CN210605350U - 双目三维立体全景成像系统 - Google Patents
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Abstract
双目三维立体全景成像系统，涉及全景成像领域，包括底座；分别安装在底座下表面四个角处的四个滚轮；固定在底座中间的滚珠丝杠轴承安装座；安装在滚珠丝杠轴承安装座与底座之间的加强筋；安装在滚珠丝杠轴承安装座中的滚珠丝杠轴承；下端安装在滚珠丝杠轴承中的滚珠丝杠；安装在滚珠丝杠上的滚珠丝杠螺母；下端套装固定在轴承外圈的驱动电机安装座，滚珠丝杠上端固定在轴承内圈；固定在驱动电机安装座上的驱动电机，驱动电机轴通过联轴器与滚珠丝杠上端端部相连；套装固定在滚珠丝杠螺母上的圆盘；安装在圆盘上的相机和CCD探测器，相机与CCD探测器电连接。本实用新型能够同时实现升降和旋转调节，方便操作，能够实现三维立体全景成像效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及全景成像技术领域，具体涉及一种双目三维立体全景成像系统。
背景技术
虚拟现实系统(VR)是通过技术或设备模拟出一个可交互的、虚幻的三维空间场景。一个基本的沉浸式虚拟现实系统必须同时具有360°全景和立体视觉。观看立体全景图片或者视频需要用VR眼镜，VR眼镜可以利用内置陀螺仪和加速度计侦测头部动作，自由转动头部观察时呈现出和人类观察真实世界一样的效果，给人以身临其镜的代入感。随着互联网与移动通信终端设备的普及应用，虚拟现实产业得以井喷式发展。虚拟现实产业面临的瓶颈之一是片源稀缺且内容不够丰富，尤其是视频内容制作，360°全景摄像机将为虚拟现实视频拍摄和制作提供便捷途径，这将是未来虚拟显示全景相机的发展趋势。因此，开展高品质的双目三维立体全景成像系统的研制，对于推动VR全景立体相机产业技术创新具有重要意义。
全景成像大多是单视场360°全景，即使用两个或者更多的相机来获得360°的全景，但是这些全景图看起来比较“扁平”，没有三维立体感。目前，现有的单个三维立体成像的摄像头不具有360°全景拍摄的功能。另外，现有的三维成像系统无法同时实现升降和旋转调节，操作不便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双目三维立体全景成像系统，能够同时实现升降和旋转调节，方便操作，同时能够实现三维立体全景成像效果，以解决现有单个三维立体成像摄像头不具有360°全景拍摄的功能。
本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型的双目三维立体全景成像系统，包括：
底座；
分别安装在底座下表面四个角处的四个滚轮；
固定在底座中间的滚珠丝杠轴承安装座；
安装在滚珠丝杠轴承安装座与底座之间的加强筋；
安装在滚珠丝杠轴承安装座中的滚珠丝杠轴承；
下端安装在滚珠丝杠轴承中的滚珠丝杠；
安装在滚珠丝杠上的滚珠丝杠螺母；
下端套装固定在轴承外圈的驱动电机安装座，所述滚珠丝杠上端固定在轴承内圈；
固定在驱动电机安装座上的驱动电机，驱动电机轴通过联轴器与滚珠丝杠上端端部相连；
套装固定在滚珠丝杠螺母上的圆盘；
安装在圆盘上的相机和CCD探测器，所述相机与CCD探测器电连接。
进一步的，所述圆盘中间设置有安装孔，在安装孔外圈设置有环形的线缆汇聚通道，线缆通道连通线缆汇聚通道至圆盘外部，线缆通道沿着圆盘直径设置。
进一步的，相机的数量为10个，10个相机均布在圆盘的圆周上，相邻两个相机之间的夹角为36度。
进一步的，CCD探测器的数量为10个，10个CCD探测器与10个相机一一对应安装，CCD探测器安装在相机后端；10个CCD探测器的线缆均被汇聚在线缆汇聚通道中，10个CCD探测器的线缆连接头再通过线缆通道伸向圆盘外部。
进一步的，所述CCD探测器为双探测面的探测器。
进一步的，所述相机包括安装在圆盘上的镜筒和安装在镜筒中的光学成像系统；所述光学成像系统包括：会聚镜、准直镜、双面反射镜、第一透镜、第一45度全反镜、第二透镜、第二45度全反镜、第三45度全反镜、第三透镜、第四45度全反镜、第一成像镜、第二成像镜；
入射光线依次经会聚镜会聚、准直镜准直作用后一部分光线入射至双面反射镜第一反射面上，依次经双面反射镜第一反射面反射、第一透镜透射、第一45度全反镜反射、第二透镜透射、第二45度全反镜反射、第一成像镜作用后成像在CCD探测器的第一探测面上；
另一部分光线依次经第三45度全反镜反射、双面反射镜第二反射面反射、第三透镜透射、第四45度全反镜发射、第二成像镜作用后成像在CCD探测器的第二探测面上。
