本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種追光裝置。

背景技術(shù)：

舞臺追光燈是為了凸顯舞臺上的角色或者渲染舞臺效果而常用的一個設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)中的舞臺追光燈系統(tǒng)大致分為三種：純手動操作追光燈照射方向；借助計算機終端控制的追光燈系統(tǒng)，可由電動馬達驅(qū)動追光燈，但仍需要操作人員監(jiān)視舞臺情況并及時對追光燈進行控制；自動追光燈系統(tǒng)則通過某種方式對舞臺目標(biāo)進行跟蹤，再經(jīng)由自動控制系統(tǒng)驅(qū)動追光燈，實現(xiàn)自動化追光。

申請?zhí)?01220193005.7，名稱為一種舞臺燈光跟隨裝置的專利揭露了一種通過在被定位者身上安裝可調(diào)節(jié)頻率的信號發(fā)生裝置，在聲源定位裝置中接入溫度傳感器、麥克風(fēng)陣列和單片機，然后利用聲達時間差法計算信號源的位置，再對追光燈電機進行自動化控制。申請?zhí)?01420486577.3，名稱為一種舞臺燈光跟隨裝置的專利揭露了一種在跟蹤目標(biāo)上安裝以紐扣電池電力驅(qū)動的射頻標(biāo)簽，而定位系統(tǒng)中有射頻標(biāo)簽閱讀器，可用以接收射頻信號，并在攝像頭模塊的輔助下實現(xiàn)目標(biāo)的跟蹤定位。

純手動操作追光燈的方式耗費人力，沒有自動化控制的能力，追光精度及響應(yīng)速度較低；借助計算機終端控制的追光燈系統(tǒng)的追光精度及響應(yīng)速度雖有大幅提升，但仍需要操作人員進行遠程控制。

而上述現(xiàn)有的兩個專利中揭露的技術(shù)方案比較復(fù)雜，需要依賴較多額外的設(shè)備；根據(jù)聲源進行定位的方法容易受到場景中的強烈噪聲影響——舞臺上幾乎不可能是靜音的；根據(jù)射頻信號進行定位的方法存在響應(yīng)距離、測量精度等因素的制約——由于舞臺上演員的位置一直在變化，現(xiàn)有的各種射頻定位技術(shù)均存在嚴(yán)重的定位誤差大、穩(wěn)定性差等缺陷，標(biāo)簽端的電源功率也是一個潛在的問題。

并且，一個追光燈僅能追蹤一個目標(biāo)。當(dāng)舞臺情景復(fù)雜、演員較多時，后臺需要部署大量人力和大量追光燈，前后臺之間的配合非常困難?，F(xiàn)有技術(shù)的追光燈僅能實現(xiàn)少量顏色的光柱追蹤，這已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代舞臺表演的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種追光裝置，能夠自動準(zhǔn)確的追光。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種追光裝置，包括：追光光源發(fā)射單元；模式識別單元，用于對需要實施追光的限定區(qū)域內(nèi)的被追光目標(biāo)進行模式識別；所述模式識別單元具有一特征光線發(fā)射器、一特征光線接收器以及一濾波切換器，所述特征光線發(fā)射器用于向需要實施追光的限定區(qū)域投射具有特征波長的光線，所述特征光線接收器能夠感應(yīng)來自所述限定區(qū)域的可見光和特征波長光線，所述濾波切換器能夠通過開關(guān)控制可見光能否進入特征光線接收器；中央處理單元，與所述追光光源發(fā)射單元和模式識別單元連接，所述中央處理單元進一步包括：映射運算模塊，用于建立并存儲所述限定區(qū)域在所述模式識別單元內(nèi)的光學(xué)成像坐標(biāo)與追光光源發(fā)射單元所采用的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系；追光坐標(biāo)換算模塊，用于根據(jù)所述模式識別單元通過模式識別采集到的至少一個被追光目標(biāo)的光學(xué)成像坐標(biāo)，以及映射運算模塊提供的映射關(guān)系來換算出被追光目標(biāo)在追光光源發(fā)射單元內(nèi)的追光面坐標(biāo)，并發(fā)送給所述追光光源發(fā)射單元用于實施追光。

