虚拟电影(virtual movies)被广泛地用于多种目的，比如展览， 远距离的导游，教育，训练，电子游戏，等等。这些电影中的某些是 充满生气的，而某些其它的电影是真实的，就是涉及在真实现场中拍 摄的真实画面的场景。本发明涉及后一种情况，即，涉及一个虚拟和 交互式电影的制备使得使用者能够探索一个真实现场的情况。
例如，存在有某些情况，在这些情况下希望使用者能够看到现场 的电影化的显现，然后使用者可以在现场内交互地行进穿梭。更具体 地说，希望生产一种交互式电影，使得使用者可以在任何选定的方向 上观看到现场中的想要看的区域，同时观看到所选定的区域的连续变 化的实际图像，这些图像可选地与计算机产生的交互式或非交互式的 事件或物体结合起来。
在另一个更具体的示例中，希望生产一个用于人员训练的虚拟的 交互式电影，从而使受训练的人员熟悉一种特别的场景，同时提供关 于现场的基本的和综合性的信息，比如现场的布局，它的外观，房间 和设备在现场中的位置。还有，把一种模拟的事件例如火灾集成到电 影中，使得受训人员可以学习如何处理某些应急程序可能是有利的。
使得人们可以在一个真实的现场内行进穿梭的这种虚拟的交互式 电影也可以用于市场营销的目的，例如使得观看者可以交互地探查现 场，比如不动产，旅馆，等等。
这种使得能够在现场内行进穿梭的虚拟的交互式电影的制备一般 说来是一项非常复杂的任务，并且包括相当大量的工作，要求专业的 且长时间的拍摄和编辑。另外，结果常常不能令人满意，距离向使用 者提供真实的行进穿梭和探索的感觉很远。
本申请人在2003年11月24日提交的国际专利出版物No. WO2004/049263公开了一种用来生产以探索真实现场为目的的虚拟电 影的方法和设备。按照所述的申请，一个可移动的平台支承着所有的 系统部件。该可移动的平台在现场内运动，同时测量x，y坐标和取向 (角度)，产生现场节点(site nodes)(如在所述申请中定义的那样)， 获得高达360°视场的现场图像，并且完成附加的处理任务，包括最后 电影的处理和制备。
如在WO2004/049263中所述的，这样一个可运动平台一般说来可 以完成这一任务。然而，存在着一些与操纵这种平台相关的问题，这 些问题如下：
a.当系统由平台的后面获取图像时，操作者必须由每个摄像机的 视场中隐藏起来，为的是不出现在所获得的图像中。
b.支承所有的系统部件的平台很重，并且为了使平台运动并且在 现场内操纵该系统，操作者必须使用非常大的力气。
c.当平台必须沿着现场平稳地运动，而现场通常包括窄的通道， 比如门，或者平台必须平稳地穿过(或经过、横过)障碍物时，这个 任务变得更加复杂。
d.此外，在许多情况下，必须把系统由一个现场运输到另一个现 场，有相对较轻的平台并且平台也具有较小的体积是很重要的。
e.还有，当支承的回转轮在改变方向之后返回到正常的被拖动的 位置(或尾随位置a normal trailing position)时，可运动的平台发生 偏移，在所生产的虚拟电影中造成很麻烦的摇摆感觉。
因此，本发明的一个目的是提供一种可移动装置，它支承着一个 用于要在虚拟的交互式电影中显示的现场进行图像拍摄的设备，并且 它克服了上述所有的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种可移动装置，它有相对较小的尺 寸，相对较轻的重量，并且有良好的操纵性能。
本发明的再一目的是为使用者提供用以方便地将可移动装置引导 到现场的所希望的区域的装置，以及用以方便地控制成像设备的工作 的装置。
本发明的又一个目的是为可移动装置提供用来防止其在现场的各 区域之间行进期间出现偏移的装置。
本发明的其它目的和优点将随着描述的进行而变得更为清楚。

本发明涉及一种支承处于移动状态的用于现场成像的设备的可移 动装置，它包括：
a)一个框架；
b)多个支承轮；
c)可移动装置携带的一个成像单元，它包括至少一个摄像机，用 来监视并且控制所述至少一个摄像机和所产生的图像数据的工作、从 而产生出交互式电影的一个控制单元，以及连接到所述框架上用来支 承并保持所述成像单元在操作者头部的上方的一个底座；
d)驱动装置；
e)用来使可移动装置在现场内行驶的转向装置；
f)测量装置，用来测量可移动装置的相对x，y位移和它的角度取 向；
