專利名稱:一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置，主要應(yīng)用于物體的三維數(shù)據(jù)采集。包括：相機(jī)、拍攝平臺、相機(jī)輔助支架裝置、補(bǔ)光燈以及計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)安裝圖像建模配套軟件。圖像采集過程中，建模目標(biāo)位于拍攝平臺保持靜止?fàn)顟B(tài)，通過相機(jī)輔助支架裝置調(diào)節(jié)相機(jī)位置，改變相機(jī)與目標(biāo)距離，環(huán)繞建模目標(biāo)采集圖像；圖像采集完畢后，將圖像序列導(dǎo)入圖像建模配套軟件，按照設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行批量處理，獲得高精度三維模型，無需進(jìn)行后續(xù)模型處理。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易操作。
【專利說明】
一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001 ]本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]基于圖像的三維建模是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題。
[0003]傳統(tǒng)三維掃激光描儀、結(jié)構(gòu)光掃描儀可以精確捕獲物體表面的三維幾何信息，但這類設(shè)備一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易操作且價(jià)格昂貴。傳統(tǒng)的基于多視角視頻序列獲取精確的三維模型，采集時(shí)間短，但普遍需要搭建相機(jī)陣列，成本較高。單一圖像建模時(shí)間短、精度高，但它需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫作為先驗(yàn)知識對模型進(jìn)行約束，沒有先驗(yàn)知識，只憑單張圖像來進(jìn)行三維重建無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]發(fā)明目的:為了克服上述存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置。
[0005]技術(shù)方案:一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置，包括采集圖像的相機(jī)、拍攝平臺、相機(jī)輔助支架裝置、補(bǔ)光燈計(jì)算機(jī)，采集到的圖像導(dǎo)入圖像建模配套軟件可獲得高精度三維模型，無需進(jìn)行后續(xù)模型處理。
[0006]本實(shí)用新型所述的建模目標(biāo)可以是寵物熊等玩具或小型藝術(shù)品，可以完成日常小型藝術(shù)品、玩具等的三維建模。
[0007]本實(shí)用新型所述的采集圖像的相機(jī)數(shù)目為一臺，操作簡單，大大降低成本。相機(jī)固定在相機(jī)輔助支架裝置的滑動平臺上，滑動平臺上下滑動帶動相機(jī)上下運(yùn)動；可以通過旋鈕緊固相機(jī)或松弛相機(jī)，松開旋鈕，調(diào)節(jié)相機(jī)拍攝角度，緊固旋鈕，確保相機(jī)安全穩(wěn)定拍攝。
[0008]本實(shí)用新型所述的拍攝平臺高度為0.5米，便于完成仰視圖像和部分重要特征圖像的米集。
[0009]本實(shí)用新型所述的相機(jī)輔助支架裝置高度可調(diào)，底部安裝有4個(gè)輪子，便于相機(jī)輔助支架裝置滑動調(diào)節(jié)相機(jī)與建模物體距離。支架部分包括2根豎直向上、平行的滾軸絲桿，滾軸絲杠垂直穿過滑動平臺，滾軸絲杠轉(zhuǎn)動帶動滑動平臺及相機(jī)上下運(yùn)動，調(diào)節(jié)相機(jī)高度?？梢暂o助相機(jī)完成平視圖像序列采集、俯視圖像序列采集、仰視圖像序列采集以及重要特征圖像序列米集。
[0010]本實(shí)用新型所述的所述的補(bǔ)光燈數(shù)目為三個(gè)，均勻分布在建模目標(biāo)周圍，補(bǔ)光燈與水平面呈60度俯視照視建模目標(biāo)，補(bǔ)光燈與拍攝平臺的水平距離約為2米，補(bǔ)光燈上設(shè)有亮度可調(diào)鈕，補(bǔ)光燈的目的是使建模目標(biāo)亮度均勻，提高圖像質(zhì)量。
[0011 ]本實(shí)用新型所述的圖像建模配套軟件具有批量處理功能，大大減少建模時(shí)間，可以基于混合法利用圖像序列建模得到物體三維模型。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型僅需一臺攝像機(jī)，成本遠(yuǎn)小于掃描儀和陣列相機(jī)。建模過程只需通過相機(jī)輔助支架裝置改變相機(jī)位置采集圖像，不需要搭建復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