可選的，所述追光光源發(fā)射單元是一臺投影儀或多臺投影儀，每臺投影儀可以各自獨立的生成一個或多個明亮區(qū)域，以對單一目標(biāo)或多個目標(biāo)實施追光。

可選的，所述特征光線發(fā)射器發(fā)射的是紅外光，所述濾波切換器是紅外濾波切換器，能夠通過開關(guān)控制可見光的選擇性通過，所述特征光線接收器能夠感應(yīng)可見光和紅外光，在所述濾波切換器工作狀態(tài)下，所述特征光線接收器只能接收并感應(yīng)紅外光。

本實用新型采用追光光源發(fā)射單元發(fā)射特征模式圖像來建立了光學(xué)成像坐標(biāo)與追光光源發(fā)射單元的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，并在實施追光的過程中，特征光線發(fā)射器往限定區(qū)域投射特征波長光線，接著限定區(qū)域的圖像經(jīng)過紅外濾波切換器濾除可見光后再被特征光線接收器捕獲成像，從而在繁雜的舞臺上準(zhǔn)確識別被追光目標(biāo)的實際位置。

附圖說明

附圖1所示是本實用新型提供的追光裝置的具體實施方式中所述裝置具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2所示是本實用新型提供的追光裝置的具體實施方式中所述方法具體實施方式的實施步驟示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型提供的追光裝置的具體實施方式做詳細說明。

附圖1所示是本實用新型所述裝置具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：追光光源發(fā)射單元11、模式識別單元12、以及中央處理單元13。所述模式識別單元12包括特征光線發(fā)射器122以及濾波切換器121以及特征光線接收器123。所述中央處理單元13進一步包括映射運算模塊131和追光坐標(biāo)換算模塊132。

所述追光光源發(fā)射單元11是可以產(chǎn)生一束或者多束集中光束對目標(biāo)實施追光的光源發(fā)射裝置，例如可以是一臺投影儀，通過輸出一個與追光區(qū)域?qū)?yīng)的投影圖案來實現(xiàn)一個或者多個區(qū)域的追光效果，也可以是多個投影儀或者多個LED組成的陣列，通過調(diào)整每個投影儀或者LED發(fā)射的會聚光的角度來實現(xiàn)一個或多個區(qū)域的追光效果。本具體實施方式優(yōu)選為投影儀，能夠更快速準(zhǔn)確的產(chǎn)生對多個區(qū)域的追光。

所述模式識別單元12用于對需要實施追光的限定區(qū)域內(nèi)的被追光目標(biāo)進行模式識別。所述模式識別單元12包括特征光線接收器123、特征光線發(fā)射器122以及濾波切換器121。所述特征光線發(fā)射器122用于向需要實施追光的限定區(qū)域投射具有特征波長的光線。所述特征光線接收器123能夠感應(yīng)來自所述限定區(qū)域的可見光和特征波長光線，所述濾波切換器121能夠通過開關(guān)控制可見光能否進入特征光線接收器；由于紅外光易于產(chǎn)生和識別，因此所述具有特征波長的光學(xué)信號優(yōu)選為紅外光信號，對應(yīng)的濾波切換器則是紅外濾波切換器。所述濾波切換器121處于工作狀態(tài)下，除紅外光的其他光線均被過濾，則模式識別單元12中的特征光線接收器123僅對紅外光成像，而所述濾波切換器121處于關(guān)閉狀態(tài)下，模式識別單元12中的特征光線接收器123則能夠?qū)t外光和可見光成像。

