[实用新型]基于光学惯性跟踪的摄像机器人虚实融合精度优化装置

说明书

本实用新型提供了一种基于光学惯性跟踪的摄像机器人虚实融合精度优化装置，所述装置包括：光学惯性跟踪装置和处理器，所述光学惯性跟踪装置包括互相连接的惯性测量单元和摄像头，所述处理器还分别连接所述惯性测量单元和摄像头；其中，所述处理器安装固定在第一容纳部内，光学惯性跟踪装置安装固定在第二容纳部内，第二容纳部固定于第一容纳部的下方。本实用新型结合光学惯性跟踪装置，使用其定位出摄像机的准确位姿，再对摄像机器人的位姿数据进行补偿，从而提高摄像机器人的绝对精度，以达到虚实融合的精度要求。

技术领域

本实用新型公开了一种基于光学惯性跟踪的摄像机器人虚实融合精度优化装置，属于机器人技术和影视拍摄技术交叉的领域。

背景技术

运用于影视制作的摄像机器人在其末端安装摄像机通过机器人运动控制系统对摄像机轨迹进行规划和运行，再连接虚拟拍摄系统，提供摄像机位姿的实时跟踪，以达到真实摄像机的画面与虚拟拍摄场景的画面实时融合的效果。摄像机器人使用的是工业机器人，对于没有经过任何补偿的工业机器人，其重复定位精度较高可达0.1mm左右，但是其绝对定位精度较低，要高出重复定位精度1～2个数量级，毫米级的误差会导致真实摄像机画面和虚拟场景画面的融合不匹配，虚实画面合成的误差在50个像素以上，导致在摄像机移动的过程中可能出现真实物体在虚拟场景中漂移的情况，因此没有经过补偿的摄像机器人在虚拟拍摄中难以满足跟踪精度要求。

传统的机器人标定方法通常借助于激光跟踪仪等仪器获取机器人末端位姿数据误差，这些设备存在成本高、设备笨重、操作技术门槛高的缺点。而本装置基于光学和惯性进行定位，轻便、成本低、操作容易，通过本装置可以快速简单的标定机器人补偿参数，给出补偿后的机器人末端位姿数据，显著提升摄像机器人和虚拟拍摄系统的虚实画面合成的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种用于摄像机器人的虚实融合精度优化装置，解决摄像机器人在虚拟拍摄中对摄像机位姿的跟踪定位不准确的问题。通过在机器人末端安装本装置获取摄像机的位姿，比对摄像机器人提供的位姿数据，进行绝对定位精度的补偿修正，实现摄像机器人的摄像机高精度定位跟踪。

本实用新型提供了一种基于光学惯性跟踪的摄像机器人虚实融合精度优化装置，所述装置包括：光学惯性跟踪装置和处理器，所述光学惯性跟踪装置包括互相连接的惯性测量单元和摄像头，所述处理器还分别连接所述惯性测量单元和摄像头；其中，

所述处理器安装固定在第一容纳部内，光学惯性跟踪装置安装固定在第二容纳部内，第二容纳部固定于第一容纳部的下方。

进一步地，所述处理器采用CPU、FPGA、或单片机。

进一步地，所述摄像头采用CCD传感器。

进一步地，所述惯性测量单元采用光纤陀螺惯性测量单元IMU800。

进一步地，所述惯性测量单元包含三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺。

进一步地，所述惯性测量单元包含两个A/D转换器AD7716BS与E/EPROM存储器。

进一步地，所述A/D转换器的型号为AD7716BS，E/EPROM存储器的型号为X25650。

进一步地，所述摄像机器人虚实融合精度优化装置安装在摄像机器人的兔笼下方。

进一步地，所述摄像机器人虚实融合精度优化装置通过网线连接外部摄像机器人控制系统。

本实用新型的优点在于：本装置能结合光学惯性跟踪装置，使用其定位出摄像机的准确位姿，再对摄像机器人的位姿数据进行补偿，从而提高摄像机器人的绝对精度，以达到虚实融合的精度要求。

附图说明