CN107438147A - 一种用于人体三维扫描的多目相机装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于人体三维扫描的多目相机装置，包括一个以上的相机单元、一个以上的舵机、信号处理板、路由器、开关电源、线材等；多目相机与计算机通过网线连接；多目相机用于采集人体图像并传输至计算机进行图像处理。本发明的目的是针对现有人体三维建模扫描设备中存在的问题，提供一种结构简单、成本低廉、操作方便、扫描效率高、扫描结果准确、占地面积小的数据采集设备，主要用于3D照相馆（3D打印人像、水晶内雕）、影视游戏、增强现实、虚拟试衣、医疗辅助、整形预测、人体体型参数测量等领域。

Description

一种用于人体三维扫描的多目相机装置
技术领域
本发明涉及三维近景摄影测量技术领域，具体说是一种用于人体三维扫描的多目相机装置。
背景技术
人体三维扫描主流技术可分为被动扫描和主动扫描两类方法。其中，主动三维扫描技术包括激光扫描、结构光扫描、飞行时间法(TOF,time-of-flight)等，现有的三维人体扫描系统，如美国的基于激光扫描原理的Cyberware，其精度高，但价格昂贵(二十多万美元)；基于白光条纹扫描的Mega3PofInSpeck、深圳易尚三维人体扫描系统等，从多个视角对人体进行扫描，扫描时间快，5秒钟以内即可完成全身扫描，但色彩还原度一般，设备价格也比较高(Mega3PofInSpeck10万美元，易尚35～50万人民币)；西安交通大学研发的RDSBodyscan人体扫描仪，速度快，精度较高，但不可见红外波对人体有一定伤害，并且其价格在百万人民币以上；Artec手持式三维扫描仪，其价格相对较低(十几万人民币)，但扫描时间长，被扫描的人需要保持某个姿势3～5分钟。
被动扫描方法不需要特殊的硬件支持，设备成本较低，扫描速度快，色彩信息还原度高，是被业内公认的人体三维扫描优选解决方案。如西安蒜泥科技的Visbody，其外形美观，采集时间短，建模效果较好，但精度不足，且价格昂贵；另如一种基于相机阵列的瞬时三维照相系统，公开（公告）号 CN203708345U，此专利所述，这种解决方案设备结构复杂，投入成本高，占用场地大，对光线要求高，辅助设备多，很难模块化、自动化、规模化生产和推广，整套设备稳定性差，出现问题排除障碍困难。综合来说，人体扫描的市场需求非常巨大且会逐年增大，但上述人体扫描成本较高，不利于大范围的推广使用。
现有技术：单台相机扫描人或物——需要多空间位置多次拍摄，无法瞬间捕捉动态物体形态；相机阵列扫描人或物——结构复杂，连接线路众多，成本高昂，操作难度大，系统不稳定，占用场地空间大，无法产品化批量生产。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于提供一种用于人体三维扫描的多目相机装置。
本发明的目的是通过以下技术来实现的：
一种用于人体三维扫描的多目相机装置，包括相机单元、多目相机支架、相机单元侧板、相机单元转轴、舵机、路由器 、信号处理板 、开关电源和多目相机底座。
多目相机底座与多目相机支架连接；多目相机支架内安装有舵机、相机单元、路由器、信号处理板、开关电源，其外侧设有外壳。
外壳上设有电源插孔、网线插孔、取景孔和热靴插口。
信号处理板上设有微处理器、舵机驱动接口、程序写入接口、信号处理板网线接口、引闪器接口和电源输入接口；引闪器接口与相机外壳上的热靴接口连接。
多目相机支架内侧设有2个相机单元侧板；2个相机单元侧板之间通过相机单元转轴连接；舵机与相机单元转轴连接；相机单元转轴与相机单元连接。
上述相机单元为一个以上，相机单元与相机单元转轴、舵机一一对应。
上述网线插孔与路由器连接；路由器与各个相机单元连接。
上述路由器与信号处理板连接；信号处理板与舵机连接。
上述电源插孔通过连接线与开关电源连接；开关电源分别与相机单元、路由器、信号处理板连接。
本发明的优点及有益效果：
本发明相对于现有的单台相机，其多相机单元同时拍摄同一主体获取多角度照片，其效率高，角度广，位置稳定，可以瞬间多角度捕捉动态物体的形态，是单一相机无法实现的。
本发明相对于现有的相机阵列，其成本低廉，结构稳定，连接简单，操作容易，占用场地空间小，可以产品化批量生产，集成了相机阵列的所有优势，避免了相机阵列的众多劣势。
本发明的目的是针对现有人体三维建模数据扫描设备中存在的问题，提供一种结构简单、成本低廉、操作方便、效果理想的数据扫描设备，主要用于3D照相馆（3D打印人像、水晶内雕）、影视游戏、增强现实、虚拟试衣、医疗辅助、整形预测、人体体型参数测量等领域，综合来说，采用所述设备是目前获取三维人体模型数据成本低廉、效果优质的办法。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中信号处理板7的结构示意图。
图中：1-相机单元、2-多目相机支架、3-相机单元侧板、4-相机单元转轴、5-舵机、6-路由器、7-信号处理板、8-开关电源、9-多目相机底座、10-电源插孔、11-网线插孔、12-外壳、13-取景口椭圆孔、14-热靴插口
701-微处理器、702-舵机驱动接口、703程序写入接口、704-信号处理板网线接口、705-引闪器接口、706-信号处理板电源接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1、2、3所示，一种用于人体三维扫描的多目相机装置，包括相机单元1、多目相机支架2、相机单元侧板3、相机单元转轴4、舵机5、路由器6、信号处理板7、开关电源8、多目相机底座9，其特征在于：多目相机底座9与多目相机支架2连接；多目相机支架2内安装有相机单元1、舵机5、路由器6、信号处理板7、开关电源8，其外侧设有外壳12；外壳12上设有电源插孔10、网线插孔11、取景孔13和热靴插口14。
所述信号处理板7上设有微处理器701、舵机驱动接口702、程序写入接口703、信号处理板网线接口704、引闪器接口705和电源输入接口706。
所述引闪器接口705与热靴插口14连接。
所述多目相机支架2内侧设有2个相机单元侧板3；2个相机单元侧板3之间通过相机单元转轴4连接；舵机5与相机单元转轴4连接；相机单元转轴4与相机单元1连接。
所述相机单元1为一个以上，相机单元1与相机单元转轴4、舵机5一一对应。
所述网线插孔11与路由器6连接；路由器6与各个相机单元1连接；路由器6与信号处理板7连接；信号处理板7与舵机5连接；电源插孔10通过连接线与开关电源8连接；开关电源8分别与相机单元1、路由器6、信号处理板7连接。
实施例
开关电源8向各相机单元1和路由器6及信号处理板7供电；路由器6同时向相机单元1和信号处理板7发送指令或接收数据，路由器6连接计算机和各个相机单元1；计算机通过程序写入接口703向信号处理板7预先写入程序，信号处理板7通过信号处理板网线接口704接收指令，信号处理板7中的微处理器701接收计算机软件的指令通过舵机驱动接口702控制舵机5的旋转角度，舵机5通过相机单元转轴4带动相机单元1旋转。
多目相机工作流程：
a.计算机向多目相机发送指令，调节各相机单元1的取景角度。该指令通过路由器6经信号处理板网线接口704发送至信号处理板7，信号处理板7中的微处理器701通过各个舵机驱动接口702发送指令至舵机5，控制舵机5的转动从而控制相机单元1的取景角度。
b. 计算机向多目相机发送指令，调节相机单元1的光圈、感光度、快门速度，该指令通过路由器6发送至各个相机单元1，改变相机单元1的光圈、感光度、快门速度等参数；
c.计算机向多目相机发送对焦指令，该指令经路由器6发送到各相机单元1，各相机单元1执行对焦命令，保存对焦数据。
d. 计算机向多目相机发送拍照指令，该指令经路由器6发送至各个相机单元1，同时该指令经路由器6发送到信号处理板7，信号处理板7中的微处理器701读取指令并发送命令至引闪器接口705，引闪器接口705通过热靴接口14连接闪光灯引闪器控制外部闪光灯。
各个相机单元1拍照完毕后，将数据经路由器6上传至计算机。
开关电源8向各个相机单元1、路由器6及信号处理板7供电；计算机通过程序写入接口703向信号处理板7写入程序，信号处理板7上设有电源输入接口706，信号处理板7通过舵机驱动接口702向各个舵机5供电。

