CN104266585A - 一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，包括：支撑架、一个或多个图像采集器、一个或多个连接机构、一个或多个第一驱动机构、一个或多个第二驱动机构、光发射模块和控制处理模块；每一个连接机构可滑动地安装在支撑架上，图像采集器可转动地安装在对应的连接机构上；图像采集器用于采集图像信息；光发射模块安装在支撑架上，并用于向扫描件投射结构光；控制处理模块用于处理图像信息并建立数据模型，其分别电连接每一个图像采集器、第一驱动机构、第二驱动机构和光发射模块并控制其工作。本发明提出的一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，可调节拍摄角度，实现多种扫描范围。
Description
技术领域
本发明涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统。
背景技术
视觉三维测量是基于视觉概念的非接触三维测量技术，它以图形、图像为基础来恢复三维形状，具有高速高效、高度自动化和成本低等优点。在要求自动、在线、快速的现代工业三维测量技术中，视觉三维测量是最为重要的发展方向。该技术可对人体、产品模型及不允许接触的表面进行测量，因此在逆向工程、快速原型、虚拟现实、机器视觉等领域具有广泛的应用前景，具体涉及到汽车、制造业、航空航天、医学、整形、考古、机器人等众多行业。
视觉三维测量技术一种常见的应用就是三维扫描仪，其主要包括光发射器、图像采集器和处理器，由于现有的三维扫描仪中图像处理器是固定安装的，拍摄角度不可调整，难以满足不同拍摄角度的需要，可实现的扫描范围选择少。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，可调节拍摄角度，实现多种扫描范围。
本发明提出的一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，包括：支撑架、一个或多个图像采集器、一个或多个连接机构、一个或多个第一驱动机构、一个或多个第二驱动机构、光发射模块和控制处理模块；
图像采集器、连接机构、第一驱动机构和第二驱动机构一一对应；每一个连接机构可滑动地安装在支撑架上，图像采集器可转动地安装在对应的连接机构上；每一个第一驱动机构用于驱动对应的连接机构滑动，每一个第二驱动机构用于驱动对应的图像采集器转动；图像采集器用于采集图像信息；
光发射模块安装在支撑架上，并用于向扫描件投射结构光；
控制处理模块用于处理图像信息并建立数据模型，其分别电连接每一个图像采集器、第一驱动机构、第二驱动机构和光发射模块并控制其工作。
优选地，控制处理模块工作方式为，控制处理模块中预设多个与多种拍摄角度一一对应的图像采集器分布位置状态；控制处理模块控制光发射模块向扫描件投射结构光，并通过控制第一驱动机构和第二驱动机构实现图像采集器分布位置状态的切换以采集不同角度图像，控制处理模块接收图像采集器发送的图像信息并转换为数据信息进行运算处理以建立数据模型。
优选地，图像采集器为机器视觉相机。
优选地，光发射模块为光栅发射器。
优选地，光发射模块向扫描件投射白光。
优选地，支撑架上设有不少于一个滑槽，连接机构安装在滑槽中并顺着滑槽滑动。
优选地，滑槽与连接机构一一对应，且互不相交。
优选地，多个滑槽平行布置。
优选地，多个滑槽的分布呈轴对称并呈中心对称。
优选地，图像采集器可实现360°转动。
本发明中，图像采集器可在第一驱动机构和第二驱动机构的驱动下进行位置移动和角度变换，以实现多种拍摄角度，拍摄灵活度高，为数据模型的建立提供了充足的参考依据，有利于保证图像拼接的完整性，最大程度保证三维模型重建与扫描件的吻合，提高数据模型建立的便捷性和真实性。
本发明中，由于图像采集器可进行位置移动并可进行角度转动，既可以采用多个图像采集器，从多个角度同时采集图像，以减少采集时间，提高速度；也可以仅采用一个图像采集器来实现图像的拍摄，以节约成本。
本发明中，图像采集器通过连接机构进行位置变换，其变换的目的既是为了针对同一扫描件改变拍摄位置，也是为了针对不同大小的扫描件改变拍摄范围，有利于提高扫描仪的适用范围。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统控制结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，包括：支撑架1、多个图像采集器2、多个连接机构3、多个第一驱动机构、多个第二驱动机构、光发射模块4和控制处理模块。
图像采集器2、连接机构3、第一驱动机构和第二驱动机构一一对应。每一个连接机构3可滑动地安装在支撑架1上，图像采集器2可转动地安装在对应的连接机构3上。每一个第一驱动机构用于驱动对应的连接机构3滑动，每一个第二驱动机构用于驱动对应的图像采集器2转动，且图像采集器2最大可实现360°转动角度，避免拍摄死角问题。
本实施方式中，支撑架1上设有多个与连接机构3一一对应且互不相交的滑槽，连接机构3安装在滑槽中并顺着滑槽滑动。滑槽的设计对连接机构3的滑动路径进行限制，有利于保证连接机构3滑动的平稳，避免其脱轨。