g)用来把电力供应给所述成像单元的电池装置；
h)用来确定所述可移动装置在现场内的相对位置和取向，用来处 理数据，并且用来产生控制操作的计算机；以及
i)与所述成像单元并且与所述计算机处于数据连通状态的监视 器，所述监视器可以由框架支承。
在一个方面，可移动装置是形式为机动的轮椅的一个座位的机动 的结构。
在本发明的一个实施例中，多个轮子中的两个轮子是自准直的回 转轮，可移动装置还包括用来在可移动装置开始前进期间防止出现偏 移的机构，该机构用来在所述开始前进之前使回转轮旋转到被拖动的 位置。
在这里被称为的“自准直的回转轮”是可以转动地安装到一个托 架上的轮子，将该托架进而可枢转地连接到一个枢转(或摆动)安装 件上，为的是关于一根大致竖直的枢转(或摆动)轴线转动，从而使 回转轮的水平转动轴线在水平方向上由枢转轴线偏置。在回转轮已经 关于枢转轴线枢转之后，跟着可移动装置的方向变化(在这里把这称 为“在开始前进期间”)回转轮将自动地旋转，从而它的水平轴线在 可移动装置向前移动的过程中在枢转轴线的后面(后面把这称为处于 “被拖动的位置”)。
正常情况下，当回转轮没有处于被拖动的位置时，不启动设定回 转轮的装置，并且可移动装置向前运动，由于回转轮旋转进入被拖动 的位置、同时继续关于它们的水平转动轴线旋转，可移动装置会暂时 地出现偏移。在这里被称为“出现偏移”意味着相对于希望的可移动 装置的向前路径出现横向的运动，其特征可能是连续的或者不规则的 向里和向外的运动，摇摆，抖动，颤动，摇晃，以及类似运动。
在本发明的一个实施例中，用来防止出现偏移的机构包括一个马 达，当回转轮没有处在被拖动的位置时用它来使每个回转轮的枢转轴 线转动。
在本发明的第二实施例中，用来防止出现偏移的机构包括将框架 的一个横向件升高的装置，每个回转轮的枢转安装件穿过该横向件伸 出，还包括使升高的回转轮旋转到被拖动的位置的装置。
最好，使横向件升高的装置是一个千斤顶装置，通过启动所述千 斤顶装置、用足够大的作用力升高该横向件，将一个加压件降下到在 千斤顶装置附近的地面上。
在一个方面，使回转轮旋转的装置包括一根可以在轴向上移动的 杆和偏心地安装在每个枢转安装件的圆形顶面上的一个管状件，所述 杆通过使它在轴向上移动用来与所述管状件接合，并且使每个回转轮 旋转到被拖动的位置。
在将回转轮设定到被拖动的位置之后，升高加压件，从而可移动 装置可以在向前的方向上前进，而没有偏移。因此，可以连续并且平 稳地观看被拍摄现场的交互虚拟电影，而没有由于在方向上无意中的 改变产生的任何突然的变化。
在一个方面，可移动装置还包括使升高横向件的装置的工作与使 回转轮旋转的装置同步的装置，从而跟在使横向件升高的装置启动的 后面启动使回转轮旋转的装置。
测量装置是装到框架上、靠近可移动装置的一个或多个支承轮的 一组位移传感器。最好把位移传感器例如编码装置装在靠近可移动装 置的两个支承轮例如两个前轮的位置，并且采用这些位移传感器测量 每个轮子的旋转位移。
最好，
a)转向装置的形式为一个操纵杆；
b)成像单元的底座可以旋转，并且可移动装置还包括使所述底 座旋转的装置；
c)可移动装置还包括用来传输数据的接触垫；
d)两个马达，用来分别独立地驱动两个不是回转轮的支承轮；
e)可移动装置还包括两个辅助轮，用来穿过在可移动装置的路 径中的不平地形或者障碍物，并且用来防止可移动装置倾覆；
f)可移动装置还包括指示装置比如激光束或者金属窄带，用来 确定可移动装置在现场内的相对位置；
g)框架可以收缩起来，并且能够将可移动装置的部件完全拆 开。
此可移动装置特别适用于支承用来对要以全景并且交互的方式看 到的现场进行成像、同时处于移动状态的设备。
如在这里所称呼的那样，“成像”和“拍摄”可以相互交换地使 用。
在一个实施例中，成像单元包括一台摄像机，它能够对360°进行 拍摄，在这种情况下，不需要可以旋转的成像单元的底座。
在一个方面，成像单元包括被连接到底座上的外壳保持的至少一 个摄像机，以及对于每台摄像机的校准装置。该校准装置用来以电子 学的方法使每台摄像机拍摄的图像相等。
也使用校准装置调整在相邻的摄像机之间沿圆周的距离，并且调 整每个摄像机外壳相对于底座的节距。进而，校准装置包括使底座处 于水平位置的装置。
在一个方面，成像单元还包括方向朝上的摄像机。
