本實(shí)用新型涉及三維掃描與重建技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維信息采集單元。

背景技術(shù)：

三維信息掃描過程中，為快速獲取目標(biāo)對象的三維信息，往往需要安裝多個(gè)三維掃描攝像頭(下文稱為“攝像頭”)，所安裝的攝像頭位置只能通過手動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能精確定位，且安裝固定后針對不同大小和幾何形狀的目標(biāo)對象無法自由調(diào)節(jié)，安裝過程復(fù)雜，裝置的適用性差。而且，攝像頭在直接安裝過程中容易出現(xiàn)碰撞和損傷，直接影響了攝像頭的掃描效果和使用壽命。此外，這種固定后的攝像頭多為垂直目標(biāo)對象進(jìn)行掃描，不能進(jìn)行拍攝角度的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致重建的三維模型會產(chǎn)生較多的孔洞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供了一種三維信息采集單元，將三維信息采集和重建裝置的關(guān)鍵功能部件模塊化、集成化，可依據(jù)目標(biāo)對象的特點(diǎn)方便、快捷、安全地安裝調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)攝像頭的準(zhǔn)確定位，以及全面、快速地掃描和重建，拓寬適用范圍。

本實(shí)用新型提供了一種三維信息采集單元，包括殼體、攝像頭、電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊以及導(dǎo)向裝置；所述殼體內(nèi)側(cè)豎直方向設(shè)有由第一電機(jī)、絲桿和升降板組成的電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸與絲桿的一端固定連接，絲桿上設(shè)有螺旋連接的升降板，所述導(dǎo)向裝置由兩根平行設(shè)置于絲桿兩側(cè)的導(dǎo)向桿組成，每根導(dǎo)向桿上設(shè)有滑塊，升降板與滑塊固定連接；所述攝像頭固定于升降板上，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)攝像頭沿導(dǎo)向桿上下移動(dòng)；攝像頭通過數(shù)據(jù)線或無線傳輸模塊與重建單元相連接，將掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸進(jìn)行三維重建；所述控制模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊與第一電機(jī)相互電連接，用于調(diào)節(jié)攝像頭在豎直方向的位置。

在以上方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還進(jìn)一步作了如下優(yōu)化：

上述三維信息采集單元還包括由驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)的固定于升降板上的第二電機(jī)和攝像頭固定桿組成的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述升降板由底座和支撐板組成，整體呈“T”型結(jié)構(gòu)，底座一端中部通過凸起部分開設(shè)的通孔及支撐固定架安裝于絲桿上，兩側(cè)固定于滑塊上，另一端平行設(shè)置兩側(cè)面支撐板，支撐板中部設(shè)有中心孔；所述第二電機(jī)固定于支撐板外側(cè)，其輸出軸穿過所述中心孔與攝像頭固定桿連接，帶動(dòng)攝像頭在豎直平面內(nèi)上下擺動(dòng)。

控制模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊與第二電機(jī)相連接，用于調(diào)節(jié)攝像頭在豎直平面內(nèi)的拍攝角度，所述第二電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。

絲桿兩端設(shè)有限位固定組件，用于限定攝像頭在豎直方向的運(yùn)動(dòng)范圍。

升降板底座距離殼體的內(nèi)側(cè)壁有一定的空間，垂直距離為0.5-10cm。

殼體整體呈長方形，寬為10-30cm，長為20-60cm；殼體背部的四角設(shè)有緊固螺釘，用于固定所述三維信息采集單元；殼體設(shè)有通孔，用于將攝像頭數(shù)據(jù)線和控制模塊的連接線引出。

掃描單元內(nèi)的電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)也可采用為同步帶的傳動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)攝像頭的升降控制。

本實(shí)用新型提供了一種三維信息采集單元，可依據(jù)目標(biāo)對象的大小和形狀安裝不同數(shù)量的三維信息采集單元，擴(kuò)大了裝置的適用范圍；大大簡化了三維信息采集裝置的安裝過程，減少了安裝過程中對攝像頭的損傷；實(shí)現(xiàn)了攝像頭的位置和拍攝角度的精確控制，能夠方便快捷地用于不同形狀和大小的物體進(jìn)行掃描，減少了三維重建模型的孔洞。

附圖說明

圖1為三維信息采集單元示意圖；

圖2為三維信息采集單元平面視圖。

附圖標(biāo)號說明：

1-殼體；2-三維掃描攝像頭（下文稱為“攝像頭”）；3-驅(qū)動(dòng)模塊；4-控制模塊；5-第一電機(jī)；6-絲桿；7-升降板；701-底座；702-支撐板；8-導(dǎo)向桿； 9-滑塊；10-第二電機(jī)； 11-三維掃描攝像頭固定桿（下文稱為“攝像頭固定桿”）； 12-通孔；13-限位固定組件；14-支撐固定架。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的三維掃描與重建裝置及其應(yīng)用方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便更好理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，但實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。說明書附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明與本實(shí)用新型有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型所提供的三維信息采集單元，如圖1、圖2所示，包括殼體、攝像頭、升降板、滑塊、第一電機(jī)、第二電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊以及導(dǎo)向桿。在距離殼體內(nèi)側(cè)壁一定距離沿豎直方向設(shè)有一絲桿，絲桿兩端設(shè)有限位固定組件，上端穿過該限位固定組件與第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸固定連接，絲桿上設(shè)有升降板。

升降板由底座和支撐板組成，整體呈“T”型結(jié)構(gòu)，升降板的底座距離殼體的內(nèi)側(cè)壁0.5-10cm，中部凸起部分設(shè)有通孔與絲桿相適配，通孔下方設(shè)有支撐固定架與絲桿螺旋連接；絲桿另一端設(shè)有兩相互平行的側(cè)面支撐板，支撐板中部設(shè)有中心孔，第二電機(jī)固定于支撐板外側(cè)，其輸出軸穿過該中心孔與攝像頭固定桿連接。

兩根導(dǎo)向桿平行設(shè)置于絲桿兩側(cè)，每根導(dǎo)向桿上設(shè)有滑塊，升降板底座與滑塊固定連接。

控制模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)相互電連接，用于驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)升降板及其上的攝像頭在豎直方向沿導(dǎo)向桿上下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)攝像頭固定桿帶動(dòng)攝像頭在豎直平面內(nèi)上下擺動(dòng)。

攝像頭通過數(shù)據(jù)線或無線傳輸模塊與三維重建單元相連接，將掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸進(jìn)行重建。

殼體整體呈長方形，寬為10-30cm，長為20-60cm；殼體背部的四角設(shè)有緊固螺釘，用于固定所述三維信息采集單元；殼體設(shè)有通孔，用于將攝像頭數(shù)據(jù)線和控制模塊的連接線引出。

掃描單元內(nèi)電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)也可采用為同步帶的傳動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)攝像頭的升降控制。

以上結(jié)合本實(shí)用新型具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍的前提下所做出的其他變化和改進(jìn)都落入本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書及其等同物界定。