一种物体三维摄相设备的制作方法
一种物体三维摄相设备的制作方法
【专利摘要】一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一MCU；所述转盘设于所述灯箱底部。该摄相设备通过PC控制灯箱、电机、照相机及机械臂，自动快捷地对摄相物体连续拍照，并将排好的照片自动生成三维全景动画。该摄相设备结构简单，摄取相片成本低，效率高，操作方便快捷，功能强大且成本低，具有广阔的市场前景。
【专利说明】一种物体三维摄相设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及摄相领域，特别是一种物体三维摄相设备。
【背景技术】
[0002]在互联网上推广和展示产品，是一种新型高效的电子商务推广手段。对于产品在互联网上展示，多采用产品的360°旋转全景动画进行展示，这种动画可方便地运用鼠标器对产品的环绕任意角度进行查看，操控方便且生动逼真。
[0003]现有的技术中主要通过两种方式进行360°旋转全景动画制作，一种是计算机3D建模技术，此种技术需动用比较昂贵的一系列专用于3D建模的相关设备，制作成本高，制作工艺上也较为复杂，相对制作周期也比较长。另一种技术是摄取多张环绕产品360°的连续相片，再经辅助软件合成，便可制作成这种360°旋转全景动画。但是现有的这种摄取环绕产品360°的连续相片的技术主要是采用业界内称为“摇头机”的摄相装置，即把被摄产品固定于中央位置，由环绕产品旋转的摄相设备摄取连续相片序列。由于摄相设备在工作过程中是需要运动位移，因此摄取的连续相片的相片效果不佳，且整套设备及与其配合的软件操控系统的自动化程度不高，使用中仍存在不足。目前虽然也有出现环绕产品360°连续拍照的产品，但是却无法进行三维拍摄，同时拍照效果不好，不利于产品的展示。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种物体三维摄相设备，其目的在于克服现有磁头检测不规则物体时检测不便的缺点，同时也为了提供灵活且便于检测的磁头及检测装置。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一 MCU ;所述转盘设于所述灯箱底部。
[0007]所述灯箱内表面均为白色，该灯箱顶面设有一开口，侧面设有一开口，另外两相对的侧面上设有平板灯；所述电机为同步电机。
[0008]所述机械臂包括支架、设于支架上可沿着支架上的一支点转动的固定架及与固定架下部连接带动固定架转动的驱动装置；该驱动装置包括与固定架连接的推杆及推动推杆运动的电机或气缸。
[0009]所述固定架包括与推杆连接的纵向杆及垂直于纵向杆且可用于固定相机的横向杆，该横向杆可沿着纵向杆上下调节。
[0010]所述纵向杆上设有一自上而下的凹槽，所述横向杆上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆通过螺丝固定于纵向杆上。
[0011]所述转盘采用闭环控制系统，该闭环控制系统由8个红外反射传感器及固定在转盘上的变色反光板构成，所述红外传感器均匀的分布在转盘圆周外的八等分的位置，变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器间的距离，所述变色反光板底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0012]由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0013]1、由于驱动转盘的电机为同步电机，控制效果好，采用平板灯照明，照明面积大，与传统照明灯相比，在同等流明下，可以有效减少物体的阴影，降低阴影对物体三维特征采集的影响；
[0014]2、由于转盘采用闭环控制系统控制，转盘旋转角度控制精确，同时转盘的上物体的重量对转盘旋转角度的影响较小，抗阻力等干扰能力强。
[0015]3、由于PC和转盘、机械臂及灯箱的通信，通过MCU直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息，结构上更加简单，处理也更为准确。
[0016]4、该物体三维摄相设备结构简单，可对物体三维进行采集，转盘旋转角度控制准确、灵活，摄取相片成本低，效率高且操作方便快捷，具有广阔的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是物体三维摄相设备的结构框图；
[0018]图2是物体三维特征获取方法的流程图；
[0019]图3是物体灯箱与机械臂的结构示意图；
[0020]图4是图3的另一状态示意图；
[0021]图5是转盘、变色反光板及红外传感器的连接结构示意图；
[0022]图6是变色反光板背面颜色渐变图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照【专利附图】
