CN105407284A - 一种相机架设云台及两视点采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种相机架设云台，包括相机安装台和支撑杆，所述支撑杆顶端球铰连接于所述相机安装台的底部，所述支撑杆的上部固定有一平板，所述平板上安装有四个均与所述支撑杆平行的升降杆，所述升降杆在升降过程中其顶端可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离；四个所述升降杆在所述平板板面上的安装点的连线构成一四边形区域，所述支撑杆穿过所述平板上该四边形区域，该相机架设云台解决了现有技术中安装在相机架设云台上的相机很难被摆正的问题；本发明实施例还公开了一种两视点采集装置，其上包含两个上述相机架设云台，其可以通过调节使得该装置中的两个相机获得较高的对称性，进而使后期合成得到的3D显示图像更加清晰。

Description

一种相机架设云台及两视点采集装置

技术领域

本发明特别涉及一种相机架设云台及两视点采集装置。

背景技术

众所周知，2D显示技术丢失了物体的深度信息，人们在观看2D图像时，无法像观看自然物体时那样，既能感知到物体的形状还可以感知到物体远离自己的距离及物体的相对关系，相对的，3D显示技术能够显示完整的物体空间信息，因此，3D显示技术成为当下人们追求的显示技术。

空间场景从其被拍摄至通过3D显示出来通常包括以下过程：一，模拟人眼观看空间场景，采用两个相机从两个位于同一水平线上的拍摄点拍摄同一景物，得到两幅具有视差信息的视差图像；二，通过空分或时分等方法将两幅视差图像显示在2D显示屏上；三，实现的关键是要采用相应技术手段使得观看者的左、右眼分别只能看到原先从左、右拍摄点拍摄得到的左、右视差图像。此处所述的视差图像定义为模拟人眼立体视觉，对同一场景从不同角度拍摄时，所获得的两幅或多幅有视差的图像；应该提到的是，空间场景中，在左右视差图像中所成的像点称为同源像点，同源像点的位置差异定义为视差。

上述步骤一主要是通过两视点采集装置实现的，通常，两视点采集装置中两个相机的摆放结构有两种，即如图1(a)所示的平行式结构和图1(b)所示的会聚式结构，无论哪种结构都应使两相机尽量处于对称的状态。现有的两视点采集装置包括滑轨、安装在滑轨上的滑动部件、相机架设云台、平移机构、汇聚机构和升降机构，相机架设云台为安装在滑动部件上的用于安装相机的机构，常见的相机架设云台包括用以固定安装相机的相机安装台和与相机安装台固定连接的支撑杆，支撑杆和上述滑动部件固定连接；平移机构实现相机在水平方向上的移动，汇聚机构实现上述平行式结构与汇聚式结构的调整，升降机构则实现相机在竖直方向上的移动。

然而，在实际的相机安装过程中，由于装配误差等原因，安装在相机架设云台上的相机很难被摆正，相机底座在水平面上有一定的倾斜角度，使得相机实际拍摄的画面与用户想要拍摄的画面存在一定的误差，而在工业应用中，上述误差应尽可能的小；另一方面，由于上述误差的存在，两个相机均没有摆正，两视点采集装置中两个相机的对称性较低，普通的两视点采集装置无法对相机的倾斜角度进行微调，造成两个相机分别拍摄的左、右视差图像合成的3D显示立体效果差，并伴有显示模糊现象。

发明内容

本发明实施例公开了一种相机架设云台及两视点采集装置，用于解决现有技术中安装在相机架设云台上的相机很难被摆正的问题；进一步解决现有技术中两视点采集装置中的两个相机的对称性的可调性差的问题。技术方案如下：

本发明首先提供了一种相机架设云台，包括相机安装台和支撑杆，所述支撑杆顶端球铰连接于所述相机安装台的底部，所述支撑杆的上部固定有一平板，所述平板上安装有四个均与所述支撑杆平行的升降杆，所述升降杆在升降过程中其顶端可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离；

四个所述升降杆在所述平板板面上的安装点的连线构成一四边形区域，所述支撑杆穿过所述平板上该四边形区域。

进一步的，所述相机安装台包括相机连接板和固定连接在相机连接板下部的球头固定板，所述相机连接板的下表面和球头固定板的上表面均开设有半球形凹槽，两个所述半球形凹槽形成的球形空腔容纳有一个用于球铰连接的球头，所述支撑杆的顶端穿入所述球头固定板与所述球头固定连接；

优选的，所述球头固定板下方还固定安装有调整顶板，所述升降杆在升降过程中其顶端可选择地与所述调整顶板的下表面相接触或分离。

进一步的，所述升降杆为螺钉，所述平板上设置有与所述螺钉相适配的第一螺孔，所述螺钉在升降过程中其末端可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离；所述平板板面上安装有与所述螺钉相适配的第一螺母。

