基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法及装置与流程

本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法及装置。

背景技术：

作为点和其它信息集合的数据，三维模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。现在，三维模型已经用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域；在最近几十年，地球科学领域开始构建三维地质模型。

目前针对物体的建模方法，大体上有三种：第一种方式利用三维软件建模。在市场上可以看到许多优秀建模软件，比较知名的有3DMAX，Maya，UG以及AutoCAD等等。它们的共同特点是利用一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的几何场景，但对于形状结构复杂的物体，难以准确恢复出物体的三维模型；第二种方式通过仪器设备测量建模。通过专业的三维扫描仪，获取被测物体表面采样点的空间三维坐标，测量精度较高，但其缺点是价格昂贵，需要专业的技术人员进行操作；第三种方式利用图像或者视频来建模。由于图像本身包含着丰富的场景信息，通过对系列图像的处理，可从二维图像中准确恢复出场景的三维形状，并进行逼真的纹理映射。与传统利用软件建模或者三维扫描仪建模的方法相比，基于图像建模的方法成本低廉，真实感强，自动化程度高，因而具有广泛的应用前景。

现有基于图像三维重建方法，是通过不同图像对应的同名特征点，利用最小二乘优化算法，反推出相应的基础矩阵和本质矩阵，进而得到相应的内外参数。2004年，Lowe提出了基于SIFT特征的图像特征点匹配算法，其全称是Scale Invariant Feature Transform，即尺度不变特征变换，简称SIFT。SIFT算法是一种提取局部特征的算法，其原理是在尺度空间寻找极值点，提取位置、尺度、旋转不变量，生成关键点特征描述符，然后根据这些不变量特征进行匹配。但是该方法的稳定性极大的依赖于图像表面的纹理特征，当物体表面呈现出弱纹理时，会导致该方法失效，不能有效对物体进行三维建模。另外三维重建的完整性又依赖于拍摄图像对物体的覆盖程度以及图像间的拍摄内容的重叠率。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题提供一种能够对弱纹理物体进行三维建模的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法及装置。

为实现本发明目的提供的一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法，用于通过相机阵列对放置在转台上的物品进行三维建模，所述方法包括：

获取机阵列中各相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵；

控制所述转台围绕转动中心转动多个角度，并在每一转动角度获取所述相机的转动投影矩阵和所述物品的转动拍摄图片；

根据所述转动投影矩阵和所述转动拍摄图片利用SIFT特征进行三维建模，得到所述物品的三维模型；且

所述相机阵列中包含两个以上相机。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，所述方法还包括：

根据建模所得三维点云和所述转动拍摄图片之间的纹理图像对应关系，对所述物品的三维模型进行处理，得到所述物品的真彩三维模型。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，任意两个相邻的转动角度之间的夹角相等。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，在所述转台远离所述相机阵列的一侧设置纯色拍摄背景板。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，所述相机阵列中相机的数量大于等于2个。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，通过在转台上设置至少一个随转台一起转动的标定棋盘，获取相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵，包括以下步骤：

控制转台转动，相机阵列中每个相机从两个以上方位分别获取所述标定棋盘的拍摄图片；

根据所述拍摄图片确定各相机与所述标定棋盘之间的位置关系及相机之间的位置关系；

通过两个以上所述拍摄图片及所述标定棋盘确定的三维世界坐标系，确定所述转台的转动中心；

通过相机与所述标定棋盘之间的位置关系、相机之间的位置关系及所述转台的转动中心确定相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵。

在其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法中，在转台上设置两个标定棋盘，一个水平标定棋盘和一个竖直标定棋盘，所述水平标定棋盘与所述转台之间的夹角小于90度，且所述水平标定棋盘能够至少被一个相机拍摄到，所述竖直标定棋盘能够被相机阵列中的所有相机拍摄到；且

所述水平标定棋盘与所述转台台面相贴合；所述竖直标定棋盘与所述转台台面成90度角；从8个不同的方位获取所述标定棋盘的拍摄图片。

基于同一发明构思，还提供一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置，用于通过相机阵列对放置在转台上的物品进行三维建模，所述装置包括：

初始矩阵获取模块，用于获取相机阵列中各相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵；

转动控制模块，用于控制所述转台围绕转动中心转动多个角度，并在每一转动角度获取所述相机的转动投影矩阵和所述物品的转动拍摄图片；

三维建模模块，用于根据所述转动投影矩阵和所述转动拍摄图片利用SIFT特征进行三维建模，得到所述物品的三维模型；

所述相机阵列中包含两个以上相机。

其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置，还包括纹理处理模块，用于根据建模所得三维点云和所述转动拍摄图片之间的纹理图像对应关系，对所述物品的三维模型进行处理，得到所述物品的真彩三维模型。

