V型二維索道攝像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種V型二維索道攝像系統(tǒng)，包括2個定滑輪（3）和（6），所述2個定滑輪（3）和（6）設置在二維索道系統(tǒng)兩側(cè)，確定二維索道系統(tǒng)立面運行的方向和范圍；全伺服控制的絞盤機（1）和（8），固定安裝在定滑輪（3）和（6）的下方；中間鉸環(huán)（4），掛載攝像單元（5）；兩條獨立的牽引索（2）和（7），其一端分別連接絞盤機（1）和（8）的絲桶，另一端分別穿過定滑輪（3）和（6）后連接中間鉸環(huán)（4）。本實用新型的索道拍攝手段里靈活和實用，在實現(xiàn)水平和垂直方向平滑運動的同時隔除了對實現(xiàn)攝像平穩(wěn)性有干擾的不利因素，防止攝像機抖動，實現(xiàn)拍攝畫面的平滑穩(wěn)定，實現(xiàn)攝像機以及鏡頭各要素的實時操控。
【專利說明】V型二維索道攝像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種攝影/攝像的運動拍攝的技術(shù)設備，特別是在高度長度比較大的空間運動范圍中的運動拍攝設備。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像機在空間的位置移動和拍攝角度的調(diào)整是完成運動拍攝的重要環(huán)節(jié)，運動拍攝的目前手段:斯坦尼康減震器，攝影搖臂，軌道車，以及索道拍攝，飛行器航空拍攝等。索道拍攝手段是靈活性和實用性非常強的一種技術(shù)手段，本實用新型歸屬為索道拍攝。
[0003]攝影/攝像機在空間的位置移動和拍攝角度的調(diào)整是使用索道拍攝完成運動拍攝的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有技術(shù)采用的索道拍攝系統(tǒng)簡單的采用一般運輸索道的技術(shù)，特別是跨度較大時，產(chǎn)生干擾和平移振蕩等不利因素，攝像的平穩(wěn)性受到干擾，極大影響了拍攝效果O
[0004]目前，普遍采用的T型二維索道攝像系統(tǒng)一般包括索道系統(tǒng)和攝像單元，索道系統(tǒng)包括一條主索道，用于承載所述攝像單元的重量和確定攝像單元的運動面；安裝在主索道上的承載滑車，承載滑車上部設置兩個滾輪，在主索道上滾動，下部設置兩個定滑輪；使用循環(huán)牽引繩和升降牽引繩使承載滑車沿主索道前后移動和攝像單元的上下移動。
[0005]為了防止攝像單元在牽引過程中產(chǎn)生的振蕩，影響拍攝效果，在循環(huán)牽引繩2上使用張緊機構(gòu)，對產(chǎn)生的振蕩起到一定的阻尼作用。
[0006]上述技術(shù)手段不能從根本上消除攝像單元移動平穩(wěn)性的干擾因素，不能使攝像機在空間實現(xiàn)水平和垂直方向的平滑運動，實現(xiàn)拍攝畫面的流暢穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種可使攝像機在空間實現(xiàn)水平和垂直方向平滑運動，并隔除對實現(xiàn)攝像平穩(wěn)性有干擾的不利因素，防止攝像機的抖動，實現(xiàn)拍攝畫面的平滑穩(wěn)定，以及實現(xiàn)攝像機以及鏡頭各要素的實時操控。
[0008]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，提出以下技術(shù)方案:
[0009]一種V型二維索道攝像系統(tǒng)，由二維索道系統(tǒng)、驅(qū)動部分和攝像單元構(gòu)成，所述二維索道系統(tǒng)包括:
[0010]2個定滑輪3和6，所述2個定滑輪3和6設置在二維索道系統(tǒng)兩側(cè)，確定所述二維索道系統(tǒng)立面運行的方向和范圍；
[0011]全伺服控制的絞盤機I和8，所述絞盤機I和8固定安裝在所述定滑輪3和6的下方；
