機(jī)器人攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用分析

王 尚

山東省菏澤市單縣第一中學(xué)

機(jī)器人攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用分析

王 尚

山東省菏澤市單縣第一中學(xué)

機(jī)器人攝像機(jī)一經(jīng)問(wèn)世就受到了人們的好評(píng)，本文從機(jī)器人攝像機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，比較出機(jī)器人攝像機(jī)的性能特點(diǎn)，對(duì)機(jī)器人攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)分析，總結(jié)出當(dāng)前主要使用的機(jī)器人攝像機(jī)的類型，分別進(jìn)行闡釋，最后對(duì)機(jī)器人攝像機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行研究，得出結(jié)論，機(jī)器人攝像機(jī)相比于傳統(tǒng)攝像機(jī)擁有比較大的優(yōu)勢(shì)，在操作性、穩(wěn)定性以及隱蔽性上都有很大的功能提升，在今后的研究中，應(yīng)當(dāng)不斷提升機(jī)器人攝像機(jī)的性能，更好的為攝像領(lǐng)域的使用提供支持。

機(jī)器人攝像機(jī)；技術(shù)特點(diǎn)；應(yīng)用

一、機(jī)器人攝像機(jī)的特點(diǎn)及技術(shù)原理

機(jī)器人攝像機(jī)是指能夠?qū)崿F(xiàn)攝像功能，在預(yù)先架設(shè)的軌道上進(jìn)行移動(dòng)的機(jī)器設(shè)備，在運(yùn)作的過(guò)程中，由信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)編程和技術(shù)控制。因而機(jī)器人攝像機(jī)的組成就離不開(kāi)軌道設(shè)備，動(dòng)力輔助系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，以及相應(yīng)的平衡輔助系統(tǒng)等主要部分的組成。一般來(lái)講，機(jī)器人攝像機(jī)有硬軌索道以及鋼索兩種常見(jiàn)的類型。在供電方式上，機(jī)器人攝像機(jī)和家用電器的原理類似，主要有外部供電和自身供電兩種類型，這兩種供電類型各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，外界供電的用電持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，穩(wěn)定性較好。但是往往在移動(dòng)性上會(huì)做出一定的犧牲，內(nèi)部供電供電時(shí)間持續(xù)性要差一些，但是能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人攝像機(jī)的快速運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)性更強(qiáng)。

現(xiàn)在的機(jī)器人攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)平衡控制的主要方式是通過(guò)對(duì)微型陀螺儀或軌道（索道）彈輪變化的前期精確調(diào)試實(shí)現(xiàn)。在遙控指揮上，同樣有有線指揮和無(wú)線指揮兩種，有線指揮相較于無(wú)線指揮更為穩(wěn)定，但是操作性不強(qiáng)。因而總結(jié)一下機(jī)器人攝像機(jī)具有的特點(diǎn)基本是以下幾點(diǎn)：

首先是精確性，在運(yùn)動(dòng)攝像的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的攝像，其次是穩(wěn)定性，由于是機(jī)器人的操作，機(jī)器人攝像機(jī)不需要人力進(jìn)行控制，在動(dòng)力上和調(diào)校的時(shí)候更加穩(wěn)定。在機(jī)動(dòng)性上機(jī)器人攝像機(jī)性能卓越，可以實(shí)現(xiàn)人為難以實(shí)現(xiàn)的角度和位置。此外，在隱蔽性上，由于機(jī)器人攝像機(jī)體積較小，就能呈現(xiàn)出很好的畫(huà)面效果，最后就是擴(kuò)張性上，通過(guò)程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)鏡頭起始點(diǎn)和落幅點(diǎn)的精準(zhǔn)控制，配合虛擬場(chǎng)景技術(shù)，完美呈現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合效果。

相關(guān)原理：用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。一個(gè)典型的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括：光源、鏡頭、相機(jī)（包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī)）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。

