摄影机器人时间轴控制方法技术

本发明专利技术公开了一种摄影机器人时间轴控制方法，该方法基于时间轴控制系统，系统包括控制器、控制终端、摄影机器人和摄像机，控制方法包括：在控制终端存储时间轴的名字以及各驱动轴变量数据生成的时间轴同步表，写入储存卡中并生成所需要的时间轴控件；读取所需要时间轴的各驱动轴变量数据并将数据写入各驱动轴；将时间轴的各驱动轴复位到初始位置，即当前时间轴初始点；运行时间轴进行所需要的摄影动作。本发明专利技术能有效实现摄影师提前设置录制节目需要的影片画面，增加了录制节目的效果，提高了摄影师工作效率，也减少了摄影师的工作失误。

【技术实现步骤摘要】
摄影机器人时间轴控制方法
本专利技术涉及企业机器人控制领域，特别是一种应用于电视台或公司节目录播的摄影机器人时间轴控制方法。
技术介绍
近几来，影视节目录制发展越来普遍化由以前的电视台、节目组专用到现在深入到公司、学校甚至寻常百姓家，录制的节目也越来越多、越来越精彩。而录制一场精彩的节目也要花费摄影师的大量精力与体力，为了节目的完美性考虑到录制现场突发的各种状况，导致一场镜头可能会重复拍摄很多遍。现有的摄影机器人多采用轨迹控制方法进行控制，该方法的原理为控制各驱动轴运行动作进行拍摄，于此同时控制器会完整的记录该动作下各驱动轴的运行状况并保存为轨迹动作，此保存的轨迹动作可以原样复原该动作。此种方法只能复原原来运行的动作，并且需要预先控制各驱动轴运行才能记录该动作的运行状况，使用起来较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种摄影机器人时间轴控制方法，能够有效的提高录制节目的工作效率，减轻摄影师工作的压力与失误，从而提高录制的节目效果。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种摄影机器人时间轴控制方法，该方法基于时间轴控制系统，系统包括控制器、控制终端、摄影机器人和摄像机，控制方法包括如下步骤：步骤1，在控制终端存储时间轴的名字以及各驱动轴变量数据生成的时间轴同步表，写入储存卡中并生成所需要的时间轴控件；步骤2，读取所需要时间轴的各驱动轴变量数据并将数据写入各驱动轴；步骤3，将时间轴的各驱动轴复位到初始位置，即当前时间轴初始点；步骤4，运行时间轴进行所需要的摄影动作。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术的摄影机器人时间轴控制方法通过在控制终端输入所需要的动作数据，来实现一系列的时间轴动作，不需要预先进行控制动作，使拍摄过程更加便捷；(2)本专利技术采用5次曲线算法计算出各驱动轴的时间点对应的位移，提高了时间轴动作的精度与平滑，使拍摄过程更加精确与稳定，从而提高了影片质量与工作人员的工作效率。附图说明图1为时间轴控制系统示意图。图2为本专利技术的时间轴储存控制流程图。图3为本专利技术的时间轴同步表位移算法流程图。图4为摄影师控制流程图。具体实施方式本专利技术的一种摄影机器人时间轴控制方法，该方法基于时间轴控制系统，如图1所示，系统包括控制器、控制终端、摄影机器人和摄像机，控制方法包括如下步骤：步骤1，在控制终端存储时间轴的名字以及各驱动轴变量数据生成的时间轴同步表，写入储存卡中并生成所需要的时间轴控件；步骤2，读取所需要时间轴的各驱动轴变量数据并将数据写入各驱动轴；步骤3，将时间轴的各驱动轴复位到初始位置，即当前时间轴初始点；步骤4，运行时间轴进行所需要的摄影动作。进一步的，如图2所示，步骤1具体包括以下步骤：步骤1-1、控制终端由组态监控软件编写，通过监控界面时间轴储存对话框内输入一个时间轴名字以及该时间轴内x个节点各驱动轴的信息，即运行时间与距离，并生成一个时间轴控件进行储存；步骤1-2、当控制器接收到控制终端发送数据，首先对存储的数据进行解析，确定时间轴节点总数以及节点之间的运行时间与距离，然后从第一个节点开始储存，把第一个点当做时间轴的初始点，依次把时间轴的其它节点写入；步骤1-3、将整个时间轴的各驱动轴从运动起始位置到终点位置的位移按5次曲线算法分别生成时间轴同步表。进一步的，如图3所示，步骤1-3所述5次曲线法是通过给定节点的运行时间与距离生成一条平滑时间和距离关系的平滑时间轴同步曲线，具体包括以下步骤：步骤1-3-1、由x个节点为界将整个时间轴同步分割成x-1份并将第一个节点为初始点；计算出每段内相位点对应的距离；假设第n段时间轴同步曲线上任意一点时间点为距离为dn，则其初始与终点的时间与距离分别为d0，dN；N为时间轴每段节点内的总相位点数，令d＝dN-d0，步骤1-3-2、计算时间轴每段节点内所占据的相位点数N：当是整数时，当不是整数时，其中，p为时间轴同步表各节点之间划分的精度；步骤1-3-3、由多项式类型运动规律的从动件位移方程的通式我们得到5次曲线的方程式其系数方程式为根据5次曲线方程式可得时间轴同步的计算位移公式为由系数方程我们可知当n＝0时，s＝d0，当n＝N时，s＝dN，则求得其系数如下：公式中d0，dN为输入的节点相位与距离，v，a为节点类速度与类加速度，可以通过控制器内部初始给定。由此算法我们可以算的每个相位点对应的距离。由于5次项运动规律的类加速度曲线无突变现象，且其幅值较小。因此，我们可以分别得到各驱动轴的平滑运动时间轴同步表，通过时间轴同步表同步驱动各驱动轴动作使时间轴动作连续而不会出现跳动而造成拍摄画面恍闪。结合图4所示摄影师控制流程图，摄影师在使用时间时，首先判断时间轴是否存储，当时间轴没有存储后首先对需要的时间轴动作进行存储，时间轴存储之后进行步骤2。进一步的，步骤2具体包括以下步骤：步骤2-1、在控制终端输入所需时间轴名称；步骤2-2、当控制器接收到控制终端发送的时间轴名称与内部存储器做比较，然后读出所需时间轴各驱动轴的时间轴同步表；步骤2-3、各驱动轴的时间轴同步表依次写入各驱动轴。进一步的，步骤3具体包括以下步骤：步骤3-1、控制终端向控制器发送时间轴复位信号；步骤3-2、当控制器接收到控制终端发送的时间轴复位信号后将该时间轴的初始点写入各驱动轴，将摄影机器人与摄影机复位到初始位置，等待摄影的开始。进一步的，步骤4具体包括以下步骤：步骤4-1、控制终端向控制器发送时间轴开始信号；步骤4-2、当控制器接收到控制终端发送的时间轴开始信号后，先检测时间轴保存、读取以及复位是否完成；若完成则执行步骤4-3，否则返回步骤3重新复位；步骤4-3、打开各驱动轴状态开关，各驱动轴按照已经生成的时间轴同步表开始动作；当时间轴运行时间完成后，给各驱动轴停止命令并将各驱动轴状态关断，并反馈给控制终端。本专利技术的摄影机器人通过各个驱动轴来控制实现摄影机的前进、后退、上升、下降、旋转、以及摄影机的俯仰等动作，摄影机通过控制变焦、聚焦来实现摄影的需求，控制终端控制机器人与摄影机实现所需要的时间轴动作完成摄影任务；摄影时间轴是用来控制机器人与摄影机自动完成摄影师设定拍摄过程的控制系统。本专利技术以时间轴的方式，把拍摄过程分解为动作存储、需求读取、复位准备及运行拍摄四部分，将录影简便化，流程化减轻了摄影师的工作压力，提高了摄影师工作效率，而且流畅的拍摄动作也提高了录影质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄影机器人时间轴控制方法，其特征在于，该方法基于时间轴控制系统，系统包括控制器、控制终端、摄影机器人和摄像机，控制方法包括如下步骤：步骤1，在控制终端存储时间轴的名字以及各驱动轴变量数据生成的时间轴同步表，写入储存卡中并生成所需要的时间轴控件；步骤2，读取所需要时间轴的各驱动轴变量数据并将数据写入各驱动轴；步骤3，将时间轴的各驱动轴复位到初始位置，即当前时间轴初始点；步骤4，运行时间轴进行所需要的摄影动作。

