CN112911263A - 一种多视角图像采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多视角图像采集装置及方法，包括：目标固定装置的一端固设于步进电机的转轴的一端，另一端用于固定待拍摄目标；在刻度盘的中心开设有中心孔，刻度盘固设于载物底座的上平面，转轴贯穿所述刻度盘的中心孔；指针固设于转轴，以配合刻度盘指示转轴的转动角度；控制器用于驱动步进电机，并根据转动角度的变化，控制拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，拍摄图像包括待拍摄目标和刻度盘。本发明通过步进电机控制待拍摄目标旋转，并在步进电机上设置指针，以指示电机的旋转角度，在采集多视角图像的同时，能够准确标定拍摄的角度，为实现拍摄目标的三维重建提供了数据基础，有效地提高了重建的真实性和精确性。

Description

一种多视角图像采集装置及方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种多视角图像采集装置及系统。

背景技术

机器视觉领域中，三维重建是指根据拍摄的图像进行三维重建，以恢复目标或场景的三维信息，在虚拟现实和增强现实领域用着广泛应用。

现有的三维重建方法主要有以下几种：

1)使用建模软件生成物体的三维几何模型，比如常用的：3DMAX、Maya、Auto CAD、UG等。但该方法必须充分掌握场景信息，需要耗费大量的人力物力，并且重建效果真实感不高。

2)通过仪器设备直接获取三维信息，比如深度扫描仪、CD机、激光器、三维相机等，该方法测量精确、使用简单，但是由于这些设备价格都比较昂贵并且速度很慢，且不适合较大物体的重建，因此限制了其使用范围。

3)基于断层扫描的三维重建，根据三维物体的断层扫描得到二维图像轮廓，然后根据一定的算法原则进行相邻轮廓的链接和三角化，从而得到物体表面形状。该方法主要用于物体内部进行拓扑结构可视化，比如医学影像的三维重建。

4)基于图像的三维重建技术，即利用二维图像恢复物体三维信息的数学过程和计算技术。其中，基于视觉的三维重建技术，利用摄像机作为传感器获得二维图像，综合运用图像处理、视觉计算等技术，用计算机程序重建物体的三维信息，完成现实环境的场景重现，从而让人类更好的感知外界信息，但目前没有用于三维重建的专用试验台。

有鉴于此，亟需研制一种服务于基于图像的三维重建技术的能实现多视角图像拍摄的专用试验台以及采集方法。

发明内容

针对现有技术在实现三维重建过程中存在的问题，本发明实施例提供一种多视角图像采集装置及方法。

本发明提供一种多视角图像采集装置，包括：目标固定装置、步进电机、刻度盘、指针、拍摄装置和控制器；所述目标固定装置的一端固设于所述步进电机的转轴的一端，所述目标固定装置的另一端用于固定待拍摄目标；在所述刻度盘的中心开设有中心孔，所述刻度盘固设于载物底座的上平面，所述转轴贯穿所述刻度盘的中心孔，并至少有一段延伸出所述载物底座的上平面；所述指针固设于所述转轴，并位于所述刻度盘的上表面，以配合所述刻度盘指示所述转轴的转动角度；所述控制器用于驱动所述步进电机，并根据所述转动角度的变化，控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，所述拍摄图像包括待拍摄目标和所述刻度盘。

根据本发明提供的一种多视角图像采集装置，还包括：第一滑动组件和第二滑动组件；所述第一滑动组件固设与所述载物底座的上平面；所述第二滑动组件垂直设置于所述第一滑动组件的第一滑块上；所述拍摄装置设置于所述第二滑动组件的第二滑块上；所述第一滑动组件用于控制所述第一滑块沿远离或接近所述待拍摄目标的方向移动；所述第二滑动组件用于控制所述第二滑块沿垂直于所述载物底座的方向移动；第一滑动组件和所述第二滑动组件的滑轨上均设置有刻度标尺。

根据本发明提供的一种多视角图像采集装置，还包括：第一光源和第二光源；所述第一光源通过第一光源支架，设置于所述待拍摄目标的上方；所述第二光源通过第二光源支架，设置于所述待拍摄目标的侧方。

