CN213876298U - 一种物体外观全方位图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种物体外观全方位图像采集装置，其装置包括旋转控制部件、用于放置拍摄物的载物盘以及用于支撑相机的相机支撑部件；旋转控制部件可转动的位于载物盘的下方，相机支撑部件位于载物盘的外周处，并与旋转控制部件固定连接，旋转控制部件转动带动相机支撑部件绕载物盘外周周向转动，相机安装在相机支撑部件上，并可通过相机支撑部件调整与载物盘之间的竖直高度和/或水平距离。拍摄物可置于载物盘内，相机装在相机支撑部件上，旋转控制部件与相机支撑部件固定连接，当旋转控制部件转动时，能够带动相机支撑部件绕载物盘周向转动，从而使相机完成物体全景摄影，提高拍摄效率和清晰度。

Description

一种物体外观全方位图像采集装置

技术领域

本实用新型主要涉及图像采集技术领域，具体涉及一种物体外观全方位图像采集装置。

背景技术

物体外观图像的采集对创建物体的三维模型和动态物体极其重要。传统的360度物体图像采用相机全景技术将摄影的图像进行采集,以获取水平视角360度,垂直视角180度的数码全景图像，但由于人为因素和对焦造成图像成像模糊，也不能将物体真实立体的三维模型展现出来。

传统的全景摄影多采用将物体放置可转动的载物盘上并架设相机，通过旋转载物盘至一定的角度，可对物体外观不同角度摄影，完成物体的全景摄影。该方法不仅需要消耗一定的人力操作载物盘角度和相机架设的位置，而且采集的图像都在同一个背景，为了不影响物体三维模型在空间上的拼接，需用幕布遮挡物体的背景。相对于大物件，传统的相机摄影视野范围狭窄，需要多次调节相机高度、角度和距离，每一次调节相机，需重新对焦和调节光圈，才能将物体的纹理拍摄清晰。这样的话，完成物体全景摄影不仅效率低，而且采集的图像模糊。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种物体外观全方位图像采集装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种物体外观全方位图像采集装置，包括旋转控制部件、用于放置拍摄物的载物盘以及用于支撑相机的相机支撑部件；

所述旋转控制部件可转动的位于所述载物盘的下方，所述相机支撑部件位于所述载物盘的外周处，并与所述旋转控制部件固定连接，所述旋转控制部件转动带动所述相机支撑部件绕所述载物盘外周周向转动，相机安装在所述相机支撑部件上，并可通过所述相机支撑部件调整与所述载物盘之间的竖直高度和/或水平距离。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，采集装置还包括底座部件，所述底座部件包括底座和轴杆，所述底座为圆形板块结构，所述轴杆为圆柱体形，所述轴杆的底部竖直的固定连接在所述底座的圆心处；

所述载物盘为圆形板块结构，所述载物盘的中心处固定连接在所述轴杆的顶部，所述载物盘与所述底座相互平行。

采用上述进一步方案的有益效果是：底座部件能够支撑起载物盘以及供旋转控制部件安装在其上，使相机支撑部件固定连接于旋转控制部件上，从而实现底座部件、旋转控制部件和相机支撑部件形成一体，便于相机采集拍摄物图像。

进一步，所述旋转控制部件包括控制器、直流无刷同步电机、第一驱动齿轮、旋转盘、第二驱动齿轮和轴承；

所述轴承包括安装座和转动环，所述安装座固定安装在所述轴杆的中部，所述转动环与所述安装座同轴且所述转动环转动连接在所述安装座外，所述第二驱动齿轮的中心处设有安装孔，所述第二驱动齿轮通过安装孔套接在所述转动环上并固定；

所述旋转盘为中心设有通孔的环形板状结构，所述旋转盘的通孔直径与所述轴杆的直径相同，所述旋转盘平行于所述底座且位于所述第二驱动齿轮的上方，所述轴杆穿过所述通孔，所述旋转盘与所述第二驱动齿轮的上表面固定连接；

