虛擬3D技術(shù)中攝像機云臺姿態(tài)高精度測試方法研究.pdf

1、虛擬3D合成的實質(zhì)是在拍攝過程中將實拍影像與虛擬3D物體、場景、動畫等進行實時融合，為使虛擬3D合成脫離虛擬演播室而適用于任意場景中，同時為提高虛擬3D合成后虛擬場景與實拍景象合成后的視覺體驗與真實感，本文基于對當前虛擬3D領(lǐng)域合成方法的研究，提出了一種以多傳感器融合技術(shù)和電子技術(shù)為基礎(chǔ)，對攝像機云臺搖臂系統(tǒng)進行高精度實時跟蹤定位的方法。
　　系統(tǒng)對攝像機云臺搖臂系統(tǒng)建立三維運動學(xué)模型，根據(jù)采集到的傳感器信息，計算出攝像機云臺搖臂

2、的當前姿態(tài)并打包發(fā)送至3D渲染工作站，3D渲染工作站軟件對云臺搖臂姿態(tài)信息進行解析，通過解析得到的姿態(tài)信息，實現(xiàn)將虛擬3D物體、場景、動畫等與實拍影像進行虛擬合成。
　　為了實現(xiàn)攝像機云臺姿態(tài)的高精度測試，本文基于現(xiàn)有云臺搖臂系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)，進行傳感器安裝方法研究，加持安裝多路高精度傳感器，其中包括:通過3D打印的齒輪使傳感器與攝像機鏡頭進行嚙合，傳遞攝像機鏡頭焦點、焦距的變化;用同軸過盈配合安裝的方式對云臺安裝俯仰姿態(tài)感受傳感器和

3、橫搖姿態(tài)感受傳感器;設(shè)計基于嵌入式芯片的傳感器數(shù)據(jù)采集與處理模塊，實現(xiàn)對多路傳感器的分時交互式數(shù)據(jù)采集與算法處理，并對攝像機信號進行同步信號解析，做到不丟一幀數(shù)據(jù)的進行數(shù)據(jù)收發(fā)，保證了姿態(tài)數(shù)據(jù)的完整性。分析了硬件可靠性，并采取了強接地等EMI措施。
　　通過大量的現(xiàn)場測試表明，系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸幀同步，云臺搖臂姿態(tài)跟蹤精度高，合成后效果真實，可脫離虛擬演播室工作于各種環(huán)境中，且具有高可靠性和強穩(wěn)定性，滿足拍攝工作中長期開機的需要。