【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0024]参考图1、图2、图3、图4、图5、图6，一种物体三维摄相设备，包括PC 1、相机2、MCU31、与MCU 31连接的同步电机4及与同步电机4连接的转盘5，所述PC I与相机2及MCU 31均连接，还包括一与所述MCU 31连接的灯箱6及一可调节俯仰角度的机械臂7，该机械臂7上设有与所述PC I连接的另一 MCU 32 ;所述转盘5设于所述灯箱6的底部。灯箱6内表面均为白色，灯箱6顶面设有一开口 61，侧面设有一开口 62，另外两相对的侧面上设有平板灯63。PC I和转盘5、机械臂7及灯箱6的通信，通过MCU 31、MCU 32直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU 3UMCU 32内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息。
[0025]机械臂7包括支架71、设于支架71上可沿着支架71上的一支点转动的固定架72及与固定架72下部连接带动固定架转动的驱动装置73 ;该驱动装置73包括与固定架72连接的推杆731及推动推杆731运动的电机732，固定架72包括与推杆731连接的纵向杆721及垂直于纵向杆721且可用于固定相机2的横向杆722，该横向杆722可沿着纵向杆721上下调节，该横向杆722上设有固定相机2的固定座723 ;纵向杆721上设有一自上而下的凹槽，横向杆722上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆722通过螺丝固定于纵向杆上。
[0026]转盘5采用闭环控制系统，该闭环控制系统包括8个红外反射传感器51及固定在转盘5上的变色反光板52，所述红外传感器51均匀的分布在转盘5圆周外的八等分的位置，所述变色反光板52设于红外发射传感器51上方且该变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器51间的距离，所述变色反光板52的底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0027]一种物体三维特征获取方法，包括以下步骤:
[0028]A、初始化设置；PC I向MCU 31系统发控制信号，控制灯箱6开灯，PC I向MCU 31发信号，设置转盘5的水平角度为O度，PC I向MCU 32发信号，设置机械臂7上固定的相机2的水平角度为O度且相机2的镜头对准灯箱6侧面的拍照口 62 ；
[0029]B、PC I向相机2发送控制信号，相机2获取控制信号并进行拍照，拍照完成后，相机2向PC I发送反馈信号；
[0030]C、PC I收到反馈信号，向MCU 31发送转动信号，控制转盘5偏移10度，转盘5完成动作后向PCI发送反馈信号；
[0031]D、PC I收到转盘5发送的反馈信号，转向步骤B，直至步骤C中的转盘5转完360度，转盘5转完360度后向PC I发送反馈信号；
[0032]E、PC I收到转盘5完成360度的反馈信号后，PC I向MCU 32发出控制信号，机械臂7获取控制信号并沿着物体中心向一个方向旋转10度，即相机旋转10度，机械臂7完成动作后向PC I发送反馈信号，PC I收到反馈信号，重复步骤B至步骤D，转盘5转完360度后，PC I继续向MCU 32发出控制信号，机械臂7获取控制信号并沿着物体中心继续沿着上述方向继续旋转10度，再次重复步骤B至步骤D，直到机械臂沿着该方向旋转90度；
[0033]F、将拍好的所有照片通过软件自动生成三维全景动画。
[0034]上述相机2每次拍完照片后都直接传送到PC I中。
[0035]上述PC I和转盘5、机械臂7及灯箱6的通信，通过MCU 3UMCU 32直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU 3UMCU 32内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息。
[0036]转盘5采用闭环控制系统，该闭环控制系统包括8个红外反射传感器51及固定在转盘5上的变色反光板52，所述红外传感器51均匀的分布在转盘5圆周外的八等分的位置，所述变色反光板52设于红外发射传感器51上方且该变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器51间的距离，所述变色反光板52的底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0037]所述闭环控制系统控制方式如下:拍照前，先让转盘5匀速转动一周，旋转过程中，8个红外传感器51分别检测变色反光板的反光强度，并记录，当转盘转到某一个位置时，通过对应的红外传感器采集的数据与初始数据进行对比，便可得出转盘5精细的位置。
