一种拍摄距离可调的立体拍照装置的制作方法

本实用新型涉及立体旋转拍照技术和物体的三维重现技术领域，具体涉及一种拍摄距离可调的立体拍照装置。

背景技术：

立体拍照是指表现目标物体三维空间的一种拍照方法。通过拍摄多幅不同视点的照片，并经过软件处理，模拟目标物体的三维效果。一般而言，对目标物体拍摄的图片质量越高、角度越多，经过软件处理后，目标物体的三维效果越逼真。

在现有技术中，有的采用多镜头的立体照相机实现立体拍照，但立体照相机价格昂贵，并且，对于相同距离不同角度的拍照只能依靠手工移动立体照相机拍照的方式实现，拍照距离很难精确控制，拍照操作要手动完成；还有的采用普通单镜头照相机安装在拍照装置上实现立体拍照。以下描述现有常见的立体拍照装置：

在现有技术中，参考中国实用新型专利（申请号：201720328643.8）所描述的“一种立体拍照辅助装置”，该专利中公开了一种立体拍照辅助装置，包括支撑板和设置在支撑板上的弧形导槽，导槽内设置有一可沿导槽滑动的移动机构，移动机构上通过相机安装平台安装有照相机。该项专利虽可实现对目标物体多角度拍照的功能，但其不可避免的缺点在于：（1）需要手动完成照相机在弧形导槽上的位置移动，使照相机的位置难以精确控制，拍照操作人员的工作量大；（2）照相机只能沿弧形导槽运动，使立体拍照只能实现某些固定角度的拍照，特别是不能实现俯视角度和仰视角度的拍摄；（3）对目标物体的拍照动作需要手动完成，使拍照操作人员的工作量大。

在现有技术中，参考中国发明专利申请（申请号：201821661129.7）所描述的“基于智能旋转台的立体拍照装置”，该发明中公开了一种基于智能旋转台的立体拍照装置及物体三维重现方法，照相机安装在转动架上，电机驱动转动架转动，目标物体放置于智能旋转台上并随智能旋转台转动。该项发明可实现对目标物体的全方位、多角度的自动立体拍照，但其不可避免的缺点在于：（1）照相机对被拍摄物体的俯仰角是由转动架转动实现的，转动架为方形架子，尺寸大，运动幅度大；（2）照相机固定安装在转动架上，照相机与被拍摄物体的距离无法自动调节；（3）由于转动架配重部分的存在，使转动架的最大旋转角始终会小于90度，也就是说，照相机不可能拍摄到物体正上方视角的图像。

在现有技术中，参考中国发明专利申请（申请号：201920083883.5）所描述的“一种环形旋转立体拍照装置”，该发明中公开了一种环形旋转立体拍照装置及物体三维重现方法，照相机安装在圆弧形转动架上，照相机可沿圆弧形转动架轨道运动，目标物体放置于置物台上，同时电机驱动圆弧形转动架转动。该项发明可实现对目标物体的全方位、多角度的自动立体拍照，但其不可避免的缺点在于：（1）工作时圆弧形转动架要多圈转动，使装置运行时占用空间大；（2）工作时圆弧形转动架要多圈转动，使安装在圆弧形转动架上的电机和相机的供电线和控制线也跟着旋转，这些线易缠绕；（3）照相机固定安装在圆弧形转动架上，照相机与被拍摄物体的距离无法自动调节。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对立体拍照中如何拍摄出高质量、全方位、多角度、拍摄距离可调的图片，并根据所拍摄的图片获得目标物体三维重现的问题，提供一种拍摄距离可调的立体拍照装置。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种拍摄距离可调的立体拍照装置，包括支撑部件、智能旋转台、圆弧形轨道、相机轨道运动部件和相机距离调节部件；智能旋转台设置在支撑部件上，圆弧形轨道安装在支撑部件上，相机轨道运动部件设置在圆弧形轨道上，相机距离调节部件与相机轨道运动部件连接。所述的相机轨道运动部件包括u型扣板、第一电机和第一齿轮；u型扣板套接在圆弧形轨道上并能够沿圆弧形轨道滑动，第一电机与u型扣板连接，第一齿轮与第一电机的输出轴连接，同时第一齿轮与圆弧形轨道内侧的齿啮合。所述的相机距离调节部件包括相机伸缩器、照相机和相机固定支架；伸缩器与相机轨道运动部件的u型扣板固定连接，照相机通过相机固定支架固定在伸缩器上。