进一步的，所述双面反射镜的两个表面均镀有全反膜，对光线反射。
进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜均采用色散玻璃TF3材料制成；第一透镜前表面的曲率半径为134.6mm，后表面的曲率半径为425.92mm；第二透镜前表面的曲率半径为19.63mm，后表面的曲率半径为-236.1mm；第三透镜前表面的曲率半径为425.08mm，后表面的曲率半径为-426.8mm。
进一步的，所述第一45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第二45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第三45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第四45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第一45度全反镜、第二45度全反镜、第三45度全反镜、第四45度全反镜均采用硒化锌材料制成。
进一步的，所述第一成像镜中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm；第二成像镜中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm；第一成像镜和第二成像镜均采用K9玻璃制成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的双目三维立体全景成像系统，通过底座、滚珠丝杠轴承、滚珠丝杠轴承安装座、滚珠丝杠螺母实现圆盘上下升降和旋转，方便操作。通过在圆盘10上搭载10个相机和10个探测器实现360三维全景成像，可满足房产、观光景点、汽车、酒店、校园、文化、体育场馆、公司办公环境等展示需求，将其制作成立体全景视频还能应用到VR的游戏、影视制作、直播、军事、交通、气象、测绘、工程规划、工程记录、管线维修、消防预案、公共监控、交通导航、交通监控等场合。立体全景的全局记录性和真实性配合GPS的应用，可以应用到任意野外、室外、室内的各种全景记录，对突发事件的处理，电子预案的设计，工程抢险指挥调度，都能提供很好的参考价值，做为数据信息真实、立体、全景的纪录也有据可查。
附图说明
图1为本实用新型的双目三维立体全景成像系统的结构示意图。
图2为圆盘内部结构示意图。
图3为相机的光学成像系统的结构示意图。
图中：1、滚轮，2、底座，3、第一细加强筋，4、粗加强筋，5、第二细加强筋，6、滚珠丝杠轴承，7、滚珠丝杠轴承安装座，8、滚珠丝杠螺母，9、相机，10、圆盘，101、安装孔，102、线缆汇聚通道，103、线缆通道，11、滚珠丝杠，12、驱动电机安装座，13、联轴器，14、驱动电机轴，15、驱动电机，16、CCD探测器，17、轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型的双目三维立体全景成像系统，主要包括：滚轮1、底座2、滚珠丝杠轴承6、滚珠丝杠轴承安装座7、滚珠丝杠螺母8、相机9、圆盘10、滚珠丝杠11、驱动电机安装座12、联轴器13、驱动电机轴14、驱动电机15、CCD探测器16和轴承17。
四个滚轮1分别安装在底座2下表面四个角处。
滚珠丝杠轴承安装座7固定在底座2中间位置。滚珠丝杠轴承安装座7与底座2之间安装有加强筋。具体的是：粗加强筋4上端与滚珠丝杠轴承安装座7；相连，粗加强筋4下端与底座2相连。第一细加强筋3上端与粗加强筋4相连，第一细加强筋3下端与滚珠丝杠轴承安装座7相连。第二细加强筋5上端与粗加强筋4相连，第二细加强筋5下端与底座2相连。
滚珠丝杠轴承6安装在滚珠丝杠轴承安装座7中。滚珠丝杠11下端安装在滚珠丝杠轴承6中。滚珠丝杠螺母8安装在滚珠丝杠11上。驱动电机安装座12下端套装固定在轴承17外圈，滚珠丝杠11上端固定在轴承17内圈。驱动电机15固定在驱动电机安装座12上，驱动电机轴14通过联轴器13与滚珠丝杠11上端端部相连。驱动电机轴14和联轴器13均位于驱动电机安装座12中。
启动驱动电机15，通过驱动电机轴14、联轴器13驱动滚珠丝杠11绕自身轴线转动，滚珠丝杠11驱动滚珠丝杠螺母8沿着滚珠丝杠11旋转升降。
如图1和图2所示，圆盘10中间设置有安装孔101，圆盘10通过中间的安装孔101套装固定在滚珠丝杠螺母8上。在安装孔101外圈设置有环形的线缆汇聚通道102，线缆通道103连通线缆汇聚通道102至圆盘10外部，线缆通道103沿着圆盘10直径设置。
