專利名稱：控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制可智能地拍攝目標(biāo)正面的搖拍/仰俯拍攝攝像機。特別是，本發(fā)明提供控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置和方法，用于虛擬劃分?jǐn)z像機屏幕，識別攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的位置坐標(biāo)，和通過控制用于水平轉(zhuǎn)動的搖擺驅(qū)動器和/或用于垂直轉(zhuǎn)動的仰俯驅(qū)動器二者或它們中的一個向被識別的目標(biāo)的位置坐標(biāo)直接轉(zhuǎn)動攝像機，以使搖拍/仰俯拍攝攝像機可智能地跟蹤和有選擇地拍攝目標(biāo)正面部分。
用于拍攝圖象的攝像機應(yīng)用到越來越多的不同領(lǐng)域，例如無人監(jiān)視系統(tǒng)，圖象電話等。因此，更加需要具有將攝像機轉(zhuǎn)向所希望方向的功能。
現(xiàn)有的搖拍/仰俯拍攝攝像機體現(xiàn)為用兩個或多個獨立地用于X軸驅(qū)動和y軸驅(qū)動的電機左/右和上/下轉(zhuǎn)動。用于切換攝像機方向的控制器使用掃描和檢測方法，在該方法中用戶通過觀看取景器屏幕上的目標(biāo)將攝像機屏幕上的目標(biāo)有意地移動和引導(dǎo)到其中心。該方法采用有線或無線遙控器分別控制兩個或多個電機，從而根據(jù)該目標(biāo)左/右或上/下轉(zhuǎn)動攝像機。
但是，常規(guī)的搖拍/仰俯拍攝攝像機控制裝置利用相應(yīng)的控制鍵分開控制x軸和y軸驅(qū)動電機中的每一個，使得攝像機不能平滑轉(zhuǎn)動。另外，它需要很多時間切換攝像機的方向，很難捕捉目標(biāo)的運動。
為了自動控制攝像機的轉(zhuǎn)動，要分別實現(xiàn)用于控制x軸驅(qū)動電機和y軸驅(qū)動電機的相應(yīng)軟件。另外，常規(guī)裝置存在著由于兩個電機的兩部分軟件分開操作而使得處理速度較慢的缺陷。
因此，設(shè)計本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。本發(fā)明的一個目的是提供控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置和方法，確定目標(biāo)的正面位于攝像機取景器屏幕上的哪部分，并直接調(diào)節(jié)攝像機的方向，以便在屏幕中心捕捉物體的正面，以使攝像機可隨目標(biāo)正面的運動轉(zhuǎn)動，以便智能地拍攝該正面。
為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的一個實施例提供了利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機(用于x軸驅(qū)動)，搖擺電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機(用于y軸驅(qū)動)和仰俯電機的驅(qū)動電路并分別通過減速裝置與兩個電機機械組合來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的方法，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法包括步驟在攝像機捕捉到目標(biāo)運動時產(chǎn)生具有規(guī)則周期的定時器中斷信號，利用攝像機屏幕的中點和攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度；通過根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機，和根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動攝像機來控制電機。
為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的另一個實施例提供利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機，搖動電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機和仰俯電機的驅(qū)動電路，和通過減速裝置與兩個電機機械組合并通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機相互并聯(lián)的多個攝像機，通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的方法，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法包括步驟在攝像機捕捉到目標(biāo)運動時產(chǎn)生具有規(guī)則周期的定時器中斷信號，利用攝像機屏幕的中點和目標(biāo)的中點計算轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度；通過根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機，和根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和角度轉(zhuǎn)動攝像機來控制電機。
在上面的實施例中，轉(zhuǎn)動角度計算步驟可通過由兩個電機和減速裝置確定的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度來設(shè)定水平和垂直轉(zhuǎn)動范圍，和把攝像機屏幕虛擬地細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)，以便識別攝像機屏幕中檢測的目標(biāo)的中點作為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
電機控制步驟可包括如下步驟初始化電機的外圍設(shè)備和其變量；接收和分析來自外部的指令；利用攝像機屏幕目前的中點和目標(biāo)的中點，根據(jù)搖擺電機和仰俯電機目前的狀態(tài)設(shè)定搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，以便在從接收的指令中接收到朝向改變指令的情況下轉(zhuǎn)動每個攝像機；和/或在從接收的指令中接收到該電機的電機速度調(diào)節(jié)指令的情況下通過把搖擺和仰俯電機的轉(zhuǎn)速設(shè)定成新值來調(diào)節(jié)每個攝像機的轉(zhuǎn)速。
指令接收和分析步驟可包括如下步驟通過檢驗攝像機識別碼有選擇地接收與每個攝像機對應(yīng)的指令；分析接收的指令；確定所分析的指令是否是朝向改變指令；和/或在所分析的指令不是朝向改變指令的情況下確定所分析的指令是否是電機速度調(diào)節(jié)指令。
可由用于指定攝像機檢測的目標(biāo)的中點作為轉(zhuǎn)動電機的目標(biāo)點的方向指定功能執(zhí)行朝向改變指令。
