CN107454378A - 一种物体的三维拍摄系统及其拍摄方法 - Google Patents
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Abstract
一种物体的三维拍摄系统及其拍摄方法，包括拍摄箱、移动设备和云处理端，拍摄箱内设置有控制主板、拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座，控制主板分别与拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座电控连接，移动设备上设置有控制APP和移动摄像头，云处理端分别与控制APP、控制主板无线连接，移动设备通过控制APP对控制主板进行控制；摆放在转动底座上的物体通过拍摄箱摄像头和/或移动摄像头进行图像拍摄或录像；云处理端通过控制APP或控制主板获取物体的图像或录像，并对此进行计算和缝合，完成物体的360度三维图像或录像，云处理端再对此进行压缩和储存；云处理端的客户器或控制APP对三维图像或录像进行观看、编辑和分享。实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种物体的三维拍摄系统及其拍摄方法。
背景技术
目前，随着互联网技术的不断发展，电商、会展、广告等行业在展示产品时大多需要360度的影像，对于产品在互联网上展示，大多采用产品的360度旋转全景动画进行展示，这种动画可方便地运用鼠标器对产品的环绕任意角度进行查看，操控方便且生动逼真，产品的环绕任意角度尽收眼底，对于产品的推广作用较大。
现有技术中，利用照相机对待拍摄物体进行各个角度的拍摄，并通过计算机将所拍摄的照片进行合成，获得360度成像。其中，现有的技术中实现360度成像主要有二种方法，一种是运用计算机3D建模技术，此种技术需动用比较昂贵的一系列专用于3D建模的相关设备，制作成本高，制作工艺上也较为复杂，相对制作周期也比较长。另一种技术是摄取多张环绕产品360度的连续相片，再经辅助软件合成，便可制作成这种360度旋转全景动画。但现有的这种摄取环绕产品360度的连续相片的技术主要是采用业界内称为“摇头机”的摄相装置，即把被摄产品固定于中央位置，由环绕产品旋转的摄相设备摄取连续相片序列。由于摄相设备在工作过程中是需要运动位移，因此所摄取的连续相片的相片效果不佳，且整套设备及与其配合的软件操控系统的自动化程度不高，使用中仍存在不足。因此，有必要进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、性能优异、使用方便、智能化、易实现、使用范围广且安全可靠的物体的三维拍摄系统及其拍摄方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种物体的三维拍摄系统，包括拍摄箱和移动设备，其特征在于：拍摄箱内设置有控制主板、拍摄箱摄像头、照明装置以及用于摆放物体的转动底座，控制主板分别与拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座电控连接，移动设备上设置有控制APP和移动摄像头，移动设备通过控制APP与控制主板无线连接，以形成二者的数据交换，移动设备通过控制APP对控制主板进行控制，以调节拍摄箱内的拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座工作状态；摆放在转动底座上的物体通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行图像拍摄或录像。
还包括云处理端，该云处理端分别与移动设备上的控制APP、控制主板无线连接，以形成三者的数据交换，云处理端通过控制APP或控制主板获取物体的图像或录像，并对图像或录像进行计算和缝合，从而完成物体的360度三维图像或录像，云处理端再对完成的三维图像或录像进行压缩和储存。
所述转动底座上设置有驱动组件，控制主板设置在转动底座上、且与驱动组件电控连接，转动底座通过驱动组件转动设置在拍摄箱内，照明装置设置在拍摄箱内部的一侧和/或顶部，拍摄箱摄像头设置在拍摄箱内部的一侧。
所述拍摄箱呈箱式结构，并由箱体件、左侧板、右侧板、顶板、下底座、门板和后背板组成；其中箱体件由不透光材质制成、且其前方设置有前开口，左侧板和右侧板分别设置在箱体件的左右两侧，顶板设置在箱体件的顶部，下底座设置在箱体件的底部、且与顶板之间设置有支撑件，下底座和顶板之间通过支撑件配合连接，门板由透光材质制成、且翻转式开闭在箱体件的前开口上，后背板设置在箱体件的后方。
