王 尚

山东省菏泽市单县第一中学

机器人摄像机的技术特点与应用分析

王 尚

山东省菏泽市单县第一中学

机器人摄像机一经问世就受到了人们的好评，本文从机器人摄像机的特点进行分析，比较出机器人摄像机的性能特点，对机器人摄像机的技术特点展开分析，总结出当前主要使用的机器人摄像机的类型，分别进行阐释，最后对机器人摄像机的应用进行研究，得出结论，机器人摄像机相比于传统摄像机拥有比较大的优势，在操作性、稳定性以及隐蔽性上都有很大的功能提升，在今后的研究中，应当不断提升机器人摄像机的性能，更好的为摄像领域的使用提供支持。

机器人摄像机；技术特点；应用

一、机器人摄像机的特点及技术原理

机器人摄像机是指能够实现摄像功能，在预先架设的轨道上进行移动的机器设备，在运作的过程中，由信息技术实现编程和技术控制。因而机器人摄像机的组成就离不开轨道设备，动力辅助系统，电源系统，以及相应的平衡辅助系统等主要部分的组成。一般来讲，机器人摄像机有硬轨索道以及钢索两种常见的类型。在供电方式上，机器人摄像机和家用电器的原理类似，主要有外部供电和自身供电两种类型，这两种供电类型各有各的优缺点，外界供电的用电持续时间更长，稳定性较好。但是往往在移动性上会做出一定的牺牲，内部供电供电时间持续性要差一些，但是能够实现机器人摄像机的快速运动，移动性更强。

现在的机器人摄像机实现平衡控制的主要方式是通过对微型陀螺仪或轨道（索道）弹轮变化的前期精确调试实现。在遥控指挥上，同样有有线指挥和无线指挥两种，有线指挥相较于无线指挥更为稳定，但是操作性不强。因而总结一下机器人摄像机具有的特点基本是以下几点：

首先是精确性，在运动摄像的过程中实现精准的摄像，其次是稳定性，由于是机器人的操作，机器人摄像机不需要人力进行控制，在动力上和调校的时候更加稳定。在机动性上机器人摄像机性能卓越，可以实现人为难以实现的角度和位置。此外，在隐蔽性上，由于机器人摄像机体积较小，就能呈现出很好的画面效果，最后就是扩张性上，通过程序设定实现镜头起始点和落幅点的精准控制，配合虚拟场景技术，完美呈现虚实结合效果。

相关原理：用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。一个典型的机器视觉系统包括：光源、镜头、相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。

二、机器人摄像机的类型

在摄像机机器人的分类上，大致可以分为三类，主要是高速轨道跟踪型摄像机、遥控跟踪轨道摄像机以及三维高空吊顶跟踪摄像机三大类。高速轨道跟踪型摄像机，顾名思义，速度很快，每小时的速度高达七十公里，并且还具备一定的稳定性，不容易丢失画面。三维高空吊顶跟踪摄像机，这种机器人摄像机十分灵活，角度可任意选择，可以从贴地运动角度舒适地过渡到空中俯视角度，获得的画面往往是传统摄像机所不能企及的。最后一种是遥控跟踪轨道摄像机，这种摄像机在遥控下的横移和升降，摄像机师傅直接在后台操作，不容易穿帮。通过电脑编程，可以按照预定程序实现拍摄。

三、机械人摄像机的应用及改进

摄像机机器人在文艺节目、体育报道，测量测绘、摄影娱乐都有很广的应用，但是，一般来说，机器人摄像机使用最多的还是电视台的各类体育转播之中，奥运会是这类机器人大显身手的好机会，在夏季奥运会和冬季奥运会大量使用机器人摄像机，不过在选择上，这两个奥运会使用的摄像机器人种类是多样的，即使同一场奥运会的不同项目，也会使用到不同的机器人摄像机，比如在冬季奥运会上的短道速滑项目上就是用高速电子兔这样的机器人摄像机，冬季两项的比扫中使用的是电动轨道来实时摄像，这样近距离的拍摄，呈现出不一样的画面。电视台在进行电视节目的制作的时候，会使用大量的电控轨道设备，以此实现节目分镜头的程序化设计，这对于制作成本的降低，规范节目制作流程，提升电视画面都有重要的作用。

机器人摄像机需要能够实现从大景别的全方位角度呈现所拍摄的画面，当前虚拟画面制作技术还有提升的空间，只有机器人摄像机和虚拟画面制作技术有效集结合，综艺节目的画面效果才能更加吸引人的眼球，随着其他科技技术的进步，能够实现科技技术之间的深入融合，机器人摄像机必将发会越来越大的作用。虚拟定位成像技术快速发展，而其成像效果主要取决于虚拟定位的准确度，改进后的机器人摄像机因为其精确的轨迹控制能力，得到越来越广泛的应用。

结论

机器人摄像机相比于传统摄像机拥有比较大的优势，在操作性、稳定性以及隐蔽性上都有很大的功能提升，在今后的研究中，应当不断提升机器人摄像机的性能，更好的为摄像领域的使用提供支持，科技是第一生产力，我国想真正的成为科技强国，就要不断地进行科研，提升包括机器人摄像机在内的众多科研产品的性能，为各行各业服务。

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王尚（1999-），男，汉族，山东省菏泽市单县第一中学，学生。