【技术特征摘要】
1.一种摄影机器人时间轴控制方法，其特征在于，该方法基于时间轴控制系统，系统包括控制器、控制终端、摄影机器人和摄像机，控制方法包括如下步骤：步骤1，在控制终端存储时间轴的名字以及各驱动轴变量数据生成的时间轴同步表，写入储存卡中并生成所需要的时间轴控件；步骤2，读取所需要时间轴的各驱动轴变量数据并将数据写入各驱动轴；步骤3，将时间轴的各驱动轴复位到初始位置，即当前时间轴初始点；步骤4，运行时间轴进行所需要的摄影动作。2.根据权利要求1所述的摄影机器人时间轴控制方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：步骤1-1，控制终端由组态监控软件编写，通过监控界面时间轴储存对话框内输入一个时间轴名字以及该时间轴内x个节点各驱动轴的信息，即运行时间与距离，并生成一个时间轴控件进行储存；步骤1-2，当控制器接收到控制终端发送数据，首先对存储的数据进行解析，确定时间轴节点总数以及节点之间的运行时间与距离，然后从第一个节点开始储存，把第一个点当做时间轴的初始点，依次把时间轴的其它节点写入；步骤1-3，将整个时间轴的各驱动轴从运动起始位置到终点位置的位移按5次曲线算法分别生成时间轴同步表。3.根据权利要求2所述的摄影机器人时间轴控制系统设计方法，其特征在于，步骤1-3所述5次曲线法是通过给定节点的运行时间与距离生成一条平滑时间和距离关系的平滑时间轴同步曲线，具体包括以下步骤：步骤1-3-1，由x个节点为界将整个时间轴同步分割成x-1份并将第一个节点为初始点；计算出每段内相位点对应的距离；假设第n段时间轴同步曲线上任意一点时间点为距离为dn，则其初始与终点的时间与距离分别为d0，dN；N为时间轴每段节点内的总相位点数，令d＝dN-d0，步骤1-3-2，计算时间轴每段节点内所占据的相位点数N：当是整数时，当不是整数时，其中，p为时间轴同步表各节点之间划分的精度。步骤1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：田杰，秦华旺，李旭，张梦月，李宝，笪力，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32