[實用新型]一種便攜式自適應圖像三維重建儀

有效

• 申請號: 201420353611.X
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN203965793U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 周祖明
• 申請（專利權）人: 嘉善天慧光電科技有限公司
• 主分類號: G03B35/00
• 分類號: G03B35/00;G03B17/56;G03B15/03;G03B11/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

技術領域

本實用新型涉及光學成像領域，特別涉及一種便攜式自適應圖像三維重建儀。

背景技術

三維重建技術是目前全球范圍最具吸引力的課題之一，世界各國投巨資在追求和提高更加逼真的重建效果、更加高的重建精度、更加快速的重建速度。

所謂全息三維重建技術是基于計算機立體視覺和計算機圖形學及光學成像原理，獲取三維空間物體圖像，數字化測量及還原重建的方法和裝置。

常規的方法是通過至少兩臺嚴格精確定位的圖像傳感器對同一物體進行成像獲得相對應的兩幅圖像傳送給計算機，根據光學成像原理計算確定空間物體上任一定標點的三維坐標幾何參數，由計算機建立數字模型，繼而還原重建原物體。

為了獲取高保真的被攝物還原體，現有技術要求兩臺相機精確定位，保持兩臺相機靜止不動，精確標定兩者的距離、相對的X、Y、Z方向角度，但是兩臺相機大量的零部件加工、組裝、裝配及拍攝等等因素，不可能沒有誤差，經過數十年的努力，距離以及角度標定的精度由毫米縮小至微米，至數十絲，幾近機械概念上的極限值，已難再有突破。相機間相互的絲毫誤差，導致測量、計算出的物體還原數據誤差被很大倍數放大，重建物體難以避免變形、失真。

因此，本領域在努力尋找探索更好的還原重建手段和方法。

專利申請號201210280413.0《一種拍攝三維還原重建方法》和專利申請號201210281322.9《一種數碼相機移動拍攝三維重建方法》，提出了一種外部標定的方法，即一臺數碼相機和一臺設置在數碼相機側部的光干涉源，根據被攝物或被攝物欲重建部位的大小和距離，以及還原的精度，選擇數碼相機的數碼后背(CCD)密度和數碼相機鏡頭焦距，配置數碼相機和光干涉源相互的間距和夾角，達到數碼相機和光干涉源拍攝圖像存在共面，達到被還原對象部位成像面積最大程度占有數碼相機的數碼后背(CCD)。在相關的拍攝程序中需要圖像獲取儀和光干涉源在一個拍攝架上無論上下左右能靈活機動地作各種距離和角度的調整。尤其，比如在拍攝還原敦煌石窟中的佛像彩塑時，洞窟體積有限，拍攝空間狹小，數碼相機和光干涉源離開拍攝對象的距離很近，因此數碼相機和光干涉源必須具有很大的角度調整范圍。為了完整還原彩塑，許多場合數碼相機和光干涉源還需要伸入彩塑的腋下、臂后、后側面等處去拍攝，此時需要數碼相機和光干涉源在狹小的空間有很長的前后伸縮距離，且伸入到狹小、背部空間人員無法直接手工調整拍攝角度時能夠實現遠距離的電控或遙控等等。對數碼相機和光干涉源安裝，配置、調整的特殊要求是現有技術沒有提供，無法實現的，為了更好地實現特殊對象的三維重建，迫切需要提供一種全方位，靈便機動的圖像獲取儀和光干涉源的一種三維重建儀。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于三維還原重建中拍攝還原對象的便攜式自適應圖像三維重建儀，該三維重建儀采用簡單可靠的結構使得相機和光源特別是能夠在狹小的空間場合全方位靈巧轉動，進行不同角度拍照。

技術方案

一種便攜式自適應圖像三維重建儀，主要由機械臂結構、光源后聚焦傳動結構、光源結構、鏡頭前聚焦傳動結構、相機和底座組成；

機械臂結構通過第一旋轉軸連接在底座上，底座上設有機械臂旋轉手柄、機械臂減速齒輪組、機械臂渦輪蝸桿結構，所述機械臂旋轉手柄依次通過機械臂減速齒輪組、機械臂渦輪蝸桿結構連接第一旋轉軸；所述機械臂結構主要由機械臂、機械臂鎖緊機構、機械臂伸縮機構、相機安裝機構和相機安裝鎖緊機構組成；

機械臂包括內管和外管，內管的一端與第一旋轉軸連接，另一端套接在外管一端，所述外管的另一端連接所述相機安裝機構和相機安裝鎖緊機構；

機械臂鎖緊機構主要由機械臂鎖緊抱塊、鎖緊手柄和機械臂鎖緊盤組成；機械臂鎖緊盤為一扇形肋板，該扇形肋板固定在所述底座上，其圓心正對第一旋轉軸軸心；在該扇形肋板的扇形面上開鑿有一圓弧槽，該圓弧槽靠近扇形肋板的圓弧，且其開鑿方向與圓弧一致；所述機械臂鎖緊抱塊固定在所述內管上，并穿過上述圓弧槽與所述鎖緊手柄連接；

機械臂伸縮機構主要由安裝在所述內管上的斜齒條、安裝在所述外管內部的斜齒輪、渦輪渦桿結構和伸縮旋轉手柄組成；內管從外管頭部插入使斜齒條和斜齒輪嚙合；所述伸縮旋轉手柄通過渦輪蝸桿結構連接斜齒輪；

相機安裝機構為一“L”型支撐板，其通過第二旋轉軸連接在所述外管上；所述外管上設有相機安裝旋轉手柄、相機安裝減速齒輪組、相機安裝渦輪蝸桿結構，所述相機安裝旋轉手柄依次通過相機安裝減速齒輪組、相機安裝渦輪蝸桿結構連接第二旋轉軸；