[发明专利]一种舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及舞台灯光控制系统，具体涉及一种舞台灯光自动跟踪系统及其控制方法。

背景技术

现有的舞台灯光照明设备大致有以下几种：

普通手动控制方向的灯光设备组：这类设备在操作时需要人员手工调节灯光的照射方向及亮度，不同灯组需要不同人员控制，由于人员疲劳或反应延迟等原因，导致使用时精确度较差，且需要耗费大量人力。

多个压力传感器检测目标位置的舞台灯光自动跟踪系统：这类系统操作主要通过在舞台上布设多个检测装置（压力传感器），实时检测目标的位置，控制灯光的照射方向，实现舞台灯光自动跟随目标运动，达到自动无人操作的目的。如专利号为CN201689343U的实用新型专利（舞台灯光自动跟踪系统），能够实现自动跟踪目标功能。这类系统的缺点是需要在舞台上布设压力传感器阵列，以及当跟踪的表演者双脚离开舞台上时，就会无法跟踪，同时也会受到舞台上其它有重量物体的干扰。

多个定位基站检测目标位置的舞台灯光自动跟踪系统：这类系统操作主要通过在舞台上布设多个定位基站，实时检测与跟踪目标（定位单元）的距离，通过定位算法计算出所跟踪目标的位置，根据基站摆放位置，计算出控制灯光的照射方向，实现舞台灯光自动跟随目标运动，达到自动无人操作的目的。如专利号为CN205320339U（一种智能舞台追光灯控制装置），它通过话筒内装的定位装置与舞台上布设的定位基站实时通讯，对目标人物的动态定位，实现自动跟踪目标功能。这类系统的缺点是需要在舞台上布设多个定位基站，而且定位基站之间的距离要准确测量，当定位基站或话筒（定位装置）遇到阻碍物时，定位目标的位置会受到干扰，加上无线通讯定位模块测量间距本身存在误差，从而导致出现定位不准的情况，影响灯光跟随目标运动的准确性。

上述现有的舞台灯光控制系统需要人工监控手动操作外，还有一些自动追踪方案，不过存在应用局限性，以及容易受到外界干扰。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种能够实现全自动的追踪舞台演员的实时位置，自动将灯光聚点聚集在演员身上，操作简单、实用性强且抗干扰性好的舞台灯光自动跟踪系统。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种舞台灯光自动跟踪系统，其特征在于，包括：发射装置、舞台光源装置、上位机软件和摄像装置；所述发射装置可拆卸安装在所要跟踪的目标上；舞台光源装置用于照射所跟踪的目标；摄像装置用于检测发射装置的位置和拍摄目标的图像，并把图像和位置信号传递给上位机软件，所述上位机软件设有OpenCV计算机视觉库和DMX512控台，所述OpenCV计算机视觉库用于处理摄像装置传输过来的图像，并根据图像中的颜色提取、识别和跟踪目标，再计算目标相对舞台光源照射方向的偏移位置，通过DMX512控台发送给舞台光源装置，舞台光源装置控制照射方向照向目标，实现舞台灯光自动跟踪目标运动。

目标或舞台表演者身上携带了发射装置后，摄像装置能根据发射装置检测到目标的位置，进而把目标的位置信息传递给上位机软件，上位机软件中的OpenCV计算机视觉库提前根据摄像装置输送过来的图像进行识别目标，并确定目标的坐标，当摄像装置把目标的位置信息传递过来后，OpenCV计算机视觉库可以根据目标现在实时的位置确定目标的坐标，再对比目标现在实时的坐标与先前坐标，确定目标的位移信息，最后将位移信息通过DMX512控台传递给舞台光源装置，控制舞台光源装置的照射方向照向目标，实现舞台灯光自动跟踪目标运动。

进一步地，所述发射装置为红外发射装置，用于发出红外不可见光。

红外发射装置用于发出红外不可见光，摄像装置能检测出红外不可见光，目标或舞台表演者身上携带了红外发射装置后，摄像装置能根据红外发射装置所发出的红外不可见光检测到目标的位置，进而把目标的位置信息传递给上位机软件。

所述OpenCV计算机视觉库设有camshift跟踪算法，所述OpenCV计算机视觉库将识别到的目标颜色发送给camshift跟踪算法，camshift跟踪算法跟踪目标运动，获取目标的坐标信息，并把坐标信息发送给上位机软件。

camshift跟踪算法OpenCV中基于颜色的跟踪算法，它的基本思想是视频图像的所有帧作MeanShift运算，并将上一帧的结果（即Search Window的中心和大小）作为下一帧MeanShift算法的Search Window的初始值，如此迭代下去。