一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法与流程

本发明涉及三维扫描，具体为一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法。

背景技术：

1、随着工业技术的不断更新迭代，对产品加工精度、便捷度以及安全度等要求持续提升，传统接触式测量设备逐渐难以满足市场需求。在这背景下，拍照式结构光三维扫描仪成为备受瞩目的解决方案。该扫描仪采用结构光非接触照相测量原理，整合了结构光技术、相位测量技术和计算机视觉技术，形成了一种复合三维非接触式测量技术。在测量过程中，光栅投影装置投影特定编码的结构光到待测物体上，同时两个摄像头在一定夹角下同步采集相应图像。随后，通过解码和相位计算，利用匹配技术和三角形测量原理，成功解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。尽管这项技术为高精度产品提供了可靠的测量手段，为了进一步提高数据采集的全面性、降低成本并适应更多维度的运动，本发明引入了一种新型环形轨道运动的单柱矩阵三维扫描拍照设备与方法，为三维数据采集提供更高效、更安全、更经济的解决途径。

2、例如，在现有技术中，中国专利公开号为cn218920462u的照相机阵列旋转拍照扫描仪具备基本的三维拍摄扫描测量功能，但由于其成本较高，且拍摄过程存在无法实现同轴扰动拍摄采样的限制，特别是在扫描人物时存在安全隐患。为解决这一问题，本发明提出了一种新型环形轨道运动的单柱矩阵三维扫描拍照设备与方法。通过将扫描物置于内圆的安全扫描区，扫描柱的自转运动与扫描物不发生联动，从根本上解决了现有技术的安全性和同轴扰动拍摄采样的问题。

3、另一方面，中国专利公开的申请号为cn116866542a的阵列式多镜头全彩色3d扫描设备虽然具备快速扫描、多角度、多维度数据采集的特点，但由于成本较高且存在固定角度的拍摄限制，对于较复杂结构的扫描对象存在照片或扫描数据死角的局限。

4、目前现有设备存在以下问题：

5、1、统设备的成本较高，例如现有技术中的照相机阵列旋转拍照扫描仪和阵列式多镜头全彩色3d扫描设备，由于使用了多组相机矩阵或大量镜头，导致了较高的成本。

6、2、现有技术中的扫描仪在拍摄过程中存在角度限制，对于较复杂结构的扫描对象，容易产生照片或扫描数据死角的局限。

7、3、传统设备在数据准确性方面存在一些局限，例如相机角度夹角造成的数据缺失。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备，包括：护板、轨道机构、运动机构和扫描杆；

5、所述护板设置在轨道机构的外围，用于减少外部光线对扫描过程的干扰；

6、所述扫描杆设置在两组所述轨道机构之间，通过采用上下轨道支撑扫描杆的设计，使得扫描杆在扫描过程中与扫描物不发生联动，解决了传统设备在扫描人物时存在的不安全情况，增加了设备的实用性；

7、所述运动机构设置在扫描杆与轨道机构之间，用于带动扫描杆在轨道机构上进行圆周运动；

8、所述扫描杆的内部固定安装有第一扫描相机，所述扫描杆的内部上端固定安装有第二扫描相机。

9、优选的，所述护板由多块磨砂亚克力板相互拼接而成，所述第二扫描相机采用度向下倾斜结构，所述第一扫描相机的数量为若干个，其若干个第一扫描相机等间距固定安装在扫描杆的内部，通过引入新型的单柱矩阵结构，本发明降低了设备的设计和制造成本，提供了更经济实用的解决方案，有效缓解了传统设备的成本压力。

10、优选的，所述轨道机构包括底座和轨道，所述轨道固定安装在底座的上表面，所述底座的外壁上固定安装有齿轮环，所述底座与轨道为环形设计，通过创新的环形轨道运动设计，本发明解决了传统三维扫描设备在安全性方面存在的问题，实现了同轴扰动拍摄采样，提高了扫描过程的安全性。

11、优选的，所述运动机构包括运动平台和步进电机，所述步进电机的输出端通过轴承转动连接在运动平台上，所述步进电机固定安装在扫描杆的内部，所述步进电机的输出端固定安装有第一传动轮。

12、优选的，所述第一传动轮上传动连接有传动皮带，所述运动平台上固定安装有轴承座，所述轴承座的内部转动连接有传动轴，所述传动轴上固定安装有第二传动轮，所述传动皮带的另一端传动连接在第二传动轮上。

13、优选的，所述传动轴的下端固定安装有齿轮，所述齿轮与齿轮环相互啮合。

14、优选的，所述运动平台的底部转动连接有滚轮，所述运动平台的底部转动连接有金属滚轮，所述金属滚轮的数量为四个，其四个所述金属滚轮分别设置在运动平台的底部四角，其所述金属滚轮滚动连接在轨道上。

15、一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备的拍照方法，包括以下步骤：

16、s1、将扫描物置于内圆的安全扫描区内，完成后启动所有的第一扫描相机和第二扫描相机；

17、s2、所有的扫描相机开启后，启动步进电机带动第一传动轮，使其第一传动轮通过传动皮带带动第二传动轮进行转动，从而达到使传动轴转动，通过传动轴的转动带动齿轮沿着齿轮环进行圆周运动，从而使运动平台带动扫描杆沿着轨道进行圆周运动；

18、s3、当扫描杆在进行圆周运动时，其扫描杆上的扫描相机对扫描物进行度扫描拍照。

19、(三)有益效果

20、与现有技术相比，本发明提供了一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法，具备以下有益效果：

21、1、该一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法，通过创新的环形轨道运动设计，本发明解决了传统三维扫描设备在安全性方面存在的问题，实现了同轴扰动拍摄采样，提高了扫描过程的安全性，通过引入新型的单柱矩阵结构，本发明降低了设备的设计和制造成本，提供了更经济实用的解决方案，有效缓解了传统设备的成本压力，通过环形轨道运动，扫描杆能够360度快速运动，搭配多套高速相机，本发明提高了扫描效率，对于较复杂结构的扫描对象，有效解决了传统设备在扫描效率上的问题。

22、2、该一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法，通过采用上下轨道支撑扫描柱的设计，本发明使得扫描柱在扫描过程中与扫描物不发生联动，解决了传统设备在扫描人物时存在的不安全情况，增加了设备的实用性，通过上位机自动从360度照片数据中每隔一个角度抽取所需的数据，本发明实现了对三维数据的全面采集，解决了传统设备在数据准确性方面存在的问题，提高了数据采集的精准性，通过环形轨道运动的设计，本发明提供了更适用于多维度运动的拍摄采样方式，满足了不同应用场景对于多角度、多维度数据采集的需求。

23、3、该一种新型环形轨道运动的阵列扫描拍照设备与拍照方法，通过采用单柱矩阵结构，本发明使得设备结构更为简单，减少了零部件的复杂性，提高了设备的稳定性和可靠性，通过360度快速运动和多套高速相机的搭配，本发明大幅提升了扫描速度，适用于对时间要求较高的工业制造等领域，通过内圆安全扫描区的设置，本发明解决了传统设备在扫描人物时存在的安全隐患，使得扫描过程更加安全可控。