[发明专利]一种3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统

权利要求书

1.一种3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统，其特征在于，包括：控制系统、摄像机、麦克风及依次连接的摇臂电动云台、电动伸缩摇臂和摄相机调整机构，摄像机、麦克风、摇臂电动云台、电动伸缩摇臂和摄相机调整机构均电连接于控制系统；

其中，摇臂电动云台用于驱动电动伸缩摇臂水平旋转运动，电动伸缩摇臂用于驱动摄相机调整机构上下运动，摄相机调整机构用于安装两台摄像机并调整两台摄像机之间的间距和夹角，摄相机调整机构包括滑轨和滑动设置在滑轨上的两个电动滑块，滑轨与摇臂电动云台连接，两个电动滑块上均安装有摄像机电动云台；摄像机和麦克风设于摄像机电动云台上用于采集视频和音频；

控制系统包括主机、3D监视器、键盘控制器、解码器、3D眼镜、无线发射器和无线接收器；其中键盘控制器、3D监视器和无线发射器连接于主机，无线接收器设于远端与无线发射器配合，摄像机和麦克风电连接于主机；解码器的输入端连接于键盘控制器，解码器的输出端连接于摇臂电动云台、电动伸缩摇臂、电动滑块、摄像机电动云台和摄像机；

所述主机中设有摄像位姿调整模块和3D视频模块；所述键盘控制器工作时，启动测距模块，测量得到拍摄对象与摄像摇臂之间的距离，根据测距结果，确认选择场景及特效；接着启动摄像机间距与拍摄夹角控制模块，用于控制两摄像机拍摄状态，然后摄像机开始拍摄；测距模块采用主动双目技术测量拍摄对象与电动伸缩摇臂之间的距离；摄像机间距与拍摄夹角控制模块用于根据3D视频的场景及特效计算并调整摄像机间距与拍摄夹角；自动平衡模块用于保证在运动状态下拍摄时获取平稳的视频画面。

2.根据权利要求1所述的3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统，其特征在于：所述摄像位姿调整模块中存储不同应用场景的拍摄参数，采用D-H矩阵变换方法将摄像机拍摄的图像上的点坐标矩阵变换得到被摄物体在世界坐标系下的点坐标，建立被摄物体在世界坐标系下的三维重建，使摄像机采集的视频画面和虚拟演播室的背景场景保持同步变化。

3.根据权利要求1所述的3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统，其特征在于：所述3D视频模块用于获取两台摄像机拍摄的左右通道视频，以左右格式存贮于主机硬盘中；3D视频模块中还设有用于产生背景场景的虚拟演播室。

4.根据权利要求1所述的3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统，其特征在于：所述摄像机镜头一侧安装有红外激光发射器，它发射的光束平行于镜头光心；测距模块通过控制红外激光发射器电源开关，发射的红外光束遇到被测物体后将会反射回来，反射回来的光线可被摄像机的镜头靶面检测到；由于镜头光心与红外激光发射器的光心距离X、摄像机的焦距f以及通过成像光斑与光心距离L已知，可求出摄像镜头与拍摄目标之间的距离D＝f+fX/2L；对两台摄像机测量的距离D求平均，可得平均距离值。

5.根据权利要求1所述的3D摄像摇臂的视音频采集自动控制与通信系统，其特征在于：所述摄像机间距与拍摄夹角控制模块根据3D视频的场景及特效获取摄像机间距和两摄像机拍摄夹角关系；假设P为世界坐标系中的点，P1和P2是点P在左右摄像平面上的成像点，f是焦距，O_L和O_R是左右摄像机的光心，距离为b，左右两台摄像机的光轴平行，X_R和X_L是两个成像点在左右两个像面上距离图像边缘的距离，长为L的两条线段表示的是左右摄像的像面；视差就是X_R-X_L或者是X_L-X_R；由于f，b，X_R，X_L都能够得到，那么物体的景深Z和物体的视差关系为

该公式包含了视差X_R-X_L和两摄像机之间夹角的关系，可以控制3D视频的出屏与入屏效果。