RU120250U1

RU120250U1 - DEVICE FOR CREATING 3D PICTURES

Info

Publication number: RU120250U1
Application number: RU2012105591/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Аневич Ле-Захаров; Александр Аневич Ле-Захаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фотомеханика"
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2012-09-10

Abstract

1. Устройство для создания трехмерных фотографий, содержащее поворотный стол, состоящий из поворотного элемента и основания, поворотный элемент опирается на вал, соединенный с механизмом вращения, фоторегистрирующее устройство, электронное устройство с установленной управляющей программой и каналы соединения, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления, встроенный в поворотный стол и соединенный с электронным устройством, механизм вращения выполнен в виде шагового двигателя с понижающей зубчато-ременной передачей и соединен с упомянутым блоком управления, на валу установлены упорные и/или радиально-упорные подшипники, основание содержит несущую конструкцию, выполненную в виде рамы, соединенной с балками, опирающимися на опорные элементы. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фоторегистрирующее устройство выполнено в виде цифрового фотоаппарата. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из каналов соединения является беспроводным. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотный элемент выполнен из оргстекла со светопропусканием 20-30%. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотный элемент выполнен в виде штанги. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены в виде креплений для монтажа на кронштейн. ! 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к электронному устройству подключено устройство сканирования штрих-кодов. 1. A device for creating three-dimensional photographs, containing a turntable, consisting of a rotary element and a base, the rotary element rests on a shaft connected to the rotation mechanism, a photographic device, an electronic device with an installed control program and connection channels, characterized in that it additionally contains a block control, built into the turntable and connected to an electronic device, the rotation mechanism is made in the form of a stepper motor with a reduction toothed belt transmission and is connected to the said control unit, thrust and / or angular contact bearings are installed on the shaft, the base contains a supporting structure made in the form of a frame connected to beams supported by supporting elements. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the photographic device is made in the form of a digital camera. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the connection channels is wireless. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the rotary element is made of Plexiglas with a light transmission of 20-30%. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that the rotary element is made in the form of a rod. ! 6. The device according to claim 1, characterized in that the supporting elements are made in the form of fasteners for mounting on a bracket. ! 7. The device according to claim 1, characterized in that a barcode scanning device is connected to the electronic device.

Description

Полезная модель относится к фотографии, объемной фотографии, объемным компьютерным изображениям, системам синхронизации фотосъемки, системам автоматического создания трехмерных изображений.The invention relates to photography, volumetric photography, volumetric computer images, photography synchronization systems, systems for automatically creating three-dimensional images.

Известны устройства и программы для создания объемных цифровых моделей, использующие различные технические решения:Known devices and programs for creating three-dimensional digital models using various technical solutions:

- устройства лазерного сканирования (например, патент US 2011176147, патент DE 102010005993). Недостатком устройств на основе лазера является высокая стоимость и невозможность воспроизведения фотореалистичного изображения.- laser scanning devices (for example, patent US 2011176147, patent DE 102010005993). The disadvantage of laser-based devices is the high cost and inability to reproduce photorealistic images.

- сканеры на основе линзового растра (патент RU 2098855). Такие устройства относятся к объемной фотографии, объемной кинематографии и голографии, и не предназначены для формирования цифровой объемной модели объекта.- scanners based on a lens raster (patent RU 2098855). Such devices relate to volumetric photography, volumetric cinematography and holography, and are not intended to form a digital volumetric model of an object.

- системы, использующие два и более фотоаппарата (патент US 5057681). Устройства данного класса обладают невысокой точностью воспроизведения геометрии объекта и, кроме того, позволяют создавать лишь объемные модели поверхностей, видимых из одной точки, а не объектов целиком.- systems using two or more cameras (patent US 5057681). Devices of this class have low accuracy of reproducing the geometry of the object and, in addition, allow you to create only three-dimensional models of surfaces visible from one point, and not the entire objects.

