CN204373617U - 一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置。包括可调节摄像平台、可旋转固定框架与循环间歇定时启停开关时间控制器，上下高度调节支架的调节块套在支撑杆上固定，调节块经旋转连接件与摄像头本体铰接，摄像头本体朝向可旋转固定框架中心；透明水晶框架水平安装在固定底座上，透明水晶框架内安装有固定透明水晶夹和可调位透明水晶夹，之间装夹有文胸模杯；固定底座内的电机输出轴与透明水晶框架连接，电机与循环间歇定时启停开关时间控制器连接。本实用新型解决了文胸模杯因空气流通而发生位移的问题，可进行全方位扫描，有效解决放置台面扫描时存在的角度缺失问题，以及解决了模杯本身由于粘贴标定点所引起的破损缺失。

Description

一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置

技术领域

本实用新型涉及了一种柔性体扫描固定装置，尤其是涉及一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置。

背景技术

现今许多产品的研究制造已经形成了一套完整的逆向开发流程，首先通过扫描技术对现有产品进行三维扫描，获取三维点云数据及三维图像。通过逆向工程软件对获取的图像进行修复。通过特定软件对现有的产品模型进行修改再设计，也可通过软件对再设计的产品性能进行模拟测试达到一个最优性能参数。这种产品开发流程，可以大大减少实验数量及产品制造过程中错误的发生。为企业产品创新、节约成本、提高生产效率提供强有力的技术支持。因此产品三维图像的扫描获取是这一整套开发流程进行的先决条件。

文胸作为女性的贴身衣物，其独特的功能性和应用性使其在女装市场中占有重要地位。作为女性必不可少的衣物，一方面文胸可以塑造凹凸体态，展现女性曲线美，另一方面女性在运动时，通过文胸穿着可以减轻协同运动，减少女性运动时给生理带来的不舒适感。因此对于女性而言，选择一款合体舒适的文胸十分重要。

文胸类型多样，但其结构形态主要由其模杯形态决定，因此一款文胸的舒适与否，模杯形态起重要作用。随着扫描技术的发展，人体与服装之间的数字化舒适研究也已经形成为特定的研究领域。同时随着企业产业升级，产品系统数据库的建立也是迫在眉睫。通过扫描文胸模杯不仅可以为文胸数字化舒适研究提供基础，同时为企业模杯产品系统数据库的建立提供数据支持。

与此同时，我们发现文胸模杯在扫描过程中还存在一系列的问题：

文胸模杯为曲面形态如果直接放置在台面上进行扫描，模杯与台面的接触部分由于角度缘故无法获取图像。

文胸模杯多由聚氨酯泡沫压膜而成，这种柔性材质决定模杯在扫描过程中易受重力或外界力而发生拉伸或压缩变形，这样便不能得到自然形态下的模杯三维图像。

文胸模杯材质轻薄，直接放置台面或直接悬挂扫描易受空气流动发生位移。这样每次照相获取的图像不在同一个基面上，拼接以后不能形成完整的模杯形态。

在文胸模杯扫描过程中，会在扫描的对象上贴一些黑白标定点，而这些标定点在最后获取的模杯三维图像上形成一个个孔洞。虽然后续可以通过软件对这些孔洞进行修补，但填补的表面多不平滑，影响三维图像表面形态完整性。后续软件可以进行修复平滑，但是这样就加大了工作量，降低了扫描获取完整三维图像的效率。

实用新型内容

针对上述模杯扫描过程中存在的问题，本实用新型公开了一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，用于快速有效获取完整文胸模杯三维图像。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括可调节摄像平台、可旋转固定框架以及与可旋转固定框架连接的循环间歇定时启停开关时间控制器；

可调节摄像平台：包括支撑杆、上下高度调节支架、360°旋转连接件和摄像头本体，上下高度调节支架包括竖直的支撑杆和调节块，调节块套在支撑杆上通过侧面的螺栓固定，调节块经360°旋转连接件与摄像头本体铰接，摄像头本体朝向可旋转固定框架中心；

可旋转固定框架：包括固定底座、透明水晶框架、固定透明水晶夹和可调位透明水晶夹；透明水晶框架水平安装在固定底座上，透明水晶框架内的底面固定安装有固定透明水晶夹，透明水晶框架内的顶面安装有可上下移动的可调位透明水晶夹，可调位透明水晶夹和固定透明水晶夹之间装夹有文胸模杯，透明水晶框架与文胸模杯同轴转动；固定底座内装有电机，电机输出轴与透明水晶框架连接，电机与循环间歇定时启停开关时间控制器连接。

