號(hào)。當(dāng)指令輸入模塊通過(guò)按鍵輸入 第一指令時(shí)，遙控裝置發(fā)射若干個(gè)超聲波脈沖信號(hào)，當(dāng)指令輸入裝置通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)輸入第 二指令時(shí)，遙控裝置根據(jù)一定的時(shí)間間隔持續(xù)發(fā)射周期性的超聲波脈沖信號(hào)。
[0016] 云臺(tái)機(jī)構(gòu)3以及設(shè)置在云臺(tái)機(jī)構(gòu)內(nèi)的控制電路4和設(shè)置在云臺(tái)機(jī)構(gòu)上的超聲波傳 感器組5 -起構(gòu)成了接收及跟蹤單元2。
[0017] 如圖3所示，本實(shí)施例的云臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有一個(gè)圓形底座301，底座上設(shè)有一個(gè)水平 旋轉(zhuǎn)臺(tái)302，一根水平軸的兩端分別與圖中層疊的底座和水平旋轉(zhuǎn)臺(tái)連接，其中水平軸與底 座可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，與水平旋轉(zhuǎn)臺(tái)為固定連接，云臺(tái)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)，水 平軸和第一電機(jī)組成水平軸電機(jī)組件306，使水平旋轉(zhuǎn)臺(tái)可以以水平軸為旋轉(zhuǎn)中心圍繞水 平軸在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)（以圖3中視角為基準(zhǔn)，水平軸相對(duì)于地面垂直)，水平旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上 方沿其徑向方向，設(shè)有一對(duì)間隔的三角形支撐塊303，三角形支撐塊可以與水平旋轉(zhuǎn)臺(tái)一體 成型作為一個(gè)整體，支撐塊上固定著垂直軸304,云臺(tái)機(jī)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有驅(qū)動(dòng)垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二 電機(jī)，垂直軸與第二電機(jī)組成垂直軸電機(jī)組件307。與垂直軸固定連接著的是安裝座305， 安裝座上設(shè)置著用于固定拍攝設(shè)置的夾緊裝置，夾緊裝置可以是條形槽、吸盤或者夾子等。 云臺(tái)機(jī)構(gòu)接收控制電路的指令，驅(qū)動(dòng)拍攝設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)至拍攝目標(biāo)的方位。
[0018] 超聲波傳感器組5固定在云臺(tái)機(jī)構(gòu)的安裝座上，各超聲波傳感器的超聲波接收方 向和放置在安裝座上的拍攝設(shè)備的鏡頭視角方向一致，隨著拍攝設(shè)備一起轉(zhuǎn)動(dòng)，各超聲波 傳感器及其接收電路接收到同一個(gè)超聲波信號(hào)后，分別向控制電路發(fā)出電平變化信號(hào)。本 實(shí)施例中，采用三個(gè)超聲波傳感器5構(gòu)成超聲波傳感器組，三個(gè)超聲波傳感器以其中一個(gè) 為原點(diǎn)，另外兩個(gè)分別位于相對(duì)于原點(diǎn)的X軸和Y軸上。其中位于X軸的兩個(gè)超聲波傳感器 用于確定目標(biāo)的水平方位，位于Y軸的兩個(gè)超聲波傳感器用于確定拍攝目標(biāo)的垂直方位。X 軸或者Y軸上的兩個(gè)超聲波傳感器之間的距離和控制電路的主控制器的記時(shí)頻率有關(guān)，主 控制器記時(shí)頻率越高，距離可以越小，如果主控制器記時(shí)頻率為20兆時(shí)，可以到2CM左右， 減少誤差。在其他實(shí)施例中，還可以安裝三個(gè)以上超聲波傳感器，均勻分布在X軸/Y軸上。
