本实用新型专利技术涉及一种便携式自适应图像三维重建仪，该三维重建仪主要由机械臂结构、光源后聚焦传动结构、光源结构、镜头前聚焦传动结构、相机和底座组成；机械臂结构连接在底座上，光源后聚焦传动结构通过后固定基座固定连接在底座上；光源结构固定连接在光源滑动座上；镜头前聚焦传动结构通过前固定基座固定连接在底座上；相机固定安装在机械臂结构的相机安装机构上。采用本实用新型专利技术的技术方案，在狭小的空间，在紧凑的装置器具上，特别是配置在机械臂结构上的相机，结合机械臂结构的伸缩机构、旋转机构，可以实现相机和光源前后、上下、左右、旋转、远近距离全方位调节，拍摄的目的，在小范围内便可实现360度全方位适应调节的效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种便携式自适应图像三维重建仪，该三维重建仪主要由机械臂结构、光源后聚焦传动结构、光源结构、镜头前聚焦传动结构、相机和底座组成；机械臂结构连接在底座上，光源后聚焦传动结构通过后固定基座固定连接在底座上；光源结构固定连接在光源滑动座上；镜头前聚焦传动结构通过前固定基座固定连接在底座上；相机固定安装在机械臂结构的相机安装机构上。采用本技术的技术方案，在狭小的空间，在紧凑的装置器具上，特别是配置在机械臂结构上的相机，结合机械臂结构的伸缩机构、旋转机构，可以实现相机和光源前后、上下、左右、旋转、远近距离全方位调节，拍摄的目的，在小范围内便可实现360度全方位适应调节的效果。【专利说明】一种便携式自适应图像三维重建仪
本技术涉及光学成像领域，特别涉及一种便携式自适应图像三维重建仪。
技术介绍
三维重建技术是目前全球范围最具吸引力的课题之一，世界各国投巨资在追求和提高更加逼真的重建效果、更加高的重建精度、更加快速的重建速度。 所谓全息三维重建技术是基于计算机立体视觉和计算机图形学及光学成像原理，获取三维空间物体图像，数字化测量及还原重建的方法和装置。 常规的方法是通过至少两台严格精确定位的图像传感器对同一物体进行成像获得相对应的两幅图像传送给计算机，根据光学成像原理计算确定空间物体上任一定标点的三维坐标几何参数，由计算机建立数字模型，继而还原重建原物体。 为了获取高保真的被摄物还原体，现有技术要求两台相机精确定位，保持两台相机静止不动，精确标定两者的距离、相对的X、Y、Z方向角度，但是两台相机大量的零部件加工、组装、装配及拍摄等等因素，不可能没有误差，经过数十年的努力，距离以及角度标定的精度由毫米缩小至微米，至数十丝，几近机械概念上的极限值，已难再有突破。相机间相互的丝毫误差，导致测量、计算出的物体还原数据误差被很大倍数放大，重建物体难以避免变形、失真。 因此，本领域在努力寻找探索更好的还原重建手段和方法。 专利申请号201210280413.0《一种拍摄三维还原重建方法》和专利申请号201210281322.9《一种数码相机移动拍摄三维重建方法》，提出了一种外部标定的方法，即一台数码相机和一台设置在数码相机侧部的光干涉源，根据被摄物或被摄物欲重建部位的大小和距离，以及还原的精度，选择数码相机的数码后背(CCD)密度和数码相机镜头焦距，配置数码相机和光干涉源相互的间距和夹角，达到数码相机和光干涉源拍摄图像存在共面，达到被还原对象部位成像面积最大程度占有数码相机的数码后背(CCD)。在相关的拍摄程序中需要图像获取仪和光干涉源在一个拍摄架上无论上下左右能灵活机动地作各种距离和角度的调整。尤其，比如在拍摄还原敦煌石窟中的佛像彩塑时，洞窟体积有限，拍摄空间狭小，数码相机和光干涉源离开拍摄对象的距离很近，因此数码相机和光干涉源必须具有很大的角度调整范围。为了完整还原彩塑，许多场合数码相机和光干涉源还需要伸入彩塑的腋下、臂后、后侧面等处去拍摄，此时需要数码相机和光干涉源在狭小的空间有很长的前后伸缩距离，且伸入到狭小、背部空间人员无法直接手工调整拍摄角度时能够实现远距离的电控或遥控等等。对数码相机和光干涉源安装，配置、调整的特殊要求是现有技术没有提供，无法实现的，为了更好地实现特殊对象的三维重建，迫切需要提供一种全方位，灵便机动的图像获取仪和光干涉源的一种三维重建仪。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于三维还原重建中拍摄还原对象的便携式自适应图像三维重建仪，该三维重建仪采用简单可靠的结构使得相机和光源特别是能够在狭小的空间场合全方位灵巧转动，进行不同角度拍照。 