在一个方面，当把可移动装置保持在靶点上处于静止的状态时， 成像单元适宜于进行现场拍摄。
本发明也涉及一种用来防止支承处于移动状态的用于现场成像的 设备的可移动装置出现暂时的偏移的方法，它包括如下步骤：
a)提供一个可移动装置，它包括多个轮子，这些轮子中的两个轮 子是自准直的回转轮；由所述可移动装置携带、并且被支承在所述多 个轮子上方的成像设备；以及用来使回转轮旋转到被拖动的位置的机 构；
b)在使可移动装置沿着要求的路径前进之前，确定回转轮是否处 于被拖动的位置；
c)如果回转轮没有处于被拖动的位置，启动所述使回转轮旋转的 机构，直到每个回转轮达到被拖动的位置为止；
d)使所述进行现场拍摄的装置工作；并且
e)使可移动装置沿着所述要求的路径前进。
在一个实施例中，本发明的方法包括如下步骤：
a)提供一个可移动装置，它包括一个框架；两个前轮，用马达独 立地驱动每个前轮；两个后面的自准直的回转轮；用来使可移动装置 在现场内行驶的转向装置；用来测量可移动装置的相对x，y位移的测 量装置；以及用来确定所述可移动装置在现场内的相对位置和角度取 向，用来处理数据，并且用来产生控制操作的计算机；
b)选定确定要求的拍摄路线的靶点，可移动装置沿着该路线前 进；
c)在地面上将每个靶点可以看到地标示出；
d)使可移动装置在两个相邻的靶点之间行驶；
e)在位于所述两个相邻的靶点之间的节点上使所述成像设备工 作；
f)通过确定视觉指示装置什么时刻与所述给定的靶点的对应的 标记重合将所述可移动装置定位在所述给定的靶点上；
g)停止所述马达的工作；
h)在所述给定的靶点以宽角度的视场对现场的区域进行拍摄；
i)如果所述可移动装置在步骤d)改变了方向，致动旋转装置， 直到每个所述回转轮达到被拖动的位置为止；
j)使所述可移动装置沿着所述所希望的拍摄路线前进；以及
k)对于另外的两个成对的相邻靶点重复步骤(d)-(j)。
在本发明的一个方面，产生旋转的机构是马达。
在本发明的另一方面，通过升高框架的一个横向件将回转轮旋转 到被拖动的位置，每个回转轮的枢转安装件穿过该横向件伸出，并且 使升高的回转轮旋转到被拖动的位置。
在一个方面，通过将千斤顶单元的一个加压件降下到地面上用足 够大的作用力升高横向件将回转轮升高。
在一个方面，靠在轴向上移动一根杆直到它与偏心地安装在每个 枢转安装件的圆形顶面上的一个管状件接合为止使回转轮旋转，从而 使每个枢转安装件旋转、并且使安装在其上的每个回转轮旋转到被拖 动的位置。
最好，在将回转轮设定在被拖动的位置之后，升高加压件。
在一个方面，用遥控装置驱动可移动装置并且操纵成像设备。
附图说明
在图中：
图1和2分别是按照本发明一个实施例的可移动装置的侧视图和 后视图；
图3是一个总体的方框图，示出了WO2004/049263的系统的结 构；
图4是要借助于本发明的可移动装置进行拍摄的一个示例性现场 的布置图，该可移动装置沿着一个穿过现场的所希望的路线行进；
图5是一个示意图，示出了如被再分成节点和靶点(或目标点) 的图4的所希望的线路；
图6a-d示出了适用于在图5所表示的不同节点进行拍摄的各种摄 像机视场的示例；
图7是由支承摄像机单元的可旋转底座的那一侧看的透视图；
图8和9是回转轮的示意图，分别示出了处于被拖动的位置(尾 随或牵引状态)的回转轮和取向相反的回转轮；
图10是当按照本发明的回转轮设定装置没有工作时出现偏移的可 移动装置的示意图；
图11是示例性的千斤顶单元的透视图；
图12是一个配装在图11的千斤顶单元中用来保持一个轴向可移 动杆的套筒的透视图；
图13是一个由该杆接合的从而将回转轮推到被拖动的位置的管状 件的透视图；
图14是当该杆返回到它的原始位置时该杆的透视图；
图15是当千斤顶单元的加压件被升高时该加压件的透视图；
图16是可移动装置由上方看的透视图，所示出的该装置的框架处 于收缩起来的状态；
图17是由按照本发明的另一实施例的可移动装置的前面看的透视 图；
图18是由图17的可移动装置的顶部看的透视图；
图19是由图17的可移动装置的侧面看的透视图，示出了操纵本 发明一个实施例的成像设备的操作者；以及
图20是由图17的可移动装置的前面看的透视图，示出了操纵本 发明一个实施例的成像设备的操作者。