所述转动底座包括转动台和底座体，驱动组件包括驱动齿轮、驱动电机和定向轨道；箱体件的底部设置有底开口，底座体设置在下底座上、且其上部通过底开口伸入箱体件内，控制主板、驱动齿轮、驱动电机和定向轨道分别设置在底座体内，转动台转动式盖设置在底座体上。
所述驱动电机与控制主板电控连接、且其动力输出端与驱动齿轮驱动连接，定向轨道呈圆环形、且其内环设置有齿部与驱动齿轮相互啮合，定向轨道通过驱动齿轮和驱动电机的配合转动设置在底座体上，转动台设置在定向轨道的上方、且与定向轨道相互驱动配合。
所述照明装置包括三组LED灯带，该三组LED灯带分别为设置在左、右侧板和前开口上的第一组LED灯带，设置在顶板上的第二组LED灯带，设置在后背板上的第三组LED灯带；所述的第一组LED灯带、第二组LED灯带和第三组LED灯带分别与控制主板电控连接。
所述控制主板包括电源模块、通讯模块、电机驱动模块、CPU控制模块和照明控制模块，CPU控制模块为主控制程序模块，并分别与电源模块、通讯模块、电机驱动模块和照明控制模块电控连接；其中，CPU控制模块通过电源模块取得交流或直流用电，CPU控制模块通过通讯模块分别与移动设备的控制APP、云处理端无线连接，CPU控制模块通过电机驱动模块与驱动电机(14)电控连接，CPU控制模块通过照明控制模块分别与第一组LED灯带、第二组LED灯带和第三组LED灯带电控连接。
所述移动设备至少包括智能手机或智能手表或平板电脑或拍摄相机；移动设备与控制主板之间的无线连接为蓝牙或WIFI，移动设备与云处理端的无线连接为WIFI，控制主板与云处理端的无线连接为WIFI。
一种物体的三维拍摄系统的拍摄方法，包括上述的物体的三维拍摄系统，其特征在于：拍摄方法包括如下步骤：
步骤一：把需拍摄的物体摆放在转动底座上，移动设备通过蓝牙或WIFI与拍摄箱内的控制主板无线连接。
步骤二：移动设备打开控制APP，调节拍摄箱摄像头、转动底座和照明装置的各种参数；其中，拍摄箱摄像头的调节参数为拍摄方式和拍摄模式，拍摄方式包括拍照模式和录像模式，拍摄模式包括设置转动底座转动一周所拍摄的张数：转动底座的调节参数为转动开始、转动停止、转动速度，照明装置的调节参数为LED灯带亮度高低、LED灯带颜色。
步骤三：摆放在转动底座上的物体根据步骤二中的调节参数，通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行拍照或录像，并获得照片组或录像。
步骤四：控制主板通过CPU控制模块或者移动设备通过控制APP将步骤三中获得的照片组或录像进行压缩，并上传至云处理端。
步骤五：云处理端根据获得的照片组或录像按顺序循环显示，再利用图像算法对照片组或录像进行缝合处理，并导出JPG、GIF、SWF、HTML5、JAVA、QTVR或FLASH格式，从而生成物体的360度三维图像。
步骤六：云处理端将步骤五中生成的360度三维图像进行压缩，并形成若干个三维图像动态图集，再对若干个三维图像动态图集进行储存。
步骤七：利用云处理端的客户器或者移动设备通过控制APP观看、编辑三维图像动态图集，同时还可以进行分享发布至其他平台；其中云处理端的客户器或控制APP通过改变图片切换的顺序改变物体图片展示的旋转方向，当顺方向切换图片，物体按顺时针旋转，当逆方向切换图片，物体按逆时针旋转，从而得到左右360度查看物体各个角度细节的效果。
本发明通过上述结构的改良，利用无线连接技术将拍摄箱、移动设备和云处理端形成数据交换，其控制范围广、信号接收能力强、反应灵敏；使用时，将需要拍摄或录像的物体放置在拍摄箱内，通过移动设备的控制APP对拍摄箱进行多个参数控制，再通过拍摄箱摄像头和/或移动摄像头获取该物体360度的多个图像或录像，随后上传至云处理端进行计算、缝合、压缩和储存，以形成物体的360度三维图像，用户还可以通过云处理端的客户器或者控制APP对该三维图像进行观看、编辑和分享。
与现有产品相比，在移动端实现物体的多图像缝合、云端算法处理，使用户能够利用智能手机或智能手表或平板电脑或拍摄相机即可实现三维图像的即时制作、生成、观看、分享、发布；同时生成的三维图像还可以根据用户的操作做出相应的响应，使得用户能够通过移动设备从任意角度观看物体的三维图像，提升用户与图像之间的交互体验。
其具有结构简单合理、性能优异、使用方便、智能化、易实现、使用范围广且安全可靠等特点，实用性强。
附图说明
图1为本发明一实施例的拍摄箱分解结构示意图。
