[实用新型]一种具备角度数据采集功能的液压摄像云台、摄像系统

说明书

本实用新型属于附带数据跟踪功能的摄像机液压云台技术领域，公开了一种具备角度数据采集功能的液压摄像云台、摄像系统。设置有：用于实现水平旋转角度检测的水平检测系统；用于实现俯仰角度检测的俯仰检测系统；存储单元，通过数据连接线分别与水平检测系统和俯仰检测系统电连接。该具备角度数据采集功能的液压摄像云台通过一体化设计非接触式电磁传感器及液压云台内部结构，既完成普通摄像云台的力学功能，又可采集水平及俯仰轴，摄像机镜头的变焦及聚焦转动数据，而又重点克服以往跟踪云台通过齿轮咬合方式采集数据而因机械齿轮间隙形成的累计数据误差的弊端。

技术领域

本实用新型属于附带数据跟踪功能的摄像机液压云台技术领域，尤其涉及一种具备角度数据采集功能的液压摄像云台、摄像系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

液压云台是电视台演播室视频拍摄中用到的专业摄像机承托器材，主要在拍摄的时候能够根据摄像机重量设置不同的转动阻尼力以及和摄像机重量相匹配的动态平衡回弹力来使任意重量的摄像机停止在任意俯仰角度。在水平及俯仰旋转时达到顺畅的转动，以及摄像师所习惯的最佳手感，从而拍摄出具有美感的电视画面。

随着三维电脑图像科技的发展，广播电视行业越来越多的采用电脑图形配合真实场景及人物的混合画面拍摄。但在该种虚拟和现实混合画面中，一旦对云台进行水平及俯仰旋转，虚拟图形并不会感受云台的水平，俯仰以及摄像机镜头的变焦，聚焦等动作的变化。

因此使用普通液压云台运动，会使画面当中虚与实的物体在空间位置以及大小比例等方面出现偏差，失去视觉上的真实感。而以往通过市场上大多数带数据跟踪的云台，往往是经过初始空间定位后，通过角度编码器与齿轮配合安装在云台各轴，采集角度数据，并将所有轴的传动数据，通过协议发送给3D图形引擎，使虚拟图形与真实图形产生准确的空间位置变化，达到整合画面的效果。但该类设备是通过齿轮咬合传递数据，齿轮之间存在间隙回差，这使得云台反向摇动时，造成最终数据输出不准确，产生虚拟物体空间和真实物体间产生漂移的现象而失真，给拍摄带来不稳定性。传统齿轮数据采集方式，当齿轮由正向转入反向时，齿轮之间微小的间隙不会被高精度传感器捕捉，从而形成数据缺失，且形成累计误差。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)使用普通液压云台运动，会使画面当中虚与实的物体在空间位置以及大小比例等方面出现偏差，失去视觉上的真实感

(2)使用带数据跟踪的云台，通过齿轮咬合传递数据，齿轮之间存在间隙回差，这使得云台反向摇动时，造成最终数据输出不准确，产生虚拟物体空间和真实物体间产生漂移的现象而失真，给拍摄带来不稳定性。

(3)传统齿轮数据采集方式，当齿轮由正向转入反向时，齿轮之间微小的间隙不会被高精度传感器捕捉，从而形成数据缺失，且形成累计误差。

解决上述技术问题的难度：

难度在于将液压云台水平，俯仰，摄像机镜头的变焦和聚焦共四个转动轴安装可精准记录角度数据的传感器。并整合各轴数据根据通讯协议发送实时数据。该传感器需要体积小，精度高，且可规避在反向转动时因传统齿轮传动咬合间隙而形成的数据误差和长时间使用时形成的累计数据误差。

解决上述技术问题的意义：

通过本设计方案的执行，选择电磁方式非接触读数传感器，实时获取轴向角度的绝对数值。当云台承载摄像机水平或俯仰转动时，可向虚拟图像引擎发送位置及角度信息，通过将摄像机实际位置与虚拟空间坐标的初始化定位，使虚拟图像与摄像机真实的图像形成精准对应关系，完成整合录制。尤其克服当镜头进行单方向转动细致化拍摄时，瞬时反向运动时，造成的虚拟图像因齿轮传动传感器数据捕捉错误而与真实物体画面形成的漂移感，造成整合画面失真。且该种连续的反向操作会随时间的推移而形成累计数据误差，造成真实图形与虚拟图形更大幅度的位移飘忽。

实用新型内容