- способы и устройства для создания объемных цифровых моделей при помощи многократной фотосъемки объекта с изменением точки съемки. Такие устройства обладают невысокой точностью воссоздания геометрии объекта и требуют активного участия оператора для управления съемкой, перемещения фотоаппарата.- methods and devices for creating three-dimensional digital models using multiple photographing of an object with a change in the shooting point. Such devices have low accuracy in reconstructing the geometry of the object and require the active participation of the operator to control the shooting and movement of the camera.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является управляемая компьютером система для синхронизации поворотного стола с фотоаппаратом, преобразующая формат полученных изображений (патент FR 2897954). Данная система позволяет осуществлять фотосъемку в автоматическом режиме и создавать трехмерные фотореалистичные цифровые модели объектов. Данная система использует в качестве движителя электродвигатель постоянного тока. Для обеспечения точности позиционирования используется датчик положения. К недостаткам системы можно отнести необходимость установки контроллеров в компьютер, излишнюю сложность и дороговизну конструкции, возможность делать не более 360 кадров за оборот.Closest to the proposed utility model is a computer-controlled system for synchronizing a rotary table with a camera, converting the format of the received images (patent FR 2897954). This system allows you to take pictures in automatic mode and create three-dimensional photorealistic digital models of objects. This system uses a DC motor as a propulsion. A position sensor is used to ensure positioning accuracy. The disadvantages of the system include the need to install controllers in a computer, the excessive complexity and high cost of the design, the ability to make no more than 360 frames per revolution.

Таким образом, техническая задача заявляемой полезной модели состоит в создании недорогого, простого в использовании устройства, позволяющего осуществлять фотосъемку объекта с разных сторон в ручном и автоматическом режимах, совершая до 1000 кадров за оборот, управлять фотосъемкой при помощи компьютера, синхронизировать работу цифрового фотоаппарата и поворотного стола, автоматически передавать фотографии с фотоаппарата и записывать их на жесткий диск компьютера, создавать при помощи полученных фотографий трехмерные изображения объекта. Создание таких изображений не должно требовать специальных навыков, а просмотр изображения должен быть возможен при помощи широко распространенных персональных компьютеров без установки дополнительного программного обеспечения. При этом должна обеспечиваться достаточная жесткость конструкции, отсутствовать необходимость использования дополнительных роликов для обеспечения достаточной несущей способности и дополнительных блоков управления. Должна также присутствовать возможность использования устройства в перевернутом положении в качестве поворотного подвеса.Thus, the technical task of the claimed utility model is to create an inexpensive, easy-to-use device that allows you to photograph an object from different sides in manual and automatic modes, making up to 1000 frames per revolution, control photography using a computer, synchronize the operation of a digital camera and a rotary backgrounds, automatically transfer photos from the camera and write them to your computer’s hard drive, create three-dimensional images using kta. Creating such images should not require special skills, and viewing the image should be possible using widespread personal computers without installing additional software. At the same time, sufficient structural rigidity should be ensured, and there is no need to use additional rollers to ensure sufficient bearing capacity and additional control units. There should also be the possibility of using the device in an inverted position as a swing suspension.

В предлагаемой полезной модели поставленная техническая задача достигается за счет совместного использования электронного устройства, фоторегистрирующего устройства, поворотного стола и управляющей программы, выполняемой на электронном устройстве. В поворотном столе содержится несущая рама оригинальной конструкции, вал, шаговый двигатель, понижающая зубчато-ременная передача, встроенный контроллер (блок управления). Используемая в предлагаемой полезной модели конструкция поворотного стола существенно удешевляет стоимость полезной модели.In the proposed utility model, the stated technical problem is achieved through the joint use of an electronic device, a photo-recording device, a rotary table, and a control program executed on an electronic device. The rotary table contains a supporting frame of the original design, a shaft, a stepper motor, a reduction gear-belt transmission, an integrated controller (control unit). The design of the rotary table used in the proposed utility model significantly reduces the cost of the utility model.