图2为本发明一实施例的拍摄箱装配结构示意图。
图3为本发明一实施例的拍摄箱装配半剖结构示意图。
图4为本发明一实施例的结构示意图。
图5为本发明一实施例的工作原理图。
图6为本发明一实施例的控制主板电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图6，一种物体的三维拍摄系统，包括拍摄箱和移动设备，拍摄箱内设置有控制主板1、拍摄箱摄像头、照明装置以及用于摆放物体的转动底座，控制主板1分别与拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座电控连接，移动设备上设置有控制APP和移动摄像头，移动设备通过控制APP与控制主板1无线连接，以形成二者的数据交换，移动设备通过控制APP对控制主板1进行控制，以调节拍摄箱内的拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座工作状态；摆放在转动底座上的物体通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行图像拍摄或录像。
一种物体的三维拍摄系统还包括云处理端，该云处理端分别与移动设备上的控制APP、控制主板1无线连接，以形成三者的数据交换，云处理端通过控制APP或控制主板1获取物体的图像或录像，并对图像或录像进行计算和缝合，从而完成物体的360度三维图像或录像，云处理端再对完成的三维图像或录像进行压缩和储存。
进一步地讲，转动底座上设置有驱动组件，控制主板1设置在转动底座上、且与驱动组件电控连接，转动底座通过驱动组件转动设置在拍摄箱内，照明装置设置在拍摄箱内部的一侧和/或顶部，拍摄箱摄像头设置在拍摄箱内部的一侧。
进一步地讲，拍摄箱呈箱式结构，并由箱体件2、左侧板3、右侧板4、顶板5、下底座6、门板7和后背板8组成；其中箱体件2为框架结构、由不透光材质制成、且其前方设置有前开口9，左侧板3和右侧板4分别设置在箱体件2的左右两侧，顶板5设置在箱体件2的顶部，下底座6设置在箱体件2的底部、且与顶板5之间设置有支撑件10，下底座6和顶板5之间通过支撑件10配合连接，门板7由透光材质制成、且翻转式开闭在箱体件2的前开口9上，后背板8设置在箱体件2的后方。
进一步地讲，转动底座包括转动台11和底座体12，驱动组件包括驱动齿轮13、驱动电机14和定向轨道15；箱体件2的底部设置有底开口16，底座体12设置在下底座6上、且其上部通过底开口16伸入箱体件2内，控制主板1、驱动齿轮13、驱动电机14和定向轨道15分别设置在底座体12内，转动台11转动式盖设置在底座体12上。
进一步地讲，驱动电机14与控制主板1电控连接、且其动力输出端与驱动齿轮13驱动连接，定向轨道15呈圆环形、且其内环设置有齿部与驱动齿轮13相互啮合，定向轨道15通过驱动齿轮13和驱动电机14的配合转动设置在底座体12上，转动台11设置在定向轨道15的上方、且与定向轨道15相互驱动配合。
进一步地讲，照明装置包括三组LED灯带，该三组LED灯带分别为设置在左、右侧板和前开口9上的第一组LED灯带17，设置在顶板5上的第二组LED灯带18，设置在后背板8上的第三组LED灯带19；所述的第一组LED灯带17、第二组LED灯带18和第三组LED灯带19分别与控制主板1电控连接。
进一步地讲，控制主板1包括电源模块20、通讯模块21、电机驱动模块22、CPU控制模块23和照明控制模块24，CPU控制模块23为主控制程序模块，并分别与电源模块20、通讯模块21、电机驱动模块22和照明控制模块24电控连接；其中，CPU控制模块23通过电源模块20取得交流或直流用电，CPU控制模块23通过通讯模块21分别与移动设备的控制APP、云处理端无线连接，CPU控制模块23通过电机驱动模块22与驱动电机14电控连接，CPU控制模块23通过照明控制模块24分别与第一组LED灯带17、第二组LED灯带18和第三组LED灯带19电控连接。
进一步地讲，移动设备至少包括智能手机或智能手表或平板电脑或拍摄相机；移动设备与控制主板1之间的无线连接为蓝牙或WIFI，移动设备与云处理端的无线连接为WIFI，控制主板1与云处理端的无线连接为WIFI。
其中，上述核心元器件的型号优选如下：
1、CPU控制模块23：STM32F03RCBT6。
2、电源模块20：MC34063。
3、转角测量芯片：AS5600。
4、照明控制模块24：LM3414。
5、通讯模块21：JDY-08。
6、三组LED灯带：飞利浦或欧普的24V 5050。
