基于FPGA的视频云台的定位系统

由于疫情影响，诸多会议选择在线上进行。在大型会议远程线上的场合下，视频通话技术得到广泛应用。但由于视角和距离问题，会议当前发言人无法始终保持在视频窗口的中央。如果采用多个云台切换窗口，会增加会议负担；如果采取单一广角摄像头，则要么在拉近视角后会导致画面模糊，要么全景拍摄时无法获取清晰的与会人的图像。为了保持会议进程的稳定性和流畅性，可以采用基于声源定位的智能云台系统，能让会议中当前的主讲人始终处于视频窗口中央，使会议顺利进行，减轻会议负担。本系统主要由五元十字麦克风阵列、FPGA 核心控制器和舵机摄像头组成。麦克风阵列用于收集发言人的声音信息，并传输给 FPGA 进行计算和定位；FPGA 主要用于计算和控制，在确定发言人的位置后，再计算出舵机需要转动的幅度，最后控制舵机转动，转向发言人；舵机主要由 FPGA 控制，用于为会议提供稳定的视频图像信号。本系统麦克风阵列采用五元十字硅麦克风，五元十字麦克风定位系统有体积小、运算速度快、成本低等优势；利用 FPGA 的强大计算能力，可以快速得出声源坐标，并控制舵机转动。基本上实现了准确定位发言人位置、快速转动舵机、实时提供稳定的视频图像的功能。