[0012]中間鉸環(huán)4，所述中間鉸環(huán)4掛載所述攝像單元5 ；
[0013]兩條獨立的牽引索2和7，所述牽引索2和7的一端分別連接絞盤機I和8的絲桶，另一端分別穿過定滑輪3和6后連接所述中間鉸環(huán)4。
[0014]所述2個定滑輪3和6安置在二維索道攝像系統(tǒng)的同側(cè)，在二維索道攝像系統(tǒng)的另一側(cè)增設一個定滑輪9，所述3個定滑輪3、6和9確定二維索道攝像系統(tǒng)立面運行的方向和范圍；定滑輪3和6的下方固定安裝一臺全伺服控制的雙絲桶絞盤機10，兩個絲筒分別連接所述牽引索2、7的一端，所述牽引索7經(jīng)過所述定滑輪3和定滑輪9后再連接所述中間鉸環(huán)4。
[0015]所述驅(qū)動部分由運動控制部分和兩個絞盤機或一個雙絲筒絞盤機構(gòu)成，其中，
[0016]所述控制部分包括運動控制器、PC計算機、控制臺和監(jiān)視器，通過所述PC計算機的數(shù)據(jù)接口輸入指令；
[0017]所述運動控制器為工業(yè)級多軸運動控制器，對攝像單元5進行實時控制并向PC計算機反饋攝像單元5的位置和速度信息；
[0018]所述絞盤機或雙絲筒絞盤機包括伺服驅(qū)動器，絞盤電機，減速機、卷筒和線纜。
[0019]本實用新型是索道拍攝手段里靈活性和實用性非常強的一種技術(shù)手段。在實現(xiàn)水平和垂直方向平滑運動的同時隔除了對實現(xiàn)攝像平穩(wěn)性有干擾的不利因素，防止攝像機抖動，實現(xiàn)拍攝畫面的平滑穩(wěn)定，實現(xiàn)攝像機以及鏡頭各要素的實時操控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的標準方式的運行示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的一種實施例的示意圖；
[0022]圖3是本實用新型的系統(tǒng)控制原理圖；
[0023]圖4是本實用新型的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進一步詳細說明。
[0025]攝像機運動的實現(xiàn):參照圖1，首先搭建2個定滑輪3、6來確定系統(tǒng)立面運行的方向和范圍，定滑輪3、6的下方各固定安裝一臺全伺服控制的絞盤機1、8，兩條獨立的牽引索
2、7的一端分別連接各自絞盤機I的絲桶，另一端分別穿過各自的定滑輪3、6后連接載攝像單元5的中間鉸環(huán)4。這樣，牽引索2、7在各自絞盤機1、8的卷收和吐放以及重力作用下改變著滑輪3、7和攝像單元5間的A纜段和B纜段的長度，則攝像單元5實現(xiàn)在空間立面上的2維運動。
[0026]從圖1還可以看出，A纜段、B纜段的纜長與攝像單元的X、Y坐標位置間存在著唯一對應的關(guān)系(只考慮有重力的象限)。
[0027]圖2是本實用新型的另一個實施例，本實施例將2個定滑輪3、6安置在同側(cè)，在另一側(cè)增加一個定滑輪9，由3個定滑輪確定系統(tǒng)立面運行的方向和范圍。定滑輪3、6的下方固定安裝一臺全伺服控制的雙絲桶絞盤機10，該雙絲桶絞盤機10可以看成是由兩個獨立的絲桶組合而成，兩個絲桶分別連接牽引索2、7的一端，牽引索2經(jīng)過定滑輪6連接載攝像單元5的中間鉸環(huán)4，牽引索7經(jīng)過定滑輪3和定滑輪9再連接載攝像單元5的中間鉸環(huán)4。該方案適用于在遠端定滑輪9處不適宜安裝絞盤機的情況，控制機構(gòu)和絞盤機就近布置，安排更靈活高效。
[0028]圖4是本實用新型的系統(tǒng)框圖，顯示運行系統(tǒng)驅(qū)動部分的硬件實現(xiàn):驅(qū)動部分有控制部分和兩個絞盤機構(gòu)成。其中，控制部分包括運動控制器、PC計算機以及控制臺和監(jiān)視器等外圍設備，通過數(shù)據(jù)接口輸入指令。
[0029]絞盤機包括伺服驅(qū)動器，絞盤電機，減速機、卷筒和線纜。
