王 尚

山東省菏澤市單縣第一中學(xué)

機器人攝像機的技術(shù)特點與應(yīng)用分析

王 尚

山東省菏澤市單縣第一中學(xué)

機器人攝像機一經(jīng)問世就受到了人們的好評，本文從機器人攝像機的特點進行分析，比較出機器人攝像機的性能特點，對機器人攝像機的技術(shù)特點展開分析，總結(jié)出當(dāng)前主要使用的機器人攝像機的類型，分別進行闡釋，最后對機器人攝像機的應(yīng)用進行研究，得出結(jié)論，機器人攝像機相比于傳統(tǒng)攝像機擁有比較大的優(yōu)勢，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)不斷提升機器人攝像機的性能，更好的為攝像領(lǐng)域的使用提供支持。

機器人攝像機；技術(shù)特點；應(yīng)用

一、機器人攝像機的特點及技術(shù)原理

機器人攝像機是指能夠?qū)崿F(xiàn)攝像功能，在預(yù)先架設(shè)的軌道上進行移動的機器設(shè)備，在運作的過程中，由信息技術(shù)實現(xiàn)編程和技術(shù)控制。因而機器人攝像機的組成就離不開軌道設(shè)備，動力輔助系統(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。一般來講，機器人攝像機有硬軌索道以及鋼索兩種常見的類型。在供電方式上，機器人攝像機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，外界供電的用電持續(xù)時間更長，穩(wěn)定性較好。但是往往在移動性上會做出一定的犧牲，內(nèi)部供電供電時間持續(xù)性要差一些，但是能夠?qū)崿F(xiàn)機器人攝像機的快速運動，移動性更強。

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

首先是精確性，在運動攝像的過程中實現(xiàn)精準的攝像，其次是穩(wěn)定性，由于是機器人的操作，機器人攝像機不需要人力進行控制，在動力上和調(diào)校的時候更加穩(wěn)定。在機動性上機器人攝像機性能卓越，可以實現(xiàn)人為難以實現(xiàn)的角度和位置。此外，在隱蔽性上，由于機器人攝像機體積較小，就能呈現(xiàn)出很好的畫面效果，最后就是擴張性上，通過程序設(shè)定實現(xiàn)鏡頭起始點和落幅點的精準控制，配合虛擬場景技術(shù)，完美呈現(xiàn)虛實結(jié)合效果。

相關(guān)原理：用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(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，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；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標(biāo)的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。一個典型的機器視覺系統(tǒng)包括：光源、鏡頭、相機（包括CCD相機和COMS相機）、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、機器人攝像機的類型

在攝像機機器人的分類上，大致可以分為三類，主要是高速軌道跟蹤型攝像機、遙控跟蹤軌道攝像機以及三維高空吊頂跟蹤攝像機三大類。高速軌道跟蹤型攝像機，顧名思義，速度很快，每小時的速度高達七十公里，并且還具備一定的穩(wěn)定性，不容易丟失畫面。三維高空吊頂跟蹤攝像機，這種機器人攝像機十分靈活，角度可任意選擇，可以從貼地運動角度舒適地過渡到空中俯視角度，獲得的畫面往往是傳統(tǒng)攝像機所不能企及的。最后一種是遙控跟蹤軌道攝像機，這種攝像機在遙控下的橫移和升降，攝像機師傅直接在后臺操作，不容易穿幫。通過電腦編程，可以按照預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)拍攝。

三、機械人攝像機的應(yīng)用及改進

攝像機機器人在文藝節(jié)目、體育報道，測量測繪、攝影娛樂都有很廣的應(yīng)用，但是，一般來說，機器人攝像機使用最多的還是電視臺的各類體育轉(zhuǎn)播之中，奧運會是這類機器人大顯身手的好機會，在夏季奧運會和冬季奧運會大量使用機器人攝像機，不過在選擇上，這兩個奧運會使用的攝像機器人種類是多樣的，即使同一場奧運會的不同項目，也會使用到不同的機器人攝像機，比如在冬季奧運會上的短道速滑項目上就是用高速電子兔這樣的機器人攝像機，冬季兩項的比掃中使用的是電動軌道來實時攝像，這樣近距離的拍攝，呈現(xiàn)出不一樣的畫面。電視臺在進行電視節(jié)目的制作的時候，會使用大量的電控軌道設(shè)備，以此實現(xiàn)節(jié)目分鏡頭的程序化設(shè)計，這對于制作成本的降低，規(guī)范節(jié)目制作流程，提升電視畫面都有重要的作用。

機器人攝像機需要能夠?qū)崿F(xiàn)從大景別的全方位角度呈現(xiàn)所拍攝的畫面，當(dāng)前虛擬畫面制作技術(shù)還有提升的空間，只有機器人攝像機和虛擬畫面制作技術(shù)有效集結(jié)合，綜藝節(jié)目的畫面效果才能更加吸引人的眼球，隨著其他科技技術(shù)的進步，能夠?qū)崿F(xiàn)科技技術(shù)之間的深入融合，機器人攝像機必將發(fā)會越來越大的作用。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確度，改進后的機器人攝像機因為其精確的軌跡控制能力，得到越來越廣泛的應(yīng)用。

結(jié)論

機器人攝像機相比于傳統(tǒng)攝像機擁有比較大的優(yōu)勢，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)不斷提升機器人攝像機的性能，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，我國想真正的成為科技強國，就要不斷地進行科研，提升包括機器人攝像機在內(nèi)的眾多科研產(chǎn)品的性能，為各行各業(yè)服務(wù)。

[1]李國棟.服務(wù)機器人智能空間中機器視覺測量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].山東大學(xué),2012.

[2]劉艷.機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)標(biāo)定研究[D].北京理工大學(xué), 2015.

[3]聶海濤.基于圖像局部特征的康復(fù)機器人目標(biāo)識別方法研究[D].中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所), 2015.

[4]陳建均.基于視覺預(yù)測的移動機器人控制方法研究[D].電子科技大學(xué),2014.

[5]王博.基于主動視覺的移動機器人視覺伺服控制策略研究[D].齊魯工業(yè)大學(xué),2013.

[6]龐鶴強.基于角點檢測與圖像匹配的機器人示教路徑修正算法研究[D].揚州大學(xué),2012.

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