現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采集裝置，尤其涉及一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的立體足跡數(shù)字化的方法有如下幾種:第一種，申請?zhí)枮?00710087247.1的中國專利，公開了一種現(xiàn)場立體足跡數(shù)字化綜合處理系統(tǒng)，其投光模塊、攝像模塊由程序控制移動進(jìn)行線掃描的方式獲取立體數(shù)據(jù)。第二種，申請?zhí)枮?01320527043.6的中國專利，公開了一種立體足跡數(shù)字化提取系統(tǒng)，其采用人工手搖旋轉(zhuǎn)手柄的方式控制攝像模塊和投影模塊移動的方式獲取立體數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)采集方式都需要使用移動攝像模塊才能實(shí)現(xiàn)，采集過程中均不可避免地使用機(jī)械運(yùn)動，導(dǎo)致了上述采集裝置具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采集速度慢，便攜性差的問題，另一方面，機(jī)械掃描過程中，也導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集精度不夠理想。
[0003]此外，申請?zhí)枮?00710087247.1的中國專利所公開的一種現(xiàn)場立體足跡數(shù)字化綜合處理系統(tǒng)，投光模塊和攝像模塊的光軸為交叉光軸，該種方法導(dǎo)致了投影能投到的地方，成像可能成不到，具有交叉光軸死區(qū)的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型將面結(jié)構(gòu)光數(shù)字投影技術(shù)和高清數(shù)字影像面陣采集技術(shù)引入到立體足跡采集領(lǐng)域，通過對采集對象進(jìn)行結(jié)構(gòu)光的面投射，再通過高清數(shù)字影像面陣采集模塊進(jìn)行面數(shù)據(jù)的采集，可以在投光模塊和攝像模塊不進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動的前提下，完成立體足跡全視場數(shù)據(jù)的采集。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置，包括投影機(jī)、攝像機(jī)及與攝像機(jī)連接的攝像機(jī)鏡頭，投影機(jī)固定于投影機(jī)固定架，攝像機(jī)固定于攝像機(jī)固定架，投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭的成像透鏡的光軸相互平行；投影機(jī)固定架和攝像機(jī)固定架之間通過水平連接架相連，陀螺儀固定于水平連接架上，攝像機(jī)通過攝像機(jī)數(shù)據(jù)線與計算機(jī)連接，水平連接架所在平面與投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭的成像透鏡的光軸均垂直。
[0006]進(jìn)一步的，所述的現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置安裝在機(jī)箱內(nèi)部，所述機(jī)箱安裝在三角架上。
[0007]有益效果:本實(shí)用新型中的投影機(jī)的投影透鏡的光軸與攝像機(jī)的成像透鏡的光軸在豎直面相互平行，在投光和成像過程中，對交叉光軸技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，應(yīng)用平行光軸技術(shù)進(jìn)行投光和成像，解決了交叉光軸技術(shù)存在的成像死區(qū)的問題；同時，由于采用投影機(jī)對采集對象進(jìn)行面結(jié)構(gòu)光投射，無需使用相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，去移動投光和成像設(shè)備，因而也解決了現(xiàn)有技術(shù)中采集速度慢，便攜性差的問題。使得本實(shí)用新型具有圖像采集速度快，便攜性好，采集精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型針對足跡是主要通過克服重力產(chǎn)生的痕跡的特性，使用陀螺儀進(jìn)行采集面的找準(zhǔn)，即采集過程中，由于足跡一般為水平面上的痕跡，最佳的采集位置即為足跡所在水平面的正上方的水平面，為了獲得最佳采集位置，并且保證投影機(jī)的投影透鏡與攝像機(jī)的成像透鏡的光軸應(yīng)與水平面垂直，以實(shí)現(xiàn)豎直面的平行光采集，本實(shí)用新型使陀螺儀底面所在平面與上述兩個光軸均垂直，陀螺儀底面所在平面與足跡所在水平面為平行對應(yīng)關(guān)系，在整個采集裝置發(fā)生角度偏移時，即投影機(jī)的投影透鏡與攝像機(jī)的成像透鏡的光軸與水平面不再垂直，操作人員利用陀螺儀底面所在平面與足跡所在水平面為平行對應(yīng)關(guān)系，通過調(diào)整三腳架各腳的位置或長度，保持陀螺儀底面所在平面為水平面，即保證了投影機(jī)的投影透鏡與攝像機(jī)的成像透鏡兩者的光軸與足跡水平面的垂直關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了豎直面的平行光采集。本實(shí)用新型將陀螺儀和平行光軸技術(shù)創(chuàng)造性結(jié)合，使陀螺儀與平行光軸技術(shù)協(xié)同作用，可以輔助采集裝置找準(zhǔn)最佳采集面，極大發(fā)揮了平行光軸技術(shù)具有較少死區(qū)的優(yōu)勢，對于絕大多數(shù)立體足跡可做到采集數(shù)據(jù)無死區(qū)的效果。
【附圖說明】
[0009]圖1為實(shí)施例中現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置安裝在三腳架中的示意圖；
