一种虚拟摄影用摇臂及其控制方法

技术领域

本发明涉及虚拟摄影技术领域，具体涉及一种虚拟摄影用摇臂及其控制方法。

背景技术

虚拟现实技术和增强现实技术开始渗透到了电影制作中，它打破了传统的电影制作的工作流程，提供了一种可交互的，实时的计划和创作电影的环境。比如，在电影拍摄计划阶段，使用动画建模软件搭建虚拟场景，配合运动捕获系统将跟踪的摄像机数据与虚拟场景中的虚拟摄影机进行绑定。这样，电影创作人员就能在这个阶段使用一些交互设备进行更加直观的、可视化的拍摄来实现他们的想法。这样就提高了电影前期制作的效率，使得创作者之间的交流更加方便和直观。

现有的摄影机运动控制系统是结合了软硬件设备的一套机械装置，它能够借助计算机准确控制机械装置的运动。从而达到摄影机在空间的定位，而这些轨迹数据又能不断精确的在空间重复，在电影特效合成领域有广泛的应用。

就目前而言，现有的虚拟摄影在实际的使用过程中，通常是通过摇臂实现对于虚拟摄影装置进行角度和位置调节。现有摇臂在实际使用过程中，其端部容易发生抖动导致虚拟摄影装置在工作过程中取景效果不佳的问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于公开一种虚拟摄影用摇臂及其控制方法，以改善现有的虚拟摄影装置所采用的摇臂在实际使用过程中，容易发生抖动导致调节虚拟摄影装置的实际取景效果不佳的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明公开一种虚拟摄影用摇臂，其包括：