进一步的，所述的升降杆还可以为微型电动推杆，所述微型电动推杆的推杆在升降过程中其轴头可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离。

进一步的，四个所述升降杆在所述平板板面上的安装点的连线构成一矩形区域；所述支撑杆穿过该矩形区域的几何中心。

进一步的，所述支撑杆垂直于所述平板板面。

进一步的，所述的平板与所述支撑杆之间通过第一锁紧机构固定在一起。

本发明还提供了一种两视点采集装置，包括支撑架、滑轨和安装在滑轨上的两个滑块，所述滑块通过第二锁紧机构固定在滑轨上，两个所述滑块上均安装有如上任意一种相机架设云台。

进一步的，所述支撑杆的下部具有外螺纹结构，所述滑块上下贯穿设置有与所述外螺纹结构相适配的第二螺纹孔。

本发明实施例公开的一种相机架设云台及两视点采集装置，相机架设云台中的相机安装台与支撑杆球铰连接，相机安装台可在支撑杆顶端任意转动，而四个升降杆的顶端牢牢地顶住相机安装台的底部从而将支撑杆与相机安装台固定起来，可通过调节四个升降杆的高度以使相机尽可能的摆正，从而使相机采集到准确合适的空间场景，即解决了现有技术中安装在相机架设云台上的相机很难被摆正的问题，提高了相机取景的准确性；进一步的，在两视点采集装置中，通过上述结构将两个相机均摆正后，再调节两个相机的对称性，可保证获得较高的对称性，即解决了现有技术中两视点采集装置的两个相机的对称性的可调性差的问题，进而使两个相机分别拍摄的左、右视差图像合成的3D显示立体效果更佳，图像更加清晰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中，

图1为常用的两视点采集装置中两个相机的摆放结构示意图；

图2为本发明提供的一种相机架设云台的整体结构示意图；

图3为本发明中体现相机安装台与支撑杆连接方式的爆炸结构示意图；

图4为本发明中相机连接板的立体结构示意图；

图5为本发明提供的一种相机架设云台中体现升降杆、支撑杆及平板三者之间连接关系的结构示意图；

图6为本发明提供的另一种相机架设云台的局部结构示意图；

图7为本发明的平板的结构示意图；

图8为本发明提供的两视点采集装置的整体结构示意图；

图9为本发明提供的两视点采集装置的局部结构示意图；

图10为图9的右视图；

图11为本发明提供的一种相机架设云台的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种相机架设云台，如图2所示，包括相机安装台1和支撑杆2，支撑杆2顶端球铰连接于相机安装台1的底部，支撑杆2的上部固定有一平板3，平板3上安装有四个均与支撑杆2平行的升降杆4，升降杆4在升降过程中其顶端可选择地与相机安装台1的下表面相接触或分离，应该说明的是，相机拍摄过程中，升降杆4的顶端与相机安装台1的下表面相接触，只有在安装调节过程中，才会出现升降杆4的顶端与相机安装台1的下表面分离的情况，调节好后，升降杆4的顶端仍然与相机安装台1的下表面相接触，才能使升降杆4起到支撑作用，图2、6、8、9和10中，升降杆4的顶端与相机安装台1的下表面分离，而图11中可清楚看到升降杆4的顶端牢牢顶住相机安装台1的下表面，即升降杆4的顶端接触在相机安装台1的下表面；上述四个升降杆4在平板3板面上的安装点的连线构成一四边形区域，支撑杆2穿过平板3上该四边形区域。

本发明的相机架设云台中，相机安装台1与支撑杆2球铰连接，所以相机安装台1可在支撑杆2顶端任意转动，而四个升降杆4的顶端牢牢地顶住相机安装台1的底部从而将支撑杆2与相机安装台1固定起来，如发现安装后的相机存在任意方向上的倾斜即未被摆正，可通过调节四个升降杆4的高度以使相机尽可能的摆正，从而使相机采集到准确合适的空间场景。

球铰连接的具体结构有很多，在本发明中，只需满足相机安装台1在支撑杆2的顶端上任意转动即可；

优选的，本发明中，相机安装台1可以包括相机连接板101和固定连接在相机连接板101下部的球头固定板102，相机连接板101的下表面和球头固定板102的上表面均开设有半球形凹槽1011(参见图3和4)，两个半球形凹槽1011形成的球形空腔容纳有一个用于球铰连接的球头5，支撑杆2的顶端穿入球头固定板102与球头5固定连接；

相机与上述相机连接板101的连接可以采用现有技术的相关技术方案来实现，此处不再过多叙述，而在本发明中，相机连接板101与球头固定板102之间则可通过螺钉固定连接，例如在相机连接板101与球头固定板102均设置有相对应的螺纹孔105，再用适配的螺钉固定连接，当然，相机连接板101与球头固定板102的连接方式是多种多样的，例如焊接等；