所述控制器和所述直流无刷同步电机均安装在所述底座的上表面，所述第一驱动齿轮安装在所述直流无刷同步电机的输出轴上且与所述第二驱动齿轮啮合，所述控制器与外部终端无线连接，并接收所述外部终端发送的转动命令，所述控制器通过线路与所述直流无刷同步电机连接并将所述转动命令发送至所述直流无刷同步电机中，所述直流无刷同步电机根据所述转动命令驱动所述第一驱动齿轮转动，通过所述第二驱动齿轮带动所述旋转盘转动。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过两个驱动齿轮啮合转动，使旋转盘以及连接在旋转盘上的相机支撑部件共同绕载物盘周向转动。

进一步，所述相机支撑部件包括相机支架、第一滑轨、滑块、第二滑轨、用于将相机连接在所述相机支架上的相机滑动扣和固定螺栓；

所述相机支架包括水平杆体和竖直杆体，所述水平杆体水平设置且其一端固定在所述旋转盘上，所述第一滑轨铺设在所述水平杆体的上表面，且由远离所述旋转盘的端部向所述水平杆体的中部延伸，所述滑块滑动连接在所述第一滑轨上，所述竖直杆体竖直设置且其下端与所述滑块固定连接，通过所述滑块相对所述载物盘水平移动；

所述第二滑轨铺设在所述竖直杆体靠近所述水平杆体的一侧，所述相机滑动扣滑动连接在所述第二滑轨上，所述相机可拆卸连接在所述相机滑动扣上且通过所述相机滑动扣上下移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：相机安装在相机支撑部件上，具体为连接在竖直杆体上，竖直杆体可通过滑块在滑轨上做靠近或远离所述载物盘的运动，能够调节相机的拍摄距离；相机通过相机滑动扣连接在竖直杆体上，并且相机滑动扣可在第二滑轨上移动，能够调节相机的高度，得到更好地拍摄角度

进一步，所述相机支撑部件还包括固定螺栓；

所述相机滑动扣上设有螺孔，所述固定螺栓与所述螺孔螺纹连接并抵接至所述第二滑轨上将所述相机滑动扣锁止。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够将相机锁止在第二滑轨上，防止在拍摄时移位。

进一步，采集装置还包括电源设备，所述电源设备设置在所述底座的上表面，且分别通过电源线与所述控制器和所述直流无刷同步电机电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够为各电子部件提供电力。

进一步，所述控制器上还设有USB接口，所述控制器的USB接口通过USB数据线与相机连接以获得相机拍照信号。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够从相机中获得相机拍照信号，从而判断是否转动旋转盘。

本实用新型的有益效果是：拍摄物可置于载物盘内，相机装在相机支撑部件上，旋转控制部件与相机支撑部件固定连接，当旋转控制部件转动时，能够带动相机支撑部件绕载物盘外周周向转动，从而使相机完成物体全景摄影，提高拍摄效率和清晰度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的物体外观全方位图像采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的旋转控制部件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的相机支撑部件的结构示意图。

附图中，各标记所代表的部件名称如下：

1、载物盘，2、底座，3、轴杆，4、控制器，5、直流无刷同步电机，6、第一驱动齿轮，7、旋转盘，8、第二驱动齿轮，9、轴承，10、线路，11、水平杆体，12、竖直杆体，13、相机滑动扣，14、USB数据线，15、相机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种物体外观全方位图像采集装置，包括旋转控制部件、用于放置拍摄物的载物盘1以及用于支撑相机15的相机支撑部件；

所述旋转控制部件可转动的位于所述载物盘1的下方，所述相机支撑部件位于所述载物盘1的外周处，并与所述旋转控制部件固定连接，所述旋转控制部件转动带动所述相机支撑部件绕所述载物盘1外周周向转动，相机15安装在所述相机支撑部件上，并可通过所述相机支撑部件调整与所述载物盘1之间的竖直高度和/或水平距离。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，采集装置还包括底座部件，所述底座部件包括底座2和轴杆3，所述底座2为圆形板块结构，所述轴杆3为圆柱体形，所述轴杆3竖直的固定连接在所述底座2的圆心处；