所述的透明水晶框架包括框架底盘和水晶外框，水晶外框安装在框架底盘上，框架底盘安装在固定底座上，固定透明水晶夹固定在框架底盘上端中心，可调位透明水晶夹通过螺纹连接在水晶外框内顶部中心。

所述的水晶外框内顶面中心设有中心套筒，可调位透明水晶夹螺纹套在中心套筒中，中心套筒侧面安装有用于轴向固定的螺钉。

所述的可调位透明水晶夹和固定透明水晶夹分别夹住文胸模杯的两端。

所述的框架底盘和水晶外框之间粘接。

所述的水晶外框上贴有用于扫描均匀覆盖的标定点。

本实用新型的有益效果是：

1）本实用新型解决了文胸模杯因空气流通而发生位移的问题，并通过调节上方夹子的高度固定模杯的自然形态，防止模杯受重力拉伸变形。

2）本实用新型使得模杯置于一个静止固定的三维空间环境，方便进行全方位扫描，有效解决放置台面扫描时存在的角度缺失问题。

3）本实用新型在保证获取三维图像的同时，解决了模杯本身由于粘贴标定点所引起的破损缺失，减少了后续的填补、修复程序。

4）本实用新型选用水晶材质制作框架支柱，不会对模杯的扫描造成干扰，远离模杯的标定点在获取的三维图像中可以作为噪点去除。

5）本实用新型调节摄像头高度及摄像角度，可获取完整模杯三维图像合适的机位，利用电机实现自动角度旋转：一方面自动旋转数据由电机控制，旋转数据通过设计后输入可以实现模杯的精确的旋转；另一方面利用电机实现自动旋转替代手动旋转可以大大减少外界因素对模杯的干扰，人工手动转动受主观影响，旋转角度带有一定的自主性。而且由于模杯是柔性体材质，进行人工手动转动易破坏模杯的自然形态，妨碍快速有效获取模杯三维图像。

6）本实用新型设置的上下两个夹子一方面可以解决文胸模杯因空气流通而发生位移的问题，另一方面通过调节上下两个夹子的高度，获取并固定一个模杯的自然形态，防止模杯受重力拉伸变形。

此外通过这样上下两头固定的方式，使得模杯置于一个稳定三维空间环境，方便进行全方位角度扫描，解决放置台面扫描时存在的角度缺失问题。门形框架选用水晶材质，由于在扫描过程中需要通过在扫描产品上粘贴标记点，这些标志点在所形成的三维图像中形成一个个细小的孔洞，破坏产品的完整性。通过在水晶框架上粘贴标志点，在不影响三维图像准确合成的前提下，保证产品三维图像的完整性。在后续处理中，远离模杯的标志点三维图像可当做噪点直接去除而不影响产品自身的完整性。

7）本实用新型可设置开启时间和停止时间实现对可旋转固定框架2的旋转停止控制。

本实用新型装置不局限于文胸模杯扫描，对于符合尺寸大小的柔性体产品均可使用该扫描装置快速自动扫描获取三维图像。

附图说明

图1是本实用新型总体结构正面示意图。

图2是可调节摄像平台结构示意图。

图3是可旋转固定框架的结构示意图。

图4是透明水晶框架的正面图。

图5是固定透明水晶夹的正面图。

图6是可调位透明水晶夹的正面图。

图7是本实用新型具体实施标定点的示意图。

图中：1、可调节摄像平台，1-1、上下高度调节支架，1-2、360°旋转连接件，1-3、摄像头本体，2、可旋转固定框架、2-1、固定底座，2-2、透明水晶框架，2-3、固定透明水晶夹，2-4、可调位透明水晶夹，3、循环间歇定时启停开关时间控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括可调节摄像平台1、可旋转固定框架2以及与可旋转固定框架2连接的循环间歇定时启停开关时间控制器3。

如图2所示，可调节摄像平台1：包括支撑杆、上下高度调节支架1-1、360°旋转连接件1-2和摄像头本体1-3，上下高度调节支架1-1包括竖直的支撑杆和调节块，调节块套在支撑杆上通过侧面的螺栓固定，调节块经360°旋转连接件1-2与摄像头本体1-3铰接，摄像头本体1-3朝向可旋转固定框架2中心。

