一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置

本技术涉及影视设备支撑，具体涉及一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置。

背景技术：

1、在影视拍摄领域，随着4k/8k高清拍摄、移动跟拍等场景普及，影视设备快装支撑装置成为提升拍摄效率的关键设备。此类装置需兼顾设备快速拆装与姿态精准控制，以适配相机、摄影机等不同影视设备的频繁切换，同时满足多角度拍摄中姿态稳定复现的需求。当前嵌入式控制、视觉引导与电机精密控制技术逐步渗透到支撑设备中，但影视拍摄环境复杂，常面临移动拍摄时的姿态偏移、多模块数据交互延迟等问题。此外，拍摄中设备姿态参数的长期存储、突发断电时数据保全等需求，也对支撑装置的核心控制单元提出更高要求，推动行业向集成化、智能化的姿态记忆型快装支撑方案升级，为该技术方案的研发提供了明确的应用场景与技术基础。

2、现有影视设备快装支撑装置存在多方面缺陷，现有设备通常采用单一的姿态记忆功能，仅记录关节角度值，存在关节姿态数据与视觉图像数据处理相互干扰，影响姿态控制精度。此外，支撑装置快装对接时缺乏引导，操作者需要反复调整设备位置，对接效率低。姿态复现精度受机械磨损影响大，缺乏关节控制多缺乏精准闭环控制与动态补偿机制，长期使用后姿态偏差累积明显。同时，记忆的姿态数据与实际安装位置存在偏差，无法自动校正。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，以解决现有技术中手绘板在分镜绘制应用中存在的处理延迟大、景深与运动模糊效果无法联动、画面缺乏自然质感的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，包括支撑臂、快装接口和控制电路板，控制电路板包括：

3、姿态记忆模组，包括双核微控制器、双端口静态随机存储器和非易失性存储器；双核微控制器包括第一处理核心和第二处理核心，第一处理核心用于处理关节姿态数据，第二处理核心用于处理视觉图像数据；双端口静态随机存储器的端口a的地址线和数据线连接至第一处理核心，其端口b的地址线和数据线连接至第二处理核心，端口a与端口b之间通过互锁信号线相连，用于仲裁访问冲突；非易失性存储器通过i2c总线连接至双核微控制器，用于存储姿态记忆数据；

4、视觉引导模组，包括图像处理协处理器、激光投影电路和振镜驱动电路；图像处理协处理器的图像输入端连接至摄像头模组，其数据输出端通过连接至第二处理核心；激光投影电路包括多个激光二极管和对应的驱动电路，其驱动电路连接至第二处理核心的脉宽调制输出端；

5、关节控制模组，包括音圈电机、电机驱动器和位置反馈传感器；音圈电机通过电机驱动器连接至第二处理核心，位置反馈传感器的输出端连接至第二处理核心形成闭环控制；关节控制模组包括多路选择器和多个关节角度编码器，多路选择器的多个输入端分别连接至关节角度编码器，其输出端连接至第一处理核心。

6、采用上述技术方案，该方案中双端口静态随机存储器采用地址分区存储方式，端口a访问第一地址区域存储关节角度数据，端口b访问第二地址区域存储视觉特征数据；互锁信号线在两个端口同时访问同一地址时产生忙信号，使其中一个端口延迟访问。

7、采用上述技术方案，该方案中激光投影电路中的每个激光二极管的驱动电路包括温度补偿恒流源，温度补偿恒流源包括可调稳压器、温度传感器、运算放大器和控制晶体管；温度传感器通过检测激光二极管的温度变化，用于控制控制晶体管的导通程度，从而调节可调稳压器的输出电流，使激光二极管的输出光功率保持稳定。

8、采用上述技术方案，该方案中位置反馈传感器为霍尔传感器；第二处理核心根据位置反馈传感器的音圈电机位置信号，通过pid控制算法计算控制量输出至电机驱动器，实现音圈电机的精确位置控制。

9、采用上述技术方案，该方案中图像处理协处理器为现场可编程门阵列，用于将图像数据处理后输出特征坐标数据；现场可编程门阵列的使能控制端连接至第二处理核心，受控制实现工作状态与待机状态的切换。

