CN100335965C - 虚拟浏览的图像拍摄辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像拍摄辅助装置。虚拟浏览的图像拍摄辅助装置，其特征是：它主要由底座(14)、绕Y轴旋转装置、沿X轴平移装置、绕X轴旋转装置、沿Y轴平移装置、相机托块(15)、相机连接螺栓(3)组成，底座(14)与绕Y轴旋转装置的下转台(13)固定连接，沿X轴平移装置的滑块(7)位于绕Y轴旋转装置的上转台(12)的滑槽内，沿X轴平移装置的下支架(1)与绕X轴旋转装置的上支架(2)活动连接，相机托块(15)由沿Y轴平移装置与上支架(2)相连接，相机托块(15)中央设有一相机连接螺栓(3)。本发明的优点是：可以联结各种不同的数码相机；保证成像中心位于多自由度的旋转球心；角度分度准确，可以广泛应用于基于图像的虚拟浏览领域。

Description

虚拟浏览的图像拍摄辅助装置

技术领域

本发明涉及一种图像拍摄辅助装置，特别是为实现基于图像的虚拟现实环境，完成序列数字图像获取的装置。

背景技术

为了实现基于图像的虚拟浏览，现有的拍摄装置都采用专用拍摄装置，或为固定多个镜头的拍摄系统，需配合专用处理软件；或为每一种相机设计制作一种联结平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟浏览的图像拍摄辅助装置，它可以解决不同的数码相机其成像中心位置及镜头参数各不相同而造成每种相机需有一个专用支架连接的难题，易于获取系列图像，以实现基于图像的虚拟浏览。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：虚拟浏览的图像拍摄辅助装置，其特征是：它主要由底座14、绕Y轴旋转装置、沿X轴平移装置、绕X轴旋转装置、沿Y轴平移装置、相机托块15、相机连接螺栓3组成，底座14与绕Y轴旋转装置的下转台13固定连接，沿X轴平移装置的滑块7位于绕Y轴旋转装置的上转台12的滑槽内，沿X轴平移装置的下支架1与绕X轴旋转装置的上支架2活动连接，相机托块15由沿Y轴平移装置与上支架2相连接，相机托块15中央设有一相机连接螺栓3。

所述的绕Y轴旋转装置，由上转台12、下转台13、转台定位螺栓11、螺栓B8组成，上转台12与下转台13结构相同，为圆盘形，中央开有中心孔，边缘处开有定位孔，其一面开有滑槽，滑槽的两端开有螺纹孔，上转台12开有滑槽的一面朝上，下转台13开有滑槽的一面朝下，上转台12与下转台13由螺栓B8穿过下转台13、上转台12的中心孔面接触式活动连接，转台定位螺栓11位于上转台12的定位孔内，上转台12、下转台13的外圆周面上刻有角度；底座14由底座定位销5旋入下转台13的定位孔与下转台13固定连接，下转台13与底座14由螺栓B3穿过底座14、下转台13的中心孔固定连接，滑块7的一端位于上转台12的滑槽内。

所述的绕X轴旋转装置，由上支架2、支架定位螺栓8、支架轴套9、支架固定螺钉10组成，上支架2成U形，U形底端间隔开有螺钉孔，螺钉孔的间距与相机托块15的长螺栓孔间距相应，U形两上端分别设有旋转孔，上支架2的U形间距小于下支架1的U形间距，上支架2位于下支架1内；上支架2与下支架1由支架固定螺钉10穿过下支架1、上支架2的旋转孔并与支架轴套9相配套而活动连接；上支架2的U形的一端上设有定位孔，支架定位螺栓8旋入定位孔，下支架1、上支架2的U形的一端上刻有旋转角度。

