基于线阵CCD的全景图像扫描装置的制作方法

本实用新型属于图像扫描技术领域，特别是一种基于线阵CCD的全景图像扫描装置。

背景技术：

目前，现有的全景扫描装置中主要采用的是面阵CCD元件，采集到的多幅二维图片之间通过拼接操作，生成完整的条状全景图像。面阵CCD的优点是获取二维图像信息、测量图像比较直观，但其缺点是每行的一维像元数通常较线阵CCD少，帧幅率很受限制。

在实际应用时，一方面由于生产技术的制约，单个面阵CCD的面积和像元总数很难达到一些特定测量环境下对大视场的需求；另一方面，由于采集全景图像时相机必须进行旋转运动，进行较高频率的采集时，面阵CCD所拍摄的二维图像数据量大不便于存储，传输时间也较长。图像还原时，平面二维图像不容易直接转换为全景图，多幅图像拼接时也存在一定畸变等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种采集速度快、采集无盲区、运转平稳、可靠性高、安全性好、采集图像精度高，便于将转体结构拆卸以方便读取数据的基于线阵CCD的全景图像扫描装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种基于线阵CCD的全景图像扫描装置，包括转台结构和转体结构，转台结构包括基座、步进电机、轴承座和主轴，基座内部中空，步进电机设置在基座内，主轴穿过轴承座与步进电机的输出轴同轴固连；转体结构包括转体支撑座、转体工作台板、旋转支架臂、线阵CCD模块、线阵CCD镜头、俯角步进电机和俯角调节臂，转体支撑座底部有固定轴，顶部设置有转体工作台板，转体工作台板与转体支撑座的底部呈夹角，转体工作台板上固定设置有垂直于转体支撑座底部的旋转支架臂，俯角步进电机的转轴穿过旋转支架臂上的开孔，与旋转支架臂转动配合，俯角步进电机转轴的端头固定有俯角调节臂，俯角调节臂的转动平面与旋转支架臂的侧壁面平行，俯角调节臂的摆动端头上固定有线阵CCD模块，线阵CCD模块的感光元器件对应的位置固定有线阵CCD镜头；所述转台结构主轴顶端开有的固定螺钉孔和转体结构底部固定轴开有的固定螺钉孔通过固定螺钉固连。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

(1)本实用新型扫描装置直接驱动线阵CCD，改善了传统面阵CCD采集速度慢、数据量大、传输和拼接算法较为复杂、旋转俯角固定存在盲区等问题；因此，采集速度快、采集无盲区、运转平稳、可靠性高、安全性好，采集图像精度高。

(2)本实用新型的转台结构和转体结构为分体结构，一方面方便独立调试、更换和检修，另一方面转体结构部分拆卸简易，读取数据更加便捷，从而提高整机的使用可靠性、便捷性。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型基于线阵CCD的全景图像扫描装置转体结构部分的侧视图。

图2是本实用新型基于线阵CCD的全景图像扫描装置转体结构部分的主视图。

图3是本实用新型基于线阵CCD的全景图像扫描装置转台结构部分的结构示意图。

具体实施方式

结合图1～图3

本实用新型一种基于线阵CCD的全景图像扫描装置，包括转台结构和转体结构，转台结构包括基座1、步进电机5、轴承座6和主轴7，基座1内部中空，步进电机5 设置在基座1内，主轴7穿过轴承座6与步进电机5的输出轴同轴固连；转体结构包括转体支撑座8、转体工作台板9、旋转支架臂10、线阵CCD模块11、线阵CCD镜头 12、俯角步进电机13和俯角调节臂16，转体支撑座8底部有固定轴，顶部设置有转体工作台板9，转体工作台板9与转体支撑座8的底部呈夹角，转体工作台板9上固定设置有垂直于转体支撑座8底部的旋转支架臂10，俯角步进电机13的转轴穿过旋转支架臂10上的开孔，与旋转支架臂10转动配合，俯角步进电机13转轴的端头固定有俯角调节臂16，俯角调节臂16的转动平面与旋转支架臂10的侧壁面平行，俯角调节臂16 的摆动端头上固定有线阵CCD模块11，线阵CCD模块11的感光元器件对应的位置固定有线阵CCD镜头12；所述转台结构主轴7顶端开有的固定螺钉孔和转体结构底部固定轴开有的固定螺钉孔通过固定螺钉固连。

