CN109945777A - 一种三维自动成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维自动成像系统，包括控制平台、云平台以及拍摄装置，所述控制平台分别与所述云平台和所述拍摄装置通信连接。本发明的有益效果在于，提供一种结构简单、操作方便且效率高的三维自动成像系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维自动成像系统。
背景技术
针对于人像、动物等体积较小的三维信息采集，主要通过激光或摄像头的方式进行扫描，获取物体的三维点云信息，从而生成三维模型。对于激光扫描的方式，生成的三维模型文件失真率较低，但无法扫描物体的颜色信息，即生成的三维模型文件不带有贴图文件，无法还原被扫描物体的颜色信息；对于摄像头扫描的方式，能够保证还原被扫描物体的颜色信息，但生成的模型失真程度较高，且生成的三维模型面数较低，效果差强人意。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种结构简单、操作方便且效率高的三维自动成像系统。
本发明的技术方案是这样的：
一种三维自动成像系统，包括控制平台、云平台以及拍摄装置，所述控制平台分别与所述云平台和所述拍摄装置通信连接，其中：
所述拍摄装置包括底座以及设置在所述底座上的立柱，所述立柱外侧面上设置有普通照明设备、纹理照明设备以及摄像头，且所述普通照明设备、纹理照明设备以及摄像头间隔设置，所述摄像头用于对待需要三维成像的物体进行拍摄；
所述控制平台包括控制装置，所述控制装置与所述云平台无线通信连接，所述普通照明设备和所述纹理照明设备分别与所述控制装置通信连接，通过普通照明设备和所述纹理照明设备交替照明的过程中，摄像头在所述控制装置的控制下对待需要三维成像的物体进行拍摄并形成数据信息，同时所述摄像头将形成的数据信息发送给控制装置，所述控制装置将接收后的数据信息发送给所述云平台；
所述云平台用于接收所述控制装置发送的数据信息，对其进行处理并生产三维模型文件及对应的贴图。
其中：所述拍摄装置中的摄像头通过交换机或路由器与所述控制平台中的控制装置通信连接。
所述普通照明设备包括LED灯珠或灯带，且所述LED灯珠的功率为3～8W。
所述LED灯珠的功率为5W。
所述纹理照明设备包括投影仪或LED LOGO灯，所述LED LOGO灯的功率为15～25W。
所述投影仪为2000流明以上的投影仪，所述LED LOGO灯的功率为20W。
所述立柱的数量为两个，分别相对固定设置在所述底座上，所述两个立柱之间固定设置有支撑板，且所述支撑板位于两个所述立柱的同一侧。
所述控制装置包括1.2GHz四核Broadcom BCM2837 64位ARMv8处理器，且所述控制装置集成BCM43143WIFI以及低功耗蓝牙模块。
所述摄像头的像素为800万以上，达到3280×2464像素静态图片，支持1080 p30,720p60 and 640x480p60/90摄像。
所述控制装置为PC、手机或平板电脑。
本发明具有以下优点和有益效果：本发明采用纹理照明和普通照明交替照明的方式，对被扫描物体进行快速抓拍，生成密集的纹理2D照片及普通2D照片，其中纹理2D照片用于运算生成三维点云数据，普通2D照片用于为生成的模型提供贴图，针对人像扫描，可生成超过50万面的三维模型文件及对应的贴图，精细度可达到厘米级，解决了通过拍摄扫描生成三维模型失真度高、模型不精细的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的三维自动成像系统中拍摄装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示：本发明实施例的三维自动成像系统，包括控制平台、云平台以及拍摄装置，所述控制平台分别与所述云平台和所述拍摄装置通信连接，其中：所述拍摄装置包括底座4以及设置在所述底座4上的立柱3，所述立柱3外侧面上设置有普通照明设备6、纹理照明设备7以及摄像头1，且所述普通照明设备6、纹理照明设备7以及摄像头1间隔设置，所述摄像头1用于对待需要三维成像的物体进行拍摄；所述控制平台包括控制装置，所述控制装置与所述云平台无线通信连接，所述普通照明设备和所述纹理照明设备分别与所述控制装置通信连接，通过普通照明设备和所述纹理照明设备交替照明的过程中，摄像头在所述控制装置的控制下对待需要三维成像的物体进行拍摄并形成数据信息，同时所述摄像头将形成的数据信息发送给控制装置，所述控制装置将接收后的数据信息发送给所述云平台；所述云平台用于接收所述控制装置发送的数据信息，对其进行处理并生产三维模型文件及对应的贴图。
本发明通过对被扫描物体进行瞬时抓拍，生成50张以上2D照片，并将数据压缩传输至云平台，采用MVS算法实现自动三维构建、优化和纹理贴图，达到瞬时三维全景自动成像的功能。
所述拍摄装置中的摄像头通过交换机或路由器与所述控制平台中的控制装置通信连接。
所述普通照明设备包括LED灯珠或灯带，且所述LED灯珠的功率为3～8W。
所述LED灯珠的功率为5W。
所述纹理照明设备包括投影仪或LED LOGO灯，所述LED LOGO灯的功率为15～25W。
所述投影仪为2000流明以上的投影仪，所述LED LOGO灯的功率为20W。
