CN209069210U - 一种三维重建系统数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维重建系统数据采集装置，包括：底座；旋转平台，其连接在底座的一端；二维激光雷达安装支架，其固定于旋转平台的旋转电机上，二维激光雷达倒放安装在二维激光雷达安装支架上；双目相机安装支架，其上端安装有双目相机，其连接在底座的另一端，所述双目相机安装支架上连接有相机仰俯电机。本实用新型具有移植性强，结构简单，可以提高采集的三维数据的精度，且可以实时获取环境图像数据，为之后的三维重建添加真实纹理信息和数据补充的优点。

Description

一种三维重建系统数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及信息数据采集领域，具体涉及一种三维重建系统数据采集装置。

背景技术

随着三维重建技术的发展，三维重建技术已成为了一个热门的研究方向。三维重建主要是由环境感知传感器采集环境数据，如相机、激光雷达等。其中，因为激光雷达具有单色性、相关性好、方向性强、视场大、工作距离远、工作方式灵活并且不受光照等外界环境影响等特点，常常被用作于三维重建的主要传感器。现在市面上有三维激光雷达和二维激光雷达两种，由于三维激光雷达价格比较昂贵，成本高，许多学者利用价格相对便宜的二维激光雷达进行数据采集。

采用二维激光雷达采集环境数据，现在大多是加装一个俯仰和一个旋转的机械结构到二维激光雷达，使其可以进行三维数据的采集。这种方法加入了两个自由度，对两个电机的控制精度要求会更高，数据采集效率不高。但是，仅通过激光雷达采集环境信息，不能得到一个更真实、更直观的重建模型，需要利用相机采集重建环境的图像数据，进行数据补充和纹理赋加。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种三维重建系统数据采集装置，包括：

底座；

旋转平台，其连接在底座的一端；

二维激光雷达安装支架，其固定于旋转平台上，二维激光雷达倒放安装在二维激光雷达安装支架上；

双目相机安装支架，其上端安装有双目相机，双目相机安装支架连接在底座的另一端，所述双目相机安装支架上连接有相机仰俯电机。

优选的是，其中，所述双目相机、二维激光雷达连接有电源模块。

优选的是，其中，所述三维重建系统数据采集装置还包括：

数据采集控制板，数据采集控制板与底座通过安装孔用螺栓固定，所述旋转电机和相机仰俯电机连接至数据采集控制板；

电源模块，其与所述数据采集控制板、双目相机和二维激光雷达连接。

优选的是，其中，所述双目相机安装支架的结构包括：

双目相机安装底板；

相机仰俯电机安装座，其连接在双目相机安装底板上；所述相机仰俯电机连接在相机仰俯电机安装座内；

T型相机安装板，其上安装双目相机；所述T型相机安装板与相机仰俯电机的电机轴固定连接；

U型槽基座，其连接在双目相机安装底板上；且所述U型槽基座与相机仰俯电机的电机轴转动连接；所述T型相机安装板的竖直端位于U型槽基座的U型槽内。

优选的是，其中，所述二维激光雷达支架结构包括：

圆形底盘，其连接在旋转平台上；

圆柱支撑柱，其连接在圆形底盘上；

支架平台，其连接在圆柱支撑柱上，所述二维激光雷达安装在支架平台上。

优选的是，其中，所述底座具有两个走线槽，均位于底座一侧，其中一个为二维激光雷达的走线槽，另一个为双目相机的走线槽。

优选的是，其中，所述旋转平台上端有圆盘状结构安装板，用以安装二维激光雷达支架的圆形底盘。

本实用新型至少包括以下有益效果：

(1)本实用新型结构简单、移植性强，可以提高采集的三维数据的精度，且可以获取环境图像数据，使重建模型更真实、更直观

(2)可以灵活的设置数据采集范围；将二维激光雷达倒放安装于旋转平台，只增加了一个旋转度，效率会更高，垂直扫描范围会更广；结合双目相机的安装，可以采集实时的环境图像，为之后的三维重建添加真实纹理信息和数据补充。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本实用新型一种三维重建系统数据采集装置整体示意图；

图2为本实用新型未安装感知传感器的整体示意图。

图3为本实用新型底座示意图。

图4为本实用新型二维激光雷达安装支架示意图；

图5为本实用新型双目相机安装支架示意图；

图6为本实用新型一种三维重建系统数据采集装置电源模块的供电结构示意图；

图7为本实用新型一种三维重建系统数据采集装置的控制结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-5所示：本实用新型的一种三维重建系统数据采集装置，包括：

底座5；

旋转平台3，其连接在底座5的一端；

二维激光雷达安装支架2，其固定于旋转平台3上，二维激光雷达1倒放安装在二维激光雷达安装支架2上；

双目相机安装支架6，其上端安装有双目相机7，双目相机安装支架连接在底座5的另一端，所述双目相机安装支架6上连接有相机仰俯电机18。

工作原理：首先将旋转平台3安装于底座5上，二维激光雷达安装支架2固定于旋转平台3，二维激光雷达1倒放固定安装于二维激光雷达安装支架2上，双目相机7和双目相机安装支架6连接安装于底座5，双目相机安装支架6安装于二维激光雷达安装支架2正前方。首先给二维激光雷达1、双目相机7和旋转平台3通上电后并确认工作状态，确认连接状态并设置旋转平台3的旋转角度，旋转平台3带动二维激光雷达1旋转至所设定的旋转角度后，又旋转至初始角度，二维激光雷达1在数据采集过程中做这样依次往复地旋转，在启动旋转平台的同时启动相机俯仰电机18，相机俯仰电机18旋转可调节双目相机7的俯仰角度，使双目相机7能实时采集纵向范围更大的环境图像。二维激光雷达1向探测环境发射探测信号，然后接收反射回来的信号可获得探测环境的相关信息数据，双目相机7实时采集环境的图像信息，为之后的三维重建添加真实纹理信息和数据补充，双目相机7与二维激光雷达1相结合就可以完成整个三维重建系统的数据采集。