電機控制步驟可包括如下步驟在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，參考電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir)來向前或向后驅(qū)動搖擺電機；在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，參考電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動方向(Tdir)來向前或向后驅(qū)動仰俯電機。
電機控制步驟可獨立地控制驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟，和/或順序執(zhí)行驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟。
搖擺電機驅(qū)動步驟可包括如下步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Pcycle)檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值，和由此確定是否在調(diào)節(jié)搖擺電機轉(zhuǎn)速的同時驅(qū)動搖擺電機；參考按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動搖擺電機；通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)來找出一個電機的電機驅(qū)動脈沖周期(Pcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，更新?lián)u擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)，并存儲搖擺電機目前的位置(Plast)。
仰俯電機驅(qū)動步驟可包括如下步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Tcycle)檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值，和由此確定是否隨著調(diào)節(jié)仰俯電機的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動仰俯電機；參考按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)數(shù)值(Tstate)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動方向(Tdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動仰俯電機；通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)來找出驅(qū)動一個電機的周期(Tcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，更新仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，并存儲仰俯電機目前的位置(Tlast)。
為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的一個實施例提供利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機(用于x軸驅(qū)動)，搖擺電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機(用于y軸驅(qū)動)和仰俯電機的驅(qū)動電路并分別通過減速裝置與兩個電機機械組合來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的裝置，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置包括定時器，在每個預(yù)定時間產(chǎn)生具有規(guī)則周期的中斷信號，用于驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機；程序存儲裝置(ROM)，用于存儲在定時器產(chǎn)生的每個中斷信號對電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)的一系列電機驅(qū)動程序，和根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動方向和預(yù)定轉(zhuǎn)速順序地控制搖擺電機或仰俯電機；主處理單元(MPU)，用于存儲被控制的攝像機的識別碼，利用攝像機屏幕的中點和目標(biāo)的中點通過來自外部的具體指令計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度，和根據(jù)定時器中斷信號運行ROM中存儲的電機驅(qū)動程序；第一數(shù)據(jù)存儲裝置(SRAM)，用于存儲主處理單元驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機所需的數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)存儲裝置(NVRAM)，用于存儲與主處理單元執(zhí)行了電機驅(qū)動程序后的搖擺電機或仰俯電機的目前位置相關(guān)的數(shù)據(jù)；和數(shù)據(jù)收發(fā)信機(UART& RS232)，用于提供發(fā)送器/接收器端口和路徑，以使主處理單元與外部通信。
主處理單元可存儲根據(jù)兩個電機和減速裝置，以及虛擬地細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)的攝像機屏幕確定的攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度預(yù)定的搖擺和仰俯電機的轉(zhuǎn)動范圍，和在驅(qū)動電機時對細(xì)分的屏幕中的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)，以便把攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點識別為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
按照下面的說明書、所附權(quán)利要求書、和附圖將使本發(fā)明的這些和其它特性、方面、和優(yōu)點變得更好理解，其中用相同標(biāo)號表示相同部件。在圖中