所述载物盘1为圆形板块结构，所述载物盘1的中心处固定连接在所述轴杆3的顶部，所述载物盘1与所述底座2相互平行。

上述实施例中，底座部件能够支撑起载物盘1以及供旋转控制部件安装在其上，使相机支撑部件固定连接于旋转控制部件上，从而实现底座部件、旋转控制部件和相机支撑部件形成一体，便于相机采集拍摄物图像。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，如图2所示，所述旋转控制部件包括控制器4、直流无刷同步电机5、第一驱动齿轮6、旋转盘7、第二驱动齿轮8和轴承9；

所述轴承9包括安装座和转动环，所述安装座固定安装在所述轴杆3的中部，所述转动环与所述安装座同轴且所述转动环转动连接在所述安装座外，所述第二驱动齿轮8的中心处设有安装孔，所述第二驱动齿轮8通过安装孔套接在所述转动环上并固定；

所述旋转盘7为中心设有通孔的环形板状结构，所述旋转盘7的通孔直径与所述轴杆3的直径相同，所述旋转盘7平行于所述底座2且位于所述第二驱动齿轮8的上方，所述轴杆3穿过所述通孔，所述旋转盘7与所述第二驱动齿轮8的上表面固定连接；

所述控制器4和所述直流无刷同步电机5均安装在所述底座2的上表面，所述第一驱动齿轮6安装在所述直流无刷同步电机5的输出轴上且与所述第二驱动齿轮8啮合，所述控制器4与外部终端无线连接，并接收所述外部终端发送的转动命令，所述控制器4通过线路10与所述直流无刷同步电机5连接并将所述转动命令发送至所述直流无刷同步电机5中，所述直流无刷同步电机5根据所述转动命令驱动所述第一驱动齿轮6转动，通过所述第二驱动齿轮8带动所述旋转盘7转动。

具体地，控制器4的芯片型号为TM1650。

上述实施例中，通过两个驱动齿轮啮合转动，使旋转盘7以及连接在旋转盘7上的相机支撑部件共同绕载物盘1周向转动。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，如图3所示，所述相机支撑部件包括相机支架、第一滑轨、滑块、第二滑轨、用于将相机15连接在所述相机支架上的相机滑动扣13和固定螺栓；

所述相机支架包括水平杆体11和竖直杆体12，所述水平杆体11水平设置且其一端固定在所述旋转盘7上，所述第一滑轨铺设在所述水平杆体11的上表面，且由远离所述旋转盘7的端部向所述水平杆体11的中部延伸，所述滑块滑动连接在所述第一滑轨上，所述竖直杆体12竖直设置且其下端与所述滑块固定连接，通过所述滑块相对所述载物盘1水平移动；

所述第二滑轨铺设在所述竖直杆体12靠近所述水平杆体11的一侧，所述相机滑动扣13滑动连接在所述第二滑轨上，所述相机15可拆卸连接在所述相机滑动扣13上且通过所述相机滑动扣13上下移动。

上述实施例中，相机安装在相机支撑部件上，具体为连接在竖直杆体12上，竖直杆体12可通过滑块在滑轨上做靠近或远离所述载物盘1的运动，能够调节相机的拍摄距离。相机通过相机滑动扣13连接在竖直杆体12上，并且相机滑动扣13可在第二滑轨上移动，能够调节相机的高度，得到更好地拍摄角度。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，所述相机支撑部件还包括固定螺栓；

所述相机滑动扣13上设有螺孔，所述固定螺栓与所述螺孔螺纹连接并抵接至所述第二滑轨上将所述相机滑动扣13锁止。

上述实施例中，能够将相机15锁止在第二滑轨上，防止在拍摄时移位。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，所述相机支撑部件还包括第二固定螺栓；

所述第一滑轨的滑块上设有螺孔，所述第二固定螺栓与所述螺孔螺纹连接并抵接至所述第一滑轨上将所述竖直杆体12锁止。上述实施例中，能够将竖直杆体12锁止在第二滑轨上，防止在拍摄时移位。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，采集装置还包括电源设备，所述电源设备设置在所述底座2的上表面，且分别通过电源线与所述控制器4和所述直流无刷同步电机5电连接。