[0030]攝像單元5在2維空間內(nèi)移動，由2根高強度復合材料繩索做為傳力介質(zhì)，2根繩索在獨立或聯(lián)合的2個絞盤機的牽引以及攝像單元5重力分力下完成收放運動，控制系統(tǒng)基于PC，選用工業(yè)級多軸運動控制卡(器)進行實時控制并向上位PC反饋位置和速度信息。
[0031]圖3是本實用新型的系統(tǒng)控制原理圖；參照圖3，本實用新型利用圖4所示的系統(tǒng)，采用了 “上位機規(guī)劃一運動控制解算一精密伺服驅(qū)動”的三層方式來構(gòu)建和實現(xiàn)攝像單元的運動控制。根據(jù)構(gòu)圖要求提出攝像單元5的軌跡期望值，由上位機通過圖形化界面以及人機輸入設備規(guī)劃出系統(tǒng)運行的2維曲線；運動控制器通過高速解算本系統(tǒng)的數(shù)學模型產(chǎn)生繩纜收放長度、速度、加速度的近似實時指令給絞盤機伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)準確無誤的將運動指令執(zhí)行到位并通過控制絲筒的轉(zhuǎn)動，從而完成攝像單元的2維曲線運動。同時實時將攝像單元的速度和位置信息反饋運動控制器，進行速度的解算和軌跡糾偏。
[0032]系統(tǒng)的數(shù)學模型并不難建立，假定系統(tǒng)兩定滑輪的跨度為a，坐標原點在l/2a處，坐標系正方向如附圖一所不，則:
[0033]A段長度
【權(quán)利要求】
1.一種V型二維索道攝像系統(tǒng)，由二維索道系統(tǒng)、驅(qū)動部分和攝像單元構(gòu)成，其特征在于，所述二維索道系統(tǒng)包括: 2個定滑輪(3 )和(6 )，所述2個定滑輪(3 )和(6 )設置在二維索道系統(tǒng)兩側(cè)，確定所述二維索道系統(tǒng)立面運行的方向和范圍； 全伺服控制的絞盤機(I)和(8)，所述絞盤機(I)和(8)固定安裝在所述定滑輪(3)和(6)的下方; 中間鉸環(huán)(4 )，所述中間鉸環(huán)(4 )掛載所述攝像單元(5 ); 兩條獨立的牽引索(2)和(7)，所述牽引索(2)和(7)的一端分別連接絞盤機(I)和(8)的絲桶，另一端分別穿過定滑輪(3)和(6)后連接所述中間鉸環(huán)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維索道攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述2個定滑輪(3)和(6)安置在二維索道攝像系統(tǒng)的同側(cè)，在二維索道攝像系統(tǒng)的另一側(cè)增設一個定滑輪(9)，所述3個定滑輪(3)、(6)和(9)確定二維索道攝像系統(tǒng)立面運行的方向和范圍；定滑輪(3)和(6)的下方固定安裝一臺全伺服控制的雙絲桶絞盤機(10)，兩個絲筒分別連接所述牽引索(2)、(7)的一端，所述牽引索(7)經(jīng)過所述定滑輪(3)和定滑輪(9)后再連接所述中間鉸環(huán)(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2其中之一所述的二維索道攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動部分由運動控制部分和兩個絞盤機或一個雙絲筒絞盤機構(gòu)成，其中， 所述控制部分包括運動控制器、PC計算機、控制臺和監(jiān)視器，通過所述PC計算機的數(shù)據(jù)接口輸入指令； 所述運動控制器為工業(yè)級多軸運動控制器，對攝像單元(5)進行實時控制并向PC計算機反饋攝像單元(5)的位置和速度信息； 所述絞盤機或雙絲筒絞盤機包括伺服驅(qū)動器，絞盤電機，減速機、卷筒和線纜。
【文檔編號】G05D3/12GK203675193SQ201320835975
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】龔文基, 魏彬 申請人:龔文基, 魏彬