CN206772290U - 一种光电式全景三维测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电式全景三维测量仪，包括三角架、载台、摄像头、广角镜头、机电箱、标定驱动模组、标定板和电脑，载台固定于三角架的上端，摄像头固定安装于载台上，广角镜头安装于摄像头上，机电箱固定于载台的前方下侧，标定驱动模组由模组底座、导轨、驱动螺杆、滑块、联轴器和驱动电机组成，标定板穿越机电箱的上部的槽口并固定于标定驱动模组的滑块上，标定板朝向摄像头的一侧印制有由正交的水平和垂直线组成的标定网格，电脑与标定驱动模组的驱动电机和摄像头连接；本设备可以较大的视角拍摄实景建筑物的图像并可以很方便地消除广角镜头带来的图像畸变，可以快速重建实景建筑物的三维模型。
Description
技术领域
本实用新型属于工程测绘仪器领域，具体涉及一种光电式全景三维测量仪。
背景技术
在工程测绘、建筑工程、虚拟现实技术应用等领域，经常需要对已经建成的建筑物特别是古旧建筑物进行三维模型的重建，目前对实体建筑进行三维重建的主要方法有激光全站仪测量法和摄影测量法，其中激光全站仪测量法采用激光扫描建筑物的轮廓测量其边线控制点并以此重建出建筑物的三维模型，该方法在精度、效率、自动化方面具有显著优点，但测量设备昂贵因而不利用普及；另一种摄影测量法利用照相机摄取建筑物多个侧面的照片，然后借助专用软件利用立体投影几何与光学成像原理从照片中重建出建筑实体的三维模型，这种方法的优点是直观、方便、测量设备不抬太昂贵，但也由于照相机镜头会带来成像畸变，导致该方法的测量精度低，而且为了降低照相机镜头造成的成像畸变对测量精度的不利影响，照相机通常选择较小视角的镜头才能减小镜头引起的成像畸变，如果存在环境限制只能近距离拍摄时必须拍摄很多幅照片才能获得建筑物的全景图像，这就给测量带来很大不便而且严重降低了工作效率。如果采用广角镜头拍摄照片，虽然可以获得较大的视场并提高测量效率，但广角镜头必然导致成像畸变增大而造成测量误差。因此工程测绘行业需要一种视角较大、成像畸变小或者便于自矫正、成本低的全景三维测量设备。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种视角较大、成像畸变小或者便于自矫正、成本低的全景三维测量设备。
本实用新型通过以下技术方案实现的：一种光电式全景三维测量仪，包括三角架（1）、载台（2）、摄像头（3）、广角镜头（4）、机电箱（5）、标定驱动模组（6）和电脑（8）；载台（2）固定于三角架（1）的上端，摄像头（3）固定安装于载台（2）上，广角镜头（3）安装于摄像头（3）上，机电箱（5）固定于载台（2）的前方下侧，标定驱动模组（6）包括模组底座（61）、导轨（62）、驱动螺杆（63）、滑块（64）、联轴器（65）和驱动电机（66），导轨（62）通过模组底座（61）固定连接于机电箱（5）上，驱动螺杆（63）的两端分别通过轴承可旋转地设置于模组底座（61）的上下端，滑块（64）可上下滑动地设置于导轨（62）上并且通过滚珠螺母套设于驱动螺杆（63）上，驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）上，驱动电机（66）的输出轴通过联轴器（65）与驱动螺杆（63）固定连接，标定板（7）固定于标定驱动模组（6）的滑块（64）上，标定板（7）朝向摄像头（3）的一侧印制有等间距且相互正交的水平和垂直线组成的标定网格（71）；机电箱（5）的上部设有与标定板（7）适应且便于其穿越的槽口（51），所述电脑（8）与标定驱动模组（6）的驱动电机（66）和摄像头（3）连接。
进一步地，所述机电箱（5）为一刚性长方形箱体，其后壁板外侧固定于载台（2）的前方下侧，导轨（62）通过模组底座（61）固定连接于机电箱（5）的后壁板内侧上。
进一步地，所述模组底座（61）的上端具有一凸出的顶板，凸出的顶板上设置用于连接驱动螺杆上端的轴承，所述模组底座（61）的下端具有一凸出的隔板和位于隔板下方的底板，凸出的隔板上设有用于连接驱动螺杆下端的轴承，所述驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）的底板上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本设备由于采用广角镜头和伸缩式标定板，因而可以较大的视角拍摄实景建筑物的图像并可以很方便地消除广角镜头带来的图像畸变，可以快速重建实景建筑物的三维模型。具有视场大、测量效率高、操作简单和设备及使用成本低等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的局部结构详图；
图3是本实用新型的机电箱的结构详图；
图4是本实用新型的应用示意图。