圖1是表明根據(jù)本發(fā)明用于控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置結(jié)構(gòu)的方框示意圖；圖2是說明在主計算機的確定單元產(chǎn)生攝像機轉(zhuǎn)動指令的情況下信號處理的流程圖；圖3是說明圖1的主處理單元中信號處理的流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法；圖4是說明電機驅(qū)動子程序中的信號處理的流程圖；圖5示出用于說明本發(fā)明中定義的電機驅(qū)動脈沖和其變量的波形的實例；和圖6至8示出用于說明用規(guī)則間隔細(xì)分的攝像機屏幕中的尋址概念和其朝向改變功能的顯示屏實例。
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是表明根據(jù)本發(fā)明控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置結(jié)構(gòu)的方框示意圖。參考圖1，該裝置包括可左/右或上/下轉(zhuǎn)動的攝像機180，用于左/右轉(zhuǎn)動攝像機的搖擺電機161和其驅(qū)動電路160，用于上/下轉(zhuǎn)動攝像機的仰俯電機171和其驅(qū)動電路170，和把電機161、171與攝像機180機械組合以便降低電機161、171的轉(zhuǎn)速的搖擺齒輪162和仰俯齒輪172。另外，該裝置還包括用于產(chǎn)生具有規(guī)則周期的中斷信號的定時器110，以便在每個預(yù)定時間驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機；用于存儲對在由定時器產(chǎn)生的每個中斷信號對每個電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)的一系列電機驅(qū)動程序，和根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動方向和預(yù)定轉(zhuǎn)速順序控制搖擺電機或仰俯電機的ROM120；用于存儲被控制的攝像機的識別碼，利用攝像機屏幕的中點和攝像機的攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點通過來自外部的具體指令計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度，和根據(jù)定時器中斷信號運行ROM中存儲的電機驅(qū)動程序的主處理單元(MPU)100；用于存儲主處理單元驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機所需的數(shù)據(jù)的靜態(tài)RAM(SRAM)140；和用于存儲與攝像機識別碼有關(guān)的第二數(shù)據(jù)或與主處理單元執(zhí)行電機驅(qū)動程序后搖擺電機或仰俯電機的當(dāng)前位置有關(guān)的當(dāng)前數(shù)據(jù)的非易失性RAM(NVRAM)。本發(fā)明的裝置還包括諸如UART或RS232之類的數(shù)據(jù)收發(fā)信機130，用于提供發(fā)送器/接收器端口和路徑，以使主處理單元可與外部通信。
此時，主處理單元MPU100可獨立操作，并且還通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機130連接到外部主計算機30。因此，主處理單元100可以根據(jù)來自外部主計算機30的指令控制攝像機的運動。這樣，MPU應(yīng)存儲將被控制的攝像機的識別碼。為了執(zhí)行來自外部的朝向改變指令，MPU存儲根據(jù)兩個電機和減速器，以及虛擬細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)的攝像機屏幕確定的攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度預(yù)定的搖擺電機和仰俯電機的轉(zhuǎn)動角度的數(shù)據(jù)。在驅(qū)動電機時，MPU對細(xì)分屏幕中的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)，以便把攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點識別為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)中點。
主計算機30確定屏幕上的目標(biāo)坐標(biāo)是否改變，并計算屏幕中心與目標(biāo)的改變坐標(biāo)之間的距離。主計算機30可包括用于把攝像機轉(zhuǎn)動指令與對應(yīng)的攝像機的攝像機識別碼ID一起給予MPU的方向改變確定單元(圖1未示出)，以使攝像機移動得與計算的距離一樣多。
搖擺/仰俯驅(qū)動電機和減速單元中的每一個包括一個步進電機和一個變速箱。特別是，步進電機按左/右240pps和上/下80pps，18°/脈沖轉(zhuǎn)動，以便與以x軸為基礎(chǔ)的左/右240個步進和以y軸為基礎(chǔ)的上/下80個步進的轉(zhuǎn)動步進數(shù)相對應(yīng)，使電機每一秒轉(zhuǎn)動12次。此時，齒輪箱以1/48的速率減小步進電機的轉(zhuǎn)速，然后攝像機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變成672g·cm(最大)，以使搖拍/仰俯拍攝攝像機以左/右90°/秒和上/下30°/秒的角速度轉(zhuǎn)動。可根據(jù)細(xì)分屏幕上轉(zhuǎn)動步進數(shù)的改變調(diào)節(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
另外，搖拍/仰俯拍攝攝像機180的中點是驅(qū)動攝像機的參考點，開始供電時，搖拍/仰俯拍攝攝像機轉(zhuǎn)向該參考點。因此，此后攝像機根據(jù)缺省或使用者的意愿從參考點轉(zhuǎn)向服務(wù)對象的方向。
另一方面，在攝像機從工廠交貨時，攝像機識別碼(CID)有一個初始值x′00′。然而，CID可根據(jù)來自外部的指令從x′00′任意改變到x′FF′。所有搖拍/仰俯拍攝攝像機識別一個共同的宏識別碼(MID)和特有的攝像機識別碼(CID)。通常使用宏識別碼(MID)而與特有的攝像機識別碼(CID)無關(guān)，并設(shè)定為x′00′。
圖2示范性地示出用于為捕捉到目標(biāo)的攝像機產(chǎn)生攝像機轉(zhuǎn)動指令的方向改變確定單元的信號流程。參考圖2，主計算機30可以包括如下邏輯控制步驟S1確定屏幕上目標(biāo)的坐標(biāo)是否移動，S32，S33計算從攝像機屏幕的中點坐標(biāo)到目標(biāo)的移動坐標(biāo)的距離，和將該距離變換成攝像機的位移坐標(biāo)，S34，S35用變換的位移坐標(biāo)替換攝像機的當(dāng)前位置坐標(biāo)，檢驗位移坐標(biāo)是否在攝像機的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)，S36，S37在位移坐標(biāo)不在轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的情況下校正位移坐標(biāo)并命令攝像機轉(zhuǎn)動，或在位移坐標(biāo)在轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的情況下命令攝像機立即轉(zhuǎn)動。
