一种用于三维重建的多功能图像采集设备

1.本实用新型涉及三维图像采集领域，特别是一种用于三维重建的多功能图像采集设备。


背景技术：

2.三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，一般通过摄像机来对物体进行图象获取，然后通过计算机进行重建处理。
3.现有的用于三维重建的图像采集设备，容易受到光照条件以及角度的影响，导致摄像机获取二维图像不理想，不利于三维重建的进行。另外，现有图像采集设备都是针对某一类采集目标进行专门的设计，那么就导致一个图像采集设备无法很好的适用于其他不同种类的采集目标，造成了目前图像采集设备集成度不高，功能单一，结构不能灵活调整，不能适用于多种采集目标，不够稳定等问题。
4.因此，如今需要一种全新的用于三维重建的多功能图像采集设备，使其结构高度集成，多功能，能适用于多种类采集目标，结构灵活可调整，方便携带，同时能够有效的采集目标图像。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中集成度不够高、功能单一，设备结构不灵活的问题，提供一种用于三维重建的多功能图像采集设备。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种用于三维重建的多功能图像采集设备，包括正面图像采集单元、顶部图像采集单元、侧面图像采集单元、主控支柱、可伸缩支柱、控制模块、电源接口、底座，若干伸缩杆与部件等。
8.所述底座与主控支柱连接在一起，底座材料为金属，略沉，起到稳定整个设备的目的；所述主控支柱上安装有控制模块、电源接口；所述控制模块内设置有整个图像采集设备的总开关、三个图像采集设备的独立开关以及数据端口；所述控制模块与所述正面图像采集单元、所述顶部图像采集单元、以及所述侧面图像采集单元电连接，所述控制模块内设置的数据端口用于与外部处理设备相连接；所述电源接口可以连接外部电源为整个图像采集设备充电。
9.所述主控支柱的内部设有可由用户自由控制高度的可伸缩支柱。
10.所述可伸缩支柱通过可松紧部件与主控支柱连接，通过可松紧部件控制可伸缩支柱的伸缩与固定。
11.所述可伸缩支柱的最上方安装有正面图像采集单元，用来采集目标的正面或背面的图像，所述可伸缩支柱的总长度大于主控支柱的长度，可以保证在可伸缩支柱调节至最低时，正面图像采集单元完全不会被主控支柱遮挡。可以通过调节可伸缩支柱灵活控制正
面图像采集单元的高度。
12.所述顶部图像采集单元通过若干固定部件与伸缩杆安装在所述可伸缩支柱的顶部，用来采集目标的顶部图像；可以通过调节伸缩杆灵活控制顶部图像采集单元的高度。
13.所述侧面图像采集单元通过若干灵活部件与伸缩杆安装在所述可伸缩支柱的侧面，用来采集目标的左右两侧的图像。所述灵活部件与所述伸缩杆连接在一起，通过所述灵活部件可以使伸缩杆自由调整方向，进而改变所述顶部图像采集单元的方向、高度，但也使得图像采集角度的拍摄视角不能直面采集目标。因此，所述顶部图像采集单元通过其紧密连接的灵活部件，可以自由控制顶部图像采集单元的角度，使得顶部图像采集单元可以始终直面采集目标，能够精确的获取目标图像。
14.所述伸缩杆均通过可松紧部件控制伸缩与固定，当部件松开时，伸缩杆为可调节状态，当部件拧紧时，伸缩杆为固定不可调节状态，提高了设备的灵活性与稳定性。
15.所述主控支柱、所述可伸缩支柱、所述伸缩杆均为空心管，本实用新型利用中空的主控支柱、可伸缩支柱、伸缩杆来放置采集单元的数据线缆，并将数据线缆与底壳内部的工控系统对应接口连接，避免了线缆的外露，实现了线缆隐藏式保护设计。
16.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
17.（1）通过设置不同的伸缩杆、可伸缩支柱以及若干灵活部件与三个图像采集单元相连接，三个图像采集单元均可以独立、灵活的通过控制伸缩杆或伸缩支柱来调节高度、与采集目标的距离、角度，解决了现有图像采集设备适用性不强、结构不灵活、功能单一、集成度不高等问题；
18.（2）通过设置正面图像采集单元、顶部图像采集单元、侧面图像采集单元可以独立控制开关，使得在设备使用中存在使用单视图拍摄时，其他没有被用到的图像采集单元均可以在不影响工作中的图像采集单元的情况下被关闭，减少了不必要的损耗，提高了设备的使用寿命。
附图说明
19.图1为本实用新型提出的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型提出的侧面图像采集单元结构示意图；