[0038]上述仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
【权利要求】
1.一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，其特征在于:还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一 MCU ;所述转盘设于所述灯箱底部。
2.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述灯箱内表面均为白色，该灯箱顶面设有一开口，侧面设有一开口，另外两相对的侧面上设有平板灯；所述电机为同步电机。
3.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述机械臂包括支架、设于支架上可沿着支架上的一支点转动的固定架及与固定架下部连接带动固定架转动的驱动装置；该驱动装置包括与固定架连接的推杆及推动推杆运动的电机或气缸。
4.根据权利要求3述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述固定架包括与推杆连接的纵向杆及垂直于纵向杆且可用于固定相机的横向杆，该横向杆可沿着纵向杆上下调节。
5.根据权利要求4述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述纵向杆上设有一自上而下的凹槽，所述横向杆上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆通过螺丝固定于纵向杆上。
6.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述转盘采用闭环控制系统，该闭环控制系统由8个红外反射传感器及固定在转盘上的变色反光板构成，所述红外传感器均匀的分布在转盘圆周外的八等分的位置，变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器间的距离，所述变色反光板底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
【文档编号】G03B35/02GK203825354SQ201420235620
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】张耀建 申请人:福建汇兴智能化科技有限公司
【专利摘要】一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一MCU；所述转盘设于所述灯箱底部。该摄相设备通过PC控制灯箱、电机、照相机及机械臂，自动快捷地对摄相物体连续拍照，并将排好的照片自动生成三维全景动画。该摄相设备结构简单，摄取相片成本低，效率高，操作方便快捷，功能强大且成本低，具有广阔的市场前景。
【专利说明】一种物体三维摄相设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及摄相领域，特别是一种物体三维摄相设备。
【背景技术】
[0002]在互联网上推广和展示产品，是一种新型高效的电子商务推广手段。对于产品在互联网上展示，多采用产品的360°旋转全景动画进行展示，这种动画可方便地运用鼠标器对产品的环绕任意角度进行查看，操控方便且生动逼真。
[0003]现有的技术中主要通过两种方式进行360°旋转全景动画制作，一种是计算机3D建模技术，此种技术需动用比较昂贵的一系列专用于3D建模的相关设备，制作成本高，制作工艺上也较为复杂，相对制作周期也比较长。另一种技术是摄取多张环绕产品360°的连续相片，再经辅助软件合成，便可制作成这种360°旋转全景动画。但是现有的这种摄取环绕产品360°的连续相片的技术主要是采用业界内称为“摇头机”的摄相装置，即把被摄产品固定于中央位置，由环绕产品旋转的摄相设备摄取连续相片序列。由于摄相设备在工作过程中是需要运动位移，因此摄取的连续相片的相片效果不佳，且整套设备及与其配合的软件操控系统的自动化程度不高，使用中仍存在不足。目前虽然也有出现环绕产品360°连续拍照的产品，但是却无法进行三维拍摄，同时拍照效果不好，不利于产品的展示。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种物体三维摄相设备，其目的在于克服现有磁头检测不规则物体时检测不便的缺点，同时也为了提供灵活且便于检测的磁头及检测装置。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一 MCU ;所述转盘设于所述灯箱底部。
[0007]所述灯箱内表面均为白色，该灯箱顶面设有一开口，侧面设有一开口，另外两相对的侧面上设有平板灯；所述电机为同步电机。