360°旋转连接件1-2可采用球铰或者十字铰，具有多个自由度，使得摄像头本体1-3任意旋转。

如图3所示，可旋转固定框架2：包括固定底座2-1、透明水晶框架2-2、固定透明水晶夹2-3和可调位透明水晶夹2-4；透明水晶框架2-2水平安装在固定底座2-1上，透明水晶框架2-2内的底面固定安装有固定透明水晶夹2-3，透明水晶框架2-2内的顶面安装有可上下移动的可调位透明水晶夹2-4，可调位透明水晶夹2-4和固定透明水晶夹2-3之间装夹有文胸模杯，透明水晶框架2-2与文胸模杯同轴转动；固定底座2-1内装有电机，电机输出轴与透明水晶框架2-2连接，电机与循环间歇定时启停开关时间控制器3连接。固定透明水晶夹2-3和可调位透明水晶夹2-4分别如图5和图6所。

如图4所示，透明水晶框架2-2包括框架底盘和水晶外框，水晶外框安装在框架底盘上，水晶外框内中空，框架底盘安装在固定底座2-1上，固定透明水晶夹2-3固定在框架底盘上端中心，可调位透明水晶夹2-4通过螺纹连接在水晶外框内顶部中心。

水晶外框内顶面中心设有中心套筒，可调位透明水晶夹2-4螺纹套在中心套筒中，中心套筒侧面安装有用于轴向固定的螺钉。

如图7所示，可调位透明水晶夹2-4和固定透明水晶夹2-3分别夹住文胸模杯的两端，上下两个夹子一方面可以解决文胸模杯因空气流通而发生位移的问题，另一方面通过调节上下两个夹子的高度，获取并固定一个模杯的自然形态，防止模杯受重力拉伸变形。

框架底盘和水晶外框之间粘接。

水晶外框上贴有用于扫描的标定点。

本实用新型通过设置上下两个夹子一方面可以解决文胸模杯因空气流通而发生位移的问题，另一方面通过调节上方夹子的高度，获取并固定一个模杯的自然形态，防止模杯受重力拉伸变形。并通过上下两头固定的方式，使得模杯置于一个静止固定的三维空间环境，方便进行全方位扫描。

本实用新型将标定点从模杯上转移贴至水晶框架支柱上，在保证获取三维图像的同时，解决了模杯本身由于粘贴标定点所引起的破损缺失，由此减少了后续的填补、修复程序。

本实用新型除了固定底座以外其他各个部件均选用水晶材质制作，因为水晶为透明材质在扫描过程中为无法获取图像部分，所以不会对模杯的扫描造成干扰。

本实用新型的具体实施工作过程如下：

如图7所示，可旋转固定框架2通过工形支架置于摄像装置底部平台，可旋转固定框架2的直径设置为35cm。透明水晶框架2-2，上部分为门形支架，高40cm、宽30cm，下部分为圆形底盘，直径设置30cm，所选用材质均为透明水晶，高40cm、宽30cm。透明水晶框架2-2顶端设有可上下调节高度的透明塑料夹，底部平台设有不可调透明塑料夹。拍摄时，透明水晶框架置于固定底座2-1上，或通过粘合固定在底座上。循环间歇定时启停开关时间控制器3采用OMRON DH48S-S的型号，通过设置启动运行时间、停止时间实现对固定底座2-1的旋转、停止循环控制。具体过程如下：

1、先将文胸模杯的一头固定在可调位透明水晶夹2-4上，调节透明水晶框架顶部固定透明水晶夹2-4高度，获取一个可以抵消模杯重力的高度，在一个自然形态下对文胸模杯进行固定。