设图1中水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。本发明采用底座14、绕Y轴旋转装置、沿X轴平移装置、绕X轴旋转装置、沿Y轴平移装置、相机托块15，带燕尾的联结底座14与照相机三脚架上的燕尾槽相配合联结。相机托块15及相机连接螺栓3可适用于不同的数码相机。旋转绕Y轴旋转装置的上转台12，上转台12相对于下转台13绕Y轴(螺栓B8)旋转，通过刻度可知旋转的角度，并可由转台定位螺栓11定位。旋转绕X轴旋转装置的上支架2，上支架2相对下支架1绕X轴(支架固定螺钉10)旋转，下支架1、上支架2的U形的一端上设有旋转角刻度，通过刻度可知旋转的角度，并可由支架定位螺栓8定位。

绕Y轴旋转或者绕X轴旋转，数码相机的成像部位便始终处于球心，即不会因为绕Y轴旋转或者绕X轴旋转而改变距离，造成失真。于是，可以得到绕Y轴旋转得到的系列图像，来实现柱面贴图；绕Y轴旋转一个角度后再绕X轴旋转得到的系列图像，来实现球面贴图。这样，就可以为实现基于图像的虚拟浏览创造条件。

本发明采用沿X轴平移装置、沿Y轴平移装置，同时，还可实现沿X轴、Y轴移动微调。旋转沿X轴平移装置的转台滑丝杆6，可使滑块7沿X轴(上转台12的滑槽)左右移动；调整沿Y轴平移装置的长螺栓4上的两螺母B1，可使相机托块15沿Y轴平移。

本发明的优点是：

1.可以联接各种不同的数码相机；

2.保证成像中心位于多自由度的旋转球心；

3.角度分度准确，并可以根据不同相机的镜头参数，灵活确定角度分度。

附图说明

图1是本发明主视图

图2是图1俯视图

图3是图2右视图

图4是本发明底座14的主视图

图5是图4右视图

图6是图4的俯视图

图7是本发明上转台12、下转台13的主视图

图8是图7右视图

图9是图7的俯视图

图10是本发明滑块7的主视图

图11是图10的右视图

图12是图10的俯视图

图13是发明转台滑丝杆6结构示意图

图14是本发明转台定位螺栓11结构示意图

图15是本发明支架轴套9结构示意图

图16是图15右视图

图17是本发明支架固定螺钉10结构示意图

图18是图17的右视图

图19是本发明上支架2的结构示意图

图20是图19的右视图

图21是图19的俯视图

图22是本发明下支架1的结构示意图

图23是图22右视图

图24是图22俯视图

图25是本发明相机托块15的结构示意图

图26是图25的俯视图

图27表示以O为中心的系列图像获取示意图

图28为以O为中心的2副图像的拼合示例示意图

图29是以O为中心的图像拼合的几何模型示意图

图30为构建以O为中心的柱面图像纹理影射空间的示意图

图31是构建以O为中心的球面图像纹理影射空间的示意图

其中1-下支架、2-上支架、3-相机连接螺栓、4-长螺栓、5-底座定位销、6-转台滑丝杆、7-滑块、8-支架定位螺栓、9-支架轴套、10-支架固定螺钉、11-转台定位螺栓、12-上转台、13-下转台、14-底座、15-相机托块、B1-螺母、B2-螺钉、B3-螺栓、B4-止动垫圈、B5-紧固螺钉、B6-弹簧、B7-毛毡、B8-螺栓、B9-螺钉。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示。虚拟浏览的图像拍摄辅助装置，它主要由底座14、绕Y轴旋转装置、沿X轴平移装置、绕X轴旋转装置、沿Y轴平移装置、相机托块15、相机连接螺栓3组成，底座14与绕Y轴旋转装置的下转台13固定连接，沿X轴平移装置的滑块7位于绕Y轴旋转装置的上转台12的滑槽内，沿X轴平移装置的下支架1与绕X轴旋转装置的上支架2活动连接，相机托块15由沿Y轴平移装置与上支架2相连接，相机托块15中央设有一相机连接螺栓3。

如图1、图4、图5、图6所示，带燕尾的联结底座14与照相机三脚架上的燕尾槽相配合联结。

如图1所示，毛毡B7固定在带燕尾的联结底座14的上表面，以免带燕尾的联结底座14与下转台13之间产生摩擦磨损。底座定位销5通过弹簧B6和紧固螺钉B5固定在固定在带燕尾的联结底座，底座定位销5起定位的作用。