其中一个实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置，在进行三维建模时，在转台上设置至少一个随转台一起转动的标定棋盘，用于建立初始投影矩阵，所述初始矩阵获取模块包括：

图片拍摄控制子模块，用于控制相机阵列中各相机从两个以上方位分别获取所述标定棋盘的拍摄图片；

位置关系确定子模块，用于根据所述拍摄图片确定各相机与所述标定棋盘之间的位置关系及相机之间的位置关系；

转动中心确定子模块，用于通过两个以上所述拍摄图片及所述标定棋盘确定的三维世界坐标系，确定所述转台的转动中心；

位置标定子模块，用于通过相机与所述标定棋盘之间的位置关系、所述相机之间的位置关系及所述转台的转动中心确定所述相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵。

本发明的有益效果包括：本发明提供的一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法，通过借助于精密的转台转角信息，实现了目标物体的自动、准确三维重建。其弱化了图像纹理的要求，而且避免了传统基于图像三维重建过程中利用图像特征估算相机内外参数的不稳定性，而且能同时利用多个相机采集多个不同角度(和不同光照)下建模目标的图片，提取真实尺度，(具有速度快、针对性强、成本低、精度高、拼接积累误差小的特点。

附图说明

图1为本发明一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法一具体实施例的流程图；

图2为基于转台的建模系统结合标定棋盘进行标定的系统结构图；

图3为本发明一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法另一具体实施例的流程图；

图4为基于转台的建模系统对物体进行建模的系统结构图；

图5为结合转台进行转动矩阵确定的示意图；

图6为本发明一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置一具体实施例的系统结构图；

图7为本发明一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置另一具体实施例的系统结构图；

图8为本发明一种基于转台的自动化数据采集与三维建模的装置中初始矩阵获取模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法及装置的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的方法通过相机阵列对放置在电动转台上的物品进行三维建模。通过上位机(计算机)控制电动转台并对相机拍照进行控制。并对相机阵列中所有相机拍摄的照片进行处理，构建转台上的物品的三维模型。

一具体实施例的基于转台的自动化数据采集与三维建模的方法，如图1所示，方法包括以下步骤：

S100，获取相机阵列中各相机相对转台的转动中心的初始投影矩阵。

本步骤是进行后续相机拍摄图片处理，并进行三维建模的必须步骤。确定相机和转台之间的位姿关系。但是对于相机阵列中相机和转台之间的位姿关系。在相机阵列与转台不发生位置关系变动时，相机阵列和转台系统只需要进行一次标定。并将标定结果存储到上位机中，在进行物体的三维建模时，只需读取已经存储的相机阵列中各相机与转台的转动中心的初始投影矩阵即可。且一般相机阵列中会包含两个以上相机，也即相机阵列中相机的数量会大于等于2个。

当然，如果每次进行物体三维建模需要对相机阵列系统位置等进行调整，则最好是每次都对相机与转台进行标定，确定相机对转台的转动中心的初始投影矩阵。如为了更准确的对物体进行三维建模，可将所要进行三维建模的物体放置到转台上，并调整相机阵列相对转台的距离及各相机焦距，保证所进行三维建模的物品能在相机阵列的各相机中清晰完整成像。

对于初始投影矩阵的确定，在转台上设置至少一个随转台一起转动的标定棋盘，并通过以下步骤进行：

S110，控制转台转动，相机阵列中每个相机从两个以上方位分别获取标定棋盘的拍摄图片。本实施例的方法中，为通过标定棋盘确定相机与转台之间的位姿关系，需要从多个角度拍摄多张标定棋盘的拍摄图片。其中对电动转台的控制可与对相机的控制同步进行，也可单独对电动转台进行转动控制。而对于电动转台的转动角度可以进行记录，用于在根据拍摄图片中的标定棋盘进行相机与棋盘及相机与电动转台之间的位置关系进行标定时，起辅助的作用。但是也可以不对电动转台的转动角度进行记录，只根据拍摄的多个角度的拍摄图片进行相机与电动转台之间的位置关系进行标定。

另外还需要说明的是，为了根据拍摄图片中的标定棋盘确定相机与电动转台之间的位置关系，本实施例中至少设置一个不与电动转台的台面垂直的标定棋盘。而且也可以只设置一个能够被所有相机拍摄到的标定棋盘，而且该标定棋盘不与电动转台的台面垂直。在后续位姿标定过程中只根据拍摄图片中该标定棋盘的位置确定多个相机之间的位置关系及相机与电动转台之间的关系。而在其他实施例中，也可以设置两个以上标定棋盘，其中至少一个能够被相机阵列中的所有相机拍摄到，用于确定相机之间的位置关系。且至少一个不垂直于电动转台台面的标定棋盘能够被相机阵列中的一个相机拍摄到，用于确定该相机与电动转台之间的位置关系。

