УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЕМКИ С ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Настоящее техническое решение относится к кинофототехнике и, в частности, к устройствам для съемки с подвижных объектов.
Известно устройство [1] для съемки с подвижных объектов, содержащее съемочную камеру, установленную посредством опорной площадки на штативе с регулируемой телескопической ногой (опорой), и платформу, на которой закреплен штатив.
Недостатками данного устройства для съемки с подвижных объектов являются:
- невозможность съемки при движении подвижных объектов по неровной (сложной по рельефу) поверхности, где стабилизатор изображения перестает работать;
- обязательное присутствие оператора в процессе съемки, что исключает возможность использования данного устройства, например, на роботах при дистанционной съемке в опасных местах.
Известно также устройство [2] для съемки с подвижных объектов, содержащее управляемую цифровую съемочную камеру, установленную посредством опорной площадки на штативе с шарнирными ногами, имеющими на другом конце дополнительные шарниры, трехкомпонентный акселерометр, платформу, на которой установлен блок управления, состоящий из последовательно соединенных компьютера и концентратора, через который к компьютеру подключены съемочная камера и выходы трехкомпонентного акселерометра.
Недостатком данного устройства для съемки с подвижных объектов является ограниченная возможность регулировки положения опорной площадки вызванная ограниченным рабочим ходом линейных электродвигателей.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для съемки с подвижных объектов является устройство [3] для съемки с подвижных объектов содержащее, управляемую цифровую съемочную камеру, установленную посредством опорной площадки на штативе с шарнирными ногами, имеющими на другом конце дополнительные шарниры, трехкомпонентный акселерометр, расположенный на опорной площадке, платформу, на которой установлен блок управления, состоящий из последовательно соединенных компьютера и концентратора, через который к компьютеру подключены съемочная камера и выходы трехкомпонентного акселерометра, шаговые поворотные серводвигатели, механически закрепленные на концах дополнительных шарниров и своими рабочими поворотными шестернями соприкасающиеся с кольцевой шестерней, расположенной по краю платформы, сервопривод, установленный на платформе, через концентратор подключенный к компьютеру, а выходами к управляющим входам шаговых поворотных серводвигателей, телескопическая опора, через сферический подшипник поддерживающая опорную площадку,
Недостатком известного устройства является невозможность запечатлеть одновременно, кроме крупно снимаемого объекта или снимаемого действия, еще и взаимное расположение окружающих их элементов, особенностей и деталей, наглядно представлять, как развивалось формируемое действие на фоне окружающей обстановки и в каких конкретно условиях совершались действия, подлежащие съемке. Подобная круговая съемка средним планом особенно актуальна в следственно-оперативной и экспертной практике.
Отмеченный недостаток в данном устройстве устраняется за счет того, что в устройство для съемки с подвижных объектов содержащее, управляемую цифровую съемочную камеру, установленную посредством опорной площадки на штативе с шарнирными ногами, имеющими на другом конце дополнительные шарниры, трехкомпонентный акселерометр, расположенный на опорной площадке, платформу, на которой установлен блок управления, состоящий из последовательно соединенных компьютера и концентратора, через который к компьютеру подключены съемочная камера и выходы трехкомпонентного акселерометра, шаговые поворотные серводвигатели, механически закрепленные на концах дополнительных шарниров и своими рабочими поворотными шестернями соприкасающиеся с кольцевой шестерней, расположенной по краю платформы, сервопривод, установленный на платформе, через концентратор подключенный к компьютеру, а выходами к управляющим входам шаговых поворотных серводвигателей, телескопическая опора, через сферический подшипник поддерживающая опорную площадку, введены камеры кругового обзора, расположенные на опорной площадке и, через концентратор, подключенные к компьютеру.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4), где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 и фиг. 3 представлены фронтальный вид и вид сверху, а на фиг. 4 -функциональная схема, поясняющая принцип его работы.