本发明是一种可移动装置，它支承着处于移动状态的用于现场成 像的装置，从而可以连续地并且平稳地观看用该成像设备产生的现场 的电影。
图17到20示出了按照本发明一个实施例的可移动装置。
参见图17-20，整体地用附图标记300表示的可移动装置是机动的 (或装备有动力装置)。可移动装置300的结构与一个机动的轮椅类 似，且此装置300由市场上可获得的装备组装而成，如这里描述的那 样这些装备被进一步改进，从而适用于在处于移动状态的同时实现现 场成像。然而，应当注意到，可移动装置不是必须以轮椅为基础，而 是可以独立地由这些装备制成或组装出该装置。为了简短，不是本发 明的可移动装置的所有部件将必须在本申请中提到或描述，只要已经 知道这些部件在传统的轮椅中存在，在本申请中就将不再提到和描述 它们了。
可移动装置300包括操作者座位301，它是改进的机动的轮椅座 位，两个前轮302，至少一个后轮303，以及成像单元351。附加的轮 309是可选的，且这些附加的轮可以用来穿过某些特别的障碍物，比 如台阶，并且防止可移动装置300倾覆。在可移动装置300的所示出 的示例中，后轮303是可转动的，而前轮302是固定的。然而，后轮 303也可以是固定的，而前轮302是可旋转的，或者可以采用固定轮和 /或可旋转轮的任何其它适当的方案。所示出的可移动装置的构形可以 实现极好的操纵性能和转向性能，基本上在360°的范围内转向。将会 认识到，也可以采用任何其它适当的可移动装置构形。可移动装置还 包括一个或多个马达，最好是电动机(未示出)，用来推动该可移动 装置，且其还包括一个转向装置比如一个操纵杆(或方向盘)，如通 常在机动的轮椅中常用的那样。进而，可移动装置包括一个或多个电 池或电池组，用来将电力按照需要提供到马达和其它系统部件。
将成像单元351设置在操作者座位301的上方，并且在这个实施 例中成像单元包括指向相反方向的两个摄像机355。由金属框架315支 承着成像单元351，把该框架装接到原来的可由市场获得的轮椅的本体 上。最好，将摄像机355安装在一个可旋转的底座320上，该底座可 以如所希望的那样实现摄像机的360°旋转。通过将摄像机355设置在 操作者座位301的上方，并且最好在操作者的头部的高度的上方，可 以以360°的全景方式对现场进行拍摄，并且随后看到该现场，而在任 何拍摄的图像中没有操作者的所不希望的显现。避免对操作者进行拍 摄是本发明的一个重要优点。
可移动装置也设有位置和取向传感器(未示出)，在图16-20的实 施例中这些传感器设置在靠近两个前轮302的每个前轮的位置。这些 传感器测量两个前轮中的每个前轮的运动，一台计算机基于测量到的 数据可以确定出可移动装置在任何给定的时刻在现场内的x，y位置和 取向(或定向)。
可移动装置300也包括控制单元210和数据单元275，这些单元最 好设置在操作者座位301后面的一个隔室(或隔间)中。当然，也可 以如需要的那样设置电缆，用来将电力和数据信号都传输到成像单元 351。
在工作中，操作者330坐在座位301上，并且在现场内驱动可移 动装置300。操作者330借助于笔记本电脑(或便携式计算机)340或 者借助于任何其它适当的监视器和与计算机处于数据连通状态的相应 键盘操纵用来生产虚拟电影的系统。监视器以这样的方式设置，使得 操作者330可以看到，并且监视器的位置最好不明显地遮挡他的视场。 借助于金属结构325支承笔记本电脑340或者任何其它适合的监视 器，也将此金属结构连接到原来的可由市场获得的轮椅的底座上。
如图所示，可移动装置300适用于完成成像和产生虚拟电影的任 务，这种虚拟电影提供给观看者一种在被拍摄的现场周围走动的感 觉。可移动装置是机动的，它具有相对较轻的重量，占据较小的体积， 对于摄像机351不会造成任何遮挡，并且在现场内可以很容易地操纵。 还有，可移动装置使得操作者可以以一种方便的方式操纵成像设备。
在图1和2中示出了本发明的另一实施例，这些图分别是整体用 附图标记10表示的可移动装置的侧视图和后视图。可移动装置10设 有一个用来防止在装置开始前进时的偏移的机构，其中在已经检测到 支承可移动装置的回转轮已经关于它们的枢转(或摆动)轴线枢转之 后，在所述初始的前进之前，使回转轮转到一个被拖动的位置。因为 可移动装置10支承着处于移动状态的用于现场成像而没有偏移的装 置，可以连续并且平稳地看到现场的电影，而没有由于方向的无意中 的改变出现突然的变化。