Claims (8)

1.一种用于人体三维扫描的多目相机装置，包括相机单元（1）、多目相机支架（2）、相机单元侧板（3）、相机单元转轴（4）、舵机（5）、路由器（6）、信号处理板（7）、开关电源（8）、多目相机底座（9），其特征在于：多目相机底座（9）与多目相机支架（2）连接；多目相机支架（2）内安装有相机单元（1）、舵机（5）、路由器（6）、信号处理板（7）、开关电源（8），其外侧设有外壳（12）；外壳（12）上设有电源插孔（10）、网线插孔（11）、取景孔（13）和热靴插口（14）。
2.如权利要求1所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述信号处理板（7）上设有微处理器（701）、舵机驱动接口（702）、程序写入接口（703）、信号处理板网线接口（704）、引闪器接口（705）和电源输入接口（706）。
3.如权利要求1或2所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述引闪器接口（705）与热靴接口（14）连接。
4.如权利要求1所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述多目相机支架（2）内侧设有2个相机单元侧板（3）；2个相机单元侧板（3）之间通过相机单元转轴（4）连接；舵机（5）与相机单元转轴（4）连接；相机单元转轴（4）与相机单元（1）连接。
5.如权利要求1或4所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述相机单元（1）至少2个；相机单元（1）与相机单元转轴（4）、舵机（5）一一对应。
6.如权利要求1所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述网线插孔（11）与路由器（6）连接；路由器（6）与各个相机单元（1）连接。
7.如权利要求1所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述路由器（6）与信号处理板（7）连接；信号处理板（7）与舵机（5）连接。
8.如权利要求1所述的一种用于人体三维扫描的多目相机装置，其特征在于：所述电源插孔（10）通过连接线与开关电源（8）连接；开关电源（8）分别与相机单元（1）、路由器（6）、信号处理板（7）连接。
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