Схема полезной модели приведена на Фиг.1. Поворотный стол, являющийся частью полезной модели, изображен на Фиг.2. На Фиг.3 изображен механизм, содержащийся внутри основания поворотного стола. Поворотный стол (1) подключен к электронному устройству (2) соединением (3). Фоторегистрирующее устройство (4), установленное на штатив или иную опору (5) подключено к электронному устройству (2) соединением (6). Поворотный стол (1) подключен к электрической сети или другому источнику питания кабелем (7). Опционально к электронному устройству может быть подключен сканер штрих-кодов (8) по каналу (9). Соединения (3), (6), (9) могут осуществляться через USB порт или по другим проводным или беспроводным каналам связи.A diagram of a utility model is shown in Fig.1. The rotary table, which is part of the utility model, is shown in Fig.2. Figure 3 shows the mechanism contained inside the base of the turntable. The rotary table (1) is connected to the electronic device (2) by the connection (3). A photo-recording device (4) mounted on a tripod or other support (5) is connected to the electronic device (2) by a connection (6). The rotary table (1) is connected to the mains or other power source by cable (7). Optionally, a barcode scanner (8) can be connected to the electronic device via channel (9). Connections (3), (6), (9) can be made via a USB port or other wired or wireless communication channels.

Поворотный стол (1) состоит из поворотного элемента (10) и основания (11). В основании имеется разъем USB, либо разъем другого стандарта передачи данных, либо устройство беспроводной передачи данных (12), разъем питания (13), выключатель (14) и решетка вентиляционного отверстия (на фигуре не показана). Может быть также установлен вентилятор. Механизм состоит из блока управления (15), шагового двигателя (16), установленного на креплении двигателя (17), зубчато-ременной понижающей передачи (18), (19), (20), вала (21), блока питания (22), несущих элементов (23), (24), (25), (26), (27). Крепление поворотного элемента (10) к валу (21) осуществляется при помощи креплений (28).The rotary table (1) consists of a rotary element (10) and a base (11). At the base there is a USB connector, or a connector of another standard for data transfer, or a wireless data transmission device (12), a power connector (13), a switch (14) and a ventilation grille (not shown in the figure). A fan can also be installed. The mechanism consists of a control unit (15), a stepper motor (16) mounted on a motor mount (17), a gear-belt reduction gear (18), (19), (20), a shaft (21), a power supply (22) bearing elements (23), (24), (25), (26), (27). The fastening of the rotary element (10) to the shaft (21) is carried out using the fasteners (28).

Несущими элементами являются балки (24), (25), (26), (27) и рама (23). Нагрузка, обусловленная массой поворотного элемента и установленного на нем объекта, передается через крепления (28) на вал (21). Через упорный и/или радиально-упорный подшипник (29), соединенный с валом (21), нагрузка передается на раму (23), которая соединена с балками (26) и (27). Балки (26) и (27) соединены с балками (24) и (25). Через отверстия в основании (11) в балки (24) и (25) вставлены опорные элементы (на фигуре не показаны), на которые передается весовая нагрузка.The supporting elements are beams (24), (25), (26), (27) and the frame (23). The load due to the mass of the rotary element and the object installed on it is transmitted through the mountings (28) to the shaft (21). Through the thrust and / or angular contact bearing (29) connected to the shaft (21), the load is transmitted to the frame (23), which is connected to the beams (26) and (27). Beams (26) and (27) are connected to beams (24) and (25). Through holes in the base (11), support elements (not shown in the figure) are inserted into the beams (24) and (25), to which the weight load is transmitted.

Шаговый двигатель (16) установлен на креплении шагового двигателя (17), которое жестко соединено с рамой (23). К валу шагового двигателя присоединен шкив (20), соединенный со шкивом (19) ремнем (18). Шкив (19) жестко закреплен на валу (21), обеспечивая передачу крутящего момента.The stepper motor (16) is mounted on the mount of the stepper motor (17), which is rigidly connected to the frame (23). A pulley (20) connected to the pulley (19) is connected to the shaft of the stepper motor by a belt (18). The pulley (19) is rigidly fixed to the shaft (21), providing torque transmission.

Электронное устройство (2) может быть выполнено в виде персонального компьютера, портативного компьютера (ноутбука), планшетного компьютера или другого электронного устройства, обладающего требуемой вычислительной мощностью. Кроме того, электронное устройство (2) может быть интегрировано в поворотный стол (1). Фоторегистрирующее устройство (4) может быть выполнено в виде цифрового фотоаппарата, цифровой видеокамеры, веб-камеры, инфракрасной камеры, тепловизора или другого фоторегистрирующего устройства.The electronic device (2) can be made in the form of a personal computer, laptop computer (laptop), tablet computer, or other electronic device having the required processing power. In addition, the electronic device (2) can be integrated into the rotary table (1). The photo-recording device (4) can be made in the form of a digital camera, digital video camera, web camera, infrared camera, thermal imager or other photo-recording device.

