本發(fā)明涉及攝像、攝影技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種追拍系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在國(guó)防偵查、反恐預(yù)警、防災(zāi)巡視、新聞采訪等國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中，大多數(shù)都需要通過(guò)移動(dòng)載體搭建攝像設(shè)備對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景或目標(biāo)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤拍攝。

但是當(dāng)移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，攝像設(shè)備會(huì)發(fā)生相應(yīng)的晃動(dòng)，拍攝過(guò)程需依靠人工肩扛或人工調(diào)整攝錄視角進(jìn)行拍攝，對(duì)拍攝人員的需求、勞動(dòng)強(qiáng)度及操作技能都需要極高的要求，且由于人為操作不可避免的拍攝畫面會(huì)發(fā)生抖動(dòng)、虛影及場(chǎng)景錯(cuò)失等問(wèn)題。

即使在現(xiàn)有技術(shù)手段中，通過(guò)電子穩(wěn)像、預(yù)采樣濾波等軟硬件結(jié)合的方式改善了拍攝影像的質(zhì)量，降低操作難度。但是這些技術(shù)手段都建立在犧牲畫幅視場(chǎng)或探測(cè)器性能的基礎(chǔ)上，并沒(méi)有充分的發(fā)揮出圖像探測(cè)設(shè)備的能力。

那么，在拍攝過(guò)程中，如何使拍攝視線穩(wěn)定控制是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種追拍系統(tǒng)，該追拍系統(tǒng)可以在拍攝過(guò)程中通過(guò)對(duì)鏡頭視軸姿態(tài)信息的獲取及處理，使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤拍攝目標(biāo)，進(jìn)而可以使拍攝視線穩(wěn)定，且通過(guò)對(duì)拍攝目標(biāo)的位置信息的處理，使鏡頭可以追蹤該目標(biāo)進(jìn)行拍攝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種追拍系統(tǒng)，用于圖像采集設(shè)備，所述追拍系統(tǒng)包括：圖像探測(cè)與處理單元、伺服控制單元及雙軸運(yùn)動(dòng)單元；所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元固定在所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元上；

所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息；

所述圖像探測(cè)與處理單元用于獲取拍攝目標(biāo)的位置信息；

所述伺服控制單元用于依據(jù)所述姿態(tài)信息和/或所述位置信息，調(diào)節(jié)所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)，以使得所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元包括：

視軸支承裝置，所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元固定在所述視軸支承裝置上；

姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元還包括：

方位電機(jī)及俯仰電機(jī)，所述方位電機(jī)及所述俯仰電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述視軸支承裝置運(yùn)動(dòng)，以使得所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述姿態(tài)傳感器為六軸運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述姿態(tài)信息包括：

所述鏡頭視軸的姿態(tài)速度信息及姿態(tài)角度信息。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述追拍系統(tǒng)還包括：

操作控制單元，所述操作控制單元用于人機(jī)交互、顯示拍攝圖像、轉(zhuǎn)換拍攝場(chǎng)景、選取拍攝目標(biāo)、記錄拍攝圖像及發(fā)送操作指令信號(hào)。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述操作控制單元包括：

顯示器，所述顯示器用于人機(jī)交互及顯示拍攝圖像。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述操作控制單元還包括：

攝錄系統(tǒng)，所述攝錄系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)換拍攝場(chǎng)景、選取拍攝目標(biāo)及記錄拍攝圖像。

優(yōu)選的，在上述追拍系統(tǒng)中，所述操作控制單元還包括：

操作接口單元，所述操作接口單元與所述伺服控制單元連接，用于向所述伺服控制單元傳送操作指令信號(hào)。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提供的一種追拍系統(tǒng)，用于圖像采集設(shè)備，該追拍系統(tǒng)包括：圖像探測(cè)與處理單元、伺服控制單元及雙軸運(yùn)動(dòng)單元；所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元固定在所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元上；所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息；所述圖像探測(cè)與處理單元用于獲取拍攝目標(biāo)的位置信息；所述伺服控制單元用于依據(jù)所述姿態(tài)信息和/或所述位置信息，調(diào)節(jié)所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)，以使得所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)。

也就是說(shuō)，在拍攝過(guò)程中，當(dāng)載體運(yùn)動(dòng)引起影像晃動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)鏡頭視軸姿態(tài)信息的獲取及處理，調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤拍攝目標(biāo)，比如當(dāng)載體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元相對(duì)應(yīng)的反方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，那么就可以使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤拍攝目標(biāo)，進(jìn)而可以使拍攝視線穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)行追蹤拍攝時(shí)，通過(guò)對(duì)拍攝目標(biāo)的位置信息的處理，可以調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元相對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)，使鏡頭視軸的指向追蹤至拍攝目標(biāo)實(shí)現(xiàn)追拍功能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種追拍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的雙軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的伺服控制單元的原理示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種追拍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