根据本发明提供的一种多视角图像采集装置，所述第二光源为环形光源，并设置于所述拍摄装置与所述待拍摄目标中间。

本发明还提供一种利用上述多视角图像采集装置实现图像采集方法，包括：利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标；利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

根据本发明提供的一种多视角图像采集方法，在利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标之后，还包括：利用第一滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的远近距离；利用第二滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的高度距离；利用所述拍摄装置获取预览拍摄图像；在确定所述待拍摄目标和所述刻度盘位于所述预览拍摄图像上，且所述预览拍摄图像的清晰度满足预设条件的情况下，停止对所述第一滑动组件和所述第二滑动组件的调整。

根据本发明提供的一种多视角图像采集方法，所述利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，包括：所述控制器控制所述步进电机的运行，在转轴旋转3度之后，停止旋转，进入所述停止阶段；所述控制器控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像；迭代执行上述步骤，直至所述转轴旋转一周。

根据本发明提供的一种多视角图像采集方法，还包括：在所述转轴旋转一周之后，控制所述第一滑动组件或所述第二滑动组件，调整并记录所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间拍摄位置。

本发明还提供一种三维重建方法，包括：运行上述任一图像采集方法，获取所有所述当前转动角度下拍摄图像；根据每一帧所述当前转动角度下拍摄图像中所述指针位于所述刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；基于每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有所述当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述多视角图像采集方法或三维重建方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述多视角图像采集方法或三维重建方法的步骤。

本发明提供的多视角图像采集装置及方法，通过步进电机控制待拍摄目标旋转，并在步进电机上设置指针，以指示电机的旋转角度，在采集多视角图像的同时，能够准确标定拍摄的角度，为实现拍摄目标的三维重建提供了数据基础，有效地提高了重建的真实性和精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1是本发明提供的多视角图像采集装置的正视图；

图2是本发明提供的多视角图像采集装置的俯视图；

图3是本发明提供的用于采集多视角图像的采集方法的流程示意图之一；

图4是本发明提供的用于采集多视角图像的采集方法的流程示意图之二；

图5是本发明提供的三维重建方法的流程示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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。

需要说明的是，在本发明实施例的描述中，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。术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“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。

由于当前实现三维重建的各类方法中，通过仪器设备直接获取三维信息往往需要购置较为昂贵的设备；使用建模软件生成物体的三维几何模型的方法中往往需要充分掌握场景信息。在基于视觉的三维重建技术，是利用摄像机作为传感器获得二维图像，以综合运用图像处理、视觉计算等技术实现三维建模，但是目前没有用于三维重建的专用试验台，导致用户在利用二维图像进行三维建模的过程中，需要人为对每帧图像进行场景信息的标注，费事费力，且难以实现精准控制。

为了克服上述问题，下面结合图1-图6描述本发明实施例所提供的多视角图像采集装置。

图1是本发明提供的多视角图像采集装置的正视图，图2是本发明提供的多视角图像采集装置的俯视图，如图1和图2所示，本发明提供的多视角图像采集装置，包括但不限于以下部件：目标固定装置、步进电机、刻度盘、指针、拍摄装置和控制器。其中，目标固定装置的一端固设于步进电机的转轴的一端，目标固定装置的另一端用于固定待拍摄目标；在刻度盘的中心开设有中心孔，刻度盘固设于载物底座的上平面，转轴贯穿所述刻度盘的中心孔，并至少有一段延伸出所述载物底座的上平面；指针固设于转轴，并位于刻度盘的上表面，以配合刻度盘指示所述转轴的转动角度；控制器用于驱动步进电机，并根据转动角度的变化，控制拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，拍摄图像包括待拍摄目标和所述刻度盘。

可选地，本发明中所采用拍摄装置可以是工业相机，如：大恒MER-2000-5GC-P相机，该相机搭载Sony IMX183 COMS传感器，分辨率为5496*3672。配备GX-7828-10M的微距镜头。

其中，所述目标固定装置可以根据待拍摄目标的种类、体积、重量等属性进行自主选配，例如，在利用本发明提供的装置对昆虫进行三维重建时，该目标固定装置可以是昆虫针；在利用本发明提供的装置对植株进行三维重建时，该目标固定装置可以是某种夹持装置。