中央處理單元13與所述追光光源發(fā)射單元11和模式識別單元12連接。所述中央處理單元進一步包括映射運算模塊131和追光坐標(biāo)換算模塊132。

映射運算模塊131用于建立并存儲所述限定區(qū)域內(nèi)在所述模式識別單元12內(nèi)的光學(xué)成像坐標(biāo)與所述追光光源發(fā)射單元11采用的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。上述映射運算模塊131需要獲得限定區(qū)域的背景圖像和含有此追光面坐標(biāo)信息的特征圖像。含有追光面坐標(biāo)信息的特征圖像的獲得方式例如可以是所述追光光源發(fā)射單元11將含有追光面坐標(biāo)信息的圖像投射覆蓋所述限定區(qū)域并成像，而模式識別單元12對限定區(qū)域成像的同時即可以獲得含有此追光面坐標(biāo)信息的特征圖像。而限定區(qū)域的背景圖像可以通過特征光線接收器123對限定區(qū)域直接拍照的方式獲得。所述含有追光面坐標(biāo)信息的特征圖像是由追光光源發(fā)射單元11發(fā)射的特征模式圖像，例如可以是圓斑陣列、網(wǎng)格線、黑白棋盤格或者結(jié)構(gòu)光序列等。映射運算模塊131將上述含有追光面坐標(biāo)信息的限定區(qū)域的特征圖像，同背景圖像進行比較，從而獲得光學(xué)成像坐標(biāo)與追光光源發(fā)射單元11的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。在建立該映射關(guān)系的過程中，濾波切換器121處在關(guān)閉狀態(tài)，模式識別單元12對可見光成像。

追光坐標(biāo)換算模塊132用于根據(jù)所述模式識別單元12通過模式識別算法采集到的至少一個被追光目標(biāo)的光學(xué)成像坐標(biāo)，以及映射運算模塊131提供的映射關(guān)系來換算出被追光目標(biāo)的追光面坐標(biāo)。所述模式識別單元12在濾波切換器121處在工作狀態(tài)下采集限定區(qū)域的圖像，在這一狀態(tài)下，所述限定區(qū)域內(nèi)的可見光信號被濾除，因此可以更準(zhǔn)確的對被追光目標(biāo)進行模式識別，從而確定被追光目標(biāo)的位置信息。

上述位置信息是通過模式識別單元12采集到，模式識別單元12只能提供該信號的光學(xué)成像坐標(biāo)。映射運算模塊131提供的映射關(guān)系可以將其換算成追光光源發(fā)射單元11采用的追光面坐標(biāo)。上述追光面坐標(biāo)被發(fā)送給所述追光光源發(fā)射單元11用于實施追光。在限定區(qū)域內(nèi)有多個被追光目標(biāo)時，本裝置也可以同時對多個目標(biāo)進行模式識別，而追光光源發(fā)射單元11是可以產(chǎn)生多束集中光束對目標(biāo)實施追光的光源發(fā)射裝置，從而可以實現(xiàn)對多目標(biāo)的追光。

由于追光光源發(fā)射單元11只能夠根據(jù)自身的追光坐標(biāo)來驅(qū)動實施追光，而不同的舞臺和追光裝置之間的相對位置都不相同，而上述方法通過采用追光光源發(fā)射單元11發(fā)射特征模式圖像來建立了光學(xué)成像坐標(biāo)與追光光源發(fā)射單元11的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，并在實施追光的過程中，特征光線發(fā)射器往限定區(qū)域投射特征波長光線，接著限定區(qū)域的圖像經(jīng)過紅外濾波切換器濾除可見光后再被特征光線接收器捕獲成像，從而在繁雜的舞臺上通過模式識別的方式準(zhǔn)確識別被追光目標(biāo)的實際位置。

接下來結(jié)合附圖給出本實用新型所述方法的具體實施方式。

附圖2所示是本具體實施方式的實施步驟示意圖，包括：步驟S20，提供一需要實施追光的限定區(qū)域以及一追光區(qū)域；步驟S21，建立所述限定區(qū)域在所述追光裝置內(nèi)的光學(xué)成像坐標(biāo)與追光裝置的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系；步驟S22，采用特征波長的光線照射所述限定區(qū)域并進行模式識別，識別出需要被追光的目標(biāo)的光學(xué)成像坐標(biāo)；步驟S23，根據(jù)所述映射關(guān)系將所述光學(xué)成像坐標(biāo)換算成追光裝置的追光面坐標(biāo)；步驟S24，所述追光裝置依據(jù)所述追光面坐標(biāo)發(fā)射追光。