10、采用上述技术方案，该方案中第一处理核心通过内置的硬件运算单元计算关节修正角度，计算方法为根据视觉偏差值与预存的补偿系数进行加权运算；补偿系数存储在非易失性存储器中；第一处理核心通过自学习算法累积多次校准数据后，利用内置浮点运算单元更新补偿系数并写入非易失性存储器。

11、采用上述技术方案，该方案中控制电路板还包括掉电保护电路，包括电压比较器、基准电压源和分压电阻网络；电压比较器的输入端通过分压电阻网络连接至电源输入端，其参考端连接至基准电压源，其输出端连接至双核微控制器的中断输入端；当电源电压低于设定阈值时，电压比较器触发中断信号，双核微控制器响应后控制非易失性存储器进入写保护状态。

12、由于采用了上述技术方案，本实用新型相对现有技术来说，取得的技术进步是：

13、该技术方案相比现有技术，通过集成视觉引导模组和激光投影系统，实现了快装对接的实时引导功能，操作者无需反复试探调整，激光投影可直观显示目标位置与当前偏差，显著缩短了对接时间，降低了操作难度。同时，采用音圈电机闭环控制配合霍尔位置反馈传感器，实现高精度控制，温度补偿恒流源保证激光投影的稳定性不受环境温度影响，使姿态复现精度显著提高。更重要的是，该方案创新性地引入自学习算法，系统能够累积多次校准数据并自动更新补偿系数存储至非易失性存储器，有效解决了机械磨损导致的精度衰减问题，实现姿态数据与实际安装位置的动态匹配。双核微控制器架构实现姿态控制与视觉处理的并行运算，双端口sram通过互锁机制保证数据访问的可靠性，整体响应速度提升。此外，掉电保护电路确保异常断电时数据完整性，避免记忆姿态丢失，整体方案具有良好的工程实用价值。

1.一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于，包括支撑臂(1)、快装接口(2)和控制电路板(3)，所述控制电路板(3)包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述双端口静态随机存储器(312)采用地址分区存储方式，所述端口a访问第一地址区域存储关节角度数据，所述端口b访问第二地址区域存储视觉特征数据；所述互锁信号线在两个端口同时访问同一地址时产生忙信号，使其中一个端口延迟访问。

3.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述激光投影电路(322)中的每个所述激光二极管的所述驱动电路包括温度补偿恒流源，所述温度补偿恒流源包括可调稳压器、温度传感器、运算放大器和控制晶体管；所述温度传感器通过检测所述激光二极管的温度变化，用于控制所述控制晶体管的导通程度，从而调节所述可调稳压器的输出电流，使所述激光二极管的输出光功率保持稳定。

4.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述位置反馈传感器(333)为霍尔传感器；所述第二处理核心根据所述位置反馈传感器(333)的音圈电机(331)位置信号，通过pid控制算法计算控制量输出至所述电机驱动器(332)，实现所述音圈电机(331)的精确位置控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述图像处理协处理器(321)为现场可编程门阵列，用于将图像数据处理后输出特征坐标数据；所述现场可编程门阵列的使能控制端连接至所述第二处理核心，受控制实现工作状态与待机状态的切换。

6.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述第一处理核心通过内置的硬件运算单元计算关节修正角度，计算方法为根据视觉偏差值与预存的补偿系数进行加权运算；所述补偿系数存储在所述非易失性存储器(313)中；所述第一处理核心通过自学习算法累积多次校准数据后，利用内置浮点运算单元更新所述补偿系数并写入所述非易失性存储器(313)。

7.根据权利要求1所述的一种基于姿态记忆模组的影视设备快装支撑装置，其特征在于：所述控制电路板(3)还包括掉电保护电路(34)，包括电压比较器、基准电压源和分压电阻网络；所述电压比较器的输入端通过所述分压电阻网络连接至电源输入端，其参考端连接至所述基准电压源，其输出端连接至所述双核微控制器(311)的中断输入端；当电源电压低于设定阈值时，所述电压比较器触发中断信号，所述双核微控制器(311)响应后控制所述非易失性存储器(313)进入写保护状态。