[发明专利]获取摄像机姿态数据的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像机姿态数据测量领域，更具体地，涉及一种获取摄像机姿态数据的装置及其方法。

背景技术

近年来，信息发布系统以及广播电视的应用无处不在，遍及人们生活和社会的各行各业以及各种场合中。而这些信息来源于摄像机对活动现场的拍摄得出的视频画面，现有技术中，当拍摄的画面记录到磁带、光盘或传输到远端时将无法得到拍摄时摄像机的位置、运动速度、摄像机的拍摄角度等信息。特别是各种灾难或突发事件发生时，没有与视频画面对应的摄像机的姿态数据将事件现场重现，给指挥中心对现场事件的分析带来了不便，丢失了重要的证据。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种获取摄像机姿态数据的装置及其方法，能够解决现有技术中存在的无法得到摄像机现场拍摄的姿态数据的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种获取摄像机姿态数据的装置，包括：卫星定位系统、加速度传感器、陀螺仪和核心处理器,其中,卫星定位系统，与核心处理器相连，用于获取摄像机位置的经纬度和时间；加速度传感器，与核心处理器相连，用于与卫星定位系统配合，测量摄像机运动的速度和摄像机的位置；陀螺仪，与核心处理器相连，用于与卫星定位系统配合，测量摄像机运动的方向和拍摄角度以及测量摄像机的转动角速度；核心处理器，用于基于帧同步脉冲读取每帧视频所对应的卫星定位系统和各传感器数据，并将其做融合、滤波处理，得出摄像机所处的位置和姿态数据后将所处位置和姿态数据输出。

优选地，该装置还包括地磁传感器，与核心处理器相连，用于与当地实际磁场比较得出当前摄像机的拍摄角度同时配合加速度传感器将摄像机姿态数据初始化。

优选地，加速度传感器还用于利用重力加速度对地磁传感器做倾斜修正。

优选地，该装置还包括气压传感器，与核心处理器相连，用于测量摄像机所处位置的气压以及配合卫星定位系统计算摄像机所处的高度。

优选地，该装置还包括，帧同步发生器，分别与摄像机和核心处理器相连，用于从摄像机输出的视频信号中分离出帧同步脉冲，并将帧同步脉冲发送给核心处理器。

优选地，核心处理器包括，同步脉冲计数器，用于对帧同步脉冲进行计数。

优选地，地磁传感器还用于在陀螺仪静止时,基于同步脉冲计数器的脉冲数定期对摄像机姿态数据做校正。

另一方面，本发明还提供了一种获取摄像机姿态数据的方法，包括：卫星定位系统获取摄像机位置的经纬度和时间；加速度传感器与卫星定位系统配合测量摄像机运动的速度和摄像机的位置；陀螺仪与卫星定位系统配合测量摄像机运动的方向和拍摄角度以及测量摄像机的转动角速度；核心处理器基于帧同步脉冲读取每帧视频所对应的卫星定位系统和各传感器数据；将数据做融合、滤波处理得出摄像机所处位置和姿态数据，并将所处位置和姿态数据输出。

优选地，在摄像机拍摄之前，该方法还包括：地磁传感器与当地实际磁场比较得出当前摄像机的拍摄角度同时配合所述加速度传感器将所述摄像机姿态数据初始化；加速度传感器利用重力加速度对地磁传感器做倾斜修正。

优选地，该方法还包括：气压传感器测量摄像机所处位置的气压以及配合卫星定位系统计算摄像机所处的高度。

优选地，在摄像机拍摄时，该方法还包括：帧同步发生器从摄像机输出的视频信号中分离出帧同步脉冲，并将帧同步脉冲发送给核心处理器。

优选地，在将所述数据做融合、滤波处理得出摄像机所处位置和姿态数据，并将所处位置和姿态数据输出后还包括：同步脉冲计数器对所述帧同步脉冲进行计数；地磁传感器在陀螺仪静止时,基于同步脉冲计数器的脉冲数定期对摄像机姿态做校正。

本发明的技术效果：

1.由于本发明设置了卫星定位系统、加速度传感器、陀螺仪传感器以及核心处理器，摄像机不仅可以拍摄视频画面、采集声音，还可以测量出摄像机拍摄画面时，摄像机所处的位置、转动的角速度和移动速度等姿态数据，而且这些数据与视频画面的每一帧关联，如果是远端传输，远端用户看到视频的时候就可以看到摄像机拍摄时的姿态，并可以在地图上标出摄像机所在位置和拍摄角度，在各种灾难或突发事件发生时，如果将视频和姿态数据同时传到指挥中心，便于事件现场的重现，必要时可以作为重要证据使用，对高层领导起到积极作用；

2.由于本发明设置了地磁传感器，可以得出当前摄像机的拍摄角度同时配合加速度传感器将摄像机姿态数据初始化；地磁传感器，在陀螺仪静止时，基于同步脉冲计数器的脉冲数定期对摄像机姿态做校正，降低了摄像机在拍摄时获取姿态数据的误差，提高了姿态数据的精确度；