本发明的下列实施例均以对昆虫进行三维重建位列进行说明，将不作一一赘述。其中，用于固定昆虫的昆虫针的一端固定在步进电机的转轴的一端，以使得被固定的昆虫跟随转轴一起转动。

载物底座上开设有孔，该孔的孔径略大于步进电机的转轴的直径，步进电机固定在载物底座的下部，其转轴通过该孔延伸出所述载物底座的上平面。

步进电机的工作状态是由控制器控制的，其中控制器可以是单片机。可以将控制器固定设置在载物底座的下面。

由于本发明提供的多视角图像采集装置，是用于采集不同拍摄角度的多视角图像，以实现根据所拍摄的多视角图像，实现对于拍摄目标的单位重建，故本发明提供的采集多视角图像装置，还增设了一个刻度盘，通过在刻度盘的中心开设一个中心孔(中心孔的孔径略大于步进电机的转轴的直径)，该中心孔与载物底座上的开孔大小可以设置为相同，且两者是共圆心的。电机的转轴通过载物底座以及刻度盘上的开孔延伸出载物底座的上表面。其中，刻度盘固定设置于载物底座的上表面。

进一步地，在步进电机的转轴上固定设置有一个指针，在转轴转动时带动指针旋转，以在刻度盘上指示出不同的角度。该指针可以采用焊接或者固定套装的方式设置在转轴上。

拍摄装置是通过一个相机支架设置在载物平台上，其设置高度可以根据拍摄目标的实际固定位置，进行手动调整的。

进一步地，本发明提供的多视角图像采集装置，是利用控制器控制相机的拍摄时机，即控制器一方面控制步进电机的带动拍摄目标旋转，另一方面控制相机对不同旋转角度下的拍摄目标进行拍摄。

具体地，可以在步进电机的每一个步进停止的时间段内，控制摄像装置拍摄一帧图像，而步进电机的转速可以通过控制器来控制。

需要说明的是，本发明的相机设置的位置，是以还相机所拍摄的每一帧图像中同时包括待拍摄目标和刻度盘为准，这样在后续根据拍摄的多视角图像进行三维重建时，能够自动根据图像中指针在刻度盘上的位置确定出每一帧图像的拍摄角度，从而无需人为的在每一帧图像拍摄后，手动标记该帧图像的拍摄角度，有效地减少了三维重建的工作强度，且操作更为方便。

本发明提供的多视角图像采集装置，通过步进电机控制待拍摄目标旋转，并在步进电机上设置指针，以指示电机的旋转角度，在采集多视角图像的同时，能够准确标定拍摄的角度，为实现拍摄目标的三维重建提供了数据基础，有效地提高了重建的真实性和精确性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，本发明提供的多视角图像采集装置，还包括：第一滑动组件和第二滑动组件；第一滑动组件固设与所述载物底座的上平面；第二滑动组件垂直设置于第一滑动组件的第一滑块上；拍摄装置设置于第二滑动组件的第二滑块上；第一滑动组件用于控制第一滑块沿远离或接近待拍摄目标的方向移动；第二滑动组件用于控制第二滑块沿垂直于载物底座的方向移动；第一滑动组件和所述第二滑动组件的滑轨上均设置有刻度标尺。

如图1所示，第一滑动组件主要用于控制拍摄装置相对于拍摄目标前后滑动，第二滑动组件主要用于控制拍摄装置相对于拍摄目标上下滑动。其中，第一滑动组件和第二滑动组件可以采用链条传动、气缸传动或者磁力传动等方式控制其滑块在其滑轨上的位置。

为实现拍摄目标的上下、前后等不同位置的变换，本发明提供将第二滑动组件设置于第一滑动组件的滑块上(第一滑块)。则可以根据第一滑块的移动实现拍摄装置的前后移动；同时将拍摄装置固定设置于第二滑动组件的滑块上(第二滑块)，则可以根据第二滑块的移动实现拍摄装置的上下移动。

进一步地，通过在第一滑动组件和第二滑动组件的滑轨上分别设置刻度标尺，结合步进电机与第一滑动组件的滑轨的安装位置(该位置是相对固定的)，则能够确定出相机与步进电机之间的实时位置关系。