而具体要拍摄的拍摄图片的数量及拍摄的方位，可根据需要进行设置，为了达到更精确的转台及相机的标定，可进行尽量多方位的图片拍摄，如可以进行8方位或者更多方位的拍摄图片。当然，也可以只进行两个方位图片的拍摄。

S120，根据拍摄图片确定各相机与标定棋盘之间的位置关系及相机之间的位置关系。

结合前面的描述，本步骤中，如果标定棋盘只有一个，则根据从多个方位拍摄的拍摄图片，确定相机与标定棋盘之间的位置关系，并根据每台相机与该标定棋盘之间的位置关系确定多个相机之间的位置关系。

而标定棋盘不为一时，可选择其中一个相机作为初始位置相机，确定该相机与某一个标定棋盘之间的位置关系。而进一步可结合另一标定棋盘确定其他相机与前述相机之间的位置关系。后续可为确定的这些位置关系进行进一步分析，最终标定各相机与电动转台之间的位姿关系。

S130，通过两个以上拍摄图片及标定棋盘确定的三维世界坐标系，确定转台的转动中心。

本步骤中，所确定的转台的转动中心是基于标定棋盘的三维世界坐标系的，其中，当在电动转台上只设置一个标定棋盘时，该转动中心基于该唯一的标定棋盘确定，而当电动转台上设置两个以上标定棋盘时，本步骤中基于的标定棋盘为步骤S200中选定的初始位置相机所对应的相机与标定棋盘位置关系中的标定棋盘。而且本步骤最终确定的转台的转动中心为基于世界坐标系的转动中心。

S140，通过相机与标定棋盘之间的位置关系、相机之间的位置关系及转台的转动中心确定相机与转台之间的位姿关系。

结合标定棋盘最终确定了转台中心，由此也能确定转台中心与标定棋盘确定的三维世界坐标系的位置关系，再结合相机与标定棋盘之间的位置关系，能够最终确定相机与转台的转动中心之间的位置关系，即确定了相机与转台之间的位姿关系。再进一步的，因为通过拍摄图片确定了相机阵列中各相机之间的位置关系，从而可以确定各相机与转台之间的位置关系。实现过程简单，需要的硬件设备成本低，且安装简便。而且通过多方位图片拍摄辅助计算机高精度图像处理，能够实现高精度相机与电动转台位姿关系标定。

在其中一个实施例中，如图2所示，在转台200上设置两个标定棋盘，一个水平标定棋盘002和一个竖直标定棋盘001。水平标定棋盘002与转台之间的夹角小于90度，最好是贴近0度。在时间安装过程中，可使水平标定棋盘002与电动转台的台面相贴合。而且水平标定棋盘能够被至少一个相机拍摄到，用于确定该初始位置相机与水平标定棋盘之间的位置关系。竖直标定棋盘3-1能够被相机阵列中的所有相机拍摄到，用于确定各相机之间的位置关系，尤其是确定相机阵列中其他相机与所述初始位置相机之间的位置关系。

且在一具体实例中，设置用于标定各相机之间位置关系的竖直标定棋盘001与电动转台的台面相垂直，即竖直标定棋盘001与转台台面成90度角。该设置能够大大降低后续图像处理的难度，便于通过图片确定相机之间的位置关系，提高图像处理即位置关系确定效率。

在设置标定棋盘时，调整相机的光心方向以正对旋转棋盘。适当调节相机相应的焦距，使转台能在各相机下均能清晰成像，并尽量充分的覆盖整个图像平面。将立体标定板(标定棋盘)放置在转台上，将棋盘平面方向尽量朝向阵列相机所在方向，手动调整其相应的位置，保证相机3-1能同时清晰看到水平标定棋盘面和竖直标定棋盘面，且相机3-1相对水平标定棋盘视角倾斜不能太大，以保证后续棋盘角点的准确识别和提取。同时要保证相机阵列中的其他相机能清晰看到竖直标定棋盘面。然后利用转台的旋转和相机的抓拍功能，在转台每转动一定角度时，两相机进行同步抓拍标定图像。

