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艺卡智能移动拍摄系统的研发与应用

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温广权 的参数进行融合，建立统一、复杂的数学模型，设计协同并
沈阳广播电视台 发算法才能实现精准拍摄。在本系统中AGV具有直线运动、
速度（加速度）、转动3个维度的参数；机器臂具有6个轴向
【摘要】 沈阳广电传媒集团研发的艺卡智能移动拍摄系 的角度（角速度）6个维度的参数；摄像机主要具有焦距、
统（以下简称艺卡）于2018年8月研发成功，10月在公共频道 光圈、推拉3个维度的参数，上述12个维度的参数经过协同
200演播室试运行，2018年9月广电总局规划院广电计量检测 控制软件模块进行统一协同控制，达到精准拍摄，实现了人
中心对该系统进行了测试和验证。本文对艺卡涉及的相关技 工拍摄无法达到的效果。
术、系统架构及系统软件进行了详述。艺卡的成功研发与应 1.机械机构单元实施方式
用，为广播电视制作智能化提升推进提供有益的借鉴。 机械机构是智能移动机器人的骨架，由机器臂和AGV车
【关键词】 演播室智能拍摄 精准拍摄 拍摄主体 对接而成。机械臂采用的型号是新松SR5CL型，为6轴机械
跟踪 无轨移动 微距运动拍摄和动态跟踪拍摄 臂，机械臂由本体和控制系统组成。本体包含电机、减速机等
驱动手臂运动的部件；控制系统保证机械臂的正确方向及承受
一．引言 由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。机械臂包括6个
目前，广播电视节目制作已经进入一个全新的阶段，广 自由度，可实现机器人伸缩、旋转和升降等动作。AGV车使
电专用机器人在综艺晚会、新闻演播间、体育赛事、V R制 用新松仓储地标感测智能车，有蔽障、路径规划的能力。
作等很多方面大显身手。常见的专用机器人主要是轨道机器 支撑机器人所有的模块，动力与驱动单元为智能移动机
人。轨道机器人受轨道和线缆的限制，拍摄空间有限。且这 器人提供动力来源；环境感知单元负责对周围的环境进行感
些智能拍摄设备基本都是国外进口，尚无具有完全自主知识 知识别及各种参数的收集，然后通过转换成控制模块可以识
产权的国产产品，一般价格较高，让很多广播电视台和制作 别的光电信号，输入到控制单元进行数据处理；执行机构单
单位难以承受，导致技术推广受限，应用有限。 元为智能移动机器人执行部分，能根据控制中心的命令执行
艺卡以国产机器人为摄像机承载载体，自主研发软件控 命令，完成任务；信息处理与控制单元作为整个机械系统的
制系统，实现机器人智能拍摄，实现精准拍摄、拍摄主体跟 核心部分，将来自传感器部分采集到的信息进行集中汇总存
踪、无轨移动、微距运动拍摄和动态跟踪拍摄等功能。为实 储，对所有信息分析、规划、决策并输出命令，使机器人有
现广播电视拍摄智能化，提高电视节目制播效率，对广播电 目的运行。
视行业科技进步起到极大的推动作用。 2.操作系统
智能移动拍摄系统的控制部分由沈阳广电传媒集团自主
二．艺卡智能移动拍摄系统涉及的相关技术 研发的“艺卡智能移动拍摄远程控制系统”实现。远程控制
艺卡通过复合机器人和摄像机12个参数的协同控制实现 系统从软件架构上可归纳为三个层面，底层为指令执行层，
精准拍摄。本系统创造性的将复合机器人和摄像机组成一个 主要向中间层反馈当前拍摄系统状态，并根据收到的指令执
完整的移动拍摄系统，其中复合机器人由传统的AGV机器人 行相应动作；中间层为协同控制层，根据系统输入信息计算
和机器臂机器人两种工业机器人复合而成。在实现移动拍摄 智能拍摄系统的控制指令，是软件控制系统的核心部分；顶
时，要保持摄像机在运动过程中对拍摄目标主体的清晰度和 层为拍摄场景设计层，为操作人员提供软件控制系统的人机
合适的曝光度，需要A G V机 交互界面，用于设计拍摄动作，也可以根据预设值自动生成
器人、机器臂机器人、摄像机 机器人的拍摄动作。
协同工作，机器人和机器臂的 远程控制系统从实现功能上可划分为5个模块：人体检
运动姿态与摄像机的光圈大 测跟踪模块、机器人运动控制模块、场景编排设计模块、相
小、焦距等参数有着紧密的关 机镜头控制模块和主控模块。人体检测跟踪模块完成摄像机
系，存在着极大的参数相关 拍摄视频中目标人体位置的持续检测和跟踪；机器人运动控
性，且这种参数相关性并非单 制模块根据主控模块的指令，控制调整机器人的拍摄角度，
一的相关，而是多参数相互交 位置和运动轨迹；场景设计编排模块根据预设拍摄需求自动
叉的复合相关。需要将多维度 生成机器人的拍摄动作，并根据拍摄动作发送控制指令。相

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