故本发明提供的多视角图像采集装置，通过设置第一滑动组件和第二滑动组件，能够实现对于拍摄装置的位置的准确调整，并通过在第一滑动组件和第二滑动组件的滑轨上设置刻度标尺，能够为后期三维重建提供数据支持，以有效地提高建模的精度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，本发明提供的多视角图像采集装置，还可以包括：第一光源和第二光源；第一光源通过第一光源支架，设置于待拍摄目标的上方；第二光源通过第二光源支架，设置于待拍摄目标的侧方。

进一步地，第二光源为环形光源，并设置于拍摄装置与待拍摄目标中间。

本发明通过在在图像采集装置中增设第一光源和第二光源，以在拍摄的过程中，给拍摄目标照明，以提高拍摄图像的成像质量。本发明对于第一光源和第二光源所采用的发光体不作具体限定，可以是普通的LED光源。

其中，第一光源通过第一光源支架悬挂在于待拍摄目标的上方，以从上方对拍摄目标进行补光；第二光源则是通过第二光源支架设置于拍摄目标的侧方，以从侧面对拍摄目标进行补光。

作为可选地实施例，第二光源可以设置于与所述拍摄装置的同侧，以避免在对拍摄目标进行补光时，直射光进行拍摄装置，影响拍摄图像的成像效果。在第二光源可以设置于与所述拍摄装置的同侧，可以选用环形光源作为所述第二光源，且该环形光源的直径大于第二滑动组件的滑轨长度。

图3是本发难提供的用于采集多视角图像的采集方法的流程示意图之一，如图3所示，本发明还提供了一种利用上述任一实施例所提供的多视角图像装置实现图像拍摄的方法，包括但不限于以下步骤：

步骤301，利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标；

步骤302，利用控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

在上述实施例的基础上，首先将待拍摄目标固定于目标固定装置上，然后通过控制器启动装置，包括先控制步进电机工作，并控制拍摄装置在步进电机的每一个步进周期内拍摄一张拍摄图像。其中，步进电机的每一个步进周期包括：转轴旋转预设角度(如3°)后，停止预设时间段(如1秒)，然后再进入下一个步进周期。这样在步进电机旋转一周(360°)的过程中，会带动拍摄目标也旋转一周，由于拍摄装置相对于拍摄目标之间的位置关系相对不变，则通过拍摄装置能够获取到关于拍摄目标的多帧各个视角的图像。例如，在转轴没旋转3°，拍摄装置拍摄一帧图像的情况下，则可以获取到共120帧不同视角下的拍摄图像。

进一步地，在获取到的每一帧拍摄图像中还包括有当前拍摄视角下的刻度盘以及位于刻度盘上的指针位置，根据指针在刻度盘上的位置，能够唯一确定每一帧拍摄图像的拍摄视角。例如，将初始拍摄时的角度记为0°，则第一帧拍摄图像的拍摄角度为0°、第二帧拍摄图像的拍摄角度为3°…直至最后一帧拍摄图像的拍摄角度为360°。

本发明提供的图像采集方法，通过步进电机带动拍摄目标相对于拍摄装置旋转，并在旋转过程中，拍摄不同角度下的拍摄图像且该拍摄图像中包含有指针位于刻度盘上的位置信息，能够直接根据拍摄图像确定每帧拍摄图像的拍摄角度，相对于现有技术中需要人为标定每帧图像的拍摄角度来说，整个过程采用自动的方式实施，能够较少工作人员的工作强度，且有效地保证了昆虫三维重建的重建效果。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标之后，还包括：

利用第一滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的远近距离；利用第二滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的高度距离；利用所述拍摄装置获取预览拍摄图像；在确定所述待拍摄目标和所述刻度盘位于所述预览拍摄图像上，且所述预览拍摄图像的清晰度满足预设条件的情况下，停止对所述第一滑动组件和所述第二滑动组件的调整。

本发明提供的多视角图像采集装置中，通过第一滑动组件和第二组件能够调整拍摄装置与拍摄目标之间的相对位置。在实际拍摄过程中，在将待拍摄目标固定在目标固定装置之后，可以根据拍摄装置所获取到的拍摄图像中拍摄目标的清晰度，调整第一滑动组件实现拍摄焦距的调整，并通过第二滑动组件调整拍摄目标在拍摄图像中的位置。