基板，其固定连接有转动块，且所述转动块上设置有转动架，所述转动架是转动连接在所述转动块上；

主支架，其转动连接在所述转动架上，且所述主支架的一端连接有把手，以及所述主支架的另一端连接有安装杆，且所述安装杆与所述主支架之间枢转设置；

调控平台，其位于所述安装杆上，所述调控平台包括基座和转动座，所述转动座与所述基座连接，且在所述转动座上固定连接有摄影设备，以及所述基座是转动连接在所述安装杆上；

调节机构，是位于所述主支架和所述安装杆之间；以及

控制器，与所述调节机构电性连接，且可用于驱动所述调节机构运动；

其中，所述控制器依据所述主支架的转动角度，以驱动调节机构使得所述安装杆始终位于水平状态。

在本发明一方案中，所述转动座与所述基座之间是转动连接。

在本发明一方案中，还包括多组伸缩杆，所述伸缩杆是位于所述基座和所述转动座之间；

其中，所述伸缩杆的一端与所述基座之间铰接设置，以及所述伸缩杆的另一端与所述转动座之间铰接设置。

在本发明一方案中，多组伸缩杆分设有三组，单一组内包括两组伸缩杆；

其中，所述转动座与所述基座分别是圆盘结构，所述伸缩杆在所述基座或者所述转动座上的铰接点两两一组，且所述铰接点在所述基座或者所述转动座上呈中心对称设置。

在本发明一方案中，所述基座上开设有锥形面，所述锥形面是位于靠近所述转动座一侧，且所述伸缩杆与所述基座的铰接点是位于所述锥形面上。

在本发明一方案中，所述伸缩杆包括套筒和滑杆，且所述滑杆是滑动连接；

其中，所述套筒和所述滑杆之间可允许设置有动力源，且所述动力源可用于驱动所述滑杆与所述套筒之间相对滑动。

在本发明一方案中，还包括电机，其固定连接在所述安装杆上，且所述电机与所述基座之间传动连接；其中，所述电机是用于驱动所述基座转动。

在本发明一方案中，所述调节机构包括伸缩缸和调节缸；

其中，所述伸缩缸的缸体是固定连接在主支架上；以及

所述调节缸的一端与所述伸缩缸铰接，另一端与所述安装杆铰接；两个铰接点是分别位于所述安装杆与所述主支架的铰接点的两侧。

在本发明一方案中，所述调节缸采用伺服电缸，且所述控制器与所述调节缸之间电性连接。

本发明还提供一种包括如上述任意所述的虚拟摄影用摇臂的控制方法，其包括：

实时获取主支架与支撑架之间的角度数据，以及摄影装置的目标位置；

基于所述角度数据，查询角度数据-伸缩缸-调节缸的伸缩量的对照表，获取所述伸缩缸和所述调节缸的伸缩量数据；

基于所述伸缩量数据，调节所述伸缩缸和所述调节缸的伸缩量，确保安装座处于水平状态；

基于所述目标位置，调整多个所述伸缩杆的伸缩量，实时调整转动座以及位于转动座上的摄影装置摄影角度。

综上所述，本发明公开一种虚拟摄影用摇臂及其控制方法，其中控制器在获取主支架的角度数据后，通过查询预设的角度-伸缩缸-调节缸的伸缩量对照表，获取伸缩缸和调节缸的伸缩量。通过控制伸缩缸和调节缸的伸缩量，以确保安装杆始终处于水平状态。同时，多个伸缩杆可构建转动为一个六自由度的移动平台，以通过调控伸缩杆的长度，可实现转动座在六自由度内进行转动，同时多个伸缩杆可有效提高转动座在转动过程中的稳定性。可有效改善现有的虚拟摄影装置所采用的摇臂在实际使用过程中，容易发生抖动导致调节虚拟摄影装置的实际取景效果不佳的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种虚拟摄影用摇臂于一实施例中的结构示意图；

图2为本发明一种虚拟摄影用摇臂于一实施例中的伸缩杆的结构示意图；

图3为本发明一种虚拟摄影用摇臂于一实施例中的伸缩杆与基座的安装结构示意图；

图4为本发明一种虚拟摄影用摇臂的控制方法于一实施例中的流程示意图。

元件标号说明

10、基板；100、主支架；101、把手；102、支撑架；103、转动块；104、控制器；

120、安装杆；

130、调控平台；131、基座；1310、锥形面；132、转动座；133、伸缩杆；1331、套筒；1332、滑杆；

140、伸缩缸；150、电机；160、调节缸。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

请参阅图1，本发明公开一种虚拟摄影用摇臂，可用于改善现有的虚拟摄影装置所采用的摇臂在实际使用过程中，容易发生抖动导致调节虚拟摄影装置的实际取景效果不佳的问题。

其中，该摄影虚拟用摇臂至少包括基板10、主支架100、调控平台130、调节机构、控制器104以及摄影设备。可以理解的，摄影设备是位于调控平台130上，以通过调控平台130调节摄影设备的摄影角度。因此，在一定程度上，可允许通过调节平台调节摄影设备的摄影角度。

请参阅图1至图3，在一实施方式中，基板10上固定连接有转动块103，且在转动块103上转动设置有转动架。因此，转动架可允许沿着转动块103进行转动。需要注意的是，转动架与基板10之间为垂直设置。其中，主支架100是转动连接在转动架上，且在主支架100的一端连接有把手101。因此，可允许通过把手101驱动主支架100相对于转动架进行转，或者主支架100和转动架同时沿着基板10进行转动。同时，在主支架100的另一端设置有安装杆120，且安装杆120与主支架100之间为枢转设置。

需要注意的是，调节机构是位于安装杆120和主支架100之间，通过调节机构以调节安装杆120的位置。可以理解的，由于主支架100与转动架之间为铰接设置，使得主支架100相较于水平面而言其高度处于不定状态。因此，可允许通过调节机构，确保安装杆120始终处于水平状态。

请参阅图1至图3，在一实施方式中，控制器104是电性连接在调节机构上，以通过控制器104调控调调节机构的状态。具体来说，调节机构包括伸缩缸140和调节缸160，且调节缸160的缸体是铰接在伸缩缸140的缸杆上。伸缩缸140的缸体与主支架100固定连接，以及调节缸160的缸杆与安装杆120之间为铰接设置。可以理解的，伸缩缸140的两个铰接点是分别位于安装杆120与主支架100的铰接点的两侧。因此，可允许通过伸缩缸140的伸缩运动，以调节安装杆120的状态。同时，还可允许通过伸缩缸140的伸缩运动，以避免伸缩缸140出现奇点位置，进而提高伸缩缸140的实际的调节效果。

