CN215491566U - 一种三维重构图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种三维重构图像采集装置，涉及三维信息技术领域。本申请三维重构图像采集装置包括壳体以及设置在壳体中的采集装置，采集装置包括激光器、相机、灯源以及驱动板，所述激光器、相机、灯源与驱动板均电连接，且灯源固定在驱动板上，激光器和相机分别设置于灯源的两侧，激光器和相机分别固定在所述壳体的侧面上。本实施例通过将激光器、相机、灯源以及驱动板紧凑的集成在壳体中，结构紧凑，体积小；且通过激光器和相机进行配合对物体进行扫描，并通过不同的相机分别生成大视野区域和小视野区域，通过小视野区域对大视野进行校正，能极大的提高设备对物体进行三维重构图像采集的精确度，图像采集效率高。

Description

一种三维重构图像采集装置

技术领域

本申请实用新型涉及三维信息技术领域，特别涉及一种三维重构图像采集装置。

背景技术

通常，单相机拍摄出来的图片都为二维图，无法获取物体的立体结构及相关尺寸，只有通过计算获取物体的二维信息，而通过计算则限制了以相机来替代人双眼的设想，导致未能真正意义上的达到解放人双眼的目的。

目前，三维建模的图像采集主要通过激光传感器实现，辅助利用机械臂夹持激光传感器，对物体进行扫描，从而将扫描得到的图像进行三维重构，但是，这种三维建模图像采集装置不仅成本高、体积大，而且对图像采集的速度也较慢，效率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实用新型实施例的目的在于提供一种三维重构图像采集装置，以解决现有三维建模的图像采集装置成本高、体积大，对图像采集速度慢，效率低下的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本实用新型实施例的提供一种三维重构图像采集装置，包括壳体以及设置在壳体中的采集装置，所述采集装置包括激光器、相机、灯源以及驱动板，所述激光器、相机、灯源与所述驱动板均电连接，且所述灯源固定在所述驱动板上，所述激光器和所述相机分别设置于所述灯源的两侧，所述激光器和所述相机分别固定在所述壳体的侧面上。

其中，所述相机的前方安装有相机透镜，所述相机透镜与所述相机光轴相互垂直。

其中，所述灯源的前方安装有灯源透镜，所述灯源透镜与所述灯源的光轴保持垂直。

其中，所述壳体的正面上开设有激光器投射窗口，所述激光器发出的激光从所述激光投射窗口中向外射出。

其中，所述壳体的正面上开设有相机窗口，所述相机和相机透镜均从所述相机窗口中突出。

其中，所述壳体的正面上开设有灯源窗口，所述灯源发出的灯光通过所述灯源窗口射出。

其中，所述壳体包括所述外壳、盖板以及底壳，所述外壳、盖板以及底壳围成一腔体，所述采集装置设置在所述腔体中，所述外壳的一侧面内设置有用于加固该侧面的底壳，所述底壳上设置有激光器滤光片和相机滤光片，所述激光器滤光片和相机滤光片分别与所述激光器投射窗口和相机窗口位置对应。

其中，所述外壳的一侧面上设置有外接端口，外接端口包括外置网线端口、电源端口以及气孔。

其中，所述外壳一侧面上开设有用于将所述相机和激光器固定在外壳上的螺纹安装孔。

其中，所述外壳的一侧面上还设置有用于通气的通风管道。

相对于现有技术的三维建模的图像采集装置成本高、体积大，对图像采集速度慢，效率低下的问题,本实施例所述三维重构图像采集装置通过将激光器、相机、灯源以及驱动板紧凑的集成在壳体中，结构紧凑，体积小；且通过激光器和相机进行配合对物体进行扫描，并通过不同的相机分别生成大视野区域和小视野区域，通过小视野区域对大视野进行校正，能极大的提高设备对物体进行三维重构图像采集的精确度，图像采集效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置一实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置一实施例的一视角的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置一实施例的另一视角的底部结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的激光器与相机的安装位置示意图；