更具体的，作为一种可实施方式，在进行图片拍摄时，控制转台转动，分别从转台的8个不同角度同步抓拍获取拍摄图像，并保证获取的所有8幅图像中，相机3-1均能清晰看到水平和竖直标定棋盘角点，其他相机能清晰看到竖直标定棋盘角点。从而能标定相机阵列中所有相机与转台之间的位姿关系，确定相机相对转台的转动中心的初始投影矩阵

获取到相机的初始投影矩阵后，则将需要建模的物体放到电动转台的台面上，使物体随转台一起转动，并继续执行步骤S200。

S200，控制转台围绕转动中心转动多个角度，并在每一转动角度获取相机的转动投影矩阵和物品的转动拍摄图片。

进行物体建模时，控制转台转动，每转动一个角度都控制相机进行拍照，获取该角度上的转动投影矩阵以及该角度上物品的转动拍摄图片。而且，为了进行物品的精确三维建模，最好从3个以上转动角度获取相应的转动投影矩阵及转动拍摄图片。且所拍摄的转动拍摄图片应该能够覆盖所建模物品的各方向。

具体的拍摄角度的数量可以根据需求及上位机(计算机)的处理效率决定。较佳的，可进行8个转动角度的转动拍摄图片，并进行相应的转动投影矩阵确定。

具体的，在对转台进行转动控制时对每个转动角度进行记录，结合初始投影矩阵及转动的角度进行转动投影矩阵的计算，并控制相机获取该角度下的转动拍摄图片。

S300，根据转动投影矩阵和转动拍摄图片利用SIFT特征进行三维建模，得到物品的三维模型。

在各个角度获取所要建模的物品的转动拍摄图片后，根据所有拍摄的图片及对应图片的转动投影矩阵对物品进行三维建模。

本实施例的基于转台的三维建模的方法，结合精确的转台转动角度确定该角度下相机相对转台旋转中心的转动投影矩阵，并针对各角度物品图片进行三维建模，由于精确转动角度的利用，减低了SIFT特征提取对物品纹理特征的依赖。能够采用该方法对弱纹理特性的物品进行有效三维建模。

如图3所示，在另一实施例的基于转台的三维建模的方法，除包含前述步骤S100～S300外，还包括以下步骤。

S400，根据建模所得三维点云和转动拍摄图片之间的纹理图像对应关系，对物品的三维模型进行处理，得到物品的真彩三维模型。

在不同转角位置下获取相机的转动投影矩阵后，结合该位置下得到的投影拍摄图片，即可利用SIFT特征检测找到匹配点，实现类SFM的三维重建，并进行准确的纹理映射，最终生成真彩的三维模型。

在一具体实例中，为了三维建模效果更好，如图4所示，相机阵列中包含3台相机，分别为3-1，3-2和3-3，并在转台200远离相机阵列的一侧设置纯色的拍摄背景板400。并且在进行转台200的转动控制时，转台200围绕转动中心在转动圆周360度范围内以一固定角度为步长进行转动，即任意两个相邻的转动角度之间的夹角相等，从而便于后续转动投影矩阵的计算。

进行初始投影矩阵及转动投影矩阵计算时，在转台台面上设置一个竖直标定棋盘和一个水平标定棋盘，过程如图5所示，通过上述三相机(相机3-1，相机3-2和相机3-3)获取的棋盘垂直标定图像，运用张正友的平面棋盘标定方法，同时标定出三相机的内参数K_3-1，K_3-2，K_3-3，以及上相机3-1相对中相机3-2和下相机3-3间的相互位姿关系[R₁₂ T₁₂]，[R₁₃T₁₃]。

利用上相机3-1对水平棋盘平面的可视性，标定出水平棋盘和上相机3-1间的位置关系，然后通过水平棋盘随转台的旋转，得到棋盘精密转台旋转的旋转中心O_c。并最终得到上相机3-1相对转台中心的投影矩阵[R₁' T₁']。然后利用三相机彼此间的位置关系[R₁₂T₁₂]，[R₁₃ T₁₃]，进而可以得到中相机3-2和下相机3-3相对转台中心的变换关系[R₂' T₂']和[R₃' T₃']。

由已知的内参数和外参数，可以得到该位置下三相机对转台中心世界坐标系的初始投影矩阵分别为是：相机3-1投影矩阵：P_3-1⁰＝K_3-1[R₁' T₁']；相机3-2投影矩阵P_3-2⁰＝K_3-2[R₂' T₂']；相机3-3投影矩阵P_3-3⁰＝K_3-3[R₃' T₃']。