上述实施例中，能够为各电子部件提供电力。

可选地，作为本实用新型的一个实施例，所述控制器4上还设有USB接口，所述控制器4的USB接口通过USB数据线14与相机15连接以获得相机拍照信号。

上述实施例中，能够从相机中获得相机拍照信号，从而判断是否转动旋转盘。

下面介绍使用本装置的操作方法：

一种物体外观全方位图像采集方法，采用所述的物体外观全方位图像采集装置进行图像采集，包括如下步骤：

S1：将拍摄物放置在载物盘1上；

S2：将相机15安装至相机支撑部件上，通过相机支撑部件上下调节所述相机15距离所述载物盘1的高度和/或水平调节所述相机15与所述载物盘1的水平距离；

S3：旋转控制部件转动并带动相机支撑部件绕载物盘1外周周向转动；

S4：所述相机15进行图像采集。

所述步骤S3具体为：

所述旋转控制部件接收外部终端发送的转动命令，并从所述转动命令中获取旋转角度和旋转速度，并根据所述旋转角度和所述旋转速度进行转动，并发送拍照指令至相机中。

能够通过旋转角度和旋转速度来控制旋转盘转动。

还包括步骤：

旋转控制部件当检测到所述相机15的相机拍照信号时，根据所述相机拍照信号判断是否完成旋转一周，若是，则结束并待机，若否，则根据所述旋转角度和所述旋转速度再次进行转动，并再次发送拍照指令至所述相机15中。

应理解地，确定是否完成旋转一周是通过计数器来统计旋转的角度，即，初始为0，当角度旋转5°时，计数器记为5°，当角度又旋转5°时，计数器记为10°，累积至360°，则完成旋转一周。

具体地，控制器转动命令自动控制直流无刷同步电机旋转的角度大小、旋转速度；

也可以进行手动控制，具体为：

设置控制面板，控制面板上有多个按键，点击“START/STOP”按键，对应的操作为开始/停止；点击“SET”按键切换设置角度大小、转动次数、转动速度，“+”增加单次转动角度5°或增加转动次数1次或增加转动速度π/3rad/s，“-”减少单次转动角度5°或减少转动次数1次或减少转动速度π/3rad/s，“KEY”按键为确认按钮。

还包括成像器及其成像过程，成像过程包括：

将物体放置载物盘1上，按照物体的尺寸大小和纹理清晰度，再根据相机成像原理，计算出需要阵列相机距离、数量、摄影角度、参数，设置相机光圈大小、ISO参数、快门时间；

将阵列相机与控制器4相连接，控制器4控制旋转盘转动，间接控制相机绕着物体外观转动；

按动START按键且红灯亮起，相机开始自动对焦和自动摄影，每摄影一次，转盘带动阵列相机一起转动一个角度后，相机自动对焦和自动拍摄，重复动作；若出现紧急状况可按动“STOP”停止当前工作；

听到控制器4发出警报声同时绿灯亮起，物体外观全方位图像智能采集工作完成，将二维图像导入建模软件合成三维空间效果。

上述实施例中，当每次获得相机拍照信号时，则判断是否旋转了一周，能够自动控制转盘转动一周。

本实用新型的优点为：

本实用新型拍摄物可置于载物盘1内，相机装在相机支撑部件上，旋转控制部件与相机支撑部件固定连接，当旋转控制部件转动时，能够带动相机支撑部件绕载物盘1周向转动，从而使相机完成物体全景摄影，提高拍摄效率和清晰度。

本实用新型根据物体外观尺寸大小、纹理，精度要求，可全自动摄影和手动摄影；

本实用新型采用控制器控制转盘转动且连接相机，间接控制相机绕着物体外观转动且同时自动对焦和自动摄影，提高工作效率，能采集高质量图像，操作简单，灵活度高；

本实用新型采用阵列相机，根据物体的尺寸大小计算出需要阵列相机距离、数量、摄影角度、参数，同一平面只需摄影一次，快速完成物体外观全方位摄影任务，提高工作效率，减少人力投入；

本实用新型采用相机绕着物体转动自动对焦和摄影，物体背景图不一致，对三维空间拼接没有影响，不需要对物体背景进行遮布处理，提高物体三维模型精度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，包括旋转控制部件、用于放置拍摄物的载物盘(1)以及用于支撑相机(15)的相机支撑部件；

