舞台自动追灯系统

■山东省青岛市第二中学 高子茜

大部分情况下，大型活动都需用到舞台追光灯。目前，舞台追光灯需人工操作，其效果取决于操作人员的经验。一场活动至少有两个追光灯，这就需要至少两位工作人员操作，浪费人力。

如果能让舞台追光灯自动跟随演员照射就好了。看看我的设计吧！

一、方案设计

舞台自动追灯系统采用三基站一标签的方式，标签由演员随身携带。基站对标签定位，进而实现对演员的定位。使用Arduino 进行算法计算，控制舵机转动相应的角度来实现追灯对人员的追踪。标签模块及电池被置于话筒内。

图1 系统方案

二、定位原理

该系统通过UWB 无线定位的方式来实现演员定位。UWB 的室内定位原理和卫星定位原理相似，在室内布置3 个已知坐标的定位基站，需要定位的人员携带定位标签，标签按照一定的频率发送脉冲，不断与3 个已知位置的基站进行测距，通过精确算法定位标签的位置。

假设定位到标签的位置为（x，y），追灯安装高度为h。

图2

在水平面上，偏航角α可由以下公式得出：

标签距离A 基站的距离

则探照灯的俯仰角β有：

通过两个舵机，分别在水平方向转α度、俯仰方向转β度，即可让追灯射向标签所在位置。

实验表明，舞台自动追灯系统能实现对携带标签的演员的跟随照射。