10个相机9均匀设置在圆盘10的圆周上，相邻两个相机9之间的夹角为36度。
10个CCD探测器16与10个相机9一一对应安装，并且CCD探测器16安装在相机9后端。
10个CCD探测器16的线缆均被汇聚在线缆汇聚通道102中，10个CCD探测器16的线缆连接头再通过线缆通道103伸向圆盘10外部。CCD探测器16为双探测面的探测器。CCD探测器16可外接固态磁盘阵列，数据存储带宽不小于2GB/s，实现高速数据存储，同时，固态磁盘阵列可外接多GPU服务器，能够实现满足30帧频视频实时处理要求。
相机9主要包括光学成像系统和用于安装光学成像系统的镜筒91。如图3所示，光学成像系统主要包括：会聚镜92、准直镜93、双面反射镜94、第一透镜95、第一45度全反镜96、第二透镜97、第二45度全反镜98、第三45度全反镜99、第三透镜910、第四45度全反镜911、第一成像镜912、第二成像镜913。
入射光线照射在会聚镜92上，由会聚镜92会聚到准直镜93上，通过准直镜93的作用后一部分光线入射至双面反射镜94第一反射面上，光线由双面反射镜94第一反射面反射至第一透镜95中，再依次通过第一45度全反镜96、第二透镜97、第二45度全反镜98到达第一成像镜912，通过第一成像镜912作用后成像在CCD探测器16的第一探测面上。
入射光线照射在会聚镜92上，由会聚镜92会聚到准直镜93上，通过准直镜93的作用后另一部分光线入射至第三45度全反镜99上，通过第三45度全反镜99反射至双面反射镜94第二反射面上，由双面反射镜94第二反射面反射至第三透镜910中，再通过第四45度全反镜911作用后达到第二成像镜913，通过第二成像镜913作用后成像在CCD探测器16的第二探测面上。通过相机9的作用可将同一角度入射的光线成像两次，再通过后续图像处理后合成三维立体图像。
其中，会聚镜92采用K9玻璃制成，对光线会聚作用。
准直镜93，对光线起到准直出射作用。
双面反射镜94的两个表面均镀有全反膜，对光线反射。
第一透镜95、第二透镜97、第三透镜910均采用色散玻璃TF3材料制成。
第一透镜95前表面的曲率半径为134.6mm，后表面的曲率半径为425.92mm。
第二透镜97前表面的曲率半径为19.63mm，后表面的曲率半径为-236.1mm。
第三透镜910前表面的曲率半径为425.08mm，后表面的曲率半径为-426.8mm。
第一45度全反镜96表面镀全波段全反射膜，对光线反射。
第二45度全反镜98表面镀全波段全反射膜，对光线反射。
第三45度全反镜99表面镀全波段全反射膜，对光线反射。
第四45度全反镜911表面镀全波段全反射膜，对光线反射。
第一45度全反镜96、第二45度全反镜98、第三45度全反镜99、第四45度全反镜911均采用硒化锌材料制成。
第一成像镜912中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm。
第二成像镜913中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm。
第一成像镜912和第二成像镜913均采用K9玻璃制成。
本实用新型的双目三维立体全景成像系统的技术参数如下：
1)视场角：360度。
2)焦距：8mm。
3)相机个数：10个。
4)全景像素：2000万。
5)帧频：30FPS。
6)实时影像、无延迟、无拖拽。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.双目三维立体全景成像系统，其特征在于，包括：
底座；
分别安装在底座下表面四个角处的四个滚轮；
固定在底座中间的滚珠丝杠轴承安装座；
安装在滚珠丝杠轴承安装座与底座之间的加强筋；
安装在滚珠丝杠轴承安装座中的滚珠丝杠轴承；
下端安装在滚珠丝杠轴承中的滚珠丝杠；
安装在滚珠丝杠上的滚珠丝杠螺母；
下端套装固定在轴承外圈的驱动电机安装座，所述滚珠丝杠上端固定在轴承内圈；
固定在驱动电机安装座上的驱动电机，驱动电机轴通过联轴器与滚珠丝杠上端端部相连；
套装固定在滚珠丝杠螺母上的圆盘；
安装在圆盘上的相机和CCD探测器，所述相机与CCD探测器电连接。
2.根据权利要求1所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述圆盘中间设置有安装孔，在安装孔外圈设置有环形的线缆汇聚通道，线缆通道连通线缆汇聚通道至圆盘外部，线缆通道沿着圆盘直径设置。