基座1内的底部固定有为步进电机5供电的电机控制电路模块3，步进电机电源模块2的顶部固定有控制步进电机5的电机控制电路模块3，且电机控制电路模块3的侧部固定于基座1的侧壁，步进电机电源模块2和步进电机控制电路模块3通过步进电机电源线4与所述步进电机5相连。

转体工作台板9的上表面位于旋转支架臂10的两侧分别对称设置有两条平衡滑轨 14，平衡滑轨14上设有滑块，为线阵CCD模块11供电的CCD模块电池组15固定在平衡滑轨14的滑块上。

俯角步进电机13的转轴与旋转支架臂10的开孔之间通过轴承支承。

步进电机5的固定于基座1上端盖的底部，轴承座6固定于基座1上端盖的顶部，且步进电机5和轴承座6的位置相对应。

线阵CCD的优点是一维像元数能做得很多，总像元数较一般的面阵CCD相机少，像元尺寸比较灵活、帧幅数高、分辨力强、价格低廉，可满足大多数测量视场的要求，其成本也大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD。线阵CCD扫描行的坐标由光栅提供，所以可获得比面阵CCD更高的分辨率和精度。加上扫描机构及位置反馈环节，线阵CCD扫描较为简单，生成的单行图像进行转换时也较为容易，存储数据量较小。

实施例：

一种基于线阵CCD的全景图像扫描装置，包括转台结构和转体结构，转台结构包括基座1、步进电机5、轴承座6和主轴7，基座1内部中空，步进电机5设置在基座1 内，步进电机5的通过螺钉固定于基座1上端盖的底部，基座1内的底部通过螺钉固定有为步进电机5供电的电机控制电路模块3，步进电机电源模块2的顶部通过螺钉固定有控制步进电机5的电机控制电路模块3，且电机控制电路模块3的侧部通过螺钉固定于基座1的侧壁，步进电机电源模块2和步进电机控制电路模块3通过步进电机电源线 4与所述步进电机5相连，主轴7穿过轴承座6与步进电机5的输出轴同轴固连，轴承座6固定于基座1上端盖的顶部，且步进电机5和轴承座6的位置相对应；转体结构包括转体支撑座8、转体工作台板9、旋转支架臂10、线阵CCD模块11、线阵CCD镜头 12、俯角步进电机13和俯角调节臂16，转体支撑座8底部有固定轴，顶部设置有转体工作台板9，转体工作台板9与转体支撑座8的底部呈45°夹角，转体工作台板9上固定设置有垂直于转体支撑座8底部的旋转支架臂10，俯角步进电机13的转轴穿过旋转支架臂10上的开孔，俯角步进电机13的转轴与旋转支架臂10的开孔之间通过轴承支承，俯角步进电机13转轴的端头固定有俯角调节臂16，俯角调节臂16的转动平面与旋转支架臂10的侧壁面平行，俯角调节臂16的摆动端头上固定有线阵CCD模块11，线阵CCD模块11的感光元器件对应的位置固定有线阵CCD镜头12；转体工作台板9的上表面位于旋转支架臂10的两侧分别对称设置有两条平衡滑轨14，平衡滑轨14上设有滑块，为线阵CCD模块11供电的CCD模块电池组15固定在平衡滑轨14的滑块上；所述转台结构主轴7顶端开有的固定螺钉孔和转体结构底部固定轴开有的固定螺钉孔通过固定螺钉固连。

转体工作台板9与转体支撑座8的底部呈45°夹角的设置是为了当雨雪天气进行图像采集时，避免雨雪在转体工作台板9上沉积。

转体工作台板9的上表面位于旋转支架臂10的两侧分别对称设置有两条平衡滑轨 14，平衡滑轨14上设有滑块，为线阵CCD模块11供电的CCD模块电池组15固定在平衡滑轨14的滑块上，这样的设置是为了在结构的重心与轴心不在同一条直线上时，通过移动平衡滑轨14上的CCD模块电池组15调节转体的重心，使其处于同一直线上，保持旋转时的稳定。

基座1内的底部通过螺钉固定有为步进电机5供电的电机控制电路模块3，步进电机电源模块2的顶部通过螺钉固定有控制步进电机5的电机控制电路模块3，且电机控制电路模块3的侧部通过螺钉固定于基座1的侧壁，这样的设置是由于步进电机电源模块3的质量较大，可以进一步降低基座的重心，提高转台结构旋转时的稳定性。

转台结构和转体结构通过所述其各自的固定螺钉孔中的固定螺钉相连接，方便转台和转体间的分离和调试。