技术方案 一种便携式自适应图像三维重建仪，主要由机械臂结构、光源后聚焦传动结构、光源结构、镜头前聚焦传动结构、相机和底座组成； 机械臂结构通过第一旋转轴连接在底座上，底座上设有机械臂旋转手柄、机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构，所述机械臂旋转手柄依次通过机械臂减速齿轮组、机械臂涡轮蜗杆结构连接第一旋转轴；所述机械臂结构主要由机械臂、机械臂锁紧机构、机械臂伸缩机构、相机安装机构和相机安装锁紧机构组成； 机械臂包括内管和外管，内管的一端与第一旋转轴连接，另一端套接在外管一端，所述外管的另一端连接所述相机安装机构和相机安装锁紧机构； 机械臂锁紧机构主要由机械臂锁紧抱块、锁紧手柄和机械臂锁紧盘组成；机械臂锁紧盘为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述底座上，其圆心正对第一旋转轴轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块固定在所述内管上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄连接； 机械臂伸缩机构主要由安装在所述内管上的斜齿条、安装在所述外管内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄组成；内管从外管头部插入使斜齿条和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮； 相机安装机构为一 “L”型支撑板，其通过第二旋转轴连接在所述外管上；所述外管上设有相机安装旋转手柄、相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构，所述相机安装旋转手柄依次通过相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴； 相机安装锁紧机构设置在所述外管和相机安装机构之间，主要由相机安装锁紧手柄和相机安装锁紧盘组成；相机安装锁紧盘为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管上，其圆心正对第二旋转轴轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述相机安装锁紧手柄穿过上述圆弧槽与所述相机安装机构连接； 光源后聚焦传动结构包括后固定基座、梯形螺杆、与梯形螺杆外周螺接传动的导螺母、与导螺母固定连接且藉由导螺母的推动可沿梯形螺杆轴向移动的光源滑动座；光源后聚焦传动结构通过后固定基座固定连接在底座上； 所述梯形螺杆在左侧的末端处通过第一径向轴承可旋转地支撑在所述后固定基座上，在右侧的末端处通过一联轴器与一电机相连接，在上述两者之间靠近右侧末端处通过第二径向轴承可旋转地支撑在所述后固定基座上；在所述后固定基座上还固定设置有两条直线导轨，两条直线导轨均平行于所述梯形螺杆的轴线方向，且呈对称地分布在所述梯形螺杆的两侧；所述光源滑动座移动地支承在所述直线导轨上，工作时，所述光源滑动座在所述导螺母的推动下沿着直线导轨方向滑动；在所述光源滑动座的侧面上设置有一磁栅尺读头，相匹配地在所述后固定基座的相应位置上设置有一磁栅尺； 光源结构固定连接在所述光源滑动座上并可随光源滑动座沿梯形螺杆轴向移动； 所述光源结构包括用以产生光线的光源部件、反光碗、透镜组及用于散发所述光源部件的热量的排气风扇；上述排气风扇、反光碗、光源部件、透镜组依次从右到左设置在光源结构的壳体内；所述反光碗设有第一焦点，所述光源部件位于所述第一焦点处，使得其产生的光线通过所述反光碗沿平行方向射出；所述透镜组至少由第一透镜和第二透镜组成，第一透镜具有第一焦距，所述第二透镜平行于所述第一透镜，所述第二透镜与所述第一透镜的距离是所述第一焦距的0.5倍到1.5倍；在光源结构的壳体内还设有一个用于安装所述光源部件的灯管安装基座，该灯管安装基座本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式自适应图像三维重建仪，其特征在于：主要由机械臂结构(1)、光源后聚焦传动结构(3)、光源结构(2)、镜头前聚焦传动结构(4)、相机(5)和底座(107)组成；机械臂结构(1)通过第一旋转轴(108)连接在底座(107)上，底座(107)上设有机械臂旋转手柄(109)、机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)，所述机械臂旋转手柄(109)依次通过机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)连接第一旋转轴(108)；所述机械臂结构主要由机械臂(106)、机械臂锁紧机构(101)、机械臂伸缩机构(103)、相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)组成；机械臂(106)包括内管(161)和外管(162)，内管(161)的一端与第一旋转轴(108)连接，另一端套接在外管(162)一端，所述外管(162)的另一端连接所述相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)；机械臂锁紧机构(101)主要由机械臂锁紧抱块(102)、锁紧手柄(112)和机械臂锁紧盘(113)组成；机