2、在透明水晶框架2-2柱体上随意粘贴标定点，数量控制在20个左右，但覆盖面广。

3、通过上下高度调节支架1-1、360°旋转连接件1-2使摄像头获取第一个完整的模杯角度图像，使摄像头获取一个稳定获取模杯各个角度图像的合适拍摄机位。

4、模杯固定、机位设置完成后，对循环间歇定时启停开关时间控制器3进行启动运行时间、停止时间进行设置。例如：若获取一个模杯三维图像需要对模杯六个角度进行拍摄，应使得模杯每转动60°停顿一次。如果固定底座2-1的旋转周期为120s，应设计固定底座2-1的旋转时间为20s。由于是通过循环间歇定时启停开关时间控制器3对固定底座2-1的启停控制，因此对循环间歇定时启停开关时间控制器3设置启动运行时间为20s、停止时间为拍摄并保存一张图片所需的时间，一般设置为10s。对循环间歇定时启停开关时间控制器3供电，固定底座2-1按设计的启停时间进行旋转、停止周期运动。

5、对模杯六个角度获取图片后，拼接形成完整模杯三维图像。

6、整个拍摄过程最好应置于无风密闭空间进行，由于模杯的柔性体特性易受外界因素干扰而发生形变，妨碍自然形态下模杯三维图像的获取。

扫描时状态如附图7所示。

上述固定底座2-1的旋转周期可根据需求设置为60s、100s、120s等。获取角度张数也可取6张、8张、9张。通过固定底座2-1旋转周期、所需获取的模杯图片张数计算所需的启动旋转时间、停止时间，在循环间歇定时启停开关时间系统3中输入相应的启停时间，即可实现对模杯旋转停止周期运动的自动控制。

上述扫描过程也可通过对计算机软件程序设计，实现摄像机自动快速获取模杯三维图像。仍假设获取所需模杯图片角度张数为6张，固定底座2-1的旋转周期为120s，由此通过计算机编程控制摄像机每隔20s拍摄获取一张模杯图像。循环间歇定时启停开关时间系统3中设置停止时间为摄像机自动获取并保存一张图片所需的时间，一般设置为5s。设置完成后，同时启动固定底座2-1和摄像机拍摄系统。对所获取的六张图片在软件中自动拼接形成完整的模杯三维图像，通过该设计可有效实现文胸模杯三维图像的自动快速获取。

Claims (6)

1. 一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：包括可调节摄像平台（1）、可旋转固定框架（2）以及与可旋转固定框架（2）连接的循环间歇定时启停开关时间控制器（3）：

可调节摄像平台（1）：包括支撑杆、上下高度调节支架（1-1）、360°旋转连接件（1-2）和摄像头本体（1-3），上下高度调节支架（1-1）包括竖直的支撑杆和调节块，调节块套在支撑杆上通过侧面的螺栓固定，调节块经360°旋转连接件（1-2）与摄像头本体（1-3）铰接，摄像头本体（1-3）朝向可旋转固定框架（2）中心；

可旋转固定框架（2）：包括固定底座（2-1）、透明水晶框架（2-2）、固定透明水晶夹（2-3）和可调位透明水晶夹（2-4）；透明水晶框架（2-2）水平安装在固定底座（2-1）上，透明水晶框架（2-2）内的底面固定安装有固定透明水晶夹（2-3），透明水晶框架（2-2）内的顶面安装有可上下移动的可调位透明水晶夹（2-4），可调位透明水晶夹（2-4）和固定透明水晶夹（2-3）之间装夹有文胸模杯，透明水晶框架（2-2）与文胸模杯同轴转动；固定底座（2-1）内装有电机，电机输出轴与透明水晶框架（2-2）连接，电机与循环间歇定时启停开关时间控制器（3）连接。

2. 根据权利要求1所述的一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：所述的透明水晶框架（2-2）包括框架底盘和水晶外框，水晶外框安装在框架底盘上，框架底盘安装在固定底座（2-1）上，固定透明水晶夹（2-3）固定在框架底盘上端中心，可调位透明水晶夹（2-4）通过螺纹连接在水晶外框内顶部中心。

3. 根据权利要求2所述的一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：所述的水晶外框内顶面中心设有中心套筒，可调位透明水晶夹（2-4）螺纹套在中心套筒中，中心套筒侧面安装有用于轴向固定的螺钉。

4. 根据权利要求1所述的一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：所述的可调位透明水晶夹（2-4）和固定透明水晶夹（2-3）分别夹住文胸模杯的两端。

5. 根据权利要求2所述的一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：所述的框架底盘和水晶外框之间粘接。

6. 根据权利要求2所述的一种用于快速获取文胸模杯三维图像的扫描装置，其特征在于：所述的水晶外框上贴有用于扫描均匀覆盖的标定点。