freeD虚拟演播室摄像机位置感知系统通信协议
时间：2022-11-04 07:00:00
随着元宇宙概念的兴起，VR/AR浪潮再次涌动，但这并不是一项新的革命性高不可攀的技术始应用于广播电视领域。作为这一领域的从业者，笔者有幸沉浸在这个行业多年，希望能从最基础的领域把这个行业说清楚。VR/AR行业主要技术方面包括摄像头数据采集、视频图像采集、计算机实时图形生成、实时图像合成等。本文主要介绍了摄像机数据采集的传输协议。目前，基于机械传感器的主流方案主要用于FreeD该协议也被广泛使用，因为该协议包含最多的可用数据位，或者没有其他A或B协议Roll数据位，否则就是缺失X，Y，Z某些位置的数据位导致不通用。
总述
free-d 设备采用以下格式RS422\RS通信485串口数据：
波特率： 38.4 kb
数据位： 8（LSB first）
校验位： odd(奇校验)
停止位： 1
总数据位： 11
通过消息传送数据，消息的组成如下：
消息类型
摄像机的ID
数据(依赖数据类型)
总和检验码
多字节值的最高有效性优先
总和校验码从40计算（hex）从消息中的每个字节开始，包括信息类型的字节
摄像机ID
摄像机ID用于确定我们关注的相机。假如一台free-d在接收设备收到的收到的信息中ID，与之相连的相机(软件设置中的虚拟相机)ID）的ID如果不匹配，消息就会被忽略。假如相机ID被设置为FF（hex），不再做比较，新闻总会被识别。通过free-d设备传输的消息将携带摄像机ID并将信息发送到与其连接的设备上。
协议
流动模式和轮询模式有两种执行模式。free-d在接近每秒30次的频率下，设备将继续发送位置更新信息。在轮询模式下，只有在有明确要求的情况下，free-d该设备将发送消息，允许每秒100次轮询的最大频率。使用命令以在两种模式之间切换。
free-d设备初始化后，将是一种‘Radamec-compatible在这种模式下，将使用流模式Radamec发送消息的消息格式。Radamec格式下的新闻格式，没有相机Roll因此，在这种模式下，相机必须安装在三脚架或其它合适的平台上。
D0 轮询/命令
D0型新闻用于轮询设备请求数据或向设备发送命令
消息包括以下四个字节：
目前定义的命令是：
00 停止流模式
01 开始流模式
02 停止冻结模式
03 开始冻结模式
D1 轮询更新的位置信息(同时停止流模式)
D2 请求系统状态
D3 请求系统参数
D4 请求第一个标记数据
D5 请下一个标记数据
D6 要求第一个像点
D7 请下一个像点
D8 请求下一个EEPROM数据
DA 请求相机验证值
DB 请求诊断模式
D1 相机位置/指向数据
摄像机的Pan角度 角度值用24位二进制补位符号表示，最高有效位为符号位（bit 23)，接下来的8位(22 到15)是整数部分，剩余位置(14 0)是小数部分；或者，它也可以被视为符号整形值，单位为1/32768度，值范围为-180度（A60000 hex）到 180度（5A0000 hex）. 摄像机tilt夹角 角度值用24位二进制补位符号表示，最高有效位为符号位（bit 23)，接下来的8位(22 到15)是整数部分，剩余位置(14 到0）是小数部分；或者，也可以把它看作一个以1/32768度为单位的带符号整型值，值范围为-90度（D30000 hex）到 90度（2D0000 hex）. 摄像机Roll夹角 角度值用24位二进制补位符号表示，最高有效位为符号位（bit 23)，接下来的8位(22 到15)是整数部分，剩余位置(14 0)是小数部分；或者，它也可以被视为符号整形值，单位为1/32768度，值的范围是从-180度（A60000 hex）到 180度（5A0000 hex）. 相机X位置 相机的Y位置
D1型新闻是用来传输的free-d设备的摄像机位置和指向数据
新闻包含以下29个字节：
以下内容主要用于描述描述位置和指向信息的参数：
定义坐标轴
对于演播室的参考坐标，使用右手正交坐标系，X和Y轴位于水平面，Z轴位于垂直方向，Z轴向上的方向是正的。
摄像机的Pan该值被定义为Y轴和相机在水平平面上视觉轴向投影的夹角。0值定义为相机看Y轴的正向，右转定义正方向（从上到下，相机顺时针旋转）。
0 0000 0000 . 000 0000 0000 0000 0000
摄像机的tilt角度，定义了相机的视觉轴向和水平面的夹角。它被定义为向上倾斜，假的pan和tilt如果值为0，则相机水平看Y轴的正方向。
0 0000 0000 . 000 0000 0000 0000 0000
摄像机的Roll角度被定义为相机在其视觉方向上的反转角度。其0值与相机传感器的扫描线（图像中的水平位置）平行于水平面。当它从相机后面看时，它顺时针旋转。
0 0000 0000 . 000 0000 0000 0000 0000
摄像机的X位置被定义为其在X轴方向上从参考点到其本身的的水平位移
其值以24比特的二进制符号数表示，以毫米为单位。最高有效位是符号位（bit 23)，接下来的17位(22 6)是整数部分，剩余位置(6) 0)是小数部分；或者，也可以看作是一个符号整形值，单位为1/64mm，值范围为-131072.0mm（800000 hex）到 131072.0mm（7FFFFF hex）.
相机的Y位置被定义为从参考点到Y轴自身的水平位移
其值以24比特的二进制符号数表示，以毫米为单位。最高有效位是符号位（bit 23)，接下来的17位(22 6)是整数部分，剩余位置(6) 0)是小数部分；或者，也可以看作是一个符号整形值，单位为1/64mm，值范围为-131072.0mm（800000 hex）到 131072.0mm（7FFFFF hex）.
相机的Z位置
相机的Z位置被定义为从参考点到Z轴本身的垂直位移，向上定制为正。
其值以24比特的二进制符号数表示，以毫米为单位。最高有效位是符号位（bit 23)，接下来的17位(22 6)是整数部分，剩余位置(6) 0)是小数部分；或者，也可以看作是一个符号整形值，单位为1/64mm，值范围为-131072.0mm（800000 hex）到 131072.0mm（7FFFFF hex）.相关文章