图5是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的相机与相机透镜的安装位置的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的相机与相机透镜的安装位置另一视角的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的灯源与灯源透镜的位置结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的灯源与灯源透镜的位置结构另一视角的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置的剖视图；

图10是本实用新型实施例提供的三维重构图像采集装置工作时的采集区域示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图2，其是本实用新型实施例提供的一种三维重构图像采集装置的结构示意图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

请参见图1至图3所示，本申请实施例提供一种三维重构图像采集装置，使用工业相机采集物体结构光的图像，从而为物体三维重构提供精准的数据源，进而复现整个物体的三维空间。本申请实施例所述三维重构图像采集装置包括壳体10以及设置在壳体中的采集装置20，所述壳体10包括所述外壳101、盖板102以及底壳103，所述盖板102与所述底壳103相对设置，所述外壳分别连接所述盖板102以及底壳103，从而所述外壳101、盖板102以及底壳103围成一腔体，所述采集装置20设置在所述腔体中。

所述外壳101的正面（定义图1视图中朝向观测者方向为正面）上开设有激光器投射窗口1011、相机窗口1012、灯源窗口1013，所述外壳101的侧面（定义为与正面相邻的两个面）上开设有螺纹安装孔1014，以及所述外壳的后面（定义为与正面相对的面）上设置有外接端口。

所述外壳101的一侧面上设置有外接端口，所述外接端口包括有1个外置网线端口1015、1个电源端口1016、1个气孔1017，所述外接端口在没有使用时处于关闭状态。

所述外壳101的另一侧面上还设置有前置透镜191，所述前置透镜191上设置有多个通风管道19。

请参阅图4至图9，所述采集装置20包括激光器201、相机202、灯源203以及驱动板204，所述激光器201、相机202、灯源203与所述驱动板204电连接，且所述灯源固定在所述驱动板204上，所述激光器201和所述相机202分别设置于所述灯源203的两侧，所述激光器201和所述相机202用于获取物体的立体点云信息，所述灯源起补光作用，保证在较暗的环境中设备可以正常运行，所述驱动板204连接和启动各设备。所述激光器201和所述相机202通过螺钉穿过所述螺纹安装孔1014固定在所述外壳101的侧面上。本申请实施例中，所述激光器201和所述相机202分别为两个，且所述灯源203的两侧各设置有一个所述激光器201和所述相机202。所述激光器201发出的激光从所述激光投射窗口1011中向外射出。

本申请通过在外壳101侧面设计有相机固定的螺纹安装孔1014，将相机202固定在外壳101内部侧面，使得结构易于安装并且可靠。激光器201固定在外壳的侧面，灯源203与驱动板204安装在两相机之间，灯源203起补光作用，保证在较暗的环境中设备可以正常运行，从而本申请所述三维重构图像采集装置受外部环境影响较小。

所述相机202的前方安装有相机透镜2021,请参阅图5以及图6，且为相机透镜与相机安装位置示意图，所述相机202和相机透镜2021均从所述相机窗口1012中突出，相机透镜2021为偏薄切透明的平面镜制成；相机透镜2021在安装时需保证与相机光轴相互垂直，这样可以防止由于光的折射引起的相机成像的畸变，保证计算分析时使用的图像都是最为真实、有效、精准的。

请参阅图7及图8，所述灯源203的前方安装有灯源透镜2031，请参阅图7是灯源透镜2031安装形式示意图，灯源透镜2031为偏薄切透明的平面镜制成，能起到防尘作用，灯源透镜安装时需要求灯源透镜2031与灯源203的光轴保持垂直关系。所述灯源203发出的灯光通过所述灯源窗口1013射出。

请继续参阅图2，图2展示了外接端口示意图，如图所示，所述外接端口包括有1个外置网线端口1015、1个电源端口1016、1个气孔1017，所述外接端口在没有使用时处于关闭状态。所述外接端口设计简单，通过使用所述外接端口能使设备的连线化繁为简，同时也更加美观简约。