[0019] 控制電路根據(jù)超聲波傳感器組的各電平變化信號(hào)403的時(shí)間差，計(jì)算出遙控裝置 的方位，控制云臺(tái)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂齐娐钒ǔ暡ń邮针娐芬约爸骺刂破?，超聲波傳感器組 的每一個(gè)超聲波傳感器對(duì)應(yīng)一組超聲波接收電路402,分別接到單片機(jī)的三個(gè)中斷輸入接 口，當(dāng)超聲波傳感器收到設(shè)定頻率的超聲波脈沖時(shí)，超聲波接收電路會(huì)輸出電壓變化信號(hào)， 單片機(jī)的三個(gè)中斷口收到電壓變化信號(hào)后，會(huì)分別產(chǎn)生中斷，執(zhí)行各自的中斷服務(wù)程序。
[0020] 超聲波接收電路輸出可由主控制器401識(shí)別的電平變化信號(hào)。每個(gè)超聲波傳感器 及其接收電路每收到一個(gè)超聲波脈沖后分別給主控制器401發(fā)出電平變化信號(hào)405,主控 制器401通過(guò)接收到電平變化信號(hào)的時(shí)間差，也即每個(gè)超聲波傳感器收到同一個(gè)超聲波信 號(hào)的時(shí)間差，計(jì)算出超聲波源即遙控裝置到每個(gè)超聲波傳感器的距離差值，從而判斷佩帶 遙控裝置的目標(biāo)所在的大致空間方位，從而控制置于云臺(tái)機(jī)構(gòu)3上的拍攝設(shè)備6的鏡頭方 向向佩帶超聲波發(fā)生裝置的拍攝目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。若循環(huán)以上動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)遙控對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)拍照 及自動(dòng)跟蹤目標(biāo)拍攝的目的。
[0021] 當(dāng)按下按鍵101A時(shí)，遙控裝置通過(guò)超聲波換能器102和超聲波發(fā)生電路104發(fā)射 超聲波脈沖，當(dāng)松開(kāi)按鍵101A時(shí)，遙控裝置停止發(fā)射超聲波脈沖，這樣的有益效果是，當(dāng)按 下按鍵101A時(shí)，接收及處理單元就會(huì)控制可攝像裝置的鏡頭向佩帶遙控裝置的目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)可攝像設(shè)備的鏡頭對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)后，松開(kāi)按鍵101A，電動(dòng)云臺(tái)機(jī)構(gòu)靜止，便完成遙控對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 的目的，這時(shí)可通過(guò)拍攝設(shè)備無(wú)線控制電路103遙控拍攝設(shè)備6對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍照。將撥動(dòng) 開(kāi)關(guān)101B處于開(kāi)狀態(tài)時(shí)，遙控裝置一直發(fā)射持續(xù)的超聲波脈沖信號(hào)，接收及跟蹤單元通過(guò) 接受持續(xù)的超聲波脈沖信號(hào)，計(jì)算目標(biāo)方位，便得到持續(xù)的目標(biāo)方位的位置數(shù)據(jù)流，通過(guò)持 續(xù)的目標(biāo)方位的位置數(shù)據(jù)流，控制固定于電動(dòng)云臺(tái)支架上的拍攝裝置的鏡頭一直對(duì)準(zhǔn)運(yùn) 動(dòng)的目標(biāo)，便可完成自動(dòng)跟蹤目標(biāo)拍攝的目的。
[0022] 超聲波脈沖，超聲波接收電路可識(shí)別的頻率的超聲波周期性的出現(xiàn)，相鄰兩個(gè)有 效頻率的超聲波脈沖間隔的時(shí)間Tm至少足夠主控制器計(jì)算一次時(shí)間差。
[0023] 控制電路中的主控制器401，可以是能完成記時(shí)并進(jìn)行必要的計(jì)算，并控制電動(dòng)云 臺(tái)電機(jī)組件的任何電路和裝置，例如單片機(jī)(MCU)、可編程門陣列（FPGA)等類似裝置，一實(shí) 施實(shí)例中，作為優(yōu)選主控制器采用的是單片機(jī)(MCU)。