圖3是說明圖1的主處理單元中信號處理的流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明圖2的攝像機轉(zhuǎn)動指令控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法。參考圖3，本發(fā)明方法的一個實施例包括如下步驟S201-204初始化電機的外圍設(shè)備和其變量，通過分析從外部給予的指令等待接收朝向改變指令和電機速度調(diào)節(jié)指令；S205-208在接收到朝向改變指令的情況下檢驗搖拍/仰俯拍攝攝像機是否停止，利用接收的攝像機屏幕目前的中點和接收的兩個電機處在停止?fàn)顟B(tài)時的目標(biāo)中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和角度，根據(jù)計算的方向和角度設(shè)定搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，并由此根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號控制搖擺和仰俯電機的子程序，和S209-S211在接收到電機速度調(diào)節(jié)指令的情況下把搖擺和仰俯電機的轉(zhuǎn)速設(shè)定成新值。在此，等待接收朝向改變指令的步驟包括如下步驟S202通過檢驗來自外部的攝像機識別碼CID(流程中未示出)有選擇地接收與每個攝像機對應(yīng)的指令，分析接收的指令；S203確定所分析的指令是否是朝向改變指令；和S204確定所分析的指令是否是電機速度調(diào)節(jié)。當(dāng)然，可由用于把攝像機檢測的目標(biāo)中點指定為轉(zhuǎn)動電機的目標(biāo)中點的方向指定功能執(zhí)行朝向改變指令。
流程圖中的信號處理僅僅是說明利用用于左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機，及其驅(qū)動電路，用于上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機及其驅(qū)動電路，和通過減速器與兩個電機機械組合并由數(shù)據(jù)收發(fā)信機相互并聯(lián)的多個攝像機，通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機控制攝像機左/由或上/下轉(zhuǎn)動的方法的一個實施例。
該信號處理方法可具有另一個實施例，包括利用攝像機屏幕的中點和攝像機捕捉的目標(biāo)的中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和角度的轉(zhuǎn)動方向和角度計算步驟，根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機以及根據(jù)預(yù)定的轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動攝像機的電機控制步驟。
在本發(fā)明的實施例中，轉(zhuǎn)動角度計算步驟通過兩個電機和減速單元確定的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度設(shè)定水平和垂直轉(zhuǎn)動范圍，將攝像機屏幕虛擬細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)，以便將攝像機屏幕中檢測的目標(biāo)的中點識別成轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
圖4是說明電機控制步驟中信號處理的流程圖。參考圖4，電機控制步驟可包括以下步驟S217-1至S217-13在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，參考電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir)來向前或向后驅(qū)動搖擺電機；S217-21至217-33在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，參考電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動方向(Tdir)來向前或向后驅(qū)動仰俯電機。
在產(chǎn)生定時器中斷信號時執(zhí)行搖擺電機驅(qū)動步驟。搖擺電機驅(qū)動步驟包括以下步驟S217-1至S217-5和217-13在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Pcycle)檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，并由此確定在調(diào)節(jié)搖擺電機的轉(zhuǎn)速時是否驅(qū)動搖擺電機；S217-7，S217-8通過參考按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir)輸出一系列電機驅(qū)動脈沖來驅(qū)動搖擺電機向前或向后；S217-9，S217-11通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)找出驅(qū)動一個電機的周期(Pcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，更新?lián)u擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)，和存儲搖擺電機的當(dāng)前位置(Plast)。
在產(chǎn)生定時器中斷信號時執(zhí)行仰俯電機驅(qū)動步驟。仰俯電機驅(qū)動步驟包括如下步驟S217-21至217-25和217-33在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Tcycle)檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，并由此確定隨著調(diào)節(jié)仰俯電機的轉(zhuǎn)速是否驅(qū)動仰俯電機；S217-27，S217-28通過參考按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動方向(Tdir)分類的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)輸出一系列電機驅(qū)動脈沖來驅(qū)動仰俯電機向前或向后；S217-29，S217-31通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)找出驅(qū)動一個電機的周期(Tcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，更新仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，和存儲仰俯電機的當(dāng)前位置(Tlast)。