7、拍摄箱摄像头：索尼DSC-QX1微单镜头或SONY ILCE-A6000L微单镜头。
上述的拍摄箱还为可开合的球状结构或花瓣可开合的花蕾结构等。
一种物体的三维拍摄系统的拍摄方法，包括上述的物体的三维拍摄系统，其拍摄方法包括如下步骤：
步骤一：把需拍摄的物体摆放在转动底座上，移动设备通过蓝牙或WIFI与拍摄箱内的控制主板1无线连接。
步骤二：移动设备打开控制APP，调节拍摄箱摄像头、转动底座和照明装置的各种参数；其中，拍摄箱摄像头的调节参数为拍摄方式和拍摄模式，拍摄方式包括拍照模式和录像模式，拍摄模式包括设置转动底座转动一周所拍摄的张数：转动底座的调节参数为转动开始、转动停止、转动速度，照明装置的调节参数为LED灯带亮度高低、LED灯带颜色。
步骤三：摆放在转动底座上的物体根据步骤二中的调节参数，通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行拍照或录像，并获得照片组或录像。
步骤四：控制主板1通过CPU控制模块23或者移动设备通过控制APP将步骤三中获得的照片组或录像进行压缩，并上传至云处理端。
步骤五：云处理端根据获得的照片组或录像按顺序循环显示，再利用图像算法对照片组或录像进行缝合处理，并导出JPG、GIF、SWF、HTML5、JAVA、QTVR或FLASH格式，从而生成物体的360度三维图像。
步骤六：云处理端将步骤五中生成的360度三维图像进行压缩，并形成若干个三维图像动态图集，再对若干个三维图像动态图集进行储存。
步骤七：利用云处理端的客户器或者移动设备通过控制APP观看、编辑三维图像动态图集，同时还可以进行分享发布至其他平台；其中云处理端的客户器或控制APP通过改变图片切换的顺序改变物体图片展示的旋转方向，当顺方向切换图片，物体按顺时针旋转，当逆方向切换图片，物体按逆时针旋转，从而得到左右360度查看物体各个角度细节的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种物体的三维拍摄系统，包括拍摄箱和移动设备，其特征在于：拍摄箱内设置有控制主板(1)、拍摄箱摄像头、照明装置以及用于摆放物体的转动底座，控制主板(1)分别与拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座电控连接，移动设备上设置有控制APP和移动摄像头，移动设备通过控制APP与控制主板(1)无线连接，以形成二者的数据交换，移动设备通过控制APP对控制主板(1)进行控制，以调节拍摄箱内的拍摄箱摄像头、照明装置和转动底座工作状态；摆放在转动底座上的物体通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行图像拍摄或录像。
2.根据权利要求1所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：还包括云处理端，该云处理端分别与移动设备上的控制APP、控制主板(1)无线连接，以形成三者的数据交换，云处理端通过控制APP或控制主板(1)获取物体的图像或录像，并对图像或录像进行计算和缝合，从而完成物体的360度三维图像或录像，云处理端再对完成的三维图像或录像进行压缩和储存。
3.根据权利要求2所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述转动底座上设置有驱动组件，控制主板(1)设置在转动底座上、且与驱动组件电控连接，转动底座通过驱动组件转动设置在拍摄箱内，照明装置设置在拍摄箱内部的一侧和/或顶部，拍摄箱摄像头设置在拍摄箱内部的一侧。
4.根据权利要求3所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述拍摄箱呈箱式结构，并由箱体件(2)、左侧板(3)、右侧板(4)、顶板(5)、下底座(6)、门板(7)和后背板(8)组成；其中箱体件(2)由不透光材质制成、且其前方设置有前开口(9)，左侧板(3)和右侧板(4)分别设置在箱体件(2)的左右两侧，顶板(5)设置在箱体件(2)的顶部，下底座(6)设置在箱体件(2)的底部、且与顶板(5)之间设置有支撑件(10)，下底座(6)和顶板(5)之间通过支撑件(10)配合连接，门板(7)由透光材质制成、且翻转式开闭在箱体件(2)的前开口(9)上，后背板(8)设置在箱体件(2)的后方。