上述技术方案中：二维激光雷达1采用倒放安装的方式安装于激光雷达支架2上，只增加了一个旋转度，效率会更高，垂直扫描范围会更广。双目相机7可被相机俯仰电机18俯仰调节，从而扩大双目相机7采集环境图像纵向范围，从而获取更多范围更广的环境图像，为以后给二维激光雷达1所获得的图像数据做纹理信息和数据补充时有更丰富、更详细的图像信息，使三维重建更加真实、直观，并且提高了采集的三维数据的精度。双目相机安装支架安装6在旋转平台3正前方，以保证双目相机7获取的环境图像和二维激光雷达1所获取的环境数据信息是一致的。

在上述技术方案中，所述三维重建系统数据采集装置还包括：

数据采集控制板4，数据采集控制板4与底座5通过安装孔用螺栓固定，所述旋转电机和相机仰俯电机18连接至数据采集控制板4；

电源模块，其与所述数据采集控制板4、双目相机7和二维激光雷达1连接。

在上述技术方案中，所述双目相机安装支架6的结构包括：

双目相机安装底板11；

相机仰俯电机安装座22，其连接在双目相机安装底板11上；所述相机仰俯电机18连接在相机仰俯电机安装座22内；

T型相机安装板19，其上安装双目相机7；所述T型相机安装板19与相机仰俯电机18的电机轴固定连接；

U型槽基座20，其连接在双目相机安装底板上11；且所述U型槽基座20与相机仰俯电机18的电机轴转动连接；所述T型相机安装板19的竖直端位于U型槽基座20的U型槽201内，采用这种技术方案，通过相机仰俯电机18的电机轴的转动，带动T型相机安装板19转动，进而调节双目相机7的俯仰角度，从而获取纵向范围更广的环境图像。

在上述技术方案中，所述底座5具有两个走线槽，均位于底座一侧，其中走线槽13为二维激光雷达1的走线槽，走线槽17为双目相机7的走线槽。

在上述技术方案中，所述二维激光雷达支架2结构包括：

圆形底盘10，其连接在旋转平台3上；

圆柱支撑柱23，其连接在圆形底盘10上；

支架平台9，其连接在圆柱支撑柱23上，所述二维激光雷达1安装在支架平台上，这种技术方案方便更换不同的圆形支撑柱23，可根据实际需求调节二维激光雷达1的高度。

在上述技术方案中，所述底座具有两个走线槽，均位于底座一侧，其中走线槽13为二维激光雷达的走线槽，走线槽17为双目相机的走线槽。

在上述技术方案中，如图6和图7所示，通过电池输入电源至电源模块，经过电源模块中线性稳压电路输出12V、5V直流电源，分别为二维激光雷达、PC、数据采集控制板、双目相机供电；二维激光雷达与PC之间通过网口协议进行通信；数据采集控制板与PC之间通过串口协议通信；双目相机与PC之间通过USB通信；数据采集控制板通过输出2路PWM控制信号分别控制驱动旋转电机和相机仰俯电机。

在上述技术方案中，所述旋转平台上端有圆盘状结构安装板，用以安装二维激光雷达支架的圆形底盘。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种三维重建系统数据采集装置，其特征在于，包括：

底座；

旋转平台，其连接在底座的一端；

二维激光雷达安装支架，其固定于旋转平台的旋转电机上，二维激光雷达倒放安装在二维激光雷达安装支架上；

双目相机安装支架，其上端安装有双目相机，双目相机安装支架连接在底座的另一端，所述双目相机安装支架上连接有相机仰俯电机；

数据采集控制板，数据采集控制板与底座通过安装孔用螺栓固定，所述旋转电机和相机仰俯电机连接至数据采集控制板；

电源模块，其与所述数据采集控制板、双目相机和二维激光雷达连接。

2.如权利要求1所述的一种三维重建系统数据采集装置，其特征在于，所述双目相机安装支架的结构包括：

双目相机安装底板；

相机仰俯电机安装座，其连接在双目相机安装底板上；所述相机仰俯电机连接在相机仰俯电机安装座内；

T型相机安装板，其上安装双目相机；所述T型相机安装板与相机仰俯电机的电机轴固定连接；

U型槽基座，其连接在双目相机安装底板上；且所述U型槽基座与相机仰俯电机的电机轴转动连接；所述T型相机安装板的竖直端位于U型槽基座的U型槽内。

3.如权利要求1所述的一种三维重建系统数据采集装置，其特征在于，所述二维激光雷达支架结构包括：

圆形底盘，其连接在旋转平台上；

圆柱支撑柱，其连接在圆形底盘上；

支架平台，其连接在圆柱支撑柱上，所述二维激光雷达安装在支架平台上。

4.如权利要求1所述的一种三维重建系统数据采集装置，其特征在于，所述底座具有两个走线槽，均位于底座一侧，其中一个为二维激光雷达的走线槽，另一个为双目相机的走线槽。

5.如权利要求1所述的一种三维重建系统数据采集装置，其特征在于，所述旋转平台上端有圆盘状结构安装板，用以安装二维激光雷达支架的圆形底盘。