最好可由市场获得的批量生产的部件组装成可移动装置10，从而 降低装置的成本，并且该装置包括框架5，操作者座位14，两个前轮 16，每个前轮由一个马达(未示出)驱动，并且由至少一个电池或电 池组17对它供能，从而可以将可移动装置引导到要拍摄并且随后在交 互式虚拟电影中看到的现场的所希望的区域，两个自对正的回转后轮 18，如后面将描述的用来控制回转轮18的取向的千斤顶单元20，一个 设有内部控制器的转向装置比如操纵杆22，使可移动装置可以穿过在 它的路径中不平的地带或者障碍并且用来防止它倾覆的两个辅助轮 24，动力供应装置31和34，计算机35，成像单元201，用于传输数据 的触垫(touchpad)27，以及监视器29。最好计算机35装放在操作者 座位14后面的一个封闭的隔室中。计算机35设有适当的装置，例如 通过有线的连接或者无线的连接，用于CD-ROM，DVD，或者CD-R 的驱动器，或者通过一种网络连接，使储存和传输与成像单元相关的 数据变得容易。当然，也可以提供电缆，用来将电力和信号传输到所 有上面提到的部件，并且在所有这些部件之间进行传输。
分别安装在每个前轮16的轴上并且相对于相应的前轮朝内设置的 编码器(未示出)向计算机35连续地提供每个前轮16的x，y的绝对 位移。在计算机35收到来自每个编码器的数据并且进行处理之后，确 定出可移动装置的一个参考点例如在图7中所示的圆形底座220的中 心61的位置、相对位移和角度取向，如本领域技术人员所熟知的那样。 因此，当操作者想要将可移动装置引导到现场一个选定的区域时，适 当地操作操纵杆22，与控制器联系起来接续地并且独立地操作每个驱 动相应的前轮16的马达，从而实现可移动装置所希望的运动，并且计 算机35确定出可移动装置的瞬时位置、相对位移和角度取向。
将会认识到，用来确定出可移动装置的瞬时位置、相对位移和角 度取向的测量装置可以是以GPS为基础的测量系统，在本申请人的以 色列专利申请No.164772中所描述的装置，或者任何其它适当的测量 装置。
图8-10示意性地示出了可移动装置出现偏移的趋势。回转轮18可 旋转地安装到托架65上，进而该托架可枢转地连接到枢转(或摆动) 安装件67上，为的是关于一个大致竖直的枢转轴线68旋转。通过一 个具有大致水平的转动轴线的轴71且通过螺母或者任何其它适当的安 装装置把每个回转轮18紧固到对应的托架65的下端上。回转轮18是 自对正类型的，因为水平转动轴线71在后面，并且在水平方向上离开 枢转轴线68偏置，使得在可移动装置在由直箭头表示的向前位移的过 程中回转轮18将自动地摆转到一个被拖动的状态，如在图8中示出的 那样。
由于托架65的摆动作用，回转轮18为可移动装置提供很好的操 纵性能，为的是容易地对现场的任何所希望的区域进行拍摄。托架65 对可移动装置运动的变化做出响应相对枢转轴线68进行枢转。当一个 力矩施加在可移动装置上时，比如当由对应的马达使其中一个前轮16 (图1)以比另一个前轮更快的速度转动时，回转轮在合成力矩的作用 下屈服，并且相对枢转轴线68部分地枢转。当可移动装置在倒退的方 向上前进时，回转轮相对枢转轴线68枢转一个由弯曲的箭头所表示的 180°的角度位移(后面把这称为“倒退取向”)，如在图9中所示出 的那样。在回转轮部分或完全枢转之后，将回转轮的取向保持一个较 短的时间。结果，当可移动装置10接着在先前的方向变化之后在向前 的方向上前进(在这里把它称为“在初始前进期间”)时，它会暂时 地以曲折路线(或Z字形)的方式偏移，如在图10中用箭头72所表 示出的那样，直到回转轮18返回到一个图8中所示的被拖动的位置为 止。
在本发明的一个实施例中，可移动装置设有连接到回转轮的枢转 轴线上的马达。当操作者确定回转轮没有处在被拖动的位置时，在可 移动装置改变方向之后，操作者开动马达，直到回转轮返回到被拖动 的位置为止，为的是防止可移动装置在它与后续的拍摄操作对应的初 始前进期间出现偏移。
