| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题来源及其工程应用价值 | 第9页 |
| 1.2 虚拟演播室系统简介 | 第9-11页 |
| 1.3 虚拟演播技术的国内外发展现状 | 第11-12页 |
| 1.4 几种摄像机跟踪定位方式的优缺点 | 第12-15页 |
| 1.4.1 机电传感跟踪技术 | 第12页 |
| 1.4.2 图像识别跟踪技术 | 第12-14页 |
| 1.4.3 红外跟踪技术 | 第14页 |
| 1.4.4 三种跟踪定位方式比较 | 第14-15页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第15-16页 |
| 1.6 本章小结 | 第16-17页 |
| 2 摄像机机电跟踪系统理论研究 | 第17-28页 |
| 2.1 光电编码器应用及其技术难点 | 第17-18页 |
| 2.2 摄像机拍摄方式及跟踪与定位系统组成 | 第18-23页 |
| 2.2.1 固定三脚架式拍摄 | 第18页 |
| 2.2.2 摇臂式拍摄 | 第18-19页 |
| 2.2.3 轨道摄像机器人式拍摄 | 第19-20页 |
| 2.2.4 自由移动摄像机器人式拍摄 | 第20-21页 |
| 2.2.5 不同拍摄方式的摄像机跟踪与定位系统组成 | 第21-23页 |
| 2.3 摄像机位姿描述方法及运动学研究 | 第23-26页 |
| 2.3.1 摄像机位姿描述方法 | 第23-24页 |
| 2.3.2 连杆坐标系与坐标变换 | 第24-26页 |
| 2.3.3 雅克比矩阵 | 第26页 |
| 2.4 本章小结 | 第26-28页 |
| 3 固定式机位摄像机跟踪与定位系统设计 | 第28-53页 |
| 3.1 摇臂结构组成 | 第28-30页 |
| 3.2 摇臂式摄像机跟踪与定位系统原理 | 第30-31页 |
| 3.3 摇臂式摄像机跟踪与定位算法分析 | 第31-35页 |
| 3.3.1 摇臂跟踪与定位算法分析 | 第32-34页 |
| 3.3.2 摇臂逆运动学分析 | 第34-35页 |
| 3.4 摇臂跟踪模块传感器选型及结构设计 | 第35-38页 |
| 3.4.1 摇臂跟踪模块传感器选型 | 第35-36页 |
| 3.4.2 摇臂跟踪模块结构设计 | 第36-38页 |
| 3.5 云台跟踪模块结构设计 | 第38-39页 |
| 3.6 镜头跟踪模块结构设计与校准 | 第39-42页 |
| 3.6.1 摄像机镜头结构 | 第39页 |
| 3.6.2 镜头跟踪模块传感器选型 | 第39-40页 |
| 3.6.3 镜头跟踪模块结构设计 | 第40-41页 |
| 3.6.4 镜头跟踪模块校准 | 第41-42页 |
| 3.7 数据采集与通讯模块设计 | 第42-44页 |
| 3.8 摇臂式摄像机跟踪与定位系统实验验证 | 第44-46页 |
| 3.9 固定三脚架式摄像机跟踪与定位系统设计及验证 | 第46-52页 |
| 3.9.1 固定三脚架式摄像机跟踪与定位系统原理 | 第46页 |
| 3.9.2 固定三脚架式摄像机跟踪与定位系统结构设计 | 第46-47页 |
| 3.9.3 固定三脚架式摄像机跟踪与定位算法分析 | 第47-49页 |
| 3.9.4 固定三脚架式摄像机跟踪与定位系统实验验证 | 第49-52页 |
| 3.10 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 直轨式摄像机器人跟踪与定位系统结构设计 | 第53-65页 |
| 4.1 系统性能要求及其设计 | 第53-55页 |
| 4.1.1 系统性能要求 | 第53-54页 |
| 4.1.2 系统总体方案设计 | 第54-55页 |
| 4.2 机器人传动方式选择 | 第55-56页 |
| 4.3 直轨摄像机器人结构设计及优化 | 第56-64页 |
| 4.3.1 摄像机器人轨道及底盘设计 | 第56-57页 |
| 4.3.2 摄像机器人升降机构设计 | 第57-58页 |
| 4.3.3 摄像机器人云台设计及其优化 | 第58-62页 |
| 4.3.4 摄像机器人自动变焦、聚焦装置设计 | 第62-63页 |
| 4.3.5 摄像机器人装配 | 第63-64页 |
| 4.4 本章小结 | 第64-65页 |
| 5 直轨式摄像机器人动力学分析及控制系统设计 | 第65-83页 |
| 5.1 直轨式摄像机器人跟踪与定位算法及运动学分析 | 第65-70页 |
| 5.1.1 直轨式摄像机器人跟踪与定位算法分析 | 第66-67页 |
| 5.1.2 直轨式摄像机器人逆运动学分析 | 第67-68页 |
| 5.1.3 直轨式摄像机器人雅克比矩阵 | 第68-70页 |
| 5.2 直轨式摄像机器人动力学分析 | 第70-76页 |
| 5.2.1 拉格朗日方程 | 第70-71页 |
| 5.2.2 机械系统的动能和势能 | 第71-72页 |
| 5.2.3 广义力 | 第72-73页 |
| 5.2.4 机械系统动力学方程一般形式 | 第73-74页 |
| 5.2.5 直轨式摄像机器人动力学方程的推导 | 第74-76页 |
| 5.3 摄像机器人控制系统设计 | 第76-82页 |
| 5.3.1 硬件设计 | 第76-77页 |
| 5.3.2 软件设计 | 第77-81页 |
| 5.3.3 Free-d通讯 | 第81-82页 |
| 5.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 6 工作总结与展望 | 第83-85页 |
| 6.1 工作总结 | 第83页 |
| 6.2 工作展望 | 第83-85页 |
| 致谢 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-89页 |
| 附录 | 第89页 |