二、機(jī)器人攝像機(jī)的類型

在攝像機(jī)機(jī)器人的分類上，大致可以分為三類，主要是高速軌道跟蹤型攝像機(jī)、遙控跟蹤軌道攝像機(jī)以及三維高空吊頂跟蹤攝像機(jī)三大類。高速軌道跟蹤型攝像機(jī)，顧名思義，速度很快，每小時(shí)的速度高達(dá)七十公里，并且還具備一定的穩(wěn)定性，不容易丟失畫(huà)面。三維高空吊頂跟蹤攝像機(jī)，這種機(jī)器人攝像機(jī)十分靈活，角度可任意選擇，可以從貼地運(yùn)動(dòng)角度舒適地過(guò)渡到空中俯視角度，獲得的畫(huà)面往往是傳統(tǒng)攝像機(jī)所不能企及的。最后一種是遙控跟蹤軌道攝像機(jī)，這種攝像機(jī)在遙控下的橫移和升降，攝像機(jī)師傅直接在后臺(tái)操作，不容易穿幫。通過(guò)電腦編程，可以按照預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)拍攝。

三、機(jī)械人攝像機(jī)的應(yīng)用及改進(jìn)

攝像機(jī)機(jī)器人在文藝節(jié)目、體育報(bào)道，測(cè)量測(cè)繪、攝影娛樂(lè)都有很廣的應(yīng)用，但是，一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人攝像機(jī)使用最多的還是電視臺(tái)的各類體育轉(zhuǎn)播之中，奧運(yùn)會(huì)是這類機(jī)器人大顯身手的好機(jī)會(huì)，在夏季奧運(yùn)會(huì)和冬季奧運(yùn)會(huì)大量使用機(jī)器人攝像機(jī)，不過(guò)在選擇上，這兩個(gè)奧運(yùn)會(huì)使用的攝像機(jī)器人種類是多樣的，即使同一場(chǎng)奧運(yùn)會(huì)的不同項(xiàng)目，也會(huì)使用到不同的機(jī)器人攝像機(jī)，比如在冬季奧運(yùn)會(huì)上的短道速滑項(xiàng)目上就是用高速電子兔這樣的機(jī)器人攝像機(jī)，冬季兩項(xiàng)的比掃中使用的是電動(dòng)軌道來(lái)實(shí)時(shí)攝像，這樣近距離的拍攝，呈現(xiàn)出不一樣的畫(huà)面。電視臺(tái)在進(jìn)行電視節(jié)目的制作的時(shí)候，會(huì)使用大量的電控軌道設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)目分鏡頭的程序化設(shè)計(jì)，這對(duì)于制作成本的降低，規(guī)范節(jié)目制作流程，提升電視畫(huà)面都有重要的作用。

機(jī)器人攝像機(jī)需要能夠?qū)崿F(xiàn)從大景別的全方位角度呈現(xiàn)所拍攝的畫(huà)面，當(dāng)前虛擬畫(huà)面制作技術(shù)還有提升的空間，只有機(jī)器人攝像機(jī)和虛擬畫(huà)面制作技術(shù)有效集結(jié)合，綜藝節(jié)目的畫(huà)面效果才能更加吸引人的眼球，隨著其他科技技術(shù)的進(jìn)步，能夠?qū)崿F(xiàn)科技技術(shù)之間的深入融合，機(jī)器人攝像機(jī)必將發(fā)會(huì)越來(lái)越大的作用。虛擬定位成像技術(shù)快速發(fā)展，而其成像效果主要取決于虛擬定位的準(zhǔn)確度，改進(jìn)后的機(jī)器人攝像機(jī)因?yàn)槠渚_的軌跡控制能力，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

結(jié)論

機(jī)器人攝像機(jī)相比于傳統(tǒng)攝像機(jī)擁有比較大的優(yōu)勢(shì)，在操作性、穩(wěn)定性以及隱蔽性上都有很大的功能提升，在今后的研究中，應(yīng)當(dāng)不斷提升機(jī)器人攝像機(jī)的性能，更好的為攝像領(lǐng)域的使用提供支持，科技是第一生產(chǎn)力，我國(guó)想真正的成為科技強(qiáng)國(guó)，就要不斷地進(jìn)行科研，提升包括機(jī)器人攝像機(jī)在內(nèi)的眾多科研產(chǎn)品的性能，為各行各業(yè)服務(wù)。

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[6]龐鶴強(qiáng).基于角點(diǎn)檢測(cè)與圖像匹配的機(jī)器人示教路徑修正算法研究[D].揚(yáng)州大學(xué),2012.

王尚（1999-），男，漢族，山東省菏澤市單縣第一中學(xué)，學(xué)生。