进一步地，所述支撑部件包括底座和置物台，置物台设置在底座上，智能旋转台设置在置物台上。

进一步地，所述支撑部件还包括承重柱，承重柱安装在底座上，置物台安装在承重柱上。

进一步地，所述伸缩器内设有第二电机，第二电机转动时推动相机沿伸缩器方向移动。

进一步地，所述圆弧形轨道上设有挡块，挡块包括上挡块和下挡块；两个挡块分别位于圆弧形轨道的底端与顶端。

进一步地，还包括传感器和控制电路；所述传感器设置在圆弧形轨道上，同时传感器与控制电路连接，传感器包括第一传感器和第二传感器，两个传感器分别位于圆弧形轨道上的两个挡块的一侧；所述的控制电路具体包括中央处理模块、输入模块、传感器信号调理模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、智能旋转台通信模块、相机控制模块、显示模块和电源模块；输入模块、传感器信号调理模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、智能旋转台通信模块、相机控制模块、显示模块均与中央处理模块连接；同时第一电机驱动模块与第一电机连接，第二电机驱动模块与第二电机连接，相机控制模块与照相机连接，传感器信号调理模块与传感器连接，智能旋转台通信模块与智能旋转台连接，电源模块提供电路的供电电源；其中：

中央处理模块，是控制电路的核心；中央处理模块通过输入模块接收输入信号；中央处理模块通过传感器信号调理模块采集传感器的数据；中央处理模块通过第一电机驱动模块控制第一电机的转动，中央处理模块通过第二电机驱动模块控制第二电机的转动；中央处理模块通过智能旋转台通信模块控制智能旋转台的转动；中央处理模块通过相机控制模块控制照相机的拍照操作；中央处理模块控制显示模块显示所述的立体拍照装置的状态信息和数据信息；

输入模块，用于向中央处理模块输入信号，所述的输入信号主要包括自检信号、参数设置信号、启动拍照信号和回零信号；

传感器信号调理模块，连接传感器并将传感器输出的电信号转换为中央处理模块可识别的信号；

第一电机驱动模块，连接第一电机，中央处理模块通过第一电机驱动模块控制第一电机的转动；

第二电机驱动模块，连接第二电机，中央处理模块通过第二电机驱动模块控制第二电机的转动；

智能旋转台通信模块，连接智能旋转台，中央处理模块通过智能旋转台通信模块控制智能旋转台的转动；

相机控制模块，连接照相机，中央处理模块通过相机控制模块控制照相机的拍照操作；

显示模块，用于显示所述的立体拍照装置的状态信息和数据信息。

再进一步地，中央处理模块、输入模块、传感器信号调理模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、智能旋转台通信模块、相机控制模块、显示模块和电源模块部分集成或全部集成。

