基于智能转盘的立体拍照装置的制作方法

本实用新型涉及立体拍照技术和物体三维重现技术领域，具体涉及基于智能转盘的立体拍照装置。

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，参考中国发明专利申请(申请号：201711411428.5)所描述的“多轨道立体拍照空间”，该发明中公开了一种多轨道立体拍照空间，拍照空间是由多根圆弧形轨道均匀分布组成的球型空间，照相机可沿圆弧形轨道运动。该项发明虽可实现对目标物体的多角度拍照，但其不可避免的缺点在于:(1)需要手动完成照相机在圆弧形轨道上的位置移动，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)照相机只能沿圆弧形轨道运动，使立体拍照只能实现某些固定角度的拍照；(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；(4)拍照获得的图片中，除了有目标物体的影像，还存在拍照装置的影像，使图片的后期处理工作量大、难度高。

在现有技术中，参考中国实用新型专利(申请号：201620901004.1)所描述的“一种可以360度立体拍照的机器人”，该实用新型专利公开了一种可以360度立体拍照的机器人，以拍摄对象安置区为中心同心设置了数道环形轨道，拍照机器人可在环形轨道上行走。该实用新型专利的技术可实现围绕拍摄对象360度旋转拍照的功能，但其不可避免的缺点在于：(1)拍照机器人只能沿环形轨道运动，使立体拍照只能实现某些固定角度的拍照；(2)拍照机器人需要无线遥控器控制才能在环形轨道上行走，不能实现不同位置，不同角度的自动拍照，使拍照操作人员工作量大；(3)拍照获得的图片中，除了有目标物体的影像，还存在拍照装置的影像，使图片的后期处理工作量大、难度高。

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。

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、多角度的图片，并根据所拍摄的图片获得目标物体三维重现的问题，提供基于智能转盘的立体拍照装置。

本实用新型采用以下技术方案：

基于智能转盘的立体拍照装置，其特征在于：包括支撑部件、旋转轴、转动架、转动架驱动部件、智能转盘、相机支架和照相机；旋转轴水平地设置在支撑部件上，转动架设置在旋转轴上；转动架驱动部件设置在支撑部件上，且转动架驱动部件与旋转轴连接；照相机通过相机支架安装在转动架上；智能转盘设置在支撑部件上。其中，智能转盘是一种通过接收命令的方式从而控制转动的转盘。智能转盘可通过接受指令方式进行旋转；转动架驱动部件能够驱动旋转轴旋转，从而带动转动架旋转。在使用时，被拍摄的目标物体放置在智能转盘上，照相机的镜头对目标物体；转动架旋转时，转动架上的照相机绕目标物体旋转，从而能够获取目标物体的水平视角、不同的俯视视角和不同的仰视视角的图像；智能转盘旋转时，目标物体随智能转盘一起旋转，从而使照相机能够获取目标物体的不同角度的图像。

进一步地，支撑部件包括第一支撑板、第二支撑板、回形框和承重板，第一支撑板和第二支撑板平行设置，回形框的两侧分别与第一支撑板的底端、第二支撑板的底端连接，承重板的两侧分别与第一支撑板的上部、第二支撑板的上部连接；旋转轴包括旋转轴A和旋转轴B两部分，其中旋转轴A水平地设置在第一支撑板上，旋转轴B水平地设置在第二支撑板上，且旋转轴A和旋转轴B在水平方向上共线；转动架为“U”字型杆，转动架的一侧杆设置在旋转轴A上，转动架的另一侧杆设置在旋转轴B上；智能转盘设置在承重板上。

进一步地，转动架驱动部件用于驱动转动架绕旋转轴旋转，转动架驱动部件的为以下结构中的其中一种：

(a)转动架驱动部件具体为电机，电机安装在第一支撑板上，电机的输出轴与旋转轴连接；

(b)转动架驱动部件具体包括电机和减速机，减速机安装在第一支撑板上，电机安装在减速机上，且电机的输出轴连接减速机的输入轴，减速机的输出轴与旋转轴连接；

(c)转动架驱动部件具体包括电机、第一齿轮和第二齿轮，电机安装在第一支撑板上，第一齿轮套接在电机的输出轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合，且第二齿轮套接在旋转轴上。

再进一步地，还包括配重部件，配重部件用于加强整个装置的平衡性，使整个装置更稳定，配重部件具体包括第一配重块和第二配重块，第一配重块设置在转动架一侧杆的端部，第二配重块设置在转动架另一侧杆的端部。