[0013]本實(shí)用新型僅需要I臺相機(jī)，通過相機(jī)輔助支架裝置調(diào)節(jié)相機(jī)位置，可以完成二維圖像序列采集，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，所需成本低。計(jì)算機(jī)中安裝的圖像建模配套軟件可以快速生成三維模型，不需要后續(xù)處理。
【附圖說明】

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[0014]圖1為一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集方法流程圖；
[0015]圖2為物體三維數(shù)據(jù)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中標(biāo)號:1、相機(jī)2、拍攝平臺3、建模物體4、相機(jī)輔助支架裝置5、補(bǔ)光燈6、計(jì)算機(jī)(含圖像建模配套軟件)
【具體實(shí)施方式】
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[0017]下面結(jié)合附圖1作詳細(xì)說明:
[0018]基于圖像的三維數(shù)據(jù)采集裝置包括相機(jī)1、拍攝平臺2、相機(jī)輔助支架裝置4、補(bǔ)光燈5、計(jì)算機(jī)6。
[0019]如圖2所示，所述的相機(jī)固定在相機(jī)輔助支架裝置的滑動平臺上，相機(jī)輔助支架裝置底部安裝有車輪，通過車輪調(diào)節(jié)相機(jī)與建模目標(biāo)的距離;通過滾軸絲杠轉(zhuǎn)動帶動滑動平臺上下運(yùn)動，調(diào)節(jié)相機(jī)高度;通過松弛旋鈕，調(diào)節(jié)相機(jī)的拍攝角度，緊固旋鈕，確保相機(jī)安全穩(wěn)定拍攝。可以輔助相機(jī)完成平視圖像序列采集、俯視圖像序列采集、仰視圖像序列采集以及重要特征圖像序列采集。
[0020]所述的拍攝平臺高度為0.5米，可以配合完成仰視圖像和部分重要特征圖像的采集;補(bǔ)光燈數(shù)目為三個(gè)，均勻分布在建模目標(biāo)周圍，補(bǔ)光燈與水平面呈60度俯視照視建模目標(biāo)，補(bǔ)光燈與拍攝平臺的水平距離約為2米，補(bǔ)光燈上設(shè)有亮度可調(diào)鈕，補(bǔ)光燈亮度可調(diào)，根據(jù)建模需要，調(diào)節(jié)補(bǔ)光燈位置和亮度，提高圖像采集的質(zhì)量。
[0021]所述的計(jì)算機(jī)與相機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸線相連接，計(jì)算機(jī)安裝有圖像建模配套軟件。相機(jī)完成圖像采集后，通過數(shù)據(jù)采集線將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)中安裝的圖像建模配套軟件可以快速利用二維圖像序列建模得到三維模型。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理:建模目標(biāo)放置在拍攝平臺，根據(jù)建模目標(biāo)三維特征，通過手動或相機(jī)輔助支架平臺調(diào)節(jié)相機(jī)位置，改變相機(jī)與建模目標(biāo)的距離，依次完成平視圖像采集、俯視圖像采集、仰視圖像采集和局部重要特征圖像采集，圖像采集過程中，通過補(bǔ)光燈進(jìn)行補(bǔ)光，保證獲得高質(zhì)量圖像;圖像采集完成后，將照片導(dǎo)入圖像建模配套軟件，設(shè)置建模步驟及參數(shù)，運(yùn)行軟件可以獲得令人滿意的三維模型。
[0023]本實(shí)用新型不僅僅局限于上述【具體實(shí)施方式】，只要不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容情況下，從事此領(lǐng)域的專業(yè)人員進(jìn)行的相關(guān)改進(jìn)、變形或者替換都將包含在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像的物體三維數(shù)據(jù)采集裝置，包括相機(jī)、拍攝平臺、相機(jī)輔助支架裝置、補(bǔ)光燈和計(jì)算機(jī)，其特征在于:建模目標(biāo)放置在圓形拍攝平臺上;拍攝平臺直徑為0.6米，高度為0.5米;相機(jī)通過旋鈕固定在相機(jī)輔助支架裝置上;通過旋鈕緊固相機(jī)或松弛相機(jī)，相機(jī)輔助支架裝置底部安裝有4個(gè)輪子，支架部分包括2根豎直向上、平行的滾軸絲桿，滾軸絲杠垂直穿過滑動平臺；補(bǔ)光燈數(shù)目為三個(gè)，均勻分布在建模目標(biāo)周圍，補(bǔ)光燈與水平面呈60度俯視照視建模目標(biāo)，補(bǔ)光燈與拍攝平臺的水平距離為2米，補(bǔ)光燈上設(shè)有亮度可調(diào)鈕;計(jì)算機(jī)與相機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸線相連接，計(jì)算機(jī)安裝有圖像建模配套軟件。
【文檔編號】G01C11/00GK205718957SQ201520984074
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2015年12月1日
【發(fā)明人】岳東, 徐磊
【申請人】南京郵電大學(xué)