3.根据权利要求2所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，相机的数量为10个，10个相机均布在圆盘的圆周上，相邻两个相机之间的夹角为36度。
4.根据权利要求3所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，CCD探测器的数量为10个，10个CCD探测器与10个相机一一对应安装，CCD探测器安装在相机后端；10个CCD探测器的线缆均被汇聚在线缆汇聚通道中，10个CCD探测器的线缆连接头再通过线缆通道伸向圆盘外部。
5.根据权利要求4所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述CCD探测器为双探测面的探测器。
6.根据权利要求5所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述相机包括安装在圆盘上的镜筒和安装在镜筒中的光学成像系统；所述光学成像系统包括：会聚镜、准直镜、双面反射镜、第一透镜、第一45度全反镜、第二透镜、第二45度全反镜、第三45度全反镜、第三透镜、第四45度全反镜、第一成像镜、第二成像镜；
入射光线依次经会聚镜会聚、准直镜准直作用后一部分光线入射至双面反射镜第一反射面上，依次经双面反射镜第一反射面反射、第一透镜透射、第一45度全反镜反射、第二透镜透射、第二45度全反镜反射、第一成像镜作用后成像在CCD探测器的第一探测面上；
另一部分光线依次经第三45度全反镜反射、双面反射镜第二反射面反射、第三透镜透射、第四45度全反镜发射、第二成像镜作用后成像在CCD探测器的第二探测面上。
7.根据权利要求6所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述双面反射镜的两个表面均镀有全反膜，对光线反射。
8.根据权利要求6所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜均采用色散玻璃TF3材料制成；第一透镜前表面的曲率半径为134.6mm，后表面的曲率半径为425.92mm；第二透镜前表面的曲率半径为19.63mm，后表面的曲率半径为-236.1mm；第三透镜前表面的曲率半径为425.08mm，后表面的曲率半径为-426.8mm。
9.根据权利要求6所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述第一45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第二45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第三45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第四45度全反镜表面镀全波段全反射膜，对光线反射；第一45度全反镜、第二45度全反镜、第三45度全反镜、第四45度全反镜均采用硒化锌材料制成。
10.根据权利要求6所述的双目三维立体全景成像系统，其特征在于，所述第一成像镜中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm；第二成像镜中心厚度为32mm，前表面曲率半径为348.64mm，后表面的曲率半径为-312.81mm；第一成像镜和第二成像镜均采用K9玻璃制成。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| CN210605350U true CN210605350U (zh) | 2020-05-22 |
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Family Applications (1)
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| CN201922075859.XU Active CN210605350U (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 双目三维立体全景成像系统 |
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2019
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