[發明專利]水下機器人攝像機云臺實時控制系統及其方法

有效

• 申請號: 201711260020.2
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107968915B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 陳斌;王萬國;許瑋;慕世友;李超英;李建祥;趙金龍;劉俍;李榮;任志剛;白萬建;楊波;孫曉斌;李勇;李筍;張用
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國網智能科技股份有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18;H04N13/376;H04N13/373
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

1.一種水下機器人攝像機云臺實時控制系統，其特征在于，包括跟蹤頭部運動的VR裝置、攝像機云臺和遠程控制平臺；

所述攝像機云臺安裝于水下機器人機體上，且用于接收遠程控制平臺所發送的控制指令來實現攝像機云臺的左右轉動和俯仰轉動；攝像機云臺上還固定有圖像采集裝置，其用于在攝像機云臺轉動的同時采集水下作業現場視頻圖像并上傳至遠程控制平臺；

所述遠程控制平臺，用于將接收到的水下作業現場視頻圖像發送至跟蹤頭部運動的VR裝置中，同時將跟蹤頭部運動的VR裝置的實時頭部位姿信息轉換為相應控制指令來實時調整攝像機云臺的角度和水下攝像機變焦鏡頭的焦距；

所述跟蹤頭部運動的VR裝置包括頭部位姿跟蹤器，所述頭部位姿跟蹤器包括陀螺儀、加速度計和磁力計；

所述遠程控制平臺設有位置歸零按鈕，其用于重置頸部坐標系的原點和方向；

所述攝像機云臺在左右轉動預設角度范圍內同步跟隨操作員頭部繞頸部坐標系垂直軸作左右兩側轉動，超過左右轉動預設角度范圍，則攝像機云臺保持左右角度不變，直到操作員頭部的左右轉動角度重新回到左右轉動預設角度范圍內，攝像機云臺恢復同步跟隨左右轉動；

圖像采集裝置包括水下攝像機和照明設備，其中水下攝像機的鏡頭采用可變焦距的變焦鏡頭；可變焦距的變焦鏡頭與焦距變化控制開關相連，所述焦距變化控制開關與遠程控制平臺相連；變焦鏡頭的焦距變化控制以操作員頭部左右傾斜運動作為指示動作，即操作員頭部向左傾斜角度超過預設角度并伴有向左側的加速度時，焦距變大。

2.如權利要求1所述的水下機器人攝像機云臺實時控制系統，其特征在于，所述攝像機云臺在俯仰轉動預設角度范圍內同步跟隨操作員頭部繞頸部坐標系水平軸作上下俯仰轉動，超過俯仰轉動預設角度范圍，則攝像機云臺保持俯仰角度不變，直到操作員頭部的俯仰轉動角度重新回到俯仰轉動預設角度范圍內，攝像機云臺恢復同步跟隨俯仰轉動。

3.如權利要求1所述的水下機器人攝像機云臺實時控制系統，其特征在于，操作員頭部向右傾斜角度超過預設角度并伴有向右側的加速度時，焦距變小。

4.一種如權利要求1所述的水下機器人攝像機云臺實時控制系統的控制方法，其特征在于，包括：

攝像機云臺上的圖像采集裝置在攝像機云臺轉動的同時采集水下作業現場視頻圖像并上傳至遠程控制平臺；

遠程控制平臺將接收到的水下作業現場視頻圖像發送至跟蹤頭部運動的VR裝置中，同時將跟蹤頭部運動的VR裝置的實時頭部位姿信息轉換為相應控制指令并傳送至攝像機云臺；

攝像機云臺接收遠程控制平臺所發送的控制指令來實現攝像機云臺的左右轉動和俯仰轉動。

5.如權利要求4所述的水下機器人攝像機云臺實時控制系統的控制方法，其特征在于，該方法還包括：

利用遠程控制平臺上的位置歸零按鈕重置頸部坐標系的原點和方向。

6.如權利要求5所述的水下機器人攝像機云臺實時控制系統的控制方法，其特征在于，該方法還包括：

遠程控制平臺通過控制焦距變化控制開關的旋轉角度來控制變焦鏡頭的焦距大小。