此時，可利用分開的過程執(zhí)行搖擺電機驅(qū)動步驟和仰俯電機驅(qū)動步驟。因此，本發(fā)明可獨立或順序，或甚至輪流執(zhí)行搖擺電機驅(qū)動步驟和仰俯電機驅(qū)動步驟。
圖5示出用于說明本發(fā)明中定義的電機驅(qū)動脈沖和其變量的波形的實例，其中示出提供給步進電機的每一極的兩個脈沖P1、P2和電機驅(qū)動脈沖P3的形狀和關(guān)系。在圖中，t0、t1、t2、t3分成搖擺電機的驅(qū)動脈沖的四種狀態(tài)，而從t0至t3的兩個脈沖信號P1、P2是電機順時針轉(zhuǎn)動情況的實例。Pcycle表示一個搖擺電機的驅(qū)動脈沖的輸出周期，并包括用于延遲電機驅(qū)動的變量(Pidle)和搖擺電機驅(qū)動脈沖(Pstate)的輸出時間，表示為t0、t1、t2、t3。Pcnt表示用于驅(qū)動的Pcycle的希望值，并由實質(zhì)上控制該攝像機的外部計算機或主控制單元指定Pcnt。
雖然圖中未示出，仰俯電機的驅(qū)動脈沖與搖擺電機的驅(qū)動脈沖相同，在此不再說明。
圖6和7示出目前攝像機的中心坐標(biāo)是M(x1，y1)和攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中心坐標(biāo)是T(x2，y2)的情況，主處理單元利用細(xì)分屏幕中的間距計算兩個坐標(biāo)之間x軸的位移(|x2-x1|)和y軸的位移(|y2-y1|)，然后將目標(biāo)的中心(x2，y2)移動與所計算的位移相同的位移，以使該目標(biāo)位于屏幕的中點(0，0)。
圖8示出具有攝像機可在其中轉(zhuǎn)動的規(guī)則間隔的細(xì)分的最大轉(zhuǎn)動范圍，其中在中央部分的矩形對應(yīng)攝像機取景器屏幕的顯示屏。攝像機的中央部分2可以在最大轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)左/右或上/下移動，以便在屏幕上顯示所希望的部分。
下面說明如上構(gòu)成的本發(fā)明的操作和效果。但該操作作為實例說明，其中多個搖拍/仰俯拍攝攝像機并聯(lián)并由主計算機控制。
首先，朝向可尋址特性是根據(jù)本發(fā)明的搖拍/仰俯拍攝攝像機的主要特有特征。假設(shè)攝像機的中點是M(x1，y1)。如果目標(biāo)的坐標(biāo)是T(x2，y2)，主計算機的方向改變確定單元檢測屏幕上的目標(biāo)，通過圖2的信號處理計算從M到T的位移。另外，主計算機為MPU產(chǎn)生朝向改變指令，以將攝像機轉(zhuǎn)到T(x2，y2)。此時，x軸和y軸驅(qū)動單元獨立地轉(zhuǎn)動攝像機，以使攝像機可在最短的路徑上直接轉(zhuǎn)動。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明的搖擺和仰俯電機采用精確地控制轉(zhuǎn)動角度的步進電機。步進電機以左/右240pps和上/下80pps，18°/脈沖轉(zhuǎn)動，以便與轉(zhuǎn)動步進數(shù)相對應(yīng)，使電機每一秒轉(zhuǎn)動12次。另外，減速單元包括以1/48的速率的降低步進電機的轉(zhuǎn)速，然后使攝像機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變成672·cm(最大)的變速箱。因此，搖拍/仰俯拍攝攝像機以左/右90°/秒和上/下30°/秒的角速度轉(zhuǎn)動。特別是，搖擺電機可通過減速單元以0.375°/步右/左轉(zhuǎn)動240步來在右/左±90°的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動攝像機。同時，仰俯電機可通過減速單元以0.375°/步上/下轉(zhuǎn)動80步來在上/下±30°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動攝像機。
為了明確指定攝像機的轉(zhuǎn)動方向，利用步進電機和減速齒輪確定的精細(xì)角度預(yù)先指定攝像機的水平和垂直轉(zhuǎn)動范圍。利用與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)虛擬地細(xì)分?jǐn)z像機屏幕，以使攝像機屏幕中檢測的目標(biāo)的中點被識別為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)坐標(biāo)。
如圖3所示，根據(jù)從外部計算機通過RS-232串行通信到主處理單元的各種指令中的朝向改變指令執(zhí)行控制搖擺/仰俯的信號處理。另外，由MPU100把幾個變量提供給定時器，根據(jù)從定時器110定期產(chǎn)生的定時中斷信號開始控制搖擺/仰俯電機的信號處理。
首先，S201MPU100初始化驅(qū)動電機所需的變量，S202通過檢驗來自外部的攝像機識別碼(CID)有選擇地接收與每個電機對應(yīng)的適當(dāng)指令，S202分析接收的指令，S203然后確定接收的指令是否是朝向改變指令。此時，由方向指定功能發(fā)出朝向改變指令，將該目標(biāo)中心的坐標(biāo)指定為轉(zhuǎn)動電機的目標(biāo)點。作為確定的結(jié)果，如果MPU從外部接收到朝向改變指令，MPU利用攝像機屏幕的當(dāng)前中點和目標(biāo)的當(dāng)前中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir，Tdir)和轉(zhuǎn)動角度，然后設(shè)定轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt，Tcnt)，S207，S208。
在檢測如圖6所示目標(biāo)的情況下，MPU100以x1-x2＝Pcnt和y1-y2＝Tcnt的方式計算轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt，Tcnt)，然后將Pcnt和Tcnt作為定時器中斷信號發(fā)送。此時，向定時器中斷信號發(fā)送計算的符號+/-作為Pdir和Tdir中攝像機的方向符號。
如上面說明的，定時器中斷信號在設(shè)定Pdir、Pcnt、Tdir和Tcnt時開始驅(qū)動電機。此時，根據(jù)作為分開指令確立給搖拍/仰俯拍攝攝像機的Prate確定電機的轉(zhuǎn)速。
定時器根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號執(zhí)行用于驅(qū)動電機的信號處理，以便順序地驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機并轉(zhuǎn)動攝像機，直到目標(biāo)的中點位于屏幕的中點。此時，根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速(Prate，Trate)確定每個電機的轉(zhuǎn)速。