5.根据权利要求4所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述转动底座包括转动台(11)和底座体(12)，驱动组件包括驱动齿轮(13)、驱动电机(14)和定向轨道(15)；箱体件(2)的底部设置有底开口(16)，底座体(12)设置在下底座(6)上、且其上部通过底开口(16)伸入箱体件(2)内，控制主板(1)、驱动齿轮(13)、驱动电机(14)和定向轨道(15)分别设置在底座体(12)内，转动台(11)转动式盖设置在底座体(12)上。
6.根据权利要求5所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述驱动电机(14)与控制主板(1)电控连接、且其动力输出端与驱动齿轮(13)驱动连接，定向轨道(15)呈圆环形、且其内环设置有齿部与驱动齿轮(13)相互啮合，定向轨道(15)通过驱动齿轮(13)和驱动电机(14)的配合转动设置在底座体(12)上，转动台(11)设置在定向轨道(15)的上方、且与定向轨道(15)相互驱动配合。
7.根据权利要求6所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述照明装置包括三组LED灯带，该三组LED灯带分别为设置在左、右侧板和前开口(9)上的第一组LED灯带(17)，设置在顶板(5)上的第二组LED灯带(18)，设置在后背板(8)上的第三组LED灯带(19)；所述的第一组LED灯带(17)、第二组LED灯带(18)和第三组LED灯带(19)分别与控制主板(1)电控连接。
8.根据权利要求7所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述控制主板(1)包括电源模块(20)、通讯模块(21)、电机驱动模块(22)、CPU控制模块(23)和照明控制模块(24)，CPU控制模块(23)为主控制程序模块，并分别与电源模块(20)、通讯模块(21)、电机驱动模块(22)和照明控制模块(24)电控连接；其中，CPU控制模块(23)通过电源模块(20)取得交流或直流用电，CPU控制模块(23)通过通讯模块(21)分别与移动设备的控制APP、云处理端无线连接，CPU控制模块(23)通过电机驱动模块(22)与驱动电机(14)电控连接，CPU控制模块(23)通过照明控制模块(24)分别与第一组LED灯带(17)、第二组LED灯带(18)和第三组LED灯带(19)电控连接。
9.根据权利要求8所述物体的三维拍摄系统，其特征在于：所述移动设备至少包括智能手机或智能手表或平板电脑或拍摄相机；移动设备与控制主板(1)之间的无线连接为蓝牙或WIFI，移动设备与云处理端的无线连接为WIFI，控制主板(1)与云处理端的无线连接为WIFI。
10.一种物体的三维拍摄系统的拍摄方法，包括权利要求9所述的物体的三维拍摄系统，其特征在于：拍摄方法包括如下步骤：
步骤一：把需拍摄的物体摆放在转动底座上，移动设备通过蓝牙或WIFI与拍摄箱内的控制主板(1)无线连接；
步骤二：移动设备打开控制APP，调节拍摄箱摄像头、转动底座和照明装置的各种参数；其中，拍摄箱摄像头的调节参数为拍摄方式和拍摄模式，拍摄方式包括拍照模式和录像模式，拍摄模式包括设置转动底座转动一周所拍摄的张数：转动底座的调节参数为转动开始、转动停止、转动速度，照明装置的调节参数为LED灯带亮度高低、LED灯带颜色；
步骤三：摆放在转动底座上的物体根据步骤二中的调节参数，通过拍摄箱的拍摄箱摄像头和/或移动设备的移动摄像头进行拍照或录像，并获得照片组或录像；
步骤四：控制主板(1)通过CPU控制模块(23)或者移动设备通过控制APP将步骤三中获得的照片组或录像进行压缩，并上传至云处理端；
步骤五：云处理端根据获得的照片组或录像按顺序循环显示，再利用图像算法对照片组或录像进行缝合处理，并导出JPG、GIF、SWF、HTML5、JAVA、QTVR或FLASH格式，从而生成物体的360度三维图像；
步骤六：云处理端将步骤五中生成的360度三维图像进行压缩，并形成若干个三维图像动态图集，再对若干个三维图像动态图集进行储存；
步骤七：利用云处理端的客户器或者移动设备通过控制APP观看、编辑三维图像动态图集，同时还可以进行分享发布至其他平台；其中云处理端的客户器或控制APP通过改变图片切换的顺序改变物体图片展示的旋转方向，当顺方向切换图片，物体按顺时针旋转，当逆方向切换图片，物体按逆时针旋转，从而得到左右360度查看物体各个角度细节的效果。
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