图中，1-三角架，2-载台，3-摄像头，4-广角镜头，5-机电箱，6-标定驱动模组，7-标定板，8-电脑， 51-槽口，61-模组底座，62-导轨，63-驱动螺杆，64-滑块，65-联轴器，66-驱动电机， 71-标定网格，101-手柄。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1 如图1、图2、图3所示，一种光电式全景三维测量仪，包括三角架（1）、载台（2）、摄像头（3）、广角镜头（4）、机电箱（5）、标定驱动模组（6）和电脑（8）；载台（2）固定于三角架（1）的上端，摄像头（3）固定安装于载台（2）上，广角镜头（3）安装于摄像头（3）上，机电箱（5）固定于载台（2）的前方下侧，标定驱动模组（6）包括模组底座（61）、导轨（62）、驱动螺杆（63）、滑块（64）、联轴器（65）和驱动电机（66），导轨（62）通过模组底座（61）固定连接于机电箱（5）上，驱动螺杆（63）的两端分别通过轴承可旋转地设置于模组底座（61）的上下端，滑块（64）可上下滑动地设置于导轨（62）上并且通过滚珠螺母套设于驱动螺杆（63）上，驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）上，驱动电机（66）的输出轴通过联轴器（65）与驱动螺杆（63）固定连接，标定板（7）固定于标定驱动模组（6）的滑块（64）上，标定板（7）朝向摄像头（3）的一侧印制有等间距且相互正交的水平和垂直线组成的标定网格（71）；机电箱（5）的上部设有与标定板（7）适应且便于其穿越的槽口（51），所述电脑（8）与标定驱动模组（6）的驱动电机（66）和摄像头（3）连接。
具体地，所述机电箱（5）为一刚性长方形箱体，其后壁板外侧固定于载台（2）的前方下侧，是通过一个L型连接板连接，L型连接板的一折板通过螺钉连接在载台（2）的下侧面，另一个折板通过螺钉连接在机电箱（5）的后壁板外侧上。导轨（62）通过模组底座（61）固定连接于机电箱（5）的后壁板内侧上，所述模组底座（61）的上端具有一凸出的顶板，凸出的顶板上设置用于连接驱动螺杆上端的轴承，所述模组底座（61）的下端具有一凸出的隔板和位于隔板下方的底板，凸出的隔板上设有用于连接驱动螺杆下端的轴承，所述驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）的底板上。
上述零部件中，三角架（1）、摄像头（3）、广角镜头（3）和标定驱动模组（6）可以采用市场上现成部件，标定板（7）可以采用轻质金属、玻璃或塑料等材料制作，其余零部件采用金属或工程塑料制作。
本设备应用于实景建筑物三维建模的操作过程如下：参见图4，将设备安置于实景建筑物的前方，启动设备的系统控制软件并操作控制软件将标定板（7）缩回到机电箱（5）内，操纵手柄（101）将摄像机对准实景建筑物，手动或通过系统控制软件调整广角镜头（4）使得建筑物在电脑屏幕上的影像最清晰并通过系统控制软件操作抓拍建筑物的图像。然后，保持三角架（1）和摄像机的状态不变，操作控制软件将标定板（7）伸出机电箱（5）到预定位置并使得标定板（7）完全遮挡建筑物，此时在电脑屏幕上看到完全是标定板（7）上的标定网格（71）的影像，通过系统控制软件操作抓取标定网格（71）的当前图像，利用系统控制软件内嵌的标定模块根据该图像可以获得因广角镜头（4）引起的成像畸变数学模型。然后就可以依据成像畸变数学模型再对前面抓拍的建筑物图像进行畸变矫正。在建筑物的四周多个角度作同样的操作以获得建筑物在各个角度的图像并进行畸变矫正，利用系统控制软件内嵌的三维建模软件模块就可以精确重建实景建筑物的三维数字模型。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种光电式全景三维测量仪，其特征在于，包括三角架（1）、载台（2）、摄像头（3）、广角镜头（4）、机电箱（5）、标定驱动模组（6）和电脑（8）；载台（2）固定于三角架（1）的上端，摄像头（3）固定安装于载台（2）上，广角镜头（4）安装于摄像头（3）上，机电箱（5）固定于载台（2）的前方下侧，标定驱动模组（6）包括模组底座（61）、导轨（62）、驱动螺杆（63）、滑块（64）、联轴器（65）和驱动电机（66），导轨（62）通过模组底座（61）固定连接于机电箱（5）上，驱动螺杆（63）的两端分别通过轴承可旋转地设置于模组底座（61）的上下端，滑块（64）可上下滑动地设置于导轨（62）上并且通过滚珠螺母套设于驱动螺杆（63）上，驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）上，驱动电机（66）的输出轴通过联轴器（65）与驱动螺杆（63）固定连接，标定板（7）固定于标定驱动模组（6）的滑块（64）上，标定板（7）朝向摄像头（3）的一侧印制有等间距且相互正交的水平和垂直线组成的标定网格（71）；机电箱（5）的上部设有与标定板（7）适应且便于其穿越的槽口（51），所述电脑（8）与标定驱动模组（6）的驱动电机（66）和摄像头（3）连接。
2.根据权利要求1所述的光电式全景三维测量仪，其特征在于：所述机电箱（5）为一刚性长方形箱体，其后壁板外侧固定于载台（2）的前方下侧，模组底座（61）设置于机电箱（5）的后壁板内侧上，导轨（62）设置在模组底座上。
3.根据权利要求2所述的光电式全景三维测量仪，其特征在于：所述模组底座（61）的上端具有一凸出的顶板，凸出的顶板上设置用于连接驱动螺杆上端的轴承，所述模组底座（61）的下端具有一凸出的隔板和位于隔板下方的底板，凸出的隔板上设有用于连接驱动螺杆下端的轴承，所述驱动电机（66）的机座固定于模组底座（61）的底板上。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108626548A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-09 | 金子扬 | 一种新型测绘设备 |
| CN109448063A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-08 | 苏州艾微视图像科技有限公司 | 一种镜头畸变中心标定设备及方法 |
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