本实用新型的原理为：（1）底座、承重柱、置物台和智能旋转台构成拍照装置的结构主体，目标物体可放置在智能旋转台上；（2）圆弧形轨道安装在支撑部件的底座上，相机轨道运动部件设置在圆弧形轨道上，相机距离调节部件与相机轨道运动部件的u型扣板连接，照相机固定在相机距离调节部件上，第一电机驱动相机运动部件沿圆弧形轨道运动，使设置在相机距离调节部件上的照相机能不同高度拍摄目标物体；（3）u型扣板套接在圆弧形轨道上，伸缩器和第一电机均安装在u型扣板上，第一电机通过第一齿轮驱动u型扣板在圆弧形轨道上移动，使照相机能在水平视角、各个俯视视角和各个仰视视角对准目标物体；（4）相机距离调节部件中的伸缩器控制相机在固定视角下改变与目标物体的距离，使照相机能在固定视角下非等距离对准目标物体；（5）控制电路控制电机和智能旋转台的协同转动，并控制照相机自动拍照，实现了照相机对目标物体的不同距离、全方位、多角度的立体拍照；（6）圆弧形轨道上设置的传感器能够检测相机轨道运动部件是否到达圆弧形轨道的顶部与底部；圆弧形轨道上设置的挡块用于防止相机运动部件脱离轨道；（7）对拍照图像进行简单处理后可实现目标物体的三维重现。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的装置结构合理、人机交互友好、操作简便、能实现对目标物体的全方位多角度的高质量自动拍照，对拍照获得的图片简单处理后可以实现目标物体的三维重现功能，具体而言：（1）目标物体设置在智能旋转台中心处，本实用新型采用第一电机的转动驱动照相机在圆弧形轨道上运动，使照相机能够等距离地在水平角度、各个俯视角度和各个仰视角度对准目标物体；采用伸缩器控制相机与目标物体的距离，实现了照相机的拍摄距离精准可调；采用精确控制智能旋转台的转动带动了目标物体的精确转动，实现了照相机能精确地对准目标物体的各个方位，结构合理、控制精度高、成本低；（2）本实用新型采用输入模块输入控制信号、显示模块显示相关信息，使人机交互友好、操作简便；（3）本实用新型采用了中央处理模块通过相机控制模块控制照相机的拍照操作，拍照操作自动完成，大大减少了拍照操作人员的工作；（4）本实用新型采用中央处理模块协调控制智能旋转台、第一电机和第二电机的转动，能精确控制照相机的拍照角度和拍照距离，拍照时背景单一，拍照环境和灯光易调节，拍照图片易处理，大大减少了图片的后期处理工作，物体的三维重现效果好。

附图说明

图1是本实用新型的立体拍照装置的立体结构示意图。

图2是本实用新型的立体拍照装置的另一角度立体结构示意图。

图3是图1中a部分的局部放大示意图。

图4是本实用新型的立体拍照装置的拍照控制电路结构示意框图。

图5是本实用新型的立体拍照装置的中央处理模块电路原理图。

图6是本实用新型的立体拍照装置的电源模块电路原理图。

图7是本实用新型的立体拍照装置的第一电机控制接口和第二电机控制接口电路原理图。

图8是本实用新型的立体拍照装置的相机控制模块电路原理图。

图9是本实用新型的立体拍照装置的液晶触屏通信接口电路原理图。

图10是本实用新型的立体拍照装置的智能旋转台通信模块电路原理图。

图11是本实用新型的立体拍照装置的传感器信号调理模块电路原理图。

图12是本实用新型的立体拍照装置的物体三维重现方法操作流程图。

附图标记解释说明：1-支撑部件、101-底座、102-承重柱、103-置物台，2-智能旋转台，3-圆弧形轨道，4-相机轨道运动部件、401-u型扣板、402-第一电机、403-第一齿轮，5-相机距离调节部件、501-伸缩器、502-照相机、503-相机固定支架，6-挡块、601-上挡块、602-下挡块，7-传感器、701-第一传感器、702-第二传感器，8-控制电路、801-中央处理模块、802-输入模块、803-传感器信号调理模块、804-第一电机驱动模块、805-第二电机驱动模块、806-智能旋转台通信模块、807-相机控制模块、808-显示模块、809-电源模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，一种拍摄距离可调的立体拍照装置，包括支撑部件1、智能旋转台2、圆弧形轨道3、相机轨道运动部件4、相机距离调节部件5、挡块6、传感器7和控制电路8；支撑部件1包括底座101、承重柱102和置物台103，底座101放在水平面上，承重柱102安装底座101上，置物台103安装在承重柱102上；智能旋转台2设置在置物台103上，目标物体可放置在智能旋转台2上；圆弧形轨道3固定连接底座101，圆弧形轨道3内侧设置有齿；相机轨道运动部件4包括u型扣板401、第一电机402、第一齿轮403，u型扣板401套接在圆弧形轨道3上并能够沿圆弧形轨道3滑动，第一电机402与u型扣板401连接，第一齿轮403与第一电机402的输出轴连接，同时第一齿轮403与圆弧形轨道3内侧的齿啮合，第一电机402转动时带动第一齿轮403转动从而驱动u型扣板401沿圆弧形轨道3运动；相机距离调节部件5包括伸缩器501、照相机502和相机固定支架503，照相机502通过相机固定支架503固定在伸缩器501上，伸缩器501固定在u型扣板401上，伸缩器501内还设有第二电机，第二电机转动时推动照相机502沿伸缩器方向移动；挡块6包括上挡块601和下挡块602，上挡块601和下挡块602均设置在圆弧形轨道3外侧，且分别位于圆弧形轨道3的底端与顶端，用于防止相机运动部件4脱离圆弧形轨道3；传感器7包括第一传感器701和第二传感器702，第一传感器701和第二传感器702分别设置在上挡块601和下挡块602上，用于检测相机轨道运动部件4是否到达圆弧形轨道3的顶部与底部。