[0008]所述机械臂包括支架、设于支架上可沿着支架上的一支点转动的固定架及与固定架下部连接带动固定架转动的驱动装置；该驱动装置包括与固定架连接的推杆及推动推杆运动的电机或气缸。
[0009]所述固定架包括与推杆连接的纵向杆及垂直于纵向杆且可用于固定相机的横向杆，该横向杆可沿着纵向杆上下调节。
[0010]所述纵向杆上设有一自上而下的凹槽，所述横向杆上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆通过螺丝固定于纵向杆上。
[0011]所述转盘采用闭环控制系统，该闭环控制系统由8个红外反射传感器及固定在转盘上的变色反光板构成，所述红外传感器均匀的分布在转盘圆周外的八等分的位置，变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器间的距离，所述变色反光板底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0012]由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0013]1、由于驱动转盘的电机为同步电机，控制效果好，采用平板灯照明，照明面积大，与传统照明灯相比，在同等流明下，可以有效减少物体的阴影，降低阴影对物体三维特征采集的影响；
[0014]2、由于转盘采用闭环控制系统控制，转盘旋转角度控制精确，同时转盘的上物体的重量对转盘旋转角度的影响较小，抗阻力等干扰能力强。
[0015]3、由于PC和转盘、机械臂及灯箱的通信，通过MCU直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息，结构上更加简单，处理也更为准确。
[0016]4、该物体三维摄相设备结构简单，可对物体三维进行采集，转盘旋转角度控制准确、灵活，摄取相片成本低，效率高且操作方便快捷，具有广阔的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是物体三维摄相设备的结构框图；
[0018]图2是物体三维特征获取方法的流程图；
[0019]图3是物体灯箱与机械臂的结构示意图；
[0020]图4是图3的另一状态示意图；
[0021]图5是转盘、变色反光板及红外传感器的连接结构示意图；
[0022]图6是变色反光板背面颜色渐变图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照【专利附图】
【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0024]参考图1、图2、图3、图4、图5、图6，一种物体三维摄相设备，包括PC 1、相机2、MCU31、与MCU 31连接的同步电机4及与同步电机4连接的转盘5，所述PC I与相机2及MCU 31均连接，还包括一与所述MCU 31连接的灯箱6及一可调节俯仰角度的机械臂7，该机械臂7上设有与所述PC I连接的另一 MCU 32 ;所述转盘5设于所述灯箱6的底部。灯箱6内表面均为白色，灯箱6顶面设有一开口 61，侧面设有一开口 62，另外两相对的侧面上设有平板灯63。PC I和转盘5、机械臂7及灯箱6的通信，通过MCU 31、MCU 32直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU 3UMCU 32内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息。
[0025]机械臂7包括支架71、设于支架71上可沿着支架71上的一支点转动的固定架72及与固定架72下部连接带动固定架转动的驱动装置73 ;该驱动装置73包括与固定架72连接的推杆731及推动推杆731运动的电机732，固定架72包括与推杆731连接的纵向杆721及垂直于纵向杆721且可用于固定相机2的横向杆722，该横向杆722可沿着纵向杆721上下调节，该横向杆722上设有固定相机2的固定座723 ;纵向杆721上设有一自上而下的凹槽，横向杆722上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆722通过螺丝固定于纵向杆上。
[0026]转盘5采用闭环控制系统，该闭环控制系统包括8个红外反射传感器51及固定在转盘5上的变色反光板52，所述红外传感器51均匀的分布在转盘5圆周外的八等分的位置，所述变色反光板52设于红外发射传感器51上方且该变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器51间的距离，所述变色反光板52的底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0027]一种物体三维特征获取方法，包括以下步骤:
