[发明专利]基于摄像机器人的直播节目在线包装方法

权利要求书

1.一种基于摄像机器人的直播节目在线包装方法，其特征在于：基于一种基于摄像机器人的直播节目在线包装系统实现，该系统与演播室控制系统连接并受其控制，并连接摄像机器人并控制其运行，该系统包括了机器人控制模块、集控模块和在线包装模块；

所述的机器人控制模块与机器人建立数据连接，主要实现控制摄像机器人按照预先设定轨迹运行，机器人控制模块发送控制指令给机器人，机器人反馈各关节数据给机器人控制模块；

所述的集控模块，与演播室控制系统和机器人控制模块建立数据连接，接收演播室控制系统的控制指令，并将控制指令发送给机器人控制模块，实现摄像机器人与拍摄现场设备的一体化同步控制；

所述的在线包装模块，与机器人控制模块建立数据连接，主要负责接收机器人控制模块发送来的机器人关节数据和镜头数据并完成节目包装制作；

该方法具体包括：

(1)所述在线包装模块与机器人控制模块的连接控制方法，包括以下步骤：

(11)基于串口通信的Free-D通讯协议建立在线包装模块与机器人控制模块的连接；

(12)外接同步信号发生器，向机器人控制模块与在线包装模块同时发送时间间隔为T_s的同步信号；

(13)收到上述同步信号后机器人控制模块将跟踪数据打包，跟踪数据包括当前所用摄像机在空间中的位置数据和镜头的变焦、对焦数据；

(14)机器人控制模块以T_s/2的时间周期将数据包发送给在线包装模块，在线包装模块接收到数据后进行实时的在线包装；

(2)所述集控模块与机器人控制模块的连接控制方法，包括以下步骤：

(21)基于UDP网络建立集控模块与机器人控制模块的连接；

(22)集控模块将预先编辑完成的轨迹控制指令发送给机器人控制模块；

(23)机器人控制模块解析所收到指令后完成对摄影机器人实时控制，实现摄影机器人和现场其他设备的一体化同步控制；

(3)所述机器人控制模块与摄像机器人的连接控制方法，包括以下步骤：

(31)基于摄像机器人与机器人控制模块的连接；

(32)摄像机器人接收机器人控制模块发送的控制指令并做出响应，规划运动轨迹并执行，将执行后的关节数据发送给机器人控制模块；

(33)机器人控制模块接收摄像机器人发送的关节数据；

方法(1)、(2)、(3)的执行不限定先后顺序。

2.根据权利要求1所述的基于摄像机器人的直播节目在线包装方法，其特征在于：步骤(32)中摄像机器人接收指令并规划运动轨迹的具体步骤为：

(1)对接收的控制指令有效性进行检验，舍去无效控制指令；

(2)基于样条曲线算法规划机器人从当前位置在时间T内减速到静止状态的轨迹，样条曲线方程如下：

v′_n＝v_n*(0.5+0.5*(sin((t-0.5)*π))),t∈(0,1)，

其中n为摄像机器人关节的个数，v_n为第n个关节规划前的关节速度，v′_n为第n个关节规划后的关节速度，t为插值采样系数；

(3)根据上述减速轨迹计算整个过程中第n个关节的减速距离s_n为：

(4)计算停止位置的各关节数据：

A_n′＝A_n+s_n，

其中A_n为第n个关节运动前的位置，A_n′为第n个关节运动后的停止位置；

(5)根据各关节的位置变化，规划摄像机器人的运行轨迹并执行。