所述旋转控制部件可转动的位于所述载物盘(1)的下方，所述相机支撑部件位于所述载物盘(1)的外周处，并与所述旋转控制部件固定连接，所述旋转控制部件转动带动所述相机支撑部件绕所述载物盘(1)外周周向转动，相机(15)安装在所述相机支撑部件上，并可通过所述相机支撑部件调整与所述载物盘(1)之间的竖直高度和/或水平距离。

2.根据权利要求1所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，采集装置还包括底座部件，所述底座部件包括底座(2)和轴杆(3)，所述底座(2)为圆形板块结构，所述轴杆(3)为圆柱体形，所述轴杆(3)的底部竖直的固定连接在所述底座(2)的圆心处；

所述载物盘(1)为圆形板块结构，所述载物盘(1)的中心处固定连接在所述轴杆(3)的顶部，所述载物盘(1)与所述底座(2)相互平行。

3.根据权利要求2所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，所述旋转控制部件包括控制器(4)、直流无刷同步电机(5)、第一驱动齿轮(6)、旋转盘(7)、第二驱动齿轮(8)和轴承(9)；

所述轴承(9)包括安装座和转动环，所述安装座固定安装在所述轴杆(3)的中部，所述转动环与所述安装座同轴且所述转动环转动连接在所述安装座外，所述第二驱动齿轮(8)的中心处设有安装孔，所述第二驱动齿轮(8)通过安装孔套接在所述转动环上并固定；

所述旋转盘(7)为中心设有通孔的环形板状结构，所述旋转盘(7)的通孔直径与所述轴杆(3)的直径相同，所述旋转盘(7)平行于所述底座(2)且位于所述第二驱动齿轮(8)的上方，所述轴杆(3)穿过所述通孔，所述旋转盘(7)与所述第二驱动齿轮(8)的上表面固定连接；

所述控制器(4)和所述直流无刷同步电机(5)均安装在所述底座(2)的上表面，所述第一驱动齿轮(6)安装在所述直流无刷同步电机(5)的输出轴上且与所述第二驱动齿轮(8)啮合，所述控制器(4)与外部终端无线连接，并接收所述外部终端发送的转动命令，所述控制器(4)通过线路(10)与所述直流无刷同步电机(5)连接并将所述转动命令发送至所述直流无刷同步电机(5)中，所述直流无刷同步电机(5)根据所述转动命令驱动所述第一驱动齿轮(6)转动，通过所述第二驱动齿轮(8)带动所述旋转盘(7)转动。

4.根据权利要求3所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，所述相机支撑部件包括相机支架、第一滑轨、滑块、第二滑轨、用于将相机(15)连接在所述相机支架上的相机滑动扣(13)和固定螺栓；

所述相机支架包括水平杆体(11)和竖直杆体(12)，所述水平杆体(11)水平设置且其一端固定在所述旋转盘(7)上，所述第一滑轨铺设在所述水平杆体(11)的上表面，且由远离所述旋转盘(7)的端部向所述水平杆体(11)的中部延伸，所述滑块滑动连接在所述第一滑轨上，所述竖直杆体(12)竖直设置且其下端与所述滑块固定连接，通过所述滑块相对所述载物盘(1)水平移动；

所述第二滑轨铺设在所述竖直杆体(12)靠近所述水平杆体(11)的一侧，所述相机滑动扣(13)滑动连接在所述第二滑轨上，所述相机(15)可拆卸连接在所述相机滑动扣(13)上且通过所述相机滑动扣(13)上下移动。

5.根据权利要求4所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，所述相机支撑部件还包括固定螺栓；

所述相机滑动扣(13)上设有螺孔，所述固定螺栓与所述螺孔螺纹连接并抵接至所述第二滑轨上将所述相机滑动扣(13)锁止。

6.根据权利要求3所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，采集装置还包括电源设备，所述电源设备设置在所述底座(2)的上表面，且分别通过电源线与所述控制器(4)和所述直流无刷同步电机(5)电连接。

7.根据权利要求3所述的物体外观全方位图像采集装置，其特征在于，所述控制器(4)上还设有USB接口，所述控制器(4)的USB接口通过USB数据线(14)与相机(15)连接以获得相机拍照信号。

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