在获取的预览拍摄图像中拍摄目标的清晰度满足预设阈值的情况下，则可以通过控制器控制步进电机的转轴旋转，并在其带动拍摄目标旋转的过程中，获取多视角下的拍摄图像。

进一步地，在完成上述拍摄步骤之后，还可以在满足拍摄清晰度的条件下，适当的调整拍摄装置的位置(包括高度以及与拍摄目标之间的距离)，以获取不同拍摄位置的多视角图像，以进一步提高三维重建的精度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，包括：控制器控制步进电机的运行，在转轴旋转3度之后，停止旋转，进入停止阶段；所述控制器控制拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像；迭代执行上述步骤，直至所述转轴旋转一周。

图4是本发明提供的用于采集多视角图像的采集方法的流程示意图之二，如图4所示，在将拍摄目标固定于目标固定装置上之后，通过控制器(如单片机)启动图像采集装置，包括控制步进电机的转轴旋转3°，然后停止旋转，转轴暂停旋转的时长为5秒，之后再触发相机采集当前角度的昆虫图像。将上述步骤作为一个迭代周期，再重复执行该迭代的工作步骤，直至单片机给出了停止拍摄的指令，或者步进电机完成了旋转一周，则结束图像采集，并输出多视角拍摄的拍摄图像。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在所述转轴旋转一周之后，控制所述第一滑动组件或所述第二滑动组件，调整并记录所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间拍摄位置。

具体地，在步进电机每旋转完一周后，自动调整第一滑动组件或所述第二滑动组件，以调整装置与待拍摄目标之间拍摄位置，并按上述控制方法，自动完成在调整后的位置处多视角拍摄图像的拍摄，直至在满足图像清晰度要求的条件下，在每个不同的拍摄位置获取相应的多视角拍摄图像。

本发明提供的图像采集方法，能够通过控制器，自动完成相机拍摄位置的调整以及在每个拍摄位置处拍摄角度的调整，能够获取对于拍摄目标全方位信息的获取，有效地提高了三维建模的精度，且整个过程无需人为参与，自动化程度高。

图5是本发明提供的一种三维重建方法的流程示意图，如图5所示，包括但不限于以下步骤：

步骤501，获取所有当前转动角度下拍摄图像；

步骤502，根据每一帧当前转动角度下拍摄图像中指针位于刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；

步骤501，确定每一帧当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；

步骤501，基于每一帧当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

需要说明的是，本发明提供的三维重建方法可以是基于相机所拍摄的拍摄目标的多视角图像，实现对于拍摄目标的三维重建。

由于现有技术中，在没获取到一帧二维图像时，需要人为标注出该图像的拍摄信息(包括拍摄角度、拍摄位置等)，但本发明提供的三维重建方法借助于上述实施例所提供的多视角图像拍摄装置及方法，能够在拍摄的过程中自动确定出每帧拍摄图像的拍摄信息，因此可以实现整个三维重建的自动化操作，有效地解决了基于多视角图片的三维重建成本高的问题，并且提高了昆虫三维重建的重建效果。在昆虫机器视觉领域具有实用价值和推广价值。

具体地，本发明实现每一帧拍摄图像相关的拍摄信息获取的方法，主要包括：自动识别每帧拍摄图像中指针在刻度盘中的位置，确定每一帧拍摄图像的拍摄角度；根据第一滑动组件和第二滑动组件上滑块在其刻度标尺上的位置，确定每一帧拍摄图像的拍摄位置。

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(CommunicationsInterface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行多视角图像采集方法，该方法包括：利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标；利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

所述处理器610还可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行三维重建方法，该方法包括：获取所有所述当前转动角度下拍摄图像；根据每一帧所述当前转动角度下拍摄图像中所述指针位于所述刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；基于每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有所述当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的多视角图像采集方法，该方法包括：利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标；利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

计算机还能够执行三维重建方法，该方法包括：获取所有所述当前转动角度下拍摄图像；根据每一帧所述当前转动角度下拍摄图像中所述指针位于所述刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；基于每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有所述当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的多视角图像采集方法，该方法包括：利用目标固定装置固定所述待拍摄目标；利用控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