[0028]A、初始化设置；PC I向MCU 31系统发控制信号，控制灯箱6开灯，PC I向MCU 31发信号，设置转盘5的水平角度为O度，PC I向MCU 32发信号，设置机械臂7上固定的相机2的水平角度为O度且相机2的镜头对准灯箱6侧面的拍照口 62 ；
[0029]B、PC I向相机2发送控制信号，相机2获取控制信号并进行拍照，拍照完成后，相机2向PC I发送反馈信号；
[0030]C、PC I收到反馈信号，向MCU 31发送转动信号，控制转盘5偏移10度，转盘5完成动作后向PCI发送反馈信号；
[0031]D、PC I收到转盘5发送的反馈信号，转向步骤B，直至步骤C中的转盘5转完360度，转盘5转完360度后向PC I发送反馈信号；
[0032]E、PC I收到转盘5完成360度的反馈信号后，PC I向MCU 32发出控制信号，机械臂7获取控制信号并沿着物体中心向一个方向旋转10度，即相机旋转10度，机械臂7完成动作后向PC I发送反馈信号，PC I收到反馈信号，重复步骤B至步骤D，转盘5转完360度后，PC I继续向MCU 32发出控制信号，机械臂7获取控制信号并沿着物体中心继续沿着上述方向继续旋转10度，再次重复步骤B至步骤D，直到机械臂沿着该方向旋转90度；
[0033]F、将拍好的所有照片通过软件自动生成三维全景动画。
[0034]上述相机2每次拍完照片后都直接传送到PC I中。
[0035]上述PC I和转盘5、机械臂7及灯箱6的通信，通过MCU 3UMCU 32直接产生的USB总线信号进行；PC的USB信号直接传送到MCU 3UMCU 32内部的USB模块引脚后，自动提取USB协议信号，通过软件处理，得到需要命令信息。
[0036]转盘5采用闭环控制系统，该闭环控制系统包括8个红外反射传感器51及固定在转盘5上的变色反光板52，所述红外传感器51均匀的分布在转盘5圆周外的八等分的位置，所述变色反光板52设于红外发射传感器51上方且该变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器51间的距离，所述变色反光板52的底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
[0037]所述闭环控制系统控制方式如下:拍照前，先让转盘5匀速转动一周，旋转过程中，8个红外传感器51分别检测变色反光板的反光强度，并记录，当转盘转到某一个位置时，通过对应的红外传感器采集的数据与初始数据进行对比，便可得出转盘5精细的位置。
[0038]上述仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
【权利要求】
1.一种物体三维摄相设备，包括PC、相机、MCU、与MCU连接的转盘及电机，所述PC与相机及MCU均连接，其特征在于:还包括一与所述MCU连接的灯箱及一可调节俯仰角度的机械臂，该机械臂上设有与所述PC连接的另一 MCU ;所述转盘设于所述灯箱底部。
2.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述灯箱内表面均为白色，该灯箱顶面设有一开口，侧面设有一开口，另外两相对的侧面上设有平板灯；所述电机为同步电机。
3.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述机械臂包括支架、设于支架上可沿着支架上的一支点转动的固定架及与固定架下部连接带动固定架转动的驱动装置；该驱动装置包括与固定架连接的推杆及推动推杆运动的电机或气缸。
4.根据权利要求3述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述固定架包括与推杆连接的纵向杆及垂直于纵向杆且可用于固定相机的横向杆，该横向杆可沿着纵向杆上下调节。
5.根据权利要求4述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述纵向杆上设有一自上而下的凹槽，所述横向杆上设有与凹槽配合使用可沿着凹槽上下滑动的凸部，该横向杆通过螺丝固定于纵向杆上。
6.根据权利要求1所述的一种物体三维摄相设备，其特征在于:所述转盘采用闭环控制系统，该闭环控制系统由8个红外反射传感器及固定在转盘上的变色反光板构成，所述红外传感器均匀的分布在转盘圆周外的八等分的位置，变色反光板的长度大于或等于两个相邻红外传感器间的距离，所述变色反光板底面的颜色灰度渐变且沿着转盘旋转的方向由深到浅或者由浅到深渐变。
【文档编号】G03B35/02GK203825354SQ201420235620
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】张耀建 申请人:福建汇兴智能化科技有限公司
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