[發明專利]一種舞臺燈光自動跟蹤系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710922477.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107567169A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 蔣偉楷;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 廣州市浩洋電子股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G05D3/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林偉斌,鄭永泉

技術領域

本發明涉及舞臺燈光控制系統，具體涉及一種舞臺燈光自動跟蹤系統及其控制方法。

背景技術

現有的舞臺燈光照明設備大致有以下幾種：

普通手動控制方向的燈光設備組：這類設備在操作時需要人員手工調節燈光的照射方向及亮度，不同燈組需要不同人員控制，由于人員疲勞或反應延遲等原因，導致使用時精確度較差，且需要耗費大量人力。

多個壓力傳感器檢測目標位置的舞臺燈光自動跟蹤系統：這類系統操作主要通過在舞臺上布設多個檢測裝置（壓力傳感器），實時檢測目標的位置，控制燈光的照射方向，實現舞臺燈光自動跟隨目標運動，達到自動無人操作的目的。如專利號為CN201689343U的實用新型專利（舞臺燈光自動跟蹤系統），能夠實現自動跟蹤目標功能。這類系統的缺點是需要在舞臺上布設壓力傳感器陣列，以及當跟蹤的表演者雙腳離開舞臺上時，就會無法跟蹤，同時也會受到舞臺上其它有重量物體的干擾。

多個定位基站檢測目標位置的舞臺燈光自動跟蹤系統：這類系統操作主要通過在舞臺上布設多個定位基站，實時檢測與跟蹤目標（定位單元）的距離，通過定位算法計算出所跟蹤目標的位置，根據基站擺放位置，計算出控制燈光的照射方向，實現舞臺燈光自動跟隨目標運動，達到自動無人操作的目的。如專利號為CN205320339U（一種智能舞臺追光燈控制裝置），它通過話筒內裝的定位裝置與舞臺上布設的定位基站實時通訊，對目標人物的動態定位，實現自動跟蹤目標功能。這類系統的缺點是需要在舞臺上布設多個定位基站，而且定位基站之間的距離要準確測量，當定位基站或話筒（定位裝置）遇到阻礙物時，定位目標的位置會受到干擾，加上無線通訊定位模塊測量間距本身存在誤差，從而導致出現定位不準的情況，影響燈光跟隨目標運動的準確性。

上述現有的舞臺燈光控制系統需要人工監控手動操作外，還有一些自動追蹤方案，不過存在應用局限性，以及容易受到外界干擾。

發明內容

為克服現有的技術缺陷，本發明提供了一種能夠實現全自動的追蹤舞臺演員的實時位置，自動將燈光聚點聚集在演員身上，操作簡單、實用性強且抗干擾性好的舞臺燈光自動跟蹤系統。

為實現本發明的目的，采用以下技術方案予以實現：

一種舞臺燈光自動跟蹤系統，其特征在于，包括：發射裝置、舞臺光源裝置、上位機軟件和攝像裝置；所述發射裝置可拆卸安裝在所要跟蹤的目標上；舞臺光源裝置用于照射所跟蹤的目標；攝像裝置用于檢測發射裝置的位置和拍攝目標的圖像，并把圖像和位置信號傳遞給上位機軟件，所述上位機軟件設有OpenCV計算機視覺庫和DMX512控臺，所述OpenCV計算機視覺庫用于處理攝像裝置傳輸過來的圖像，并根據圖像中的顏色提取、識別和跟蹤目標，再計算目標相對舞臺光源照射方向的偏移位置，通過DMX512控臺發送給舞臺光源裝置，舞臺光源裝置控制照射方向照向目標，實現舞臺燈光自動跟蹤目標運動。

目標或舞臺表演者身上攜帶了發射裝置后，攝像裝置能根據發射裝置檢測到目標的位置，進而把目標的位置信息傳遞給上位機軟件，上位機軟件中的OpenCV計算機視覺庫提前根據攝像裝置輸送過來的圖像進行識別目標，并確定目標的坐標，當攝像裝置把目標的位置信息傳遞過來后，OpenCV計算機視覺庫可以根據目標現在實時的位置確定目標的坐標，再對比目標現在實時的坐標與先前坐標，確定目標的位移信息，最后將位移信息通過DMX512控臺傳遞給舞臺光源裝置，控制舞臺光源裝置的照射方向照向目標，實現舞臺燈光自動跟蹤目標運動。

進一步地，所述發射裝置為紅外發射裝置，用于發出紅外不可見光。

紅外發射裝置用于發出紅外不可見光，攝像裝置能檢測出紅外不可見光，目標或舞臺表演者身上攜帶了紅外發射裝置后，攝像裝置能根據紅外發射裝置所發出的紅外不可見光檢測到目標的位置，進而把目標的位置信息傳遞給上位機軟件。

所述OpenCV計算機視覺庫設有camshift跟蹤算法，所述OpenCV計算機視覺庫將識別到的目標顏色發送給camshift跟蹤算法，camshift跟蹤算法跟蹤目標運動，獲取目標的坐標信息，并把坐標信息發送給上位機軟件。

camshift跟蹤算法OpenCV中基于顏色的跟蹤算法，它的基本思想是視頻圖像的所有幀作MeanShift運算，并將上一幀的結果（即Search Window的中心和大小）作為下一幀MeanShift算法的Search Window的初始值，如此迭代下去。