電機驅(qū)動信號處理步驟從外部裝置接收指定搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向的變量(Pdir)，指定步進電機的轉(zhuǎn)動角度的變量(Pcnt)，和調(diào)節(jié)攝像機的轉(zhuǎn)速的變量(Prate)，以便向所希望的方向轉(zhuǎn)動搖擺電機。
如圖4所示，步驟S217-1通過檢驗轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)確定是否驅(qū)動搖擺電機。在轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)是″0″的情況下，MPU識別不再需要驅(qū)動電機，然后停止驅(qū)動。在轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)不是″0″的情況下，MPU驅(qū)動電機，直到Pcnt達(dá)到″0″。此時，在步驟S217-11執(zhí)行Pcnt的更新，電機驅(qū)動脈沖輸出周期結(jié)束。
然后，步驟S217-3和S217-5通過在每個Pcycle對搖擺電機的轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)計數(shù)來調(diào)節(jié)搖擺電機的轉(zhuǎn)速(Prate)。
此后，步驟S217-7參考用t0、t1、t2、t3分類的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和搖擺電機的轉(zhuǎn)動方向(Pdir)向搖擺電機輸出一系列脈沖信號。根據(jù)該脈沖信號驅(qū)動電機向前或向后。
此后，步驟S217-9更新步驟S217-7中使用的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)并在t0和t3之間的范圍內(nèi)保持狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)。因此，Pstate在每個中斷信號以t0-t1-t2-t3-t0-t1-t2...的方式改變。
步驟S217-11在作為電機驅(qū)動脈沖的輸出周期的Pcycle的結(jié)束時間把Pstate初始化為t0，并通過把Prate復(fù)制成Pidle來初始化Pidle。此后，步驟S217-11根據(jù)一個驅(qū)動周期的結(jié)束來更新Pcnt，然后在非易失性RAM中存儲電機的當(dāng)前位置Plast。
在此，Pidle的功能是對每個定時器中斷計數(shù)，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的周期，并由此調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。
驅(qū)動仰俯電機的步驟S217-21至S217-33與驅(qū)動搖擺電機的步驟相同，并可連到驅(qū)動搖擺電機的的流程圖的前面后后面。
本發(fā)明通過把攝像機屏幕虛擬地細(xì)分成規(guī)則的間隔，檢測細(xì)分的攝像機屏幕中目標(biāo)的位置，并由此直接向目標(biāo)轉(zhuǎn)動攝像機來迅速跟蹤攝像機捕捉的目標(biāo)，具有進行目標(biāo)跟蹤和使用圖象識別的軟件處理簡單，提高了處理速度，和提高了攝像機的轉(zhuǎn)速的優(yōu)點。
已詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置和控制方法。然而，應(yīng)該理解，雖然給出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，詳細(xì)描述和具體實例僅作為說明給出，本領(lǐng)域技術(shù)人員從該詳細(xì)說明得出本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種變化和改變是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機(用于x軸驅(qū)動)，搖擺電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機(用于y軸驅(qū)動)和仰俯電機的驅(qū)動電路并分別通過減速裝置與兩個電機機械組合來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的方法，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法包括步驟在攝像機捕捉到目標(biāo)運動時產(chǎn)生具有規(guī)則周期的定時器中斷信號，利用攝像機屏幕的中點和攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度；和通過根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機，和根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動攝像機來控制電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中轉(zhuǎn)動角度計算步驟通過由兩個電機和減速裝置確定的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度來設(shè)定水平和垂直轉(zhuǎn)動范圍，和把攝像機屏幕虛擬地細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)，以便識別攝像機屏幕中檢測的目標(biāo)的中點作為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟包括步驟在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，參考搖擺電機的電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動方向(Pdir)來向前或向后驅(qū)動搖擺電機；和在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，參考仰俯電機的電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動方向(Tdir)來向前或向后驅(qū)動仰俯電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟獨立地控制驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟順序執(zhí)行驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中搖擺電機驅(qū)動步驟包括步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