另外，如图3所示，球头5与支撑杆2的连接可采用螺纹连接方式，当然也可采用其他固定方式，例如焊接等。

为了使整个相机安装台1的底部具有较大的平面，以保证升降杆4的顶端与相机安装平台底部的接触，球头固定板102下方还固定安装有调整顶板103，升降杆4在升降过程中其顶端可选择地与调整顶板103的下表面相接触或分离，本发明中，如图3所示，调整顶板103的截面为U型，即调整顶板103由一块底板和两块侧板构成，调整顶板103的两侧板包住上述球头固定板102的两侧面，侧板和球头固定板102上对应开设有螺纹孔，并适配有锁紧螺钉104以固定调整顶板103和球头固定板102；

当然，调整顶板103同球头固定板102(或直接将调整顶板103与相机连接板101固定在一起)的固定连接方式也是不定的，例如焊接等常用的固定连接方式均可，只需保证调整顶板103的底面与升降杆4的顶端可实现接触即可。

应该说明的是，上述升降杆4为在与支撑杆2平行的方向上进行升降的装置，而实现一个固定方向的升降的技术方案有很多，本发明中，优选的升降杆4为螺钉401；

具体的，上述平板3上设置有与螺钉401相适配的第一螺孔402，螺钉401在升降过程中其末端可选择地与相机安装台1的下表面相接触或分离，如图5所示，螺钉头为侧面设置有平行于螺钉401轴向的凸棱的圆柱体，以方便用户手动转动螺钉401；另外，平板3板面上安装有分别与4个螺钉401相适配的4个第一螺母403，显然的，第一螺母403与上述设置有第一螺孔402的平板3构成双螺母锁紧机构，以在螺钉401调节到合适高度后将其锁紧，可以看到的是，优选的，第一螺母403同样设置有平行于其轴向的凸棱，以方便手动转动。

本发明中，如图6所示，升降杆4还可以为微型电动推杆404，微型电动推杆404的电源连接线和控制线在图中未具体展示出，微型电动推杆404的推杆在升降过程中其轴头4041可选择地与相机安装台1的下表面相接触或分离，此处，轴头4041即为微型电动推杆404中推杆的顶端，其直接与被推动物体接触；本发明实施例中，微型电动推杆404的运行速度可以根据实际需要设计。

本发明中，优选的，四个升降杆4在平板3板面上的安装点的连线构成一矩形区域；支撑杆2穿过该矩形区域的几何中心，如图7所示，上述矩形区域为：图中4个第一螺孔402的中心点的连线构成的虚线区域，图7中间的穿孔的中心即为该矩形区域的几何中心，当然，为了便于安装、制造以及升降杆4的调节，最优的，四个升降杆4在平板3板面上的安装点的连线应构成一正方形。

另外，本发明中，为了便于安装、制造，优选支撑杆2垂直于平板3板面；

优选的，上述平板3与支撑杆2之间通过第一锁紧机构6固定在一起，本发明中，整个支撑杆2具有外螺纹结构(图示中未具体体现)，平板3与支撑杆2螺纹连接，平板3的上、下侧均设置有与该外螺纹结构相适配的螺母，从而将平板3固定在支撑杆2上；当然，其他的锁紧结构例如紧固螺钉等均适用于本发明的第一锁紧机构6，由于是常用技术，此处不再累述。

如图8-10所示，本发明公开了一种两视点采集装置，包括支撑架7、滑轨8和安装在滑轨8上的两个滑块9，滑块9通过第二锁紧机构10固定在滑轨8上，两个滑块9上均安装有上述任一实施例所述的相机架设云台。

上述第二锁紧机构10的结构可以是多样的，例如本发明中采用的锁紧螺钉，因是常用技术手段，此处同样不再赘述。

支撑杆2与滑块9的连接固定方式同样是多样的，本发明中，优选的，支撑杆2的下部具有外螺纹结构201，滑块9上下贯穿设置有与外螺纹结构201相适配的第二螺纹孔901，通过该第二螺纹孔901与外螺纹结构201，使得支撑杆2与滑块9固定在一起；

为了进一步加强支撑杆2与滑块9的固定连接，滑块9的上、下侧均设置有与该外螺纹结构201相适配的第二螺母11，同样的，该第二螺母11设置有平行于其轴向的凸棱以方便手动转动，显然的，两个第二螺母11均起到双螺母固定的作用。

进一步的，为了方便两视点采集装置中相机的升降，优选支撑架7为可升降支撑架。

在本发明的两视点采集装置中，两相机进行如图1(a)所示的平行式结构和图1(b)所示的会聚式结构之间的转换时，由于相机安装台1同支撑杆2是球铰连接，可直接通过转动相机安装台1调节两相机的拍摄方向，然后再微调上述四个升降杆4以使两个相机尽可能的摆正，并保证较高的对称性。

