轨道摄影机器人瞬时转弯半径分析

谢志坤，韩 军，冯虎田

(南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094)

随着社会经济的发展，人们的业余生活越来越丰富，对精神生活的追求也更加迫切。为了丰富电视节目的拍摄方式，增强画面的冲击力，使观众充分享受视觉的盛宴，影视制作单位对摄像设备提出了更高的要求[1-3]。伴随着软件技术和硬件的成熟和发展，虚拟演播室为实现节目制作的全新视觉效果提供了技术手段，越来越受到影视创作者及其相关人员的青睐，而在虚拟演播室系统中，镜头的跟踪和拍摄扮演着至关重要的角色。

为了将虚拟演播技术与摄像画面实时结合，对摄影机的拍摄轨迹要求十分严格，纯粹通过人工操作是无法达到标准的，而轨道摄像机器人在拍摄中可以突破场地条件的制约和人工拍摄的自然限制，能够在运动的同时完成镜头变/聚焦，而且通过采用软硬刹车技术，可以保证在启动、运动、停止时不出现画面晃动的情况[4-7]。本文对轨道摄影机器人弯轨运动的瞬时转弯半径R进行分析，通过对轨道摄影机器人的底盘运动学分析和动力学建模，得到轨道摄影机器人瞬时转弯半径R和输入变量的关系式[8]。

1 轨道摄影机器人坐标系建模

图1所示的轨道摄影机器人运动的局部坐标系为XZ-Z-YZ，该局部坐标系固定于轨道摄影机器人的质心处，XZ轴沿轨道摄影机器人小车部件车身的纵向对称轴方向，XZ轴正向即小车的移动方向，YZ轴沿摄影机器人车身的横向对称轴方向，垂直于XZ轴。……