根據(jù)背景技術(shù)可知，當(dāng)移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，攝像設(shè)備會(huì)發(fā)生相應(yīng)的晃動(dòng)，拍攝過(guò)程需依靠人工肩扛或人工調(diào)整攝錄視角進(jìn)行拍攝，對(duì)拍攝人員的需求、勞動(dòng)強(qiáng)度及操作技能都需要極高的要求，且由于人為操作不可避免的拍攝畫面會(huì)發(fā)生抖動(dòng)、虛影及場(chǎng)景錯(cuò)失等問(wèn)題。

即使在現(xiàn)有技術(shù)手段中，通過(guò)電子穩(wěn)像、預(yù)采樣濾波等軟硬件結(jié)合的方式改善了拍攝影像的質(zhì)量，降低操作難度。但是這些技術(shù)手段都建立在犧牲畫幅視場(chǎng)或探測(cè)器性能的基礎(chǔ)上，并沒(méi)有充分的發(fā)揮出圖像探測(cè)設(shè)備的能力。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種追拍系統(tǒng)，該追拍系統(tǒng)包括：圖像探測(cè)與處理單元、伺服控制單元及雙軸運(yùn)動(dòng)單元；所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元固定在所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元上。

所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息。

所述圖像探測(cè)與處理單元用于獲取拍攝目標(biāo)的位置信息。

所述伺服控制單元用于依據(jù)所述姿態(tài)信息和/或所述位置信息，調(diào)節(jié)所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)，以使得所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)。

也就是說(shuō)，在拍攝過(guò)程中，當(dāng)載體運(yùn)動(dòng)引起影像晃動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)鏡頭視軸姿態(tài)信息的獲取及處理，調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤拍攝目標(biāo)，比如當(dāng)載體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元相對(duì)應(yīng)的反方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，那么就可以使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤拍攝目標(biāo)，進(jìn)而可以使拍攝視線穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)行追蹤拍攝時(shí)，通過(guò)對(duì)拍攝目標(biāo)的位置信息的處理，可以調(diào)節(jié)雙軸運(yùn)動(dòng)單元相對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)，使鏡頭視軸的指向追蹤至拍攝目標(biāo)實(shí)現(xiàn)追拍功能。

通過(guò)上述描述可知，該追拍系統(tǒng)可以在移動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)的情況下，對(duì)拍攝目標(biāo)進(jìn)行追蹤拍攝，可以解決因載體運(yùn)動(dòng)而引起的影像晃動(dòng)問(wèn)題，提高了圖像資料的穩(wěn)定度和質(zhì)量。該追拍系統(tǒng)的應(yīng)用大幅度減輕了影像拍攝人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了移動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)情況下圖像采集設(shè)備的操作難度。

為了更加詳細(xì)的說(shuō)明，下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步描述。

參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種追拍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種追拍系統(tǒng)，該追拍系統(tǒng)包括：

圖像探測(cè)與處理單元11、伺服控制單元12及雙軸運(yùn)動(dòng)單元13；所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元11固定在所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元13上。

所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元13用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息。

其中，參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的雙軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述雙軸運(yùn)動(dòng)單元13包括：

視軸支承裝置21，所述圖像采集設(shè)備的鏡頭及所述圖像探測(cè)與處理單元11固定在所述視軸支承裝置21上。

姿態(tài)傳感器22，所述姿態(tài)傳感器22用于在拍攝圖像過(guò)程中獲取所述鏡頭視軸的姿態(tài)信息。所述姿態(tài)傳感器22包括但不限定于六軸傳感器。

方位電機(jī)及俯仰電機(jī)23，所述方位電機(jī)及俯仰電機(jī)23用于驅(qū)動(dòng)所述視軸支承裝置21運(yùn)動(dòng)，以使得所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)。

所述姿態(tài)信息包括：所述鏡頭視軸的姿態(tài)速度信息及姿態(tài)角度信息。也就是說(shuō)，當(dāng)移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所述鏡頭視軸也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，那么如何使鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)，就需要通過(guò)對(duì)所述鏡頭視軸的姿態(tài)速度信息及姿態(tài)角度信息進(jìn)行分析處理。

參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的伺服控制單元的原理示意圖，所述伺服控制單元12用于對(duì)所述姿態(tài)信息進(jìn)行卡爾曼濾波和信息校準(zhǔn)及基準(zhǔn)變換處理，通過(guò)采取速度反饋、姿態(tài)反饋雙回路閉環(huán)控制的視線穩(wěn)定控制原理，并結(jié)合滯后超前算法校正，以所述方位電機(jī)及俯仰電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)所述視軸支承裝置21進(jìn)行抗擾補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)和目標(biāo)追蹤運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使所述鏡頭視軸的指向?qū)崟r(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)，使所述拍攝目標(biāo)在拍攝畫幅中保持穩(wěn)定。