Pcycle)檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(pidle)，和由此確定是否在調(diào)節(jié)搖擺電機轉(zhuǎn)速的同時驅(qū)動搖擺電機；參考搖擺電機的按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動方向(Pdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動搖擺電機；和通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)來找出一個電機的電機驅(qū)動脈沖周期(Pcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，更新?lián)u擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)，并存儲搖擺電機目前的位置(Plast)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中仰俯電機驅(qū)動步驟包括步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Tcycle)檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，和由此確定是否隨著調(diào)節(jié)仰俯電機的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動仰俯電機；參考仰俯電機的按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動方向(Tdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動仰俯電機；和通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)來找出一個電機的電機驅(qū)動脈沖周期(Tcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，更新仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，并存儲仰俯電機目前的位置(Tlast)。
8.一種利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機，搖動電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機和仰俯電機的驅(qū)動電路，和通過減速裝置與兩個電機機械組合并通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機相互并聯(lián)的多個攝像機，通過數(shù)據(jù)收發(fā)信機來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的方法，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法包括步驟在攝像機捕捉到目標(biāo)運動時產(chǎn)生具有規(guī)則周期的定時器中斷信號，利用攝像機屏幕的中點和目標(biāo)的中點計算轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度；和通過根據(jù)具有規(guī)則周期的定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機，和根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和角度轉(zhuǎn)動攝像機來控制電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中轉(zhuǎn)動角度計算步驟通過由兩個電機和減速裝置確定的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度來設(shè)定水平和垂直轉(zhuǎn)動范圍，和把攝像機屏幕虛擬地細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)，以便識別攝像機屏幕中檢測的目標(biāo)的中點作為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟包括步驟初始化電機的外圍設(shè)備和其變量；接收和分析來自外部的指令；和利用攝像機屏幕目前的中點和目標(biāo)的中點，根據(jù)搖擺電機和仰俯電機目前的狀態(tài)設(shè)定搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，以便在從接收的指令中接收到朝向改變指令的情況下轉(zhuǎn)動每個攝像機。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟進一步包括步驟在從接收的指令中接收到該電機的電機速度調(diào)節(jié)指令的情況下通過把搖擺和仰俯電機的轉(zhuǎn)速設(shè)定成新值來調(diào)節(jié)每個攝像機的轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中指令接收和分析步驟包括步驟通過檢驗攝像機識別碼有選擇地接收與每個攝像機對應(yīng)的指令；分析接收的指令；確定所分析的指令是否是朝向改變指令；和在所分析的指令不是朝向改變指令的情況下確定所分析的指令是否是電機速度調(diào)節(jié)指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中由用于指定攝像機檢測的目標(biāo)的中點作為轉(zhuǎn)動電機的目標(biāo)點的方向指定功能執(zhí)行朝向改變指令。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟包括步驟在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，參考搖擺電機的電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動方向(Pdir)來向前或向后驅(qū)動搖擺電機；和在每個具有預(yù)定周期的定時器中斷信號，通過檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，參考仰俯電機的電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動方向(Tdir)來向前或向后驅(qū)動仰俯電機。