[發明專利]基于線陣相機的柱面外表面全景自動采集系統

無效

• 申請號: 201210009262.5
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102589465A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 銀增輝;李民;杜慧勇;劉建新;石魁;徐斌;吳健;王站成
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術領域

本發明屬于外觀輪廓的圖像采集技術領域，涉及一種自動采集展開各種柱面外表面全景系統。

背景技術

普通圖像往往反映的是柱面體的局部場景(用戶在某一視角看到的場景);與之對應,全景圖像能反映柱面體全局展開圖像,為了研究柱面表面的一些痕跡的準確位置和分布規律，需要一種較高精度的采集柱面外表面全景展開圖的系統。

目前，采集柱面展開圖的方法主要是：采用光學原理，常見的包括折反射全向圖柱面展開、基于雙向映射精確插值的折反射全向圖柱面全景展開方法、基于泰勒模型的全向圖像展開、基于凸曲面反射鏡的柱面全景圖像無縫快速生成系統。這些光學方法都存在一些無法回避的缺點：????????????????????????????????????????????????光學方法裝置的設計要求精度極高，不利于生產加工；光學全景圖像柱面展開理論算法占用系統資源較大，后期計算量很大。

普通鏡頭拍攝圖片合成技術：利用普通鏡頭在同一視點拍攝的8-9張有邊界重疊的圖像先映射到同一柱面,而后再拼接而成,采用這種思路的典型系統有蘋果公司的QuickTime?VR、佳能帶全景拍攝數碼相機及數字全景輔助生成軟件系統及微軟公司的Surround?Video軟件系統。這種方法的原理比較簡單，然而采集到的圖像不夠精確，在一些高精度需求的場合不適用。

因此，提出一種結構簡單、操作方便、穩定性好、能夠得到較高精度的柱面外表面全景展開圖的自動采集系統是十分必要的。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種結構簡單、操作方便的，集被測柱面體的裝夾、其旋轉角度可精確調控的，相機位置適時調控的，定時拍攝自動獲取較高精度的圓柱面外表面全景展開圖的系統。

本發明為解決上述技術問題的不足而采用的技術方案是：基于線陣相機的柱面外表面全景自動采集系統，由拍攝裝置、固定裝置、旋轉裝置和中央控制器組成，

所述的固定裝置包括工作臺、大齒輪、小齒輪和步進電機，大齒輪、小齒輪和步進電機設置在工作臺內，步進電機通過數據線與中央控制器連接，大齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪與步進電機的電機軸連接；

所述的旋轉裝置包括平板和三爪卡盤，三爪卡盤通過螺栓固定在平板上，平板通過傳動軸與大齒輪連接，柱面體安裝在三爪卡盤上；

所述的拍攝裝置1包括線陣相機、直線電機、激光測距儀和相機架，直線電機上方設有相機架，相機架上設有線陣相機和激光測距儀，激光測距儀設置在線陣相機鏡頭下方，用于測量線陣相機鏡頭與柱面體之間的距離，中央控制器的通過數據線分別連接激光測距儀、線陣相機和直線電機，中央控制器通過步進電機控制柱面體以設定的旋轉量旋轉，每次旋轉結束后，中央控制器根據激光測距儀測量的距離控制直線電機調整線陣相機與柱面體之間的距離。

本發明有益效果為：

1、裝夾被測柱面體方便快捷，定心準確，被測物體的旋轉角度和旋轉次數精確可調；

2、線陣相機和被拍攝區域之間的距離可以通過直線電機精確控制，適應于包括圓柱面或非圓柱面柱面體的外表面展開，應用范圍廣泛；

3、使用中央處理器單片機編程控制柱面體的轉動、相機架的移動和線陣相機的拍攝，自動化程度高，操作方便；

4、系統成像為真實圖像非邏輯成像，不會產生畸變的現象，結果精確度高，采集到的圖片可以用已有的合圖工具以有機的形式合成，后期處理方便簡單；

5、本系統全自動化操作，人為因素造成的誤差較少，可重復性好。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的流程示意圖；

圖中：1、拍攝裝置，101、線陣相機，102、相機架，103、激光測距儀，104、直線電機，2、固定裝置，201、工作臺，202、大齒輪，203、小齒輪，204、步進電機，3、旋轉裝置，301、平板，302?、三爪卡盤，303、傳動軸，4、中央控制器，5、柱面體。

具體實施方式

如圖所示，基于線陣相機的柱面外表面全景自動采集系統，由拍攝裝置1、固定裝置2、旋轉裝置3和中央控制器4組成，

所述的固定裝置2包括工作臺201、大齒輪202、小齒輪203和步進電機204，大齒輪202、小齒輪203和步進電機204設置在工作臺201內，步進電機204通過數據線與中央控制器4連接，大齒輪202與小齒輪203嚙合，小齒輪203與步進電機204的電機軸連接；