更进一步地，还包括至少一个传感器，所述的传感器用于检测转动架的角度，传感器的连接形式可以是以下结构中的一种或多种：

(a)所述的传感器具体包括第一传感器，第一传感器为角度测量传感器，第一传感器与旋转轴连接，用于实时检测转动架的角度；

(b)所述的传感器具体具体包括第二传感器和第三传感器，第二传感器和第三传感器均为接近开关传感器，第二传感器安装在转动架为水平状态时的一侧杆旁，第二传感器用于检测转动架是否处于水平状态，第三传感器安装在转动架为竖直状态时的一侧杆旁，第三传感器用于检测转动架是否处于竖直状态。

更进一步地，还包括控制电路，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、电机驱动模块、智能转盘通信模块、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、电机驱动模块、智能转盘通信模块、相机控制模块、显示模块均与中央处理模块连接，传感器信号调理模块与传感器连接，电机驱动模块与电机连接，智能转盘通信模块与智能转盘连接，相机控制模块与照相机连接，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；中央处理模块控制显示模块并显示所述的基于智能转盘的立体拍照装置的状态信息和数据信息；中央处理模块通过电机驱动模块控制电机的转动；中央处理模块通过智能转盘通信模块控制智能转盘的转动，中央处理模块通过相机控制模块控制照相机的拍照操作；

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；

电机驱动模块，连接电机，中央处理模块通过电机驱动模块控制电机的转动；

智能转盘通信模块，连接智能转盘，中央处理模块通过智能转盘通信模块控制智能转盘的转动；

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，用于显示所述的基于智能转盘的立体拍照装置的状态信息和数据信息。

更进一步地，所述的中央处理模块、输入模块、传感器信号调理模块、电机驱动模块、智能转盘通信模块、相机控制模块和显示模块可以部分集成或全部集成。

本实用新型的原理为：第一支撑板、回形框、第二支撑板和承重板构成立体拍照装置的结构主体；电机连接旋转轴或通过减速机连接旋转轴，电机还可以通过第一齿轮和第二齿轮连接旋转轴，旋转轴连接转动架，使电机可驱动转动架绕水平方向转动，照相机通过相机支架安装在转动架上，转动架的转动使照相机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；目标物体放置在智能转盘上，中央处理模块通过智能转盘通信模块控制智能转盘的转动，智能转盘的转动使目标物体绕竖直方向转动，使照相机能对准目标物体的各个方位；输入模块向中央处理模块输入信号，中央处理模块通过电机驱动模块驱动电机，中央处理模块通过智能转盘通信模块控制智能转盘的转动，电机和智能转盘的协同转动实现了照相机对目标物体的等距离、全方位、多角度的视角；中央处理模块通过相机控制模块实现相机的自动拍照功能；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；将处理后的图片导入三维重现软件，该软件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。

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、本实用新型采用电机的转动带动照相机的转动，实现了照相机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，采用智能转盘带动目标物体的转动，实现了照相机能对准目标物体的各个方位，结构合理、成本较低；

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、本实用新型由采用了中央处理模块通过相机控制模块控制相机的拍照操作，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控制电机和电机的转动，能精确控制照相机的拍照位置，拍摄的图片质量高，背景单一并易于处理，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为本实用新型实施例1的拍照装置立体结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的拍照控制电路结构示意框图。

图3是本实用新型实施例1的中央处理模块电路原理图。

图4是本实用新型实施例1的电源模块电路原理图。

图5是本实用新型实施例1的电机控制接口电路原理图。

图6是本实用新型实施例1的相机控制模块电路原理图。

图7是本实用新型实施例1的液晶触屏通信接口电路原理图。

图8为本实用新型实施例1的智能转盘通信模块电路原理图。

图9为本实用新型实施例1的物体三维重现方法操作流程图。

图10是本实用新型实施例2的拍照装置立体结构示意图。

图11是本实用新型实施例3的拍照装置立体结构示意图。

图12是本实用新型实施例4的拍照装置立体结构示意图。

图13是本实用新型实施例4的拍照控制电路结构示意框图。

图14是本实用新型实施例4的传感器信号调理模块电路原理图。

图15是本实用新型实施例5的拍照装置立体结构示意图。

图中主要元件符号说明：1-支撑部件(101-第一支撑板、102-第二支撑板、103-回形框、104-承重板)、2-旋转轴(201-旋转轴A、202-旋转轴B)、3-转动架、4-智能转盘、5-转动架驱动部件(501-电机、502-减速机、503-第一齿轮、504-第二齿轮)、6-相机支架、7-照相机、8-配重部件(801-第一配重块、802-第二配重块)、9-控制电路(901-中央处理模块、902-输入模块、903-传感器信号调理模块、904-电机驱动模块、905-智能转盘通信模块、906-相机控制模块、907-显示模块、908-电源模块)、10-传感器(1001-第一传感器、1002-第二传感器、1003-第三传感器)。

