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    舞臺(tái)自動(dòng)追燈系統(tǒng)

    2020-06-12 07:36:22山東省青島市第二中學(xué)高子茜
    發(fā)明與創(chuàng)新 2020年18期
    關(guān)鍵詞:舵機(jī)基站原理

    ■山東省青島市第二中學(xué) 高子茜

    大部分情況下,大型活動(dòng)都需用到舞臺(tái)追光燈。目前,舞臺(tái)追光燈需人工操作,其效果取決于操作人員的經(jīng)驗(yàn)。一場(chǎng)活動(dòng)至少有兩個(gè)追光燈,這就需要至少兩位工作人員操作,浪費(fèi)人力。

    如果能讓舞臺(tái)追光燈自動(dòng)跟隨演員照射就好了??纯次业脑O(shè)計(jì)吧!

    一、方案設(shè)計(jì)

    舞臺(tái)自動(dòng)追燈系統(tǒng)采用三基站一標(biāo)簽的方式,標(biāo)簽由演員隨身攜帶?;緦?duì)標(biāo)簽定位,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)演員的定位。使用Arduino 進(jìn)行算法計(jì)算,控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)追燈對(duì)人員的追蹤。標(biāo)簽?zāi)K及電池被置于話筒內(nèi)。

    圖1 系統(tǒng)方案

    二、定位原理

    該系統(tǒng)通過UWB 無(wú)線定位的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)演員定位。UWB 的室內(nèi)定位原理和衛(wèi)星定位原理相似,在室內(nèi)布置3 個(gè)已知坐標(biāo)的定位基站,需要定位的人員攜帶定位標(biāo)簽,標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)送脈沖,不斷與3 個(gè)已知位置的基站進(jìn)行測(cè)距,通過精確算法定位標(biāo)簽的位置。

    假設(shè)定位到標(biāo)簽的位置為(x,y),追燈安裝高度為h。

    圖2

    在水平面上,偏航角α可由以下公式得出:

    標(biāo)簽距離A 基站的距離

    則探照燈的俯仰角β有:

    通過兩個(gè)舵機(jī),分別在水平方向轉(zhuǎn)α度、俯仰方向轉(zhuǎn)β度,即可讓追燈射向標(biāo)簽所在位置。

    實(shí)驗(yàn)表明,舞臺(tái)自動(dòng)追燈系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)攜帶標(biāo)簽的演員的跟隨照射。

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