以上方法所采用的裝置可以是前述具體實施方式所述的裝置，也可以是其他任意種能夠支持上述方法順利實施的追光裝置。

參考步驟S20，提供一需要實施追光的限定區(qū)域以及一追光裝置。所述限定區(qū)域可以是一個舞臺、一塊空地、以及一個房間等任何一種具有限定邊界的區(qū)域，并且該區(qū)域的地面最好是平的且不反光的，有利于準(zhǔn)確的進行定位。反光的和凹凸的地面會影響到定位的最佳實施效果，但并不影響定位方法的實施。所述追光裝置能夠產(chǎn)生一束或者多束集中光束對目標(biāo)實施追光，并且本具體實施方式中的追光裝置還能夠主動的對被追光的目標(biāo)進行自動定位。

參考步驟S21，建立所述限定區(qū)域在所述追光裝置內(nèi)的光學(xué)成像坐標(biāo)與追光裝置的追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。本步驟首先需要獲得限定區(qū)域的背景圖像和含有此追光面坐標(biāo)信息圖像。含有追光面坐標(biāo)信息圖像的獲得方式例如可以是將含有追光面坐標(biāo)信息的圖像投射覆蓋所述限定區(qū)域并成像，對限定區(qū)域成像的同時即可以獲得含有此追光面坐標(biāo)信息圖像。而限定區(qū)域的背景圖像可以通過對限定區(qū)域直接拍照的方式獲得。所述含有追光面坐標(biāo)信息的圖像是一個特征模式圖像。將上述含有追光面坐標(biāo)信息的限定區(qū)域圖像，同不含有任何信息的背景圖像進行比較，從而獲得光學(xué)成像坐標(biāo)與追光面坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。

步驟S22，采用特征波長的光線照射所述限定區(qū)域并進行模式識別，識別出需要被追光的目標(biāo)的光學(xué)成像坐標(biāo)。在這一狀態(tài)下可以更準(zhǔn)確的對被追光目標(biāo)進行模式識別，從而確定被追光目標(biāo)的位置信息。所述位置信息是通過光學(xué)成像的方式采集到，因此采集到的位置信息是光學(xué)成像坐標(biāo)。所述特征波長的光線例如可以是紅外光。

參考步驟S23，根據(jù)所述映射關(guān)系將所述光學(xué)成像坐標(biāo)換算成追光裝置的追光面坐標(biāo)。

步驟S21獲得的映射關(guān)系可以將步驟S22獲得的光學(xué)成像坐標(biāo)換算成追光光源發(fā)射單元采用的追光面坐標(biāo)。

參考步驟S24，所述追光裝置依據(jù)所述追光面坐標(biāo)發(fā)射追光。上述追光面坐標(biāo)用于實施追光。在限定區(qū)域內(nèi)有多個被追光目標(biāo)時，本裝置也可以同時采集來自于多個目標(biāo)的具有特征波長的光學(xué)信號，并采用可以產(chǎn)生多束集中光束對目標(biāo)實施追光的光源發(fā)射裝置，從而可以實現(xiàn)對多目標(biāo)的追光。例如可以是一臺投影儀，通過輸出一個與追光區(qū)域?qū)?yīng)的投影圖案來實現(xiàn)一個或者多個區(qū)域的追光效果，也可以是多個投影儀或者多個各自帶有聚光透鏡的LED組成的陣列，通過調(diào)整每個投影儀或者LED發(fā)射的會聚光的角度來實現(xiàn)一個或多個區(qū)域的追光效果。本具體實施方式優(yōu)選為投影儀，能夠更快速準(zhǔn)確的產(chǎn)生對多個區(qū)域的追光。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。