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。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型的一种基于智能转盘的立体拍照装置，包括支撑部件1、旋转轴2、转动架3、智能转盘4、转动架驱动部件5、相机支架6、照相机7、配置部件8和控制电路9。支撑部件1包括第一支撑板101、第二支撑板102、回形框103和承重板104，第一支撑板101和第二支撑板102平行设置，回形框103的两侧分别与第一支撑板101的底端、第二支撑板102的底端连接，承重板104的两侧分别与第一支撑板101的上部、第二支撑板102的上部连接；旋转轴2包括旋转轴A 201和旋转轴B 202两部分，其中旋转轴A 201水平地设置在第一支撑板101上，旋转轴B 202水平地设置在第二支撑板102上，且旋转轴A 201和旋转轴B 202在水平方向上共线；转动架3为“U”字型杆，转动架3的一侧杆设置在旋转轴A 201上，转动架3的另一侧杆设置在旋转轴B202上；转动架驱动部件5具体包括电机501和减速机502，电机501安装在减速机502上，且电机501的输出轴连接减速机502的输入轴，减速机502安装在第一支撑板101上，且减速机502的输出轴与旋转轴2连接，减速机502用于减速，使旋转轴2的转速低于电机501的转速，同时使旋转轴2获得的转动力矩大于电机501的输出力矩。智能转盘4设置在承重板104上。

智能转盘4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，智能转盘4的型号为MT380RUWSL120H。电机501选用步进电机501，在本实施例中，电机501的型号为86BYG250H。

配重部件8用于加强整个装置的平衡性，使整个装置更稳定，配重部件8具体包括第一配重块801和第二配重块802，第一配重块801设置在转动架3一侧杆的端部，第二配重块802设置在转动架3另一侧杆的端部。

如图2所示，控制电路9具体包括中央处理模块901、输入模块902、电机驱动模块904、智能转盘通信模块905、相机控制模块906、显示模块907和电源模块908，输入模块902、电机驱动模块904、智能转盘通信模块905、相机控制模块906、显示模块907均与中央处理模块901连接，电机驱动模块904与电机501连接，智能转盘通信模块905与智能转盘4连接，相机控制模块906与照相机7连接，电源模块908提供电路的供电电源，其中：

中央处理模块901，是控制电路9的核心，中央处理模块901通过输入模块902接收输入信号；中央处理模块901控制显示模块907并显示所述的基于智能转盘4的立体拍照装置的状态信息和数据信息；中央处理模块901通过电机驱动模块904控制电机501的转动；中央处理模块901通过智能转盘通信模块905控制智能转盘4的转动，中央处理模块901通过相机控制模块906控制照相机7的拍照操作；

输入模块902，用于向中央处理模块901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；在本实施例中，输入模块902为矩阵键盘，操作员通过对矩阵键盘的操作向中央处理模块901输入信号；

电机驱动模块904，连接电机501，中央处理模块901通过电机驱动模块904控制电机501的转动；

智能转盘通信模块905，连接智能转盘4，中央处理模块901通过智能转盘通信模块905控制智能转盘4的转动；

相机控制模块906，连接照相机7，中央处理模块901通过相机控制模块906控制照相机7的拍照操作；

显示模块907，用于显示所述的基于智能转盘4的立体拍照装置的状态信息和数据信息；在本实施例中，显示模块907选用液晶显示器。

图3为本实施例的中央处理模块901电路原理图。图4为本实施例的电源模块908电路原理图。图5为本实施例的电机501控制接口电路原理图，电机501控制接口与电机501驱动器(型号可以为MA860H)构成电机驱动模块904。图6为本实施例的相机控制模块906电路原理图。图7为本实施例的液晶触屏通信接口电路原理图，液晶触屏通信接口与液晶触摸屏(型号可以为SDWe070C05)构成输入模块902和显示模块907，在本实施例中，输入模块902与显示模块907进行了集成。智能转盘通信模块905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。图8为本实施例的智能转盘通信模块905电路原理图，在本实施例中，智能转盘通信模块905可以采用WIFI通信方式或RS232通信方式。