智能旋转台2是一种通过接收命令的方式从而控制转动的转盘，在本实施例中，智能旋转台2的型号为mt380ruwsl120h。

如图4所示，控制电路8具体包括中央处理模块801、输入模块802、传感器信号调理模块803、第一电机驱动模块804、第二电机驱动模块805、智能旋转台通信模块806、相机控制模块807、显示模块808和电源模块809，输入模块802、传感器信号调理模块803、第一电机驱动模块804、第二电机驱动模块805、智能旋转台通信模块806、相机控制模块807、显示模块808均与中央处理模块801连接，传感器信号调理模块803与第一传感器701和第二传感器702连接，第一电机驱动模块804与第一电机402连接，第二电机驱动模块805与伸缩器501内的第二电机连接，智能旋转台通信模块806与智能旋转台2连接，相机控制模块807与照相机502连接，电源模块809提供电路的电源，其中：

中央处理模块801，是控制电路8的核心，中央处理模块801通过输入模块802接收输入信号；中央处理模块801通过传感器信号调理模块803采集传感器7的数据；中央处理模块801通过第一电机驱动模块804控制第一电机402的转动，中央处理模块801通过第二电机驱动模块805控制第二电机的转动；中央处理模块801通过智能旋转台通信模块806控制智能旋转台2的转动；中央处理模块801通过相机控制模块807控制照相机502的拍照操作；中央处理模块801控制显示模块808并显示所述的立体拍照装置的状态信息和数据信息；

输入模块802，用于向中央处理模块801输入信号，所述的输入信号主要包括自检信号、参数设置信号、启动拍照信号和回零信号；

传感器信号调理模块803，连接传感器7并将传感器7输出的电信号转换为中央处理模块801可识别的信号；

第一电机驱动模块804，连接第一电机402，中央处理模块801通过第一电机驱动模块804控制第一电机402的转动；

第二电机驱动模块805，连接第二电机，中央处理模块801通过第二电机驱动模块805控制第二电机的转动；

智能旋转台通信模块806，连接智能旋转台2，中央处理模块801通过智能旋转台通信模块806控制智能旋转台2的转动；

相机控制模块807，连接照相机502，中央处理模块801通过相机控制模块807控制照相机502的拍照操作；

显示模块808，用于显示所述的立体拍照装置的状态信息和数据信息。

再进一步地，中央处理模块801、输入模块802、传感器信号调理模块803、第一电机驱动模块804、第二电机驱动模块805、智能旋转台通信模块806、相机控制模块807、显示模808块和电源模块809部分集成或全部集成。