所述的绕Y轴旋转装置，由上转台12、下转台13、转台定位螺栓11、螺栓B8组成，上转台12与下转台13结构相同，如图7、图8、图9所示，为圆盘形，中央开有中心孔，边缘处开有定位孔，其一面开有滑槽，滑槽的两端开有螺纹孔，上转台12开有滑槽的一面朝上，下转台13开有滑槽的一面朝下，上转台12与下转台13由螺栓B8穿过下转台13、上转台12的中心孔面接触式活动连接，转台定位螺栓11位于上转台12的定位孔内，上转台12、下转台13的外圆周面上刻有角度；上转台12相对于下转台13绕Y轴旋转，通过刻度可知旋转的角度，并可由转台定位螺栓11定位，如图14所示；如图4、图5、图6所示，底座14由底座定位销5旋入下转台13的定位孔与下转台13固定连接，下转台13与底座14由螺栓B3穿过底座14、下转台13的中心孔固定连接，螺栓B3上设有止动垫圈B4，如图1所示；滑块7的一端位于上转台12的滑槽内，滑块7的水平长度小于滑槽水平长度，滑块7可沿Y轴平移。

所述的沿X轴平移装置，主要由转台滑丝杆6、滑块7、螺钉B2、下支架1组成，如图10、图11、图12所示，滑块7的下端宽度与上转台12的滑槽宽度相应，其长度小于滑槽水平长度，滑块7的下端位于上转台12的滑槽内，转台滑丝杆6旋入上转台12上与滑槽相通的螺纹孔并与滑块7的丝杆孔相固定，旋转转台滑丝杆6可使滑块7沿滑槽左右移动，转台滑丝杆6的一端由螺钉B9固定一旋转螺母，如图13所示；滑块7的上端开有两螺钉孔，如图22、图23、图24所示，下支架1成U形，U形底端开有两螺钉孔并与滑块7的上端两螺钉孔间距相对应，滑块7与下支架1由两螺钉B2分别旋入相应的螺钉孔固定连接，下支架1的U形两上端分别设有旋转孔。

所述的绕X轴旋转装置，由上支架2、支架定位螺栓8、支架轴套9、支架固定螺钉10组成，如图19、图20、图21所示，上支架2成U形，U形底端间隔开有螺钉孔，螺钉孔的间距与相机托块15的长螺栓孔间距相应，U形两上端分别设有旋转孔，上支架2的U形间距小于下支架1的U形间距，上支架2位于下支架1内；上支架2与下支架1由支架固定螺钉10穿过下支架1、上支架2的旋转孔并与支架轴套9相配套而活动连接，上支架2相对下支架1绕X轴旋转，如图15、图16、图17、图18所示；上支架2U形的一端上设有定位孔，支架定位螺栓8旋入定位孔，下支架1、上支架2的U形的一端上刻有旋转角度，通过刻度可知旋转的角度，并可由支架定位螺栓8定位。

所述的沿Y轴平移装置，由长螺栓4、螺母B1组成，两长螺栓4分别穿过相机托块15的长螺栓孔旋入一螺母B1后穿过上支架2的螺钉孔并与该螺母B1螺纹连接，调整长螺栓4上的两螺母B1可使相机托块15沿Y轴平移。

如图25、图26所示，相机托块15中央开有一螺栓孔，相机连接螺栓3向上穿孔过螺栓孔可与不同型号的相机相连接。

如图27所示，基于序列图像的三维重建的原始图像获取方法。

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{tg}\∠\mathrm{NO}{T}_{\mathrm{AB}}=\frac{T_{\mathrm{AB}}N}{\mathrm{ON}}\\ \mathrm{tg}\∠{\mathrm{MOT}}_{\mathrm{AB}}=\frac{T_{\mathrm{CD}}M}{\mathrm{OM}}\\ \∠{\mathrm{NOT}}_{\mathrm{AB}}+\∠{\mathrm{MOT}}_{\mathrm{AB}}=\∠\mathrm{MON}\end{array}\right.$