利用以上所述的立体拍照装置，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9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901接收输入模块902输入的自检信号，中央处理模块901通过控制电机501的转动和智能转盘4的转动完成所述装置的自检动作，自检动作完成后，转动架3处于水平位置，智能转盘4处于初始状态；

S2、中央处理模块901接收输入模块902输入的参数设置信号，参数设置信号用于设置转动架3的起始角度、结束角度和转角间隔，所述的参数设置信号还用于设置智能转盘4的当前角度、转角间隔、间歇时间和旋转方向；

S3、中央处理模块901接收输入模块902输入的启动拍照信号，中央处理模块901控制电机501的转动使转动架3到达起始角度；

S4、中央处理模块901通过智能转盘通信模块905向智能转盘4发送命令，使智能转盘4进行间歇转动，中央处理模块901在转动间歇时间内控制照相机7完成对放置于智能转盘4上的目标物体拍照并记录当前的角度信息，直到智能转盘4旋转完一周；

S5、中央处理模块901根据所设置的参数控制电机501转动并使转动架3旋转一定角度；

S6、重复步骤S4和S5，直到转动架3到达结束角度；

S7、中央处理模块901接收输入模块902输入的回零信号，中央处理模块901通过控制电机501和智能转盘4的转动完成所述装置的回零动作，回零动作完成后，转动架3处于水平位置，智能转盘4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901根据转动架3和智能转盘4的角度变化，控制显示模块907进行显示数值的更新。

在步骤S4～S6中，中央处理模块901根据默认设置的参数完成拍照操作。

实施例2

如图10所示，本实用新型的一种基于智能转盘的立体拍照装置，在实施例1的基础上，仅将转动架驱动部件5做出以下修改：转动架驱动部件5具体包括电机501，电机501安装在第一支撑板101上，电机501的输出轴与旋转轴2连接。

在本实施例中，电机501转动时，直接驱动旋转轴2转动，只需控制电机501以较慢的转速转动即可。

实施例3

如图11所示，本实用新型的一种基于智能转盘的立体拍照装置，在实施例1的基础上，仅将转动架驱动部件5做出以下修改：转动架驱动部件5具体包括电机501、第一齿轮503和第二齿轮504，电机501安装在第一支撑板101上，第一齿轮503套接在电机501的输出轴上，第二齿轮504与第一齿轮503啮合，且第二齿轮504套接在旋转轴2上。

在本实施例中，第二齿轮504与第一齿轮503配合，起到减速的作用。

实施例4

如图12所示，本实用新型的一种基于智能转盘的立体拍照装置，在实施例1的基础上，增加传感器10；相应地，控制电路9中也增加传感器信号调理模块903(如图13所示，为本实施例的控制电路结构示意框图)，传感器信号调理模块903与中央处理模块901连接。所述的传感器10具体为第一传感器1001，第一传感器1001为角度测量传感器(型号可以为RV24YN20S B103)，第一传感器1001与旋转轴2连接，用于实时检测转动架3的角度。

如图14所示，为本实施例的传感器信号调理模块903电路原理图，第一传感器1001与传感器信号调理模块903连接，传感器信号调理模块903将第一传感器1001输出的电信号转换为中央处理模块901可识别的电信号。

实施例5

如图15所示，本实用新型的一种基于智能转盘的立体拍照装置，在实施例4的基础上，仅对传感器10做出以下修改：所述的传感器10具体包括第二传感器1002和第三传感器1003，第二传感器1002(型号可以为NJK-5002C)为接近开关传感器10，第二传感器1002安装在转动架3为水平状态时的一侧杆旁，第二传感器1002用于检测转动架3是否处于水平状态；第三传感器1003(型号可以为NJK-5002C)为接近开关传感器10，第三传感器1003安装在转动架3为竖直状态时的一侧杆旁，第三传感器1003用于检测转动架3是否处于竖直状态。

第二传感器1002和第三传感器1003均与传感器信号调理模块903连接，传感器信号调理模块903将第二传感器1002和第三传感器1003的电信号转换为中央处理模块901可识别的电信号。

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。