将会认识到，可以通过遥控装置操纵可移动装置和成像设备，如 本领域技术人员已经熟知的那样。可以通过参考适当的指示装置比如 在可移动装置下面铺设的并且与可移动装置的中心线相对应的方向沿 着地面的激光束或者位于中心设置的一个金属窄带来驾驶可移动装 置，为的是确定可移动装置在现场内的相对位置。可移动装置所携带 的计算机可以控制激光束指示器的工作。可以用适当的传感器检测回 转轮的取向，这些传感器将信号传输给控制中心。如果回转轮没有处 于被拖动的位置，控制中心可以自动地使回转轮旋转，或者可以对负 责操作可移动装置的人员发出警告。
由在支承轮足够高的上方的可移动装置的框架支承成像设备，从 而使电影的观看者产生一种围绕被拍摄的现场行走的感觉。对于大多 数现场比如旅馆，办公室或者发电厂的内部来说，把成像设备设置在 大约眼睛的高度，例如在下面的地板表面上方1.5-1.7米的高度；然而 可以设想其它的应用，比如在水平的导管或管道内部的应用，对于这 种情况将成像设备设置在相对较低的高度。
在图3中简短地示出了在WO2004/049263中公开的用来生产虚拟 电影的系统，在这里将该专利的内容结合进来作为参考，该系统总体 上包括：
a.成像单元201；
b.取向传感器204；
c.控制单元210；以及
d.数据单元275。
成像单元201包括一个摄像机单元214，它具有一个或多个摄像机 223和224以及对应的摄像机外壳59(见图7)，还包括控制单元210， 用来支承摄像机单元214和控制单元210的可旋转的底座220，以及用 来使底座220转动的由马达防护罩38(见图1)所覆盖的马达。取向 传感器204将可移动装置的角度取向连续地提供给成像单元201。控制 单元210控制并监视产生虚拟电影系统的工作，比如借助于线路260 致动(或驱动)并监视成像单元201，借助于线路261将控制参数传递 到数据单元，此数据单元可能与控制单元210分开，借助于控制线272 控制数据单元275，并且控制数据由成像单元201向数据单元275的传 输。数据单元275一般借助于数据总线280接收来自成像单元201的图 像，并且对图像进行处理，以产生最后的虚拟电影。线路273用来将 电影下载或上载到数据单元275。
成像单元201设置在操作者座位14的上方(见图1)，并且成像 单元包括至少一个摄像机。通过底座220的转动，也可以使摄像机单 元214转动，从而获得高达360°的宽视场，如果希望这样的话。摄像 机单元214设置在操作者座位14的上方使得可以实现360°的成像，而 不会在任何拍摄的图像中有操作者的不希望的出现。这是本发明的一 个重要优点。
在所要求的真实现场内沿着各种路径拍摄影像或者静止的画面。 随后常常在可移动装置前进的过程中以通常是自动的方式对所拍摄的 图像进行处理，以产生交互式电影。随后，当激活该电影时，使用者 可以虚拟地探查该现场，同时沿着虚拟的路径移动。用这样的系统产 生的交互式虚拟电影模拟出使用者在真实的现场内的行走，并且以全 景的方式显示出在现场内感兴趣的各个区域。电影是交互的，其含义 是：观看电影的使用者可以实时地在现场内选择所希望的路径。因此， 在例如接近一个交叉口比如走廊与门口的交叉口以及按照所选定的路 径在方向上有改变之后立即显示给使用者。通过精确的定位和成像， 以连续并且平稳的方式显示出电影的画面，而没有由于方向的改变产 生的突然改变。
图4示出了一个示例性的现场，这是一个办公室40，有两条走廊 C1，C2和两个房间A，B。在这样的现场内产生的交互式虚拟电影的 观察给使用者提供一种在该办公室周围行走的感觉。在起始点41开 始，使用者看上去走到交叉口J1，在那里他可以或者向右转走进房间 B，或者继续一直向前沿着走廊C1前进。类似地，当到达交叉口J2 时，使得使用者可以看到右转弯进入房间A，或者沿着走廊C1向前的 直路。当到达交叉口J3时，使得使用者可以看到在走廊C2内或者右 转弯或者左转弯。
为了使使用者可以通过沿着一个走廊看前面探查该办公室，相对 有限的视场就足够了。然而，在交叉口J1，J2和J3，需要较宽角度的 视场，而在房间A和B中一般需要360°的视场。在交叉口J1需要一 个较宽角度的视场，使得使用者可以挑选接续的观察选择，通过模拟 向前进直到交叉口J3看到走廊的端部，或者选择模拟地转进房间B 中，观看房间的内部，或者模拟沿着走廊C1转到起点41。