本实施方式中，图像采集器2通过连接机构3进行位置变换，其变换的目的既是为了针对同一扫描件A改变拍摄位置，也是为了针对不同大小的扫描件A改变拍摄范围，具体的，可将多个滑槽平行布置，或将多个滑槽的分布设计为呈轴对称并呈中心对称的方式来实现。
本实施方式中，之所以设计成滑槽与连接机构3一一对应，是为了防止连接机构3发生碰撞的情况。具体实施时，滑槽的数量也可以少于连接机构3，同一滑槽中的连接机构3采用不同的滑动路径来避免碰撞。
图像采集器2用于采集图像信息，具体可采用机器视觉相机，以便图像信息的传输。
本实施方式中，图像采集器2可在第一驱动机构和第二驱动机构的驱动下进行位置移动和角度变换，以实现多种拍摄角度，拍摄灵活度高，有利于保证图像拼接的完整性，最大程度保证三维模型重建与扫描件A的吻合。
本实施方式中，之所以采用多个图像采集器2，是为了从多个角度同时采集图像，以减少采集时间，提高速度。具体实施时，由于图像采集器2可进行位置移动并可进行角度转动，也可以仅采用一个图像采集器2来实现图像的拍摄，以节约成本。
光发射模块4安装在支撑架1上，并用于向扫描件A投射结构光。本实施方式中，光发射模块4为光栅发射器，并优选白光光栅发射器，以发射白光，避免对人体造成伤害。
控制处理模块用于处理图像信息并建立数据模型，其分别电连接每一个图像采集器2、第一驱动机构、第二驱动机构和光发射模块4并控制其工作。
控制处理模块具体工作方式为，控制处理模块中预设多个与多种拍摄角度一一对应的图像采集器2分布位置状态；控制处理模块控制光发射模块4向扫描件A投射结构光，并通过控制第一驱动机构和第二驱动机构实现图像采集器2分布位置状态的切换以采集不同角度图像，控制处理模块接收图像采集器2发送的图像信息并转换为数据信息进行运算处理以建立数据模型。
本实施方式中，由于图像采集角度的多变，为数据模型的建立提供了充足的参考依据，有利于提高数据模型建立的便捷性和真实性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，包括：支撑架(1)、一个或多个图像采集器(2)、一个或多个连接机构(3)、一个或多个第一驱动机构、一个或多个第二驱动机构、光发射模块(4)和控制处理模块；
图像采集器(2)、连接机构(3)、第一驱动机构和第二驱动机构一一对应；每一个连接机构(3)可滑动地安装在支撑架(1)上，图像采集器(2)可转动地安装在对应的连接机构(3)上；每一个第一驱动机构用于驱动对应的连接机构(3)滑动，每一个第二驱动机构用于驱动对应的图像采集器(2)转动；图像采集器(2)用于采集图像信息；
光发射模块(4)安装在支撑架(1)上，并用于向扫描件(A)投射结构光；
控制处理模块用于处理图像信息并建立数据模型，其分别电连接每一个图像采集器(2)、第一驱动机构、第二驱动机构和光发射模块(4)并控制其工作。
2.如权利要求1所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，控制处理模块工作方式为，控制处理模块中预设多个与多种拍摄角度一一对应的图像采集器(2)分布位置状态；控制处理模块控制光发射模块(4)向扫描件(A)投射结构光，并通过控制第一驱动机构和第二驱动机构实现图像采集器(2)分布位置状态的切换以采集不同角度图像，控制处理模块接收图像采集器(2)发送的图像信息并转换为数据信息进行运算处理以建立数据模型。
3.如权利要求1所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，图像采集器(2)为机器视觉相机。
4.如权利要求1所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，光发射模块(4)为光栅发射器。
5.如权利要求1所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，光发射模块(4)向扫描件(A)投射白光。
6.如权利要求1所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，支撑架(1)上设有不少于一个滑槽，连接机构(3)安装在滑槽中并顺着滑槽滑动。
7.如权利要求6所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，滑槽与连接机构(3)一一对应，且互不相交。
8.如权利要求7所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，多个滑槽平行布置。
9.如权利要求7所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，多个滑槽的分布呈轴对称并呈中心对称。
10.如权利要求1至9任一项所述的具有拍摄角度自调节功能的扫描系统，其特征在于，图像采集器(2)可实现360°转动。
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