该计算机程序被处理器执行时还可以执行上述各实施例提供的三维重建方法，该方法包括：获取所有所述当前转动角度下拍摄图像；根据每一帧所述当前转动角度下拍摄图像中所述指针位于所述刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；基于每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有所述当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (10)

1.一种多视角图像采集装置，其特征在于，包括：目标固定装置、步进电机、刻度盘、指针、拍摄装置和控制器；

所述目标固定装置的一端固设于所述步进电机的转轴的一端，所述目标固定装置的另一端用于固定待拍摄目标；

在所述刻度盘的中心开设有中心孔，所述刻度盘固设于载物底座的上平面，所述转轴贯穿所述刻度盘的中心孔，并至少有一段延伸出所述载物底座的上平面；

所述指针固设于所述转轴，并位于所述刻度盘的上表面，以配合所述刻度盘指示所述转轴的转动角度；

所述控制器用于驱动所述步进电机，并根据所述转动角度的变化，控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，所述拍摄图像包括待拍摄目标和所述刻度盘。

2.根据权利要求1所述的多视角图像采集装置，其特征在于，还包括：第一滑动组件和第二滑动组件；

所述第一滑动组件固设与所述载物底座的上平面；

所述第二滑动组件垂直设置于所述第一滑动组件的第一滑块上；

所述拍摄装置设置于所述第二滑动组件的第二滑块上；

所述第一滑动组件用于控制所述第一滑块沿远离或接近所述待拍摄目标的方向移动；

所述第二滑动组件用于控制所述第二滑块沿垂直于所述载物底座的方向移动；

所述第一滑动组件和所述第二滑动组件的滑轨上均设置有刻度标尺。

3.根据权利要求1所述的多视角图像采集装置，其特征在于，还包括：第一光源和第二光源；

所述第一光源通过第一光源支架，设置于所述待拍摄目标的上方；

所述第二光源通过第二光源支架，设置于所述待拍摄目标的侧方。

4.根据权利要求3所述的多视角图像采集装置，其特征在于，所述第二光源为环形光源，并设置于所述拍摄装置与所述待拍摄目标中间。

5.一种利用权利要求1-4任一所述的多视角图像采集装置实现图像采集方法，其特征在于，包括：

利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标；

利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像。

6.根据权利要求5所述的多视角图像采集方法，其特征在于，在利用所述目标固定装置固定所述待拍摄目标之后，还包括：

利用第一滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的远近距离；

利用第二滑动组件调整所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间的高度距离；

利用所述拍摄装置获取预览拍摄图像；

在确定所述待拍摄目标和所述刻度盘位于所述预览拍摄图像上，且所述预览拍摄图像的清晰度满足预设条件的情况下，停止对所述第一滑动组件和所述第二滑动组件的调整。

7.根据权利要求5所述的多视角图像采集方法，其特征在于，所述利用所述控制器控制所述步进电机进行步进运行，并在所述步进运行的停止阶段控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像，包括：

所述控制器控制所述步进电机的运行，在转轴旋转3度之后，停止旋转，进入所述停止阶段；

所述控制器控制所述拍摄装置获取当前转动角度下拍摄图像；

迭代执行上述步骤，直至所述转轴旋转一周。

8.根据权利要求7所述的多视角图像采集方法，其特征在于，还包括：

在所述转轴旋转一周之后，控制所述第一滑动组件或所述第二滑动组件，调整并记录所述拍摄装置与所述待拍摄目标之间拍摄位置。

9.一种三维重建方法，其特征在于，包括：

运行权利要求5-8任一所述的图像采集方法，获取所有所述当前转动角度下拍摄图像；

根据每一帧所述当前转动角度下拍摄图像中所述指针位于所述刻度盘上的位置，确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度；

确定每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的拍摄位置；

基于每一帧所述当前转动角度下拍摄图像对应的转轴的转动角度和所述拍摄位置，对所有所述当前转动角度下拍摄图像进行三维重建。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5至8任一项所述多视角图像采集方法或实现如权利要求9所述的三维重建方法的步骤。

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