例如當(dāng)移動(dòng)載體自身向左下方傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)所述視軸支承裝置21相對(duì)應(yīng)的向右上方進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于補(bǔ)償?shù)粢苿?dòng)載體晃動(dòng)對(duì)所述鏡頭視軸的指向的影響，保證了所述鏡頭視軸的指向可以實(shí)時(shí)追蹤所述拍攝目標(biāo)，進(jìn)而可以使拍攝視線穩(wěn)定。其中，所述圖像探測(cè)與處理單元11用于獲取拍攝目標(biāo)的位置信息。

也就是說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的追蹤拍攝，通過(guò)所述圖像探測(cè)與處理單元11獲取拍攝目標(biāo)的位置信息，將該位置信息傳送至所述伺服控制單元12，所述伺服控制單元12具有圖像識(shí)別的控制回路，通過(guò)采用位置偏差識(shí)別算法和位置回路閉環(huán)控制原理對(duì)所述拍攝目標(biāo)進(jìn)行追蹤，以所述方位電機(jī)及俯仰電機(jī)23作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)所述視軸支承裝置21運(yùn)動(dòng)，使所述視軸支承裝置21運(yùn)動(dòng)至拍攝目標(biāo)位置。

例如，在拍攝一輛行駛的汽車，在第一時(shí)刻對(duì)該汽車進(jìn)行拍攝，所述圖像探測(cè)與處理單元11獲取到該汽車的第一位置信息，當(dāng)汽車開(kāi)始行駛后，在第二時(shí)刻所述圖像探測(cè)與處理單元11獲取到該汽車的第二位置信息，所述圖像探測(cè)與處理單元11中的處理單元對(duì)第一位置信息及第二位置信息進(jìn)行分析處理，并將處理結(jié)果傳送至所述伺服控制系統(tǒng)，所述伺服控制系統(tǒng)對(duì)所述第一位置信息及所述第二位置信息進(jìn)行處理，以所述方位電機(jī)及俯仰電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)所述視軸支承裝置21運(yùn)動(dòng)，使所述視軸支承裝置21運(yùn)動(dòng)追蹤至該汽車在第二時(shí)刻的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了追蹤拍攝。

所述圖像探測(cè)與處理單元11包括：可見(jiàn)變焦距光學(xué)成像系統(tǒng)、CMOS傳感器及圖像跟蹤處理電路。其中，光學(xué)系統(tǒng)口徑為60mm，變焦范圍為25mm～700mm。需要說(shuō)明的是，所述圖像探測(cè)與處理單元的組成部分并不作限定。

在本發(fā)明實(shí)施例的基礎(chǔ)上，參考圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種追拍系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述追拍系統(tǒng)還包括：

操作控制單元41，所述操作控制單元41用于人機(jī)交互、顯示拍攝圖像、轉(zhuǎn)換拍攝場(chǎng)景、選取拍攝目標(biāo)、記錄拍攝圖像及發(fā)送操作指令信號(hào)。

所述操作控制單元41包括：

顯示器，所述顯示器用于人機(jī)交互及顯示拍攝圖像。

其中，該顯示器包括：觸摸顯示屏，用于顯示拍攝圖像及數(shù)據(jù)信息?？梢詫?shí)現(xiàn)技術(shù)人員在該觸摸顯示屏上下發(fā)指令或?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)的修改等操作。

攝錄系統(tǒng)，所述攝錄系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)換拍攝場(chǎng)景、選取拍攝目標(biāo)及記錄拍攝圖像。

該攝錄系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)器，用于對(duì)拍攝圖像實(shí)時(shí)記錄。在該攝錄系統(tǒng)中可以存儲(chǔ)程序，通過(guò)技術(shù)人員操作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換拍攝場(chǎng)景，選取拍攝目標(biāo)等功能。

操作接口單元，所述操作接口單元與所述伺服控制單元連接，用于向所述伺服控制單元傳送操作指令信號(hào)。也就是說(shuō)，所述伺服控制單元12還可以接收所述操作控制單元41的操作指令信號(hào)，以完成人工干預(yù)下的視線調(diào)整動(dòng)作。

智能操作搖桿，用于技術(shù)人員手動(dòng)對(duì)所述視軸支承裝置21的控制。

通過(guò)上述描述可知，該追拍系統(tǒng)可以在移動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)的情況下，對(duì)拍攝目標(biāo)進(jìn)行追蹤拍攝，可以解決因載體運(yùn)動(dòng)而引起的影像晃動(dòng)問(wèn)題，提高了圖像資料的穩(wěn)定度和質(zhì)量。該追拍系統(tǒng)的應(yīng)用大幅度減輕了影像拍攝人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了移動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)情況下圖像采集設(shè)備的操作難度。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。