如图28、图29所示，三维重建。

如图30所示，构建柱面图像纹理影射空间。

$T_{\mathrm{mov}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& \mathrm{OM}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

$T_{\mathrm{rot}}=\left[\begin{array}{cccc}\cos \mathrm{\θ}& 0& -\sin \mathrm{\θ}& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ \sin \mathrm{\θ}& 0& \cos \mathrm{\θ}& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

如图31所示，构建球面图像纹理影射空间。

Claims (1)

1.虚拟浏览的图像拍摄辅助装置，其特征是：它主要由底座(14)、绕Y轴旋转装置、沿X轴平移装置、绕X轴旋转装置、沿Y轴平移装置、相机托块(15)、相机连接螺栓(3)组成，底座(14)与绕Y轴旋转装置的下转台(13)固定连接，沿X轴平移装置的滑块(7)位于绕Y轴旋转装置的上转台(12)的滑槽内，沿X轴平移装置的下支架(1)与绕X轴旋转装置的上支架(2)活动连接，相机托块(15)由沿Y轴平移装置与上支架(2)相连接，相机托块(15)中央设有一相机连接螺栓(3)；

所述的绕Y轴旋转装置，由上转台(12)、下转台(13)、转台定位螺栓(11)、螺栓(B8)组成，上转台(12)与下转台(13)结构相同，为圆盘形，中央开有中心孔，边缘处开有定位孔，其一面开有滑槽，滑槽的两端开有螺纹孔，上转台(12)开有滑槽的一面朝上，下转台(13)开有滑槽的一面朝下，上转台(12)与下转台(13)由螺栓(B8)穿过下转台(13)、上转台(12)的中心孔面接触式活动连接，转台定位螺栓(11)位于上转台(12)的定位孔内，上转台(12)、下转台(13)的外圆周面上刻有角度；底座(14)由底座定位销(5)旋入下转台(13)的定位孔与下转台(13)固定连接，下转台(13)与底座(14)由螺栓(B3)穿过底座(14)、下转台(13)的中心孔固定连接，滑块(7)的一端位于上转台(12)的滑槽内；

所述的沿X轴平移装置，主要由转台滑丝杆(6)、滑块(7)、螺钉(B2)、下支架(1)组成，滑块(7)的下端宽度与上转台(12)的滑槽宽度相应，其长度小于滑槽水平长度，滑块(7)的下端位于上转台(12)的滑槽内，转台滑丝杆(6)旋入上转台(12)上与滑槽相通的螺纹孔并与滑块(7)的丝杆孔相固定；滑块(7)的上端开有两螺钉孔，下支架(1)成U形，U形底端开有两螺钉孔并与滑块(7)的上端两螺钉孔间距相对应，滑块(7)与下支架(1)由两螺钉(B2)分别旋入相应的螺钉孔固定连接，下支架(1)的U形两上端分别设有旋转孔；

所述的绕X轴旋转装置，由上支架(2)、支架定位螺栓(8)、支架轴套(9)、支架固定螺钉(10)组成，上支架(2)成U形，U形底端间隔开有螺钉孔，螺钉孔的间距与相机托块(15)的长螺栓孔间距相应，U形两上端分别设有旋转孔，上支架(2)的U形间距小于下支架(1)的U形间距，上支架(2)位于下支架(1)内；上支架(2)与下支架(1)由支架固定螺钉(10)穿过下支架(1)、上支架(2)的旋转孔并与支架轴套(9)相配套而活动连接；上支架(2)的U形的一端上设有定位孔，支架定位螺栓(8)旋入定位孔，下支架(1)、上支架(2)的U形的一端上刻有旋转角度；

所述的沿Y轴平移装置，由长螺栓(4)、螺母(B1)组成，两长螺栓(4)分别穿过相机托块(15)的长螺栓孔旋入一螺母(B1)后穿过上支架(2)的螺钉孔并与该螺母(B1)螺纹连接。

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