Поворотный элемент (10) может быть выполнен в виде диска из дерева, ламинированного ДСП, МДФ, оргстекла, стекла или другого материала с необходимыми механическими и оптическими свойствами. Также поворотный элемент (10) может быть выполнен в виде штанги, рамы или каркаса для закрепления на них предметов.The rotary element (10) can be made in the form of a disk made of wood, laminated particleboard, MDF, plexiglass, glass or other material with the necessary mechanical and optical properties. Also, the rotary element (10) can be made in the form of a rod, frame or frame for fixing objects on them.

Опорные элементы могут быть выполнены в виде креплений для монтажа поворотного стола (1) на кронштейн в перевернутом положении. В этом случае нагрузка от подвешенного груза передается на раму (23) через второй упорный и/или радиально-упорный подшипник (30).Supporting elements can be made in the form of fasteners for mounting the rotary table (1) on the bracket in an inverted position. In this case, the load from the suspended load is transferred to the frame (23) through the second thrust and / or angular contact bearing (30).

Функционирование устройства заключается в следующем. На электронное устройство (2) устанавливается специальное программное обеспечение. Поворотный стол (1) и фоторегистрирующее устройство (4) подключаются к электронному устройству (2) и к источникам питания в соответствии с Фиг.1. На поворотный стол (1) устанавливается любой предмет, трехмерное изображение которого необходимо создать. Фоторегистрирующее устройство (4) направляется таким образом, чтобы в его поле зрения попал установленный на поворотный стол (1) предмет. При помощи меню фоторегистрирующего устройства (4) или с использованием электронного устройства (2) устанавливаются настройки фоторегистрирующего устройства (4), соответствующие текущим условиям естественного или искусственного освещения. При помощи управляющей программы, установленной на электронном устройстве (2), выбирается количество кадров в трехмерной фотографии, которую требуется создать, выбирается ориентация кадра (горизонтальная или вертикальная) и соотношение сторон изображения. После чего при помощи электронного устройства (2) запускается процесс автоматического создания трехмерной фотографии, состоящий в следующем.The operation of the device is as follows. Special software is installed on the electronic device (2). The rotary table (1) and the photo-recording device (4) are connected to the electronic device (2) and to the power sources in accordance with Figure 1. On the rotary table (1) is installed any object whose three-dimensional image needs to be created. The photo-recording device (4) is guided in such a way that an object mounted on the rotary table (1) gets into its field of view. Using the menu of the photo-recording device (4) or using the electronic device (2), the settings of the photo-recording device (4) are set that correspond to the current conditions of natural or artificial lighting. Using the control program installed on the electronic device (2), the number of frames in the three-dimensional photograph to be created is selected, the frame orientation (horizontal or vertical) and the image aspect ratio are selected. Then, using the electronic device (2), the process of automatically creating a three-dimensional photo is started, which consists in the following.