Цифровая управляемая съемочная камера 1 (фиг. 1, фиг. 2), установленная на опорной площадке 2, при движении подвижного объекта 6 (фиг. 2) по неровной поверхности, поворачивается в направлении объекта съемки вместе с опорной площадкой 2 на шарнирах 3 (фиг. 1, фиг. 2) за счет соответствующего изменения наклона шарнирных ног 4 относительно платформы 5 (фиг. 1, фиг. 3), установленной на подвижном объекте 6. Изменение наклона (вертикальной составляющей длины) шарнирных ног 4 осуществляется шаговыми поворотными серводвигателями 7 (фиг. 1 - фиг. 3), механически закрепленными на концах дополнительных шарниров 8 (фиг. 1, фиг. 2), путем их перемещения по кольцевой шестерне 9 (фиг. 1, фиг. 3) по сигналам от блока управления 10 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4) через сервопривод 11. Любые изменения положения опорной площадки 2 от горизонтального положения фиксируются трехкомпонентным акселерометром 12 (фиг. 2, фиг. 4) и по кабелю 13 (фиг. 1) передаются в блок управления 10 для соответствующей корректировки. Угловые перемещения шарнирных ног 4 относительно платформы 5, в процессе изменения их наклона, компенсируются дополнительными шарнирами 8 (фиг. 1, фиг. 2). Центрирование опорной площадки 2, с возможностью ее вертикального перемещения, обеспечивается телескопической опорой 14 (фиг. 1, фиг. 2). При этом телескопическая опора 14 поддерживает опорную площадку 2 через сферический подшипник 15 (на фиг. 2 показан в разрезе). Под съемочной камерой 1 на опорной площадке 2 (фиг. 1 - фиг. 3) равномерно по окружности расположены съемочные камеры кругового обзора 16, которые синхронно поворачиваются вместе с камерой 2 во время съемки.
Блок управления 10 (фиг. 4) построен на базе компьютера 17 и, последовательно соединенного с ним, концентратора 18 (распределителя сигналов, построенного на принципах, приведенных в учебнике [4]), через который на вход компьютера 17 поступают сигналы с трехкомпонентного акселерометра 12, съемочной камеры 1 и съемочных камер кругового обзора 16-1,…, 16-6, а с выхода компьютера 17 подаются управляющие сигналы на съемочную камеру 1 и, через сервопривод 11, на шаговые поворотные серводвигатели 7-1, 7-2, 7-3 (фиг. 1 - фиг. 4).
Перед практическим применением устройства проводят его «знакомство» с объектом съемки. Для этого оператор подключает к компьютеру 17 блока управления 10 внешний компьютер с дисплеем (например, ноутбук) и с помощью клавиатуры внешнего компьютера выводит на экран дисплея объект съемки, фиксируемый камерой 1 (например, типа PTZ- камеры). Полученное изображение, а также исходные угловые положения энкодеров шаговых поворотных серводвигателей 7-1, 7-2, 7-3 (например, типа SGMAN-A5A), поступающие на компьютер 17 через сервопривод 11 (например, типа SGDH-A5AE-OY), запоминаются в памяти компьютера 17 и в дальнейшем используются для сравнения с изображением, поступающим на него со съемочной камеры 1 в процессе съемки уже без оператора на подвижном объекте, например, в виде управляемого робота.
При движении подвижного объекта любые неровности поверхности и вибрации опорной площадки 2 устройства фиксируются трехкомпонентным акселерометром 12, сигналы которого, через концентратор 18 блока управления 10, поступают на компьютер 17, где сравниваются с сигналами энкодеров шаговых поворотных серводвигателей. По разности сигналов трехкомпонентного акселерометра 12 и энкодеров шаговых поворотных серводвигателей 7-1, 7-2, 7-3 компьютер 17 формирует сигналы управления на сервопривод 11, который пропорционально этим сигналам вырабатывает необходимую последовательность импульсов на управляющий вход каждого серводвигателя для его перемещения по кольцевой шестерне 9, тем самым выравнивая опорную площадку 2 со съемочной камерой 1 и камерами кругового обзора 16 компенсируя их вибрацию.
Одновременно со съемкой исследуемого объекта камерой 1 ведется синхронная съемка кругового обзора и окружающей обстановки камерами кругового обзора 16-1, …, 16-6 (например, на основе камеры Vuze компании HumanEyes Technologies). Данный видеоматериал позволяет в полном объеме проанализировать формируемое действие на фоне окружающей обстановки, что особенно актуально в следственно-оперативной и экспертной практике.
В случае отклонения подвижного объекта (управляемого робота) от заданного направления движения (например, при огибании препятствия) видеоизображение, поступающее со съемочной камеры 1 на компьютер 17, будет отличаться от исходного, хранящегося в памяти компьютера 17. Компьютер 17, в этом случае, посылает по кабелю 13 сигнал управления съемочной камерой 1, поворачивая ее оптическую ось вновь на объект съемки.
Литература
1. Патент RU 2071103 С1 на изобретение (аналог). Устройство для съемки с подвижных объектов. Опубликовано в БИ №36 от 27.12.1996.
2. Патент RU 126854 U1 на полезную модель (аналог). Устройство для съемки с подвижных объектов. Опубликовано в БИ №10 от 10.04.2013.
3. Патент RU 147361 U1 на полезную модель (прототип). Устройство для съемки с подвижных объектов. Опубликовано в БИ №31 от 10.11.2014.
4. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - СПб: Издательство «Питер», 2000.