借助于一个扫描设备对办公室拍摄电影，该扫描设备可以拍摄一 直到360°的视场。可移动装置携带该扫描设备，可移动装置沿着所选 定的路线向前进，同时由拍摄点在相关的视场内拍摄图像(或照片)。 例如，该扫描装置可以每10厘米距离拍摄图像，并且通过拍摄画面对 预先确定的视场进行扫描。
为了帮助可移动装置的操纵者，在本发明的一个实施例中，选定 一条计划好的路线，将由一个预先确定的原点开始沿着该路线拍摄电 影。计划好的路线包括多个点(后面把这些点称为“靶(或目标)点”)， 在这些点需要宽角度的视场。在现场的地板上用适当的方式比如标签 表示这些靶点，并且这些靶点在定位可移动装置和摄像机以及所携带 的成像单元方面起着重要的作用，如后面将描述的那样。也在位于一 对靶点之间的多个点(后面把这些点称为“节点”)对现场进行拍摄， 这些点不要求宽角度的视场。
图5示出了与在图4中所示的办公室10的所选定的线路相对应的 多个节点。示例性的靶点包括与起始点41对应的点45，与交叉口J1 对应的点48，与房间B对应的点50，以及与交叉口J2对应的点54。 示例性的节点包括节点46，47，55和56。确定每个节点的位置，并且 也确定对于这个节点特定的与拍摄有关的参数。沿着所计划的线路， 当携带扫描设备的可移动装置前进一个预先确定的距离时，自动地产 生多个节点，这可以是例如每前进5-50厘米，或者它的角度取向改变 一个预先确定的角度(例如5°)。对于每个节点，产生特定的摄像单 元的视场。在这里将术语“摄像单元的视场”定义为对于每个节点产 生的角度范围，这个角度范围包括形成摄像单元的每个单个的摄像机 拍摄的视场累积起来的视场。在图6a-d中示出了节点的几个示例以及 它们对应的摄像单元的视场。阴影区域表示摄像单元的视场。例如， 如在图6a中所示，在靶点45的摄像单元的视场(以及类似地也是对 于节点46，47，55和56的视场)可以横跨90°，即，在-45°到+45°之 间(0°被定义为朝北的方向)。相同的节点的摄像单元的视场可替代 地如在图6b中所示出的那样，即，可以横跨两个扇区，第一个扇区在 -45°到+45°之间，第二个扇区在225°到135°之间，为的是使得使用者 可以由给定的节点向前和向后看到虚拟的路线。通过在摄像单元内安 装两台分开的摄像机可以在一次拍摄中获得这样的双倍视场，在同一 平台上一台摄像机朝前，另一台朝后。图6c示出了对于位于交叉口J1 的靶点48的优选视场。在靶点48，视场横跨270°的扇区，即，在-45° 到225°之间。为了能够看到所有的方向，靶点50的视场可以为360°， 如在图6d中所示出的那样。
为了确保所产生的交互式电影在由现场的一个区域到另一个区域 的过渡区域给使用者提供平稳的图像，防止使用者的视场的方向改变 的量大于靶点与相邻的节点之间最大的预先确定的角度。这就是说， 当预计要在方向上转弯时，使接近和离开一个靶点的可移动装置的取 向恒定地改变。如果没有控制单元210(图3)的干预，进入和离开一 个靶点的摄像视场将明显地不同。
虽然在转向操作之后可移动装置会有暂时的偏移，造成一种在观 看相应那段交互式电影时让人烦恼的摇摆的感觉，但是，千斤顶单元 20(见图2)适于防止可移动装置出现暂时的偏移。
通过致动(或启动)一个千斤顶单元，使此单元降低到在可移动 装置下面的地面上，将可移动装置在地面上方升高，并且迫使回转轮 到达被拖动的位置，从而防止可移动装置出现暂时的偏移。因此，为 了防止可移动装置出现暂时的偏移，在可移动装置改变方向之后，最 好在对现场的周围区域进行宽角度拍摄期间，在每个靶点处启动千斤 顶单元。在把回转轮设定到被拖动的位置之后，将千斤顶单元升高， 并且使可移动装置沿着基本上笔直的路径前进。
图11-15示出了一个示例性的千斤顶单元。千斤顶的外壳81在可 移动装置的框架的后面安装在该框架的横向件83的中心位置。对应的 回转轮18的每个枢转安装件67在横向件一个相对的端部穿过横向件 83伸出。把加压件85例如一个轮子可枢转地安装在靠近千斤顶外壳81 的底部。在回转轮18枢转到如图11中所示的倒退取向之后，用适当 的致动装置例如气压装置，液压装置，电动装置和弹簧作动力的装置 把加压件85降到地面86上，以足够大的作用力将横向件83升高。