[0011]圖3為現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置安裝在三腳架中進(jìn)行最佳采集面找準(zhǔn)的示意圖；
[0012]圖4為交叉光軸與平行光軸采集過程中的比較示意圖。
[0013]圖4A為平行光軸技術(shù)示意圖；圖4B為交叉光軸技術(shù)示意圖；
[0014]圖中a線為投影透鏡的光軸，b線為成像透鏡的光軸；黑色區(qū)域為待采集的現(xiàn)場足跡，al和bl為投影透鏡投出的一條光線經(jīng)采集對象表面漫反射進(jìn)入成像透鏡。
[0015]圖中序號說明:1.投影機(jī)，2.攝像機(jī)，3.攝像機(jī)鏡頭，4.投影機(jī)固定架，5.攝像機(jī)固定架，6.水平連接架，7.攝像機(jī)數(shù)據(jù)線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
[0017]一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置，包括投影機(jī)1、攝像機(jī)2及與攝像機(jī)2連接的攝像機(jī)鏡頭3，投影機(jī)I固定于投影機(jī)固定架4，攝像機(jī)2固定于攝像機(jī)固定架5，投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭3的成像透鏡的光軸相互平行；投影機(jī)固定架4和攝像機(jī)固定架5之間通過水平連接架6相連，陀螺儀固定于水平連接架6上，攝像機(jī)2通過攝像機(jī)數(shù)據(jù)線7與計算機(jī)連接，水平連接架6所在平面與投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭3的成像透鏡的光軸均垂直，所述的現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置安裝在機(jī)箱內(nèi)部，所述機(jī)箱安裝在三角架上。
[0018]應(yīng)用該裝置實(shí)現(xiàn)一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集過程如下:
[0019]S1.陀螺儀平放固定在采集裝置的機(jī)箱內(nèi)部，使投影機(jī)的投影透鏡的光軸與攝像機(jī)的成像透鏡的光軸在豎直面相互平行，陀螺儀底面所在平面與上述兩個光軸均垂直；
[0020]S2.采集裝置的機(jī)箱安裝在三腳架上，若三腳架相對于足跡采集平面發(fā)生傾斜，操作人員在獲取陀螺儀相對水平面的偏移角度后，調(diào)整三腳架各腳的長度和位置，使得陀螺儀底面所在平面與水平面相平行，攝像機(jī)的成像透鏡的光軸與水平面垂直。
[0021]S3.投影機(jī)向現(xiàn)場足跡投出覆蓋該現(xiàn)場立體足跡的結(jié)構(gòu)光；
[0022]S4.攝像機(jī)采集面圖像，該面圖像為現(xiàn)場足跡在面結(jié)構(gòu)光覆蓋下的現(xiàn)場立體足跡圖像；
[0023]S5數(shù)據(jù)處理模塊接收攝像機(jī)采集到的面圖像數(shù)據(jù)，還原現(xiàn)場足跡的三維形貌，其中，數(shù)據(jù)處理模塊為計算機(jī)中的相關(guān)數(shù)據(jù)處理程序，在采集裝置采集了圖像圖案后，進(jìn)行圖像還原的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。
[0024]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:包括投影機(jī)(1)、攝像機(jī)(2)及與攝像機(jī)(2)連接的攝像機(jī)鏡頭(3)，投影機(jī)(I)固定于投影機(jī)固定架(4)，攝像機(jī)(2)固定于攝像機(jī)固定架(5)，投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭(3)的成像透鏡的光軸相互平行；投影機(jī)固定架⑷和攝像機(jī)固定架(5)之間通過水平連接架(6)相連，陀螺儀固定于水平連接架(6)上，攝像機(jī)(2)通過攝像機(jī)數(shù)據(jù)線(7)與計算機(jī)連接，水平連接架(6)所在平面與投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭(3)的成像透鏡的光軸均垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置安裝在機(jī)箱內(nèi)部，所述機(jī)箱安裝在三角架上。
【專利摘要】一種現(xiàn)場足跡全視場三維形貌數(shù)據(jù)采集裝置，包括投影機(jī)、攝像機(jī)及與攝像機(jī)連接的攝像機(jī)鏡頭，投影機(jī)固定于投影機(jī)固定架，攝像機(jī)固定于攝像機(jī)固定架，投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭的成像透鏡的光軸相互平行；投影機(jī)固定架和攝像機(jī)固定架之間通過水平連接架相連，陀螺儀固定于水平連接架上，攝像機(jī)通過攝像機(jī)數(shù)據(jù)線與計算機(jī)連接，水平連接架所在平面與投影機(jī)的投光透鏡的光軸和攝像機(jī)鏡頭的成像透鏡的光軸均垂直。本實(shí)用新型將面結(jié)構(gòu)光數(shù)字投影技術(shù)和高清數(shù)字影像面陣采集技術(shù)引入到立體足跡采集領(lǐng)域，可以在投光模塊和攝像模塊不進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動的前提下，完成立體足跡全視場數(shù)據(jù)的采集。
【IPC分類】G01B11-25
【公開號】CN204405024
【申請?zhí)枴緾N201520038438
【發(fā)明人】譚重建, 王國建, 萬德鵬
【申請人】大連恒銳科技股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月20日