施例3

與實施例2不同的是，本實施例在系統中設有多個位於不同安裝點位置的遠程攝像設備，每個遠程安裝點處分別設置一對與觀察者雙眼瞳孔相對應的遠程攝像設備，如圖3所示，顯示設備和空間位置感應器分別與多個遠程攝像設備經處理器通過網際網路連接，在顯示設備上設有切換開關，用於多個遠程攝像設備間的圖像顯示切換。觀察者佩戴頭戴式顯示設備，通過顯示設備可選擇觀察點或在觀察過程中選擇其它觀察點，然後連接到所選觀察點的攝像設備，實現在多個觀察點間靈活切換並查看對應場景。

實施例4

如圖4所示，與上述實施例1不同的是：顯示設備包括顯示屏和透視屏，顯示屏設置在透視屏上，並佔用部分區域，遠程攝像設備與顯示屏通過網際網路連接，顯示屏主要接收遠程攝像設備所拍攝的圖像資料，而透視屏為透視鏡片，觀察者可以通過此窗口看到本地場景。這樣，在查看遠程場景的情況下，可同時透視屏查看觀察者自身所處的本地場景。當然，也可以設置獨立的兩個屏體，顯示屏與透視屏可通過切換裝置進行切換使用，觀察者在透過顯示設備查看本地場景的情況下，同時可選擇打開或關閉透視屏查看遠程場景。

當然，也可以將上述各實施例中的頭戴式顯示設備中的顯示部分製成透視顯示屏結構，屏體採用採用特殊材質製作，遠程攝像設備與透視顯示屏之間經由處理器通過網際網路連接，顯示設備上設有用於顯示本地圖像和遠程圖像的通斷開關；當透視顯示屏通電後顯示遠程攝像設備所拍攝的遠程圖像資料，當透視顯示屏斷電後，觀察者可以透過透視顯示屏觀看其前方的場景，可兼顧本地和遠程兩地場景。

本發明中的顯示設備包括顯示屏，在顯示設備上還設有本地攝像設備和切換開關，本地攝像設備用於拍攝觀察者面前的場景，切換開關用於切換顯示屏所顯示的本地場景和遠程場景。觀察者可通過本地攝像設備觀看本地場景，通過顯示屏可以觀看到遠程場景，切換便利，互不幹擾。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。