基于双目视差的成像支架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于双目视差的成像支架，包括底座，设有沿所述底座相向滑动配合且具有二维自由度的第一滑动座和第二滑动座，所述的第一滑动座和第二滑动座分别转动配合有第一托盘和第二托盘，并设有分别安装在两个托盘上的第一图像传感器和第二图像传感器。本实用新型通过对两个图像传感器位置进行精确调节，实现两个图像传感器模拟人类双目进行图像采集，并提高成像的准确度。
【专利说明】基于双目视差的成像支架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三维打印设备领域，尤其涉及一种基于双目视差的成像支架。
【背景技术】
[0002]目前，个性化的定制礼品已经成为深受广大人民群众喜闻乐见的传情达意方式，通过个性化的礼品，可以让受赠与人感受到深深的情谊，然而，受到目前的技术限制，大部分定制礼品还局限于平面的印刷产品，例如杂志、瓷器、衣服等，该类礼品利用热转印原理，将个性化的图案印制在平面物体上，曾风靡一时，深受人们喜爱。
[0003]然而，随着技术的发展和人民物质文化水平的提高，上述平面产品已经不能够满足人们日常生活需要，人们逐渐对具有立体感的三维定制化物品产生了兴趣，然而此类产品往往通过传统的人工方式制作，生产效率低下，价格昂贵。
[0004]三维打印技术是一种基于喷射技术，从喷嘴喷射出液态微滴或连续的熔融材料束，按一定路径逐层堆积成形的快速成形技术。自美国麻省理工学院提出基于喷射粘结剂粘结粉末工艺的三维打印成形技术以来，经过十几年的发展，国外已经开发出多种新材料新工艺的三维打印成形技术，并已生产出相应的三维打印机。根据其使用的不同材料类型，三维打印成形技术可分为粘结材料三维打印成形、熔融材料三维打印成形和光敏材料三维打印成形三种工艺。三维打印技术的出现，为立体的个性化礼物定制提供了技术实现的可能性；然而，目前的三维打印设备要求设计者具备专业的三维建模技能，因此制约了三维打印技术在个性化礼物定制领域的市场推广。
[0005]双目立体视觉是模仿人类双目感知三维物体的方法并对三维物体进行感知并还原，通常使用两个视点观察同一场景，通过两个视点对同一场景成像的差异，并使用三角测量的方法恢复出场景中景物的位置信息。现有的图像传感器模拟人类双目进行成像时，存在图像传感器成像角度不便于调节的问题，并最终影响成像的准确性。
实用新型内容
[0006]为克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种结构合理、简单实用的基于双目视差的成像支架，本技术方案通过对两个图像传感器位置进行精确调节，实现两个图像传感器模拟人类双目进行图像采集，并提高成像的准确度。
[0007]一种基于双目视差的成像支架，包括底座，其特征在于，设有与所述底座相向滑动配合且具有二维自由度的第一滑动座和第二滑动座，所述的第一滑动座和第二滑动座分别转动配合有第一托盘和第二托盘，并设有分别安装在两个托盘上的第一图像传感器和第二图像传感器。
[0008]本实用新型中的两个滑动座具有二维自由度，能够实现垂直和水平方向的位置移动，且具有水平相向滑动的特征，使两个滑动座相互远离或相互靠近，转动在两个滑动座上的两个托盘，用于调整图像传感器针对目标物的成像角度，使两个图像传感器的成像符合人眼双目视差。[0009]作为优选的，设有与所述底座滑动配合的升降杆，底座上还安装有驱动所述升降杆的第一步进电机，所述升降杆的顶部安装有箱体，所述的第一滑动座和第二滑动座均滑动配合在箱体的顶部。
[0010]两个滑动座在垂直方向的运动通过升降杆来实现，并利用第一步进电机来驱动，利于升降高度的精确控制。
[0011]作为优选的，所述箱体的中部转动配合有水平放置的中心齿轮，所述中心齿轮的两侧分别设有与所述齿轮啮合的第一齿条和第二齿条，所述的第一滑动座和第二滑动座分别固定在第一齿条和第二齿条上。
[0012]中心齿轮、第一齿条和第二齿条的相互配合，实现两个滑动座的相向移动，使两个图像传感器与箱体的中心距离相同，满足人眼双目视差的要求。
[0013]作为优选的，所述的箱体内设有平行布置的第一导轨和第二导轨，所述的第一齿条和第二齿条分别沿第一导轨和第二导轨滑动。
[0014]为减少第一齿条和第二齿条在移动过程中的摩擦，并保持两个齿条的滑动精度，箱体内设有两个平行布置的导轨。
[0015]作为优选的，所述的箱体上还安装有驱动所述中心齿轮的第二步进电机，且至少一条导轨上安装有感应相应齿条移动极限位置的第一传感器和第二传感器，所述的第一传感器和第二传感器均发出控制所述第二步进电机的信号。
[0016]中心齿轮也通过步进电机驱动，利于精确控制两个齿条的滑动距离，同时为保证整个装置运动过程中的安全性，设有感应齿条滑动极限位置的两个传感器，当第二步进电机收到其中任何一个传感器的信号时，停止对中心齿轮的驱动。
[0017]作为优选的，所述的箱体的中部安装有第一激光器，所述的第一托盘和第二托盘上分别安装有第二激光器和第三激光器，且三个激光器处于同一水平面上。
[0018]三个激光器，其中第一激光器安装在箱体的中部，用于瞄准待成像物体，分别转动两个托盘，控制第二激光器和第三激光器与第一激光器的照射点重合，可完成对两个图像传感器成像角度的调节。
[0019]作为优选的，所述的第一滑动座和第二滑动座上均刻有角度值，所述的第一托盘和第二托盘上设有分别沿第一图像传感器和第二图像传感器的成像轴线上的指向标识。指向标识对应的角度值，表示当前图像传感器的成像角度。
[0020]上位机利用两个图像传感器的拍摄图像，通过特征提取、图像立体匹配和三维数据还原建立三维模型，然后对含有三维模型的STL文件进行切片，然后对切片模块进行打印位图数据转换和打印区域位图排版后，输出至3D打印机进行三维打印。
