[发明专利]一种舞台追光灯自动控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种舞台追光灯自动控制系统，包括一个以上的追光灯控制装置、一个以上的UWB定位标签、八个UWB定位锚点、定位服务器以及控制终端；八个UWB定位锚点与一个以上的UWB定位标签构成三维定位系统，所述定位服务器能够获取定位标签的坐标，并根据定位标签的坐标与追光灯控制装置的坐标控制追光灯控制装置把LED聚光灯光投向目标。本发明采用多传感器融合的方法，具有更高的定位精度，同时能够采用较小的计算量保证定位的实时性。

技术领域

本发明涉及舞台追光灯设计领域，特别是一种舞台追光灯自动控制系统及方法。

背景技术

“追光灯”是用于展现舞台艺术中必不可少的重要照明灯具，传统“追光灯”的主要功能是在导演的指挥下，由工作人员控制在舞台上产生一个明亮的“一个硬而实的光圈”，在舞台上随着演员移动而移动。追光灯的使用可以根据节目的需要展现各种舞台艺术和体验，从而达到突出舞台重点、烘托环境气氛灯等目的。

市场上大多数的追光灯都必须由专业人员，根据的演出的需求，实现灯光追随；同时追光灯是高功率射灯，其散热系统可能涉及操作人员的安全问题。因此，操作追光灯是专业且有一定风险的工作。

目前市场上出现了一些追光灯的控制系统、追踪系统，试图解决追光灯的风险问题，如，有人采用超声波技术设计的舞台自动追光灯系统设计成功地解决人工控制灯光跟踪舞台演员的问题。另有人在室内的情况下激光测距对目标的距离精确测量，从而调节对目标光照度。此外还有人通过3D摄像头对舞台上的目标位置进行测定，从而控制舞台的追光自动调整角度实现舞台灯光的自动追随。

然而这些控制和追踪系统的提出从一定程度上解决了控制了操作人员的风险的问题，但是，使用都存在一定的缺陷，超声波具有比较强的方向性，会出现接收节点无法接收的情况，导致测距失效；基于激光测距的方法，只能测出和目标的距离，并无法进行目标定位；使用双目3D摄像头的，容易受到舞台灯光变化的影响，同时，摄像头视野受限容易产生死角，导致无法跟踪。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种舞台追光灯自动控制系统及方法，具有更高的定位精度，同时能够采用较小的计算量保证定位的实时性。

本发明采用以下方案实现：一种舞台追光灯自动控制系统，包括一个以上的追光灯控制装置、一个以上的UWB定位标签、八个UWB定位锚点、定位服务器以及控制终端；

所述八个UWB定位锚点分别设置在舞台边缘的八个顶点上；

每个追光灯控制装置均包括第一UWB定位模块、LED聚光灯、2.4G通信模块、与LED聚光灯配设的云台以及追光灯控制器，用以根据定位服务器发送的指令控制LED聚光灯追踪目标转动；

每个UWB定位标签均包括第二UWB定位模块、IMU模块、微处理器及电源模块，所述UWB定位标签设置在目标上并跟随目标移动；

所述定位服务器与UWB定位标签、追光灯控制装置通信相连，根据目标的位置控制追光灯控制装置实现追光。

进一步地，还包括协调器，所述协调器是定位服务器控制和收发数据的接口；协调器的USB接口与定位服务器连接；协调器的2.4Ghz无线接口与UWB定位标签、追光灯控制装置进行通信。

本发明还提供了一种基于上文所述舞台追光灯自动控制系统的方法，具体为：所述八个UWB定位锚点与一个以上的UWB定位标签构成三维定位系统，所述UWB定位标签内的微处理器采用UWB与IMU传感器的融合定位算法，计算自己的空间坐标，并将获得的坐标发送至定位服务器；所述追关灯控制装置定位将自己的空间坐标也发送给定位服务器；所述定位服务器通过协调器接收汇总UWB定位标签坐标和追光灯控制装置的定位坐标，并计算出由追光灯控制装置指向指定目标的方向信息；定位服务器将计算得到的方向信息发送给追光灯控制装置，追光灯控制装置通过转动云台把LED聚光灯光投向演员。