图6是本申请实施例所述吹气系统-风道示意图。本申请所述三维重构图像采集装置因为大多数情况下回长时间在工厂工作，为确保外界环境对设备的影响，设置有通过气孔进气，由外壳背面的通风管道19，将气体引导到设备前置镜片191处，以防止灰尘以及其他金属屑沾染到前置镜片191上，造成对设备正常功能的影响。

图9是本申请所述三维重构图像采集装置的剖视图，如图9所示，展示了设备内部的设计部署，从剖视图可以看出各组成部件结构紧凑，稳定，从而能极大的缩小本申请实施例所述三维重构图像采集装置的体积。

图10是本申请三维重构图像采集装置在进行图像采集时的图像采集区域呈现出的示意图，如图，在同一水平面上，分别是两个相机的视场，其中一个小视野ABC区域21，另外一个为大视野DEF区域22。其中大视野DEF区域生成点云后，小视野ABC区域所在的相机对其进行校正，从而能提高设备的精确度，减小误差。

在一实施例中，所述外壳101的正面还会安装有底壳30，起到加固正面外壳的作用。如图3是本申请所述三维重构图像采集装置底壳安装示意图，将底壳30安置到外壳101的正面，在本视图3中外壳101的正面是位于设备底部，加工增加安装底壳30，能起到加固保护外壳101的正面的作用，同时底壳部位上安装有滤光片，所述滤光片包括激光器滤光片23和相机滤光片24，所述激光器滤光片23的位置对应设置于所述激光器投射窗口1011处；所述相机滤光片24的位置对应设置于所述相机窗口1012处；通过安装所述滤光片可以减小外界光线对设备的影响，同时提高设备的性能。

在一实施例中，所诉底壳上还可以安装光源滤光片25，所述光源滤光片25的位置对应设置于所述灯源窗口1013处。

本申请实施例所述三维重构图像采集装置通过将激光器201、相机202、灯源203以及驱动板204紧凑的集成在壳体中，结构紧凑，体积小；且通过激光器201和相机202进行配合对物体进行扫描，并通过不同的相机分别生成大视野区域和小视野区域，通过小视野区域对大视野进行校正，能极大的提高设备对物体进行三维重构图像采集的精确度，图像采集效率高。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种三维重构图像采集装置，其特征在于，包括壳体以及设置在壳体中的采集装置，所述采集装置包括激光器、相机、灯源以及驱动板，所述激光器、相机、灯源与所述驱动板均电连接，且所述灯源固定在所述驱动板上，所述激光器和所述相机分别设置于所述灯源的两侧，所述激光器和所述相机分别固定在所述壳体的侧面上。

2.如权利要求1所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述相机的前方安装有相机透镜，所述相机透镜与所述相机光轴相互垂直。

3.如权利要求2所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述灯源的前方安装有灯源透镜，所述灯源透镜与所述灯源的光轴保持垂直。

4.如权利要求3所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述壳体的正面上开设有激光器投射窗口，所述激光器发出的激光从所述激光投射窗口中向外射出。

5.如权利要求3所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述壳体的正面上开设有相机窗口，所述相机和相机透镜均从所述相机窗口中突出。

6.如权利要求3所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述壳体的正面上开设有灯源窗口，所述灯源发出的灯光通过所述灯源窗口射出。

7.如权利要求4或5所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述壳体包括外壳、盖板以及底壳，所述外壳、盖板以及底壳围成一腔体，所述采集装置设置在所述腔体中，所述外壳的一侧面内设置有用于加固该侧面的底壳，所述底壳上设置有激光器滤光片和相机滤光片，所述激光器滤光片和相机滤光片分别与所述激光器投射窗口和相机窗口位置对应。

8.如权利要求7所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述外壳的一侧面上设置有外接端口，外接端口包括外置网线端口、电源端口以及气孔。

9.如权利要求7所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述外壳一侧面上开设有用于将所述相机和激光器固定在外壳上的螺纹安装孔。

10.如权利要求7所述的三维重构图像采集装置，其特征在于，所述外壳的一侧面上还设置有用于通气的通风管道。

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