当精密转台绕其中心坐标系W_c的Z轴以每隔θ角度旋转时，从相对运动的角度，可以认为是相机绕转台转轴为中心进行转动，由转角θ得到旋转变换矩阵为

在转台以转角θ为步长进行360°旋转时，可以得到一系列不同转角位置θ,2θ,…,nθ，n为转动角度的数量。进而可以得到所有位置下对应的旋转变换矩阵R_2θ＝R_θ·R_θ，R_3θ＝R_θ·R_θ·R_θ，

在相机绕转台中心做旋转时，可由上述旋转矩阵，得到相机不同转角下对应的投影矩阵。如上相机3-1的一系列投影矩阵为：P_3-1⁰＝K_3-1[R₁' T₁']，P_3-1¹＝K_3-1[R₁'·R_θ T₁']，P_3-1²＝K_3-1[R₁'·R_2θ T₁']，…，P_3-1ⁿ＝K_3-1[R₁'·R_nθ T₁']。

同理可以得到不同位置中相机3-2的系列投影矩阵P_3-2¹＝K_3-2[R₂'·R_θ T₂']，P_3-2²＝K_3-2[R₂'·R_2θ T₂']…P_3-2ⁿ＝K_3-3[R₂'·R_nθ T₂']；以及下相机3-3的系列投影矩阵P_3-3⁰＝K_3-3[R₃' T₃']，P_3-3¹＝K_3-3[R₃'·R_θ T₃']，P_3-3²＝K_3-3[R₃'·R_2θ T₃']…P_3-3ⁿ＝K_3-3[R₃'·R_nθ T₃']。

在每个转动角度都控制相机对物体进行拍照。作为一种可实施方式，控制相机阵列中的每台相机各对所建模物体拍摄50幅转动拍摄图片。

后续根据各相机在不同转动角度的转动投影矩阵及对应的转动拍摄图片进行物体的三维建模。

另外需要说明的是，在转台的初始位置，也可以进行物体的图片拍摄，并作为转动拍摄图片之一。

基于同一发明构思，还提供一种基于转台的三维建模的装置，由于此装置解决问题的原理与前述一种基于转台的三维建模的方法相似，因此，该装置的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。

该装置用于通过相机阵列对放置在转台上的物品进行三维建模，如图6所示，其中一个实施例的基于转台的三维建模的装置包括：初始矩阵获取模块100、转动控制模块200及三维建模模块300。其中，所述初始矩阵获取模块100，用于获取相机阵列中各相机相对转台的转动中心的初始投影矩阵；所述转动控制模块200，用于控制转台围绕转动中心转动多个角度，并在每一转动角度获取相机的转动投影矩阵和物品的转动拍摄图片；所述三维建模模块300，用于根据转动投影矩阵和转动拍摄图片利用SIFT特征进行三维建模，得到物品的三维模型。且进行三维建模时所使用系统的相机阵列中包含两个以上的相机。

且较佳的，在相机阵列中设置3个相机。

该装置通过借助于精密的转台转角信息，实现了目标物体的自动、准确三维重建。其弱化了图像纹理的要求，而且避免了传统基于图像三维重建过程中利用图像特征估算相机内外参数的不稳定性，而且能同时利用三相机收集多个不同角度下建模目标的图片，提取真实尺度，具有速度快、针对性强、成本低、精度高、拼接积累误差小的特点。

如图7所示，其中一个实施例的基于转台的三维建模的装置，除包含前面实施例所述的初始矩阵获取模块100、转动控制模块200及三维建模模块300外，还包括纹理处理模块400，用于根据建模所得三维点云和转动拍摄图片之间的纹理图像对应关系，对物品的三维模型进行处理，得到物品的真彩三维模型。自动进行表面纹理色彩特征的映射。

在其中一个实施例中，在进行三维建模时，在转台上设置至少一个随转台一起转动的标定棋盘，用于建立初始投影矩阵，具体的，如图8所示，初始矩阵获取模块100包括图片拍摄控制子模块110、位置关系确定子模块120、转动中心确定子模块130及位置标定子模块140。其中，所述图片拍摄控制子模块110，用于控制相机从两个以上方位分别获取标定棋盘的拍摄图片；所述位置关系确定子模块120，用于根据拍摄图片确定相机与标定棋盘之间的位置关系及相机之间的位置关系；所述转动中心确定子模块130，用于通过两个以上拍摄图片及标定棋盘的三维世界坐标系，确定转台的转动中心；所述位置标定子模块140，用于通过相机与标定棋盘之间的位置关系、相机之间的位置关系及转台的转动中心确定相机相对所述转台的转动中心的初始投影矩阵。

这种相机与转台的位置关系标定方法采用最低的硬件成本实现对相机—转台之间的精确标定。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。