Электронное устройство (2) посылает в фоторегистрирующее устройство (4) команду сделать кадр. Фоторегистрирующее устройство (4) делает кадр, после чего полученное цифровое изображение по каналу (6) поступает в электронное устройство (2) и отображается на дисплее электронного устройства. Далее электронное устройство (2) посылает команду в поворотный стол (1) с указанием угла и скорости поворота. Команда поступает на блок управления (15) по каналу (3). Блок управления (15) по команде электронного устройства (2) запитывает обмотки шагового двигателя (16) для совершения необходимого числа оборотов с необходимой скоростью. Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Кабель питания (7) через разъем питания (13) присоединен к блоку питания (22), преобразующему ток от сети в постоянный ток в соответствии с мощностью установленного шагового двигателя (16). Таким образом, по команде электронного устройства (2) поворотный стол (1) совершает поворот. Далее описанный выше алгоритм повторяется то количество раз, которое задано пользователем. Полное количество кадров соответствует полному обороту на 360 градусов, совершенному поворотным столом (1). После окончания съемки и поступления последнего цифрового изображения из фоторегистрирующего устройства (4) в электронное устройство (2), осуществляется преобразование формата, в котором поступили изображения, в формат, поддерживающий анимационные изображения. В том числе, возможна конвертация в форматы swf (flash), gif, javascript+html, silverlight, avi, mpeg и другие. Файлы указанных форматов являются результатом работы предлагаемой полезной модели и могут быть просмотрены на большинстве персональных компьютеров. Эти файлы, кроме того, при помощи управляющей программы могут быть автоматически добавлены в базу данных интернет-магазина пользователя при установленной настройке соединения между управляющей программой и интернет-магазином. При наличии подключения к электронному устройству (2) сканера штрих-кодов (8) (которое не обязательно для данной полезной модели) соответствие между записью в базе данных интернет-магазина и фотографируемым предметом устанавливается при помощи сканирования штрих-кода данного предмета. Для этого перед запуском съемки, во время съемки или после ее окончания пользователь сканирует штрих-код, соответствующий данному предмету. Управляющая программа запоминает номер записи в базе данных, считанный по штрих-коду. После окончания съемки управляющая программа автоматически добавляет созданную трехмерную фотографию именно к той записи, номер которой был считан со штрих-кода, что ускоряет процесс сортировки созданных трехмерных фотографий.The electronic device (2) sends a command to take a frame to the photo-recording device (4). The photo-recording device (4) takes a frame, after which the digital image received through the channel (6) enters the electronic device (2) and is displayed on the display of the electronic device. Next, the electronic device (2) sends a command to the rotary table (1) indicating the angle and speed of rotation. The command arrives at the control unit (15) via channel (3). The control unit (15), at the command of the electronic device (2), feeds the windings of the stepper motor (16) to complete the required number of revolutions at the required speed. Power is supplied from an alternating current network with a voltage of 220 V. A power cable (7) is connected through a power connector (13) to a power supply unit (22) that converts the current from the network into direct current in accordance with the power of the installed stepper motor (16). Thus, at the command of the electronic device (2), the rotary table (1) rotates. Further, the algorithm described above is repeated the number of times specified by the user. The total number of frames corresponds to a full rotation of 360 degrees, made by the rotary table (1). After shooting and the last digital image from the photo-recording device (4) to the electronic device (2), the format in which the images were received is converted to a format that supports animated images. Including, conversion to swf (flash), gif, javascript + html, silverlight, avi, mpeg and others is possible. Files of these formats are the result of the proposed utility model and can be viewed on most personal computers. These files, in addition, with the help of the control program can be automatically added to the database of the user's online store when the connection between the control program and the online store is set. If there is a barcode scanner (8) connected to an electronic device (2) (which is not necessary for this utility model), the correspondence between the record in the online store database and the photographed item is established by scanning the barcode of this item. To do this, before starting shooting, during shooting or after its completion, the user scans the bar code corresponding to this subject. The control program remembers the record number in the database, read by the bar code. After the shooting is completed, the control program automatically adds the created three-dimensional photo to the record whose number was read from the bar code, which speeds up the process of sorting the created three-dimensional photos.

Claims

1. A device for creating three-dimensional photographs containing a rotary table consisting of a rotary element and a base, the rotary element is supported by a shaft connected to the rotation mechanism, a photo-recording device, an electronic device with an installed control program and connection channels, characterized in that it further comprises a unit control built into the rotary table and connected to an electronic device, the rotation mechanism is made in the form of a stepper motor with a reduction gear-belt transmission and connected to said control unit, thrust and / or angular contact bearings are installed on the shaft, the base comprises a supporting structure made in the form of a frame connected to beams resting on supporting elements.

2. The device according to claim 1, characterized in that the photo-recording device is made in the form of a digital camera.

3. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the connection channels is wireless.

4. The device according to claim 1, characterized in that the rotary element is made of plexiglass with a light transmission of 20-30%.

5. The device according to claim 1, characterized in that the rotary element is made in the form of a rod.

6. The device according to claim 1, characterized in that the supporting elements are made in the form of mounts for mounting on a bracket.

7. The device according to claim 1, characterized in that a barcode scanning device is connected to the electronic device.