械臂锁紧盘(113)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述底座(107)上，其圆心正对第一旋转轴(108)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块(102)固定在所述内管(161)上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄(112)连接；机械臂伸缩机构(103)主要由安装在所述内管(161)上的斜齿条(114)、安装在所述外管(162)内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄(115)组成；内管(161)从外管(162)头部插入使斜齿条(114)和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄(115)通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮；相机安装机构(105)为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴(116)连接在所述外管(162)上；所述外管(162)上设有相机安装旋转手柄(117)、相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构，所述相机安装旋转手柄(117)依次通过相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴(116)；相机安装锁紧机构(104)设置在所述外管(162)和相机安装机构(105)之间，主要由相机安装锁紧手柄(118)和相机安装锁紧盘(119)组成；相机安装锁紧盘(119)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管(162)上，其圆心正对第二旋转轴(116)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述相机安装锁紧手柄(118)穿过上述圆弧槽与所述相机安装机构(105)连接；光源后聚焦传动结构(3)包括后固定基座(301)、梯形螺杆(302)、与梯形螺杆(302)外周螺接传动的导螺母(303)、与导螺母(303)固定连接且藉由导螺母(303)的推动可沿梯形螺杆(302)轴向移动的光源滑动座(304)；光源后聚焦传动结构(3)通过后固定基座(301)固定连接在底座(107)上；所述梯形螺杆(302)在左侧的末端处通过第一径向轴承(305)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上，在右侧的末端处通过一联轴器(308)与一电机(307)相连接，在上述两者之间靠近右侧末端处通过第二径向轴承(306)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上；在所述后固定基座(301)上还固定设置有两条直线导轨(309)，两条直线导轨(309)均平行于所述梯形螺杆(302)的轴线方向，且呈对称地分布在所述梯形螺杆(302)的两侧；所述光源滑动座(304)移动地支承在所述直线导轨(309)上，工作时，所述光源滑动座(304)在所述导螺母(303)的推动下沿着直线导轨(309)方向滑动；在所述光源滑动座(304)的侧面上设置有一磁栅尺读头(310)，相匹配地在所述后固定基座(301)的相应位置上设置有一磁栅尺(311)；光源结构(2)固定连接在所述光源滑动座(304)上并可随光源滑动座(304)沿梯形螺杆(302)轴向移动；所述光源结构(2)包括用以产生光线的光源部件(23)、反光碗(22)、透镜组(24)及用于散发所述光源部件(23)的热量的排气风扇(21)；上述排气风扇(21)、反光碗(22)、光源部件(23)、透镜组(24)依次从右到左设置在光源结构(2)的壳体内；所述反光碗(22)设有第一焦点，所述光源部件(23)位于所述第一焦点处，使得其产生的光线通过所述反光碗(22)沿平行方向射出；所述透镜组(24)至少由第一透镜和第二透镜组成，第一透镜具有第一焦距，所述第二透镜平行于所述第一透镜，所述第二透镜与所述第一透镜的距离是所述第一焦距的0.5倍到1.5倍；在光源结构(2)的壳体内还设有一个用于安装所述光源部件(23)的灯管安装基座(28)，该灯...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周祖明，
申请(专利权)人：嘉善天慧光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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