[實用新型]一種三維視覺重構自動成像系統

有效

• 申請號: 201720199214.5
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN206556607U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 欒新;熊鑫
• 申請（專利權）人: 杭州安致電子商務股份有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;F16M11/06;F16M11/18
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本實用新型涉及三維重構成像裝置技術領域，具體涉及一種三維視覺重構自動成像系統。

背景技術

人類感知外界信息有80％以上是由視覺獲取的。視覺包括了人們對信息的獲取、傳輸、存儲與理解的全過程。人們利用照相機、攝像機等儀器獲取環境圖像，通過計算機技術和信號處理技術實現視覺信息的處理即稱為計算機視覺。三維重構是計算機視覺研究的主要內容之一，它被廣泛應用在虛擬現實、計算機動畫、顯微攝影學、物理學、化學、地質學、工業檢測、計算流體力學、軍事模擬、醫學圖像等領域。

三維重構主要通過二維圖像中的基元圖來恢復三維空間，也就是要研究三維空間里的點、線、面的三維坐標與二維圖像中所對應點、線、面的二維坐標間的關系，實現定量分析物體大小和空間物體的相互位置關系。換句話說，對圖像進行三維重構就是從二維圖像中抽取三維信息，通過對這些信息進行分類、加工、綜合等一系列處理，在三維空間中重新構造圖像的相應形體。因此三維重構通常是幾何作圖或者攝影成像過程的逆過程。一般通過圖像特征點的提取，特征點的自動匹配，三維模型關鍵點的重構，三維網格的處理，三角化處理等過程生成完整的三維的物體結構。重構完成后，我們可以從任意視角觀察物體，重構形成的物體具有三維立體視覺效果。

目前，三維重構系統大致分為以下兩類：一類是利用精密的硬件設備，如激光掃描儀、結構光、深度掃描儀等，直接測量出物體表面點的三維坐標。這類方法由于直接對三維物體的空間信息進行處理，精度較高。但是這類方法需要較為精密、復雜的儀器和設備，包括激光掃描裝置、數據存儲設備等，此類設備十分昂貴，且占用空間巨大，從而限制了該技術的使用場合。另一類三維重構系統是通過照相機成像模型，從二維圖像中計算出物體的三維結構。這類方法成本較低，但是重構結果容易受到外界因素影響，例如成像距離和成像角度易受到人為因素影響，較為隨意，二維視覺圖像信息獲取缺乏標準化，導致后期處理效果不佳。因此，設計一種結構簡單的三維重構成像支架顯得非常必要。

實用新型內容

本實用新型是為了解決現有三維重構成像在拍攝時易受到成像距離和成像角度的人為因素影響的不足，提供一種結構簡單，在三維重構成像的拍攝時成像距離和成像角度不易受到人為因素影響，能自動進行拍攝角度的經維度調節的一種三維視覺重構自動成像系統。

以上技術問題是通過下列技術方案解決的：

一種三維視覺重構自動成像系統，包括支架、微控制器、卡座和由電機驅動的轉動軸，所述支架包括豎直朝上布置的豎直軸，在豎直軸的頂端水平固定設有水平托盤，在豎直軸上通過轉動軸水平轉動設有豎直圓環管，并且豎直圓環管的環平面與水平托盤的盤平面垂直，豎直圓環管的圓心與水平托盤的盤心重合；在豎直圓環管的左半豎直圓環管上滑動設有卡座，沿著豎直圓環管的左半豎直圓環管的管心線在左半豎直圓環管上設有與左半豎直圓環管的管腔相連通的滑槽；在豎直圓環管的右半豎直圓環管的管腔內密封滑動設有滑動條，在滑動條下方的右半豎直圓環管的管腔內密封固定設有密封塊，從而在滑動條和密封塊之間的右半豎直圓環管的管腔內形成密封腔；在右半豎直圓環管上設有與密封腔連通的液壓孔，一臺固定在轉動軸上的液壓泵的液流口通過一根導液管對接連接在右半豎直圓環管上的液壓孔上；在滑槽內滑動設有滑塊，滑動條的上端固定連接在滑塊上，卡座固定連接在滑塊上，液壓泵的控制端與微控制器連接；在豎直軸上固定設有能檢測豎直圓環管水平轉動角度的角度檢測機構。水平托盤采用透光性高的玻璃或者塑料制成。

在使用時，將待重構物放在水平托盤的中央，并將相機固定在豎直圓環管最上端的卡座上，豎直圓環管按照拍攝所需的維度轉動角度要求進行旋轉，每隔一定的維度角度就進行一次拍攝，例如，每30度拍照一次，一圈共拍攝12次；待一圈拍完后，由微控制器給液壓泵加油指令，液壓泵啟動將液體壓入密封腔中，滑動條在液體的擠壓力作用下向上移動推動卡座從上往下移動，當卡座移動到設定位置時液壓泵停止壓入液體，從而變換相機拍攝維度進行新一輪拍攝，如此拍攝即可實現相機對待重構物拍攝所需不同的經度和維度拍攝要求。

本方案結構簡單，在三維重構成像的拍攝時成像距離和成像角度不易受到人為因素影響，能自動進行拍攝角度的經維度調節，能有效克服三維重構系統中二維視覺圖像信息獲取過程中的拍攝角度和拍攝距離不統一的問題，提高信息標準化水平，為二維視覺圖像信息的后續三維重構處理提供便利。