使用水平设置的杆91同时将两个回转轮18的取向设定到被拖动 的位置。杆91穿过设置在枢转安装件67与千斤顶外壳81之间的带狭 缝的引导件93伸展，并且穿过分别在千斤顶外壳的相对的壁的上端形 成的准直狭缝95，如在图13中所示出的那样，从而可在轴向上位移。 借助于配装在千斤顶外壳的两个壁之间的套筒96将杆91保持在相对 于千斤顶外壳81的上边缘98基本上垂直的位置，如在图12和13中所 示出的那样。可以用任何适当的装置比如如图所示的以弹簧为动力的 致动器或者用以气压为动力的，以液压为动力或者以电为动力的致动 器使杆91轴向上位移。用来在轴向上使杆91移动的致动器可以与在 竖直方向上使加压件85位移的致动器无关，并且最好借助于计算机35 (见图2)使杆91移动的致动器以电子学的方式同步，使它在降下加 压件之后在轴向上位移。
枢转安装件67的上端设有圆形的平面件97，将一个小的管状件98 例如一个滑轮件偏心地安装在该平面件的顶部。当使杆91由在图11 中所示的位置在轴向上位移到在图13中所示的位置时，杆与管状件98 接合，迫使管状件的角度改变大约180°。因为把管状件98固定地安装 到平面件97上，管状件的角度转动180°使得回转轮18转动类似的角 度，直到达到一个被拖动的位置为止。在把回转轮设定到一个被拖动 的位置之后，将杆91松开，且杆91返回到它原始的位置，如在图14 中所示出的那样，并且将加压件85升高，如在图15中所示出的那样。
在使用中，操作者坐在座位14(图1)上，并且在现场内驱动可 移动装置。由于可移动装置相对较窄的宽度，例如为59厘米，可以引 导可移动装置通过大多数的门口。操作者引导可移动装置按照由预先 确定的靶点决定的选定线路行进。借助于适当的指示装置比如激光束 的端部或者与靶点的中心重合的金属窄带的端部使可移动装置的适当 定位变得容易。缺口13使得操作者可以没有障碍地看到指示装置，从 而精确地将可移动装置的参考点定位在一个给定的靶点上。一旦将可 移动装置适当地定位在一个靶点上，借助于位于操纵杆22附近的一个 适当的操纵装置启动千斤顶单元，并且实现宽角度的拍摄。
操作者借助于接触垫27操纵虚拟电影制备系统，按照人机工程学 设置该接触垫，使得它的适当区域可以不用力地下压，并且把它设置 在操作者的前面，从而当可移动装置前进时不会明显地遮挡操作者的 视场。在沿着要求的线路引导可移动装置之前，操作者通过表示靶点 的相对位置输入想要的靶点。当以全景的方式对现场区域进行拍摄 时，使携带摄像单元的底座220(见图7)转动，直到实现360°视场为 止。如果仅只采用一台摄像机，就使底座完全地转动。最好采用五台 摄像机，四台在成像单元201的侧面分开90°的角度，从而使底座220 必须类似地转动90°，一台设置在成像单元的顶面上。替代地，可以采 用一台摄像机，它能够拍摄360°的宽角度。
如在图16所示，可移动装置的框架5是可收缩的，从而使它的包 装和运输变得容易。在所示出的示例中，支承着成像单元201和监视 器29的上框架件110可以向下枢转，为的是减小将可移动装置包装在 其中的包装箱的尺寸。最好，可移动装置的所有部件也可以拆开，进 一步降低运输成本。
参见图7，在把可移动装置运到想要的目的地并且重新组装之后， 需要校准摄像单元214的每台摄像机。这种校准确保摄像单元的每台 摄像机在一个给定的节点或靶点拍摄的照片将是相同的，从而将尽可 能平稳并且连续地观看所产生的交互式电影。在校准过程之前，用适 当的装置比如支承着底座220的一个可旋转并且可锁定的球形件使摄 像单元214的底座220处于水平位置，从而与地面平行。在校准每台 摄像机的孔径开口之前，需要调节每台摄像机之间的沿圆周的距离。 借助于位于每台摄像机外壳59的底部的螺丝校正器58进行这样的角 度调整。借助于在摄像机外壳59的侧壁64和/或底部形成的狭缝63并 且靠适当的引导件校准每台摄像机的节距。
成像单元201(图3)也可以设有用来校正照片的图案的装置。拍 摄第一张照片作为参考件，将每张后续的照片的图案与参考照片作比 较。如果两张照片的图案有明显的不连续或不同，就校正产生后续照 片的摄像机，使得每台摄像机拍摄的照片将都相同。
尽管已经以说明的方式描述了本发明的某些实施例，但是下面一 点将是明显的：可以进行许多改进，变化和结合以及使用大量的等价 物或者替代方案实现本发明，所有这些都在本领域技术人员熟知的范 围以内，而没有偏离本发明的精神或者超出权利要求书的范围。