图5为本实施例的中央处理模块801电路原理图；图6为本实施例的电源模块809电路原理图；图7为本实施例的第一电机402控制接口和第二电机控制接口电路原理图，第一电机402控制接口与第一电机驱动器（型号可以为ma860h）构成第一电机驱动模块804，第二电机控制接口与第二电机驱动器（型号可以为dm542）构成第二电机驱动模块805，在本实施例中，第一电机驱动模块804和第二电机驱动模块805进行了部分集成；图8为本实施例的相机控制模块807电路原理图；图9为本实施例的液晶触屏通信接口电路原理图，所述的液晶触屏通信接口连接液晶触摸屏（型号可以为sdwe070c05）构成输入模块802和显示模块808，在本实施例中，输入模块802与显示模块808进行了集成；图10为本实施例的智能旋转台通信模块806电路原理图，智能旋转台通信模块806可以采用以下通信方式的一种或多种：usb通信、wifi通信、rj45通信、iic通信、rs232通信、rs422通信、rs485通信和蓝牙通信，在本实施例中，智能旋转台通信模块806采用了wifi通信方式；图11为本实施例的传感器信号调理模块803电路原理图，所述的传感器信号调理模块803连接第一传感器（型号可以为lj12a3-4-z/bx）701和第二传感器702（型号可以为lj12a3-4-z/bx）。

第一电机402选用步进电机（型号可以为86byg250h）。第二电机选用步进电机（型号可以为rs545sa）。第一电机402通过第一齿轮403驱动u型扣板401在圆弧形轨道3移动，伸缩器501上的照相机502能等距离地在水平视角、各个俯视视角和各个仰视视角对准目标物体；伸缩器501内的第二电机通过第二电机驱动模块805驱动，伸缩器501控制照相机502在固定视角下改变与目标物体的距离，使照相机502在固定视角下能够以不同距离对准目标物体；控制电路8控制第一电机402和第二电机的协同转动，并控制照相机502自动拍照，实现了照相机502对目标物体的可调距离、全方位、多角度的立体拍照。利用以上所述的立体拍照装置对目标物体进行立体拍照，可以对目标物体进行三维重现，操作方法包括以下步骤（如图12所示，为本实施例的物体三维重现方法操作流程图）：

s1、中央处理模块801接收输入模块802输入的自检信号，中央处理模块801通过控制第一电机402的转动、第二电机的转动和智能旋转台2的转动完成所述装置的自检动作，自检动作完成后，智能旋转台2和相机轨道运动部件4处于初始状态；

s2、中央处理模块801接收输入模块802输入的参数设置信号，参数设置信号用于设置智能旋转台2的当前角度、转角间隔、间歇时间和旋转方向，设置相机轨道运动部件4的起始位置、终止位置和运动间隔，还用于设置照相机502与目标物体的距离；

s3、中央处理模块801接收输入模块802输入的启动拍照信号，中央处理模块801控制第一电机402的转动使相机轨道运动部件4到达起始位置，中央处理模块801控制第二电机使伸缩器501发生运动，用于调整照相机502与目标物体的距离；

s4、中央处理模块801通过智能旋转台通信模块806向智能旋转台2发送命令，使智能旋转台2进行间歇转动，中央处理模块801在智能旋转台2的转动间歇时间内控制照相机502完成对放置于智能旋转台2上的目标物体拍照并记录当前的角度信息，直到智能旋转台2旋转完一周；

s5、中央处理模块801根据所设置的参数控制第一电机402转动，使相机轨道运动部件4按所设置的参数运动一段距离；

s6、重复步骤s4和s5，直到相机轨道运动部件4到达终止位置；

s7、中央处理模块801接收输入模块802输入的回零信号，中央处理模块801通过控制第一电机402、第二电机的转动和智能旋转台2的转动完成所述装置的回零动作，回零动作完成后，智能旋转台2、相机轨道运动部件4和伸缩器501均处于初始状态；

s8、对所拍摄的每一张图片进行处理，去除背景等非目标物体图像的信息，并增加统一色调的背景信息；

s9、将处理后的图片导入三维重现软件，该软件能够根据鼠标或键盘的控制，调取不同角度值的图片，实现目标物体的三维重现。

在步骤s1~s7中，中央处理模块801实时采集第一传感器701和第二传感器702的状态，用于防止相机轨道运动部件4脱离圆弧形轨道3。

在步骤s1~s7中，中央处理模块801根据第一电机402的转动、照相机502的距离变化和智能旋转台2的角度变化，控制显示模块808进行显示数值的更新。

在步骤s4~s6中，中央处理模块801根据默认设置的参数完成拍照操作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。