軌道攝像機器人控制系統(tǒng)設計.pdf

1、軌道移動拍攝是影視行業(yè)中一種特殊的拍攝手段，由于其能夠提供連續(xù)的移動拍攝畫面，因而可以顯著增強一些節(jié)目的視覺效果。早期的軌道移動拍攝依靠人力推動軌道車，并由攝像師坐在車上進行人工拍攝，其缺點是對攝像師的操控要求高，且難以提供高穩(wěn)定性的精準拍攝，尤其是對一些需要重復拍攝的畫面，無法保證多次拍攝的一致性。為了滿足軌道移動拍攝的特殊需要，近年來誕生了軌道攝像機器人，其通過采用大量的自動化技術，在保證高質量拍攝的同時，能夠極大降低對攝像師的操控

2、要求。
　　針對目前市場現(xiàn)有設備的一些應用局限性，本文研究了一種軌道攝像機器人系統(tǒng)，其主要由仿生三腳架、控制柜、軌道車、伸縮柱以及云臺等部分組成，操控人員通過仿生三腳架操控軌道車、伸縮柱以及云臺的同步運動，從而能夠輕易實現(xiàn)各種高質量的拍攝應用。本文主要研究了該軌道攝像機器人控制系統(tǒng)的設計方法，所完成的主要工作如下:
　　(1)在分析軌道攝像機器人應用需求的基礎上，給出了其總體結構組成和工作原理，介紹了仿生三腳架、控制柜、軌道

3、車、伸縮柱以及云臺等主要部件的內部結構，并對各主要部件的工作模式以及部件之間的協(xié)同工作方式進行了說明。
　　(2)給出了軌道攝像機器人控制系統(tǒng)的硬件設計方法，以歐姆龍的N J301運動控制器為主控模塊，利用EtherCAT網(wǎng)絡實現(xiàn)各個模塊間的信號傳輸，針對應用需求對各個硬件模塊進行了具體選型，并設計了視頻同步等特殊應用電路。
　　(3)詳細分析了基于Sysmac Studio開發(fā)環(huán)境的控制系統(tǒng)軟件設計方法，給出了軟件的總體架

4、構以及其中各模塊之間的協(xié)同工作方式，重點介紹了同步運動控制、預置功能、軌跡設計、坐標計算等模塊的梯形圖和ST語言設計方法。
　　(4)闡述了基于NB_Designer開發(fā)環(huán)境的觸摸屏界面設計方法，給出了人機交互界面的總體架構以及各個界面之間的切換方式，分析了部分界面的具體設計方法以及其與控制系統(tǒng)之間的信息傳輸模式。
　　(5)介紹了軌道攝像機器人的調試情況，并針對調試過程中出現(xiàn)的一些問題，給出了控制系統(tǒng)的改進方法。