21.附图中的标记为：1：正面图像采集单元，2：顶部图像采集单元，3：侧面图像采集单元，4：主控支柱，5：可伸缩支柱，6：控制模块，7：底盘，8、9：可转动部件，10、11：固定部件，12~15：伸缩杆，16~23：可松紧部件，24：电源接口，25、26：灵活部件。
具体实施方式
22.本实用新型提供一种用于三维重建的多功能图像采集设备，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.本实施例提供了一种用于三维重建的多功能图像采集设备，如图1、图2所示，其包括正面图像采集单元1、顶部图像采集单元2、侧面图像采集单元3、主控支柱4、可伸缩支柱5、控制模块6、底座7、可转动部件8~9、固定部件10~11、伸缩杆12~15、可松紧部件16~23、电源接口24、灵活部件25、26。
25.如图1所示，所述底座7与主控支柱4连接在一起，底座材料为金属，略沉，起到稳定整个设备的目的；所述主控支柱上安装有控制模块6、电源接口24；所述控制模块内设置有整个图像采集设备的总开关、三个图像采集设备的独立开关以及数据端口；所述控制模块6与所述正面图像采集单元1、所述顶部图像采集单元2、以及所述侧面图像采集单元3电连接，所述控制模块内设置的所述数据端口用于与外部处理设备相连接；所述电源接口4可以连接电源为整个图像采集设备充电。
26.所述主控支柱4的内部设有可由用户自由控制高度的可伸缩支柱5。所述可伸缩支柱5通过可松紧部件与主控支柱连接，通过可松紧部件控制可伸缩支柱的伸缩与固定。
27.所述可伸缩支柱5的最上方安装有正面图像采集单元1，用来采集目标的正面或背面的图像，所述可伸缩支柱的总长度大于主控支柱的长度，可以保证在可伸缩支柱调节至最低时，正面图像采集单元1完全不会被主控支柱遮挡。当采集多种高低不同的目标时，可以通过调节可伸缩支柱5灵活控制正面图像采集单元1的高度，使图像采集单元拍摄到更精确的图像。
28.所述顶部图像采集单元2通过固定部件10、11与伸缩杆12、15安装在所述可伸缩支柱5的顶部。如图1所示，可伸缩支柱5的顶部通过固定部件10连接着伸缩杆12，所述伸缩杆12通过固定部件11与伸缩杆15连接在一起，所述伸缩杆15上安装有顶部图像采集单元2，顶部图像采集单元面向底部，可以采集物体的顶部视图。所述伸缩杆12、15均可以通过可松紧部件16~19调节伸缩杆的固定与伸缩。通过所述伸缩杆12可以调节顶部图像采集单元2距离采集目标的高度，通过调节伸缩杆15可以使顶部图像采集单元2始终对准采集目标的中心位置，可以获得更准确的图像，有利于物体的三维重建。
29.如图2所示，所述侧面图像采集单元3通过若干部件与伸缩杆13、14安装在所述可伸缩支柱5的侧面，用来采集目标的左右两侧的图像。可伸缩支柱5通过所述灵活部件26与所述伸缩杆13连接在一起，通过所述灵活部件26可以使伸缩杆13自由调整方向。所述伸缩杆13通过可转动部件9与伸缩杆14连接起来，通过所述可转动部件9，伸缩杆14可以围绕伸缩杆13转动，进而改变伸缩杆14的方向、高度。侧面图像采集单元3通过可转动部件8、灵活部件25安装在所述伸缩杆14上，可转动部件8可以围绕伸缩杆14转动，进而带动侧面图像采集单元3 转动，侧面图像采集单元3通过灵活部件25可以自由转动，进而改变所述顶部图像采集单元3的方向、角度。使得当伸缩杆13、14转动，带着侧面图像采集单元改变方向时，侧面图像采集单元3可以始终面向采集目标，获得精确的图像。
30.所述伸缩杆13、14均通过可松紧部件控制伸缩与固定，当部件松开时，伸缩杆为可调节状态，当部件拧紧时，伸缩杆固定，不可调节，提高了设备的灵活性与稳定性。
31.所述主控支柱4、所述可伸缩支柱5、所述若干伸缩杆均为空心管，本实用新型利用中空的主控支柱、可伸缩支柱、伸缩杆来放置采集单元的数据线缆，并将数据线缆与底壳内部的工控系统对应接口连接，避免了线缆的外露，实现了线缆隐藏式保护设计。
32.本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，首先连接电源接口24，打开控制模块
6的总开关，根据采集目标的采集图像需求，可以通过每个采集单元的独立开关，选择性关闭用不到的图像采集单元；然后根据采集目标的大小、高度调节可伸缩支柱5，使正面图像采集单元1面向采集目标中心位置，进而调节伸缩杆12、15使得顶部图像采集单元2面向物体中心点；通过转动、调节伸缩杆13、14调节侧面图像采集单元与采集目标的距离；通过可转动部件8、灵活部件25，使侧面图像采集单元始终正对采集目标进行拍摄。最后，通过数据端口导出采集到的图像。
33.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。