其中，伸缩缸140和调节缸160均采用伺服电缸，且伸缩缸140和调节缸160分别是电性连接在控制器104上。因此，可允许通过控制器104，调控伸缩缸140和调节缸160的工作状态。具体来说，可允许在主支架100和转动架之间设置角度传感器，以实时获取主支架100与转动架之间的角度数据。控制器104在获取该角度数据后，通过查询预设的角度-伸缩缸140-调节缸160的伸缩量对照表，获取伸缩缸140和调节缸160的伸缩量。通过控制伸缩缸140和调节缸160的伸缩量，以确保安装杆120始终处于水平状态。

请参阅图1至图3，在一实施方式中，调控平台130是连接在安装杆120上。调控平台130包括基座131和转动座132，且转动座132与基座131连接，以及基座131是转动连接在安装杆120上。可以理解的，摄影设备是位于转动座132上，以通过调控转动座132角度或者位置以实现摄影设备的角度调控。

其中，在转动杆上固定连接有电机150，且电机150与基座131之间为传动连接。因此，可允许通过电机150驱动基座131进行转动。对于摄影设备需要大范围的角度转动时，允许通过电机150驱动基座131进行转动。

需要注意的是，转动座132与基座131之间是转动连接，且在转动座132和基座131之间设置有多组伸缩杆133。伸缩杆133的一端与基座131之间为铰接设置，以及伸缩杆133的另一端与转动座132交接设置。其中，伸缩杆133设置有六个，且两两一组分设有三组。需要注意的是，单一组内的两个伸缩杆133之间为夹角设置。其中，转动座132和基座131分别是圆盘结构，伸缩杆133在基座131或者转动座132上铰接点两两一组，且铰接点在所述基座131或者所述转动座132上呈中心对称设置。

需要注意的是，在基座131上开设有锥形面1310，锥形面1310是位于靠近转动座132一侧，且伸缩杆133与基座131的铰接点是位于锥形面1310上。因此，多个伸缩杆133可构建转动为一个六自由度的移动平台，通过调控伸缩杆133的长度，可实现转动座132在六自由度内进行转动。同时，多个伸缩杆133可有效提高转动座132在转动过程中的稳定性。

伸缩杆133包括套筒1331和滑杆1332，且滑杆1332是滑动连接。其中，套筒1331和滑杆1332之间可允许设置有动力源，且动力源可用于驱动滑杆1332与套筒1331之间相对滑动。

可以理解的，动力源可允许电性连接在控制器104上，以通过控制器104调分别调控伸缩杆133的伸缩的长度。

请参阅图4，在一实施方式中，本发明还提供一种包括如上述实施例任意所述的虚拟摄影用摇臂的控制方法，其包括以下步骤。

步骤S10、实时获取主支架100与支撑架102之间的角度数据，以及摄影装置的目标位置。

步骤S20、基于所述角度数据，查询角度数据-伸缩缸-调节缸的伸缩量的对照表，获取所述伸缩缸140和所述调节缸160的伸缩量数据。

步骤S30、基于所述伸缩量数据，调节所述伸缩缸140和所述调节缸160的伸缩量，确保安装座处于水平状态。

步骤S40、基于所述目标位置，调整多个所述伸缩杆133的伸缩量，实时调整转动座132以及位于转动座132上的摄影装置摄影角度。

可以理解的，基于上述的控制方法可有效改善现有的虚拟摄影装置所采用的摇臂在实际使用过程中，容易发生抖动导致调节虚拟摄影装置的实际取景效果不佳的问题。

综上所述，本发明公开一种虚拟摄影用摇臂及其控制方法，其中控制器104在获取主支架100的角度数据后，通过查询预设的角度-伸缩缸140-调节缸160的伸缩量对照表，获取伸缩缸140和调节缸160的伸缩量。通过控制伸缩缸140和调节缸160的伸缩量，以确保安装杆120始终处于水平状态。同时，多个伸缩杆133可构建转动为一个六自由度的移动平台，以通过调控伸缩杆133的长度，可实现转动座132在六自由度内进行转动，同时多个伸缩杆133可有效提高转动座132在转动过程中的稳定性。

因此，可有效改善现有的虚拟摄影装置所采用的摇臂在实际使用过程中，容易发生抖动导致调节虚拟摄影装置的实际取景效果不佳的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。