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟獨立地控制驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中電機控制步驟順序執(zhí)行驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中搖擺電機驅(qū)動步驟包括步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Pcycle)檢驗搖擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，和由此確定是否在調(diào)節(jié)搖擺電機轉(zhuǎn)速的同時驅(qū)動搖擺電機；參考搖擺電機的按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動方向(Pdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動搖擺電機；和通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)來找出一個電機的電機驅(qū)動脈沖周期(Pcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Pstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Pidle)，更新?lián)u擺電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Pcnt)，并存儲搖擺電機目前的位置(Plast)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的方法，其中仰俯電機驅(qū)動步驟包括步驟在電機驅(qū)動脈沖的每個周期(Tcycle)檢驗仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)和確定到下一個驅(qū)動脈沖的延遲時間的轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，和由此確定是否隨著調(diào)節(jié)仰俯電機的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動仰俯電機；參考仰俯電機的按電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)分類的狀態(tài)數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動方向(Tdir)，通過輸出一系列電機驅(qū)動脈沖向前或向后驅(qū)動仰俯電機；和通過檢驗電機驅(qū)動脈沖的狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)來找出驅(qū)動一個電機的周期(Tcycle)的結(jié)束時間，在結(jié)束時間，初始化狀態(tài)計數(shù)值(Tstate)和轉(zhuǎn)動空閑值(Tidle)，更新仰俯電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)(Tcnt)，并存儲仰俯電機目前的位置(Tlast)。
19.一種利用左/右轉(zhuǎn)動的搖擺電機(用于x軸驅(qū)動)，搖擺電機的驅(qū)動電路，上/下轉(zhuǎn)動的仰俯電機(用于y軸驅(qū)動)和仰俯電機的驅(qū)動電路并分別通過減速裝置與兩個電機機械組合來控制搖拍/仰俯拍攝攝像機左/右或上/下轉(zhuǎn)動的裝置，其中控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置包括定時器，在每個預(yù)定時間產(chǎn)生具有規(guī)則周期的中斷信號，用于驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機；程序存儲裝置(ROM)，用于存儲在定時器產(chǎn)生的每個中斷信號對電機的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)的一系列電機驅(qū)動程序，和根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動方向和預(yù)定轉(zhuǎn)速順序地控制搖擺電機或仰俯電機；主處理單元(MPU)，用于存儲被控制的攝像機的識別碼，利用攝像機屏幕的中點和目標(biāo)的中點通過來自外部的具體指令計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度，和根據(jù)定時器中斷信號運行ROM中存儲的電機驅(qū)動程序；第一數(shù)據(jù)存儲裝置(SRAM)，用于存儲主處理單元驅(qū)動搖擺電機或仰俯電機所需的數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)存儲裝置(NVRAM)，用于存儲與在主處理單元執(zhí)行了電機驅(qū)動程序后的搖擺電機或仰俯電機的目前位置相關(guān)的數(shù)據(jù)；和數(shù)據(jù)收發(fā)信機(UART & RS232)，用于提供發(fā)送器/接收器端口和路徑，以使主處理單元與外部通信。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制搖拍/仰俯拍攝攝像機的裝置，其中主處理單元存儲根據(jù)兩個電機和減速裝置，以及虛擬地細(xì)分成與攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動步進數(shù)的攝像機屏幕確定的攝像機的精細(xì)轉(zhuǎn)動角度預(yù)定的搖擺和仰俯電機的轉(zhuǎn)動范圍，和在驅(qū)動電機時對細(xì)分的屏幕中的轉(zhuǎn)動步進數(shù)計數(shù)，以便把攝像機屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點識別為轉(zhuǎn)動攝像機的目標(biāo)點。
全文摘要
公開一種通過直接向目標(biāo)的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)動攝像機來控制搖拍/抑俯拍攝攝像機的裝置和方法,以便搖拍/仰俯拍攝攝像機可智能地跟蹤和有選擇地拍攝目標(biāo)的正面部分。包括步驟:利用攝像機屏幕的中點和屏幕中捕捉的目標(biāo)的中點計算攝像機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度;根據(jù)定時器中斷信號驅(qū)動搖擺電機和仰俯電機,并根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速和計算的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)動攝像機。因此,該裝置和方法使軟件的處理和用于跟蹤目標(biāo)的攝像機的轉(zhuǎn)速更快。
文檔編號G03B5/00GK1278074SQ0010927
公開日2000年12月27日 申請日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者金云龍 申請人:金云龍