[0024] 如圖4所示，本發(fā)明的定位拍攝輔助設(shè)備的具體工作步驟如下： 步驟1 :主控制器上電、系統(tǒng)初始化。
[0025] 步驟2 :三個(gè)定時(shí)器清零，開(kāi)中斷，準(zhǔn)備接受超聲波信號(hào)。其中各超聲波傳感器分 別對(duì)應(yīng)三個(gè)中斷，三個(gè)中斷對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的定時(shí)器。開(kāi)中斷后，三個(gè)中斷服務(wù)程序處于待中 斷狀態(tài)，當(dāng)各超聲波傳感器接受到遙控裝置1發(fā)出的超聲波脈沖信號(hào)時(shí)，主控制器就會(huì)分 別產(chǎn)生3個(gè)中斷，分別執(zhí)行對(duì)應(yīng)的三個(gè)中斷服務(wù)程序，三個(gè)中斷服務(wù)程序的流程為：?jiǎn)?dòng)對(duì) 應(yīng)的定時(shí)器。定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。將對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1，表示已執(zhí)行。
[0026] 步驟3 :判斷三個(gè)標(biāo)志位是否都已置1，如果否，則繼續(xù)等待，如果是，則三個(gè)傳感 器都已接收了同一個(gè)超聲波脈沖，可以執(zhí)行下一步驟。
[0027] 步驟4 :同一時(shí)間關(guān)閉所有定時(shí)器，關(guān)閉中斷。從每個(gè)超聲波傳感器接收到超聲波 信號(hào)開(kāi)始分別計(jì)時(shí)，到最后統(tǒng)一停止計(jì)時(shí)，此時(shí)三個(gè)定時(shí)器會(huì)分別得到三個(gè)時(shí)間值Tl、T2、 T3，這三個(gè)時(shí)間值分別對(duì)應(yīng)關(guān)閉定時(shí)器時(shí)，三個(gè)超聲波脈沖信號(hào)已到達(dá)各超聲波傳感器的 時(shí)間值。
[0028] 步驟5 :計(jì)算時(shí)間差。假設(shè)T2對(duì)應(yīng)位于原點(diǎn)的超聲波傳感器的時(shí)間值，T1對(duì)應(yīng)位 于Y軸上的超聲波傳感器的時(shí)間值，T3對(duì)應(yīng)位于X軸上的超聲波傳感器的時(shí)間值。其中T1 和T2的差值A(chǔ)Ty用于確定目標(biāo)在垂直方向的方位，T2和T3的差值A(chǔ)Tx用于確定目標(biāo)在 水平方向的方位。
[0029] 步驟6:判斷時(shí)間差值是否已在設(shè)定的對(duì)準(zhǔn)范圍內(nèi)，如果是，則表示已對(duì)準(zhǔn)，下一 步直接跳轉(zhuǎn)到下面的步驟9 (電機(jī)組件不動(dòng)作)。如果否，則表示未對(duì)準(zhǔn)，下一步執(zhí)行下面的 計(jì)算目標(biāo)方位和控制電機(jī)組件的動(dòng)作。
[0030] 步驟7 :通過(guò)T1和T2的差值A(chǔ)Ty和T2和T3的差值A(chǔ)Tx，計(jì)算目標(biāo)所在的方向 位。
[0031] 圖5示意了一個(gè)目標(biāo)方位快速計(jì)算方法的實(shí)施例，該方法用于計(jì)算目標(biāo)的大致方 位。
[0032] P點(diǎn)為目標(biāo)位置，L為目標(biāo)離超聲波傳感器502的距離，以計(jì)算水平方向的目標(biāo)方 位為例，AL為目標(biāo)到傳感器502與到傳感器503的距離差。S為兩個(gè)傳感器502與傳感器 503之間的距離。0即為目標(biāo)方位角，0為L(zhǎng)與S的夾角。
[0033] 首先：
[0034] 其中，0<AL<S，兩個(gè)傳感器502與傳感器503之間的距離S為固定值，定時(shí) 器1，定時(shí)器2,定時(shí)器3按單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘fosc計(jì)數(shù)，聲速按25攝式度346米/秒計(jì)算， 則AL與計(jì)時(shí)差值A(chǔ)Tx的關(guān)系為：AL=(AT