以图8为例，支撑架为升降支撑架，所以相机的升降十分容易实现，同时，支撑杆2与滑块9的螺纹连接方式，使得支撑杆2在第二螺纹孔901中转动时还附带有直线升降的运动，也可以实现相机的升降；

当然，滑块9可在滑轨8上平移滑动，相机架设云台与滑轨8固定连接，所以安装在相机架设云台上的两个相机也可进行平移滑动。

而关于相机的调平，以图9中左侧的相机架设云台进行说明，假定此时四个升降杆4的顶端已牢牢抵住相机安装台1的底部，相机安装台1上安装有相机，并且此时安装的相机的镜头方向由纸面向外拍摄；

若此时发现相机镜头向左侧(或右侧)倾斜，则可适当调高左侧两个升降杆4，降低右侧两个升降杆4(或适当调低左侧两个升降杆4，对应调高右侧两个升降杆4)，使相机尽可能摆正；

若此时发现相机镜头向上(或下)倾斜，则可适当调高位于后侧两个升降杆4(图中不可视)，降低前侧两个升降杆4(或适当调低后侧两个升降杆4，对应调高前侧两个升降杆4)，使相机尽可能摆正；

当然，在实际的操作过程中，相机的倾斜方向是不定，此时，需要使用者根据实际情况灵活运用四个升降杆4进行微调，尽可能将相机摆正。需要指出的是，在两视点采集装置中，只有将两个相机均摆正后，才能进一步使两个相机获得较高的对称性，进而使两个相机分别拍摄的左、右视差图像合成的3D显示立体效果更佳，图像更加清晰。

此外，本发明的相机架设云台除了可进行微调外，还可进行左右倾斜拍摄或俯仰拍摄，同样以9中左侧的相机架设云台进行说明，调高左侧两个升降杆4，降低右侧两个升降杆4，使相机向右倾斜；调低左侧两个升降杆4，对应调高右侧两个升降杆4，使相机向左倾斜；同样的，调高位于后侧两个升降杆4(图中不可视)，降低前侧两个升降杆4，使相机向下倾斜，即俯拍；调低后侧两个升降杆4，对应调高前侧两个升降杆4，使相机向上倾斜，即仰拍。如上所述，可以增加相机的拍摄角度，满足不同的拍摄需求，同时，通过调节四个升降杆4，还可以调节相机使其倾斜至想要拍摄的角度。

另外，应该强调的是，本发明中公开的相机架设云台，不但适用于两视点采集装置，还对应适用于多视点采集装置中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种相机架设云台，包括相机安装台和支撑杆，其特征在于，所述支撑杆顶端球铰连接于所述相机安装台的底部，所述支撑杆的上部固定有一平板，所述平板上安装有四个均与所述支撑杆平行的升降杆，所述升降杆在升降过程中其顶端可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离；

四个所述升降杆在所述平板板面上的安装点的连线构成一四边形区域，所述支撑杆穿过所述平板上该四边形区域。

2.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，所述相机安装台包括相机连接板和固定连接在相机连接板下部的球头固定板，所述相机连接板的下表面和球头固定板的上表面均开设有半球形凹槽，两个所述半球形凹槽形成的球形空腔容纳有一个用于球铰连接的球头，所述支撑杆的顶端穿入所述球头固定板与所述球头固定连接。

3.根据权利要求2所述的相机架设云台，其特征在于，所述球头固定板下方还固定安装有调整顶板，所述升降杆在升降过程中其顶端可选择地与所述调整顶板的下表面相接触或分离。

4.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，所述升降杆为螺钉，所述平板上设置有与所述螺钉相适配的第一螺孔，所述螺钉在升降过程中其末端可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离；所述平板板面上安装有与所述螺钉相适配的第一螺母。

5.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，所述的升降杆为微型电动推杆，所述微型电动推杆的推杆在升降过程中其轴头可选择地与所述相机安装台的下表面相接触或分离。

6.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，四个所述升降杆在所述平板板面上的安装点的连线构成一矩形区域；所述支撑杆穿过该矩形区域的几何中心。

7.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，所述支撑杆垂直于所述平板板面。

8.根据权利要求1所述的相机架设云台，其特征在于，所述的平板与所述支撑杆之间通过第一锁紧机构固定在一起。

9.一种两视点采集装置，包括支撑架、滑轨和安装在滑轨上的两个滑块，所述滑块通过第二锁紧机构固定在滑轨上，其特征在于，两个所述滑块上均安装有如权利要求1～8中任一所述的相机架设云台。

10.根据权利要求9所述的两视点采集装置，其特征在于，所述支撑杆的下部具有外螺纹结构，所述滑块上下贯穿设置有与所述外螺纹结构相适配的第二螺纹孔。