所述立柱的数量为两个，分别相对固定设置在所述底座上，所述两个立柱之间固定设置有支撑板，且所述支撑板位于两个所述立柱的同一侧。
所述控制装置包括1.2GHz四核Broadcom BCM2837 64位ARMv8处理器，且所述控制装置集成BCM43143WIFI以及低功耗蓝牙模块，同时所述控制装置还设置有1GB RAM 4个USB2端口、40引脚扩展GPIO、HDMI和RCA视频输出端口、4路立体声输出和复合视频端口、CSI照相机端口、DSI显示端口、微型SD端口以及升级切换的微型USB电源(2.5A)。
所述摄像头的像素为800万以上，达到3280×2464像素静态图片，支持1080 p30,720p60 and 640x480p60/90摄像。
所述控制装置为PC、手机或平板电脑。
本发明的主要目的在于提供一种结构简单、操作方便且效率高的三维自动成像系统，旨在解决通过摄像头扫描方式的人像三维模型采集装置生成模型面数低、失真度高的问题，同时提高模型扫描过程中的扫描速度，快速建立三维模型。
本发明的三维自动成像系统的工作方式及成像原理如下：
工作方式：立柱3结构如图1所示，在2.4*3*2.4米的立体空间内，由10～12根立柱3支撑50路以上的摄像头1和纹理照明设备7和普通照明设备6，通过前端控制平台5控制纹理照明设备7和普通照明设备6进行交替照明，同时控制摄像头1在2秒内进行对被扫描物体的全周拍摄，生成包含纹理的2D照片和不包含纹理的普通2D照片。
成像原理：三维模型重建过程利用GP高速SFM算法，对包含纹理的密集2D照片进行处理，运算三维点云数据，并通过MVS算法自动实现三维构建、优化和及使用普通2D照片进行贴图。
摄像头配置方式：每个摄像头1配置独立IP地址，控制装置(主控PC)与摄像头1通过交换机/路由器2实现局域网组网，通过前端控制平台5控制摄像头1同时瞬间完成拍摄和数据传输工作。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种三维自动成像系统，其特征在于：包括控制平台、云平台以及拍摄装置，所述控制平台分别与所述云平台和所述拍摄装置通信连接，其中：
所述拍摄装置包括底座以及设置在所述底座上的立柱，所述立柱外侧面上设置有普通照明设备、纹理照明设备以及摄像头，且所述普通照明设备、纹理照明设备以及摄像头间隔设置，所述摄像头用于对待需要三维成像的物体进行拍摄；
所述控制平台包括控制装置，所述控制装置与所述云平台无线通信连接，所述普通照明设备和所述纹理照明设备分别与所述控制装置通信连接，通过普通照明设备和所述纹理照明设备交替照明的过程中，摄像头在所述控制装置的控制下对待需要三维成像的物体进行拍摄并形成数据信息，同时所述摄像头将形成的数据信息发送给控制装置，所述控制装置将接收后的数据信息发送给所述云平台；
所述云平台用于接收所述控制装置发送的数据信息，对其进行处理并生产三维模型文件及对应的贴图。
2.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述拍摄装置中的摄像头通过交换机或路由器与所述控制平台中的控制装置通信连接。
3.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述普通照明设备包括LED灯珠或灯带，且所述LED灯珠的功率为3～8W。
4.根据权利要求3所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述LED灯珠的功率为5W。
5.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述纹理照明设备包括投影仪或LED LOGO灯，所述LED LOGO灯的功率为15～25W。
6.根据权利要求5所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述投影仪为2000流明以上的投影仪，所述LED LOGO灯的功率为20W。
7.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述立柱的数量为两个，分别相对固定设置在所述底座上，所述两个立柱之间固定设置有支撑板，且所述支撑板位于两个所述立柱的同一侧。
8.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述控制装置包括1.2GHz四核Broadcom BCM2837 64位ARMv8处理器，且所述控制装置集成BCM43143 WIFI以及低功耗蓝牙模块。
9.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述摄像头的像素为800万以上，达到3280×2464像素静态图片，支持1080 p30,720p60 and 640x480p60/90摄像。
10.根据权利要求1所述的三维自动成像系统，其特征在于，所述控制装置为PC、手机或平板电脑。
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2017
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