[0021]本实用新型利用成像支架精确控制图像成像角度，符合人眼双目视差的特征，并通过对成像图像进行处理，完成最终的三维打印，操作简单，成像准确度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的成像支架的结构示意图。
[0023]图2为图1中的俯视图。
【具体实施方式】[0024]下面结合附图对本实用新型基于双目视差的成像支架作进一步详细描述。
[0025]如图1和图2所示，一种基于双目视差的成像支架，包括底座1，与底座I滑动配合的升降杆6，以及安装在升降杆6顶部的箱体7，箱体7的顶部设有相向滑动配合的第一滑动座2和第二滑动座3，且第一滑动座2和第二滑动座3上分别转动配合有第一托盘10和第二托盘9，两个托盘上安装有可模拟人眼双目视差成像的第一图像传感器4和第二图像传感器5，其中图像传感器一般采用相机。
[0026]底座I上还安装有驱动升降杆6的第一步进电机。箱体7的中部转动配合有水平放置的中心齿轮11，其两侧分别设有与中心齿轮11啮合的第一齿条14和第二齿条12，第一滑动座2和第二滑动座3分别固定在第一齿条14和第二齿条12上，转动的中心齿轮11带动第一齿条14和第二齿条12滑动，实现两个图像传感器的同步相向运动。
[0027]中心齿轮11由安装在箱体7内的第二步进电机驱动，箱体7内设有平行布置的第一导轨13和第二导轨15,第一齿条14和第二齿条12分别滑动在第一导轨13和第二导轨15上，且两个齿条的长度远小于导轨的长度。同时，其中一条导轨上装有感应齿条移动极限位置的第一传感器16和第二传感器17，第二步进电机接收两个传感器发出的信号停止驱动中心齿轮11。箱体7的外部还装有控制箱8，该控制箱8上设有两个步进电机的控制按钮，以及受控于两个传感器的信号灯。
[0028]箱体7的中心位置安装有第一激光器21，同时第一托盘10和第二托盘9上分别安装有第二激光器20和第三激光器19，且三个激光器处于同一水平面上。第一滑动座2和第二滑动座3上均刻有角度值18，第一托盘10和第二托盘9上设有分别沿第一图像传感器4和第二图像传感器5的成像轴线布置的指向标识，指向标识对应的角度值18，表示当前图像传感器的成像角度。
[0029]上位机利用两个图像传感器的拍摄图像，通过特征提取、图像立体匹配和三维数据还原建立三维模型，然后对含有三维模型的STL文件进行切片，然后对切片模块进行打印位图数据转换和打印区域位图排版后，输出至3D打印机进行三维打印。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施举例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，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。
【权利要求】
1.一种基于双目视差的成像支架，包括底座(I)，其特征在于，设有与所述底座(I)相向滑动配合且具有二维自由度的第一滑动座(2)和第二滑动座(3)，所述的第一滑动座(2)和第二滑动座(3)上分别转动配合有第一托盘(10)和第二托盘(9)，并设有分别安装在两个托盘上的第一图像传感器(4)和第二图像传感器(5)。
2.如权利要求1所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，设有与所述底座(I)滑动配合的升降杆(6)，底座(I)上还安装有驱动所述升降杆(6)的第一步进电机，所述升降杆(6)的顶部安装有箱体(7)，所述的第一滑动座(2)和第二滑动座(3)均滑动配合在箱体(7)的顶部。
3.如权利要求2所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，所述箱体(7)的中部转动配合有水平放置的中心齿轮(11)，所述中心齿轮(11)的两侧分别设有与所述中心齿轮(11)啮合的第一齿条(14)和第二齿条(12)，所述的第一滑动座(2)和第二滑动座(3)分别固定在第一齿条(14)和第二齿条(12)上。
4.如权利要求3所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，所述的箱体(7)内设有平行布置的第一导轨(13)和第二导轨(15)，所述的第一齿条(14)和第二齿条(12)分别沿第一导轨(13)和第二导轨(15)滑动。
5.如权利要求4所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，所述的箱体(7)上还安装有驱动所述中心齿轮(11)的第二步进电机，且至少一条导轨上安装有感应对应齿条移动极限位置的第一传感器(16)和第二传感器(17)，所述的第一传感器(16)和第二传感器(17)均发出控制所述第二步进电机的信号。
6.如权利要求5所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，所述箱体(7)的中部安装有第一激光器(21)，所述的第一托盘(10)和第二托盘(9)上分别安装有第二激光器(20)和第三激光器(19)，且三个激光器处于同一水平面上。
7.如权利要求1所述的基于双目视差的成像支架，其特征在于，所述的第一滑动座(2)和第二滑动座(3)均刻有角度值(18)，所述的第一托盘(10)和第二托盘(9)上分别设有沿第一图像传感器(4)和第二图像传感器(5)的成像轴线布置的指向标识。
【文档编号】G06T7/00GK203480552SQ201320403724
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】张学民, 栾新, 楼银松, 谢平 申请人:杭州安致文化创意有限公司