一种三维数据采集棚及其拍摄方法

文献发布时间：2023-06-19 12:04:09

【技术领域】

本发明涉及模具数据采集领域，具体涉及一种三维数据采集棚及其拍摄方法。

【背景技术】

三维重建是近年来计算机视觉技术与计算机图形学技术相结合而产生的一门先进的光学测量技术，由两幅或多幅二维图像恢复出物体三维结构信息，它是透视成像的逆过程，在传统的拍摄过程中会出现拍摄过程当中的相机对焦，闪光，物体材质的阴影处理不好和拍摄环境的光线，物品活动不方便等问题。

【发明内容】

为解决上述问题，提出了一种三维数据采集棚及其拍摄方法；

一种三维数据采集棚，其特征在于：所述采集棚包括环形导轨、帆布、合金骨架、电控转动置物台和机械摇臂；

所述合金骨架上设有帆布形成帆布外壳；

所述电控转动置物台设置在环形导轨圆心上；

所述帆布外壳包裹在电控转动置物台外，并与环形导轨滑动连接；

所述帆布外壳内部还设有机械摇臂；

所述机械摇臂包括支撑杆、转轴、摇杆和L型通用快装板；

所述支撑杆固定连接在帆布外壳内表面；

所述摇杆通过转轴与支撑杆连接；

所述摇杆上还设有L型通用快装板；

所述电控转动置物台包括置物台、底盘和旋转轴；

所述底盘通过轴设置有旋转轴，并设有旋转电机；

所述旋转轴上还固定设置有底盘置物台。

进一步地、所述帆布外壳内表面设有内衬。

进一步地、所述内衬为黑色天鹅绒吸光布内衬或白色柔光布内衬。

进一步地、所述帆布外壳内设有三条LED灯珠条。

进一步地、所述LED灯珠条分别设置在帆布外壳的顶部、中部和底部。

一种三维数据采集棚的拍摄方法，其特征在于所述拍摄方法包括物体移动拍摄法和相机移动拍摄法；

所述机械摇臂上安装有相机；

所述物体移动拍摄法为将待采集物体放置在电控转动置物台上，固定机械摇臂位置，启动电控转动置物台带动待采集物体进行旋转；

具体步骤为：a、将物件放置在电控转动置物台，以拍摄的第一个面为原点，拍照方向从底部水平方向平拍，拍摄若干张图片，然后通过旋转电控转动置物台带动待采集物体进行旋转，每旋转一定度数，拍摄若干张图片，直至回到原点；

b、调整机械摇臂方向，来调整相机机位在一定的角度内向上移动，继而继续进行拍摄，拍摄若干张图片后，通过旋转电控转动置物台带动待采集物体进行旋转，每旋转一定度数，拍摄若干张图片，直至回到原点；

c、继续调整机械摇臂方向，来调整相机机位在一定的角度内向上移动，继而继续进行拍摄，拍摄若干张图片后，通过旋转电控转动置物台带动待采集物体进行旋转，每旋转一定度数，拍摄若干张图片，直至回到原点，完成数据采集；

所述相机移动拍摄法为将待采集物体放置在电控转动置物台上，固定机械摇臂位置，使帆布外壳绕环形导轨旋转，带动机械摇臂进行选择；

具体步骤为：a、将待数据采集的物件放置在电控转动置物台上，以拍摄的第一个面为原点，拍照方向从底部水平方向平拍，拍摄若干张图片，然后通过帆布外壳绕环形导轨旋转带动机械摇臂转动，即带动相机转动，每旋转一定度数，再次拍摄若干张图片，直至回到原点；

b、调整机械摇臂方向，来调整相机机位在一定的角度内向上移动，继而继续进行拍摄，拍摄若干张图片后，然后通过帆布外壳绕环形导轨旋转带动机械摇臂转动，即带动相机转动，每旋转一定度数，拍摄若干张图片，直至回到原点；

c、继续调整机械摇臂方向，来调整相机机位在一定的角度内向上移动，继而继续进行拍摄，拍摄若干张图片后，然后通过帆布外壳绕环形导轨旋转带动机械摇臂转动，即带动相机转动，每旋转一定度数，拍摄若干张图片，直至回到原点，完成数据采集；

进一步地、所述物体移动拍摄法和相机移动拍摄法中的调节机械摇臂方向，初始为拍照方向从底部水平方向平拍，在一定的角度内向上移动两次进行拍摄，其中向上垂直角度应当保证每张照片之间的重合率大于10％，即垂直移动角度应当控制在0°-80°之间；

进一步地、所述物体移动拍摄法中的旋转电控转动置物台带动待采集物体进行旋转以拍摄的第一个面为原点，旋转电控转动置物台时，其每次拍摄的旋转度数应当控制在0°-80°之内，拍摄应当保证每张照片之间的重合率大于60％；

所述相机移动拍摄法中帆布外壳绕环形导轨旋转带动机械摇臂转动进而带动相机转动，为以拍摄的第一个面为原点，帆布外壳绕环形导轨旋转时，其每次拍摄的旋转度数应当控制在0°-80°之内，拍摄应当保证每张照片之间的重合率大于60％。

进一步地、所述物体移动拍摄法中背景应当选择与带采集物体有颜色差异的纯色挡板和挡布，将背景进行遮挡；

所述电控转动置物台上应部分使用贴有纹路报纸或定位点。

进一步地、所述相机移动拍摄法中景应当选择有一定的纹路的背景，避免反射、透明和纯色背景。

本发明实现两种数据采集方式，包括物体转动相机固定的采集方式和物体固定相机移动的采集方式，即物体移动拍摄法和相机移动拍摄法，在物体转动相机固定的采集方式中，使用电控旋转置物台可以匀速控制物体的转动，并且可以调节转速，以适配相机的拍摄间隔；在物体固定相机移动的采集方式中，启用装置的环形导轨，同时关闭电控旋转置物台，使得整个装置围绕着位于轴心的置物台旋转，以此动作来完成相机围绕物体做圆周运动，并完成360°的数据采集；

本发明还设有机械摇臂，可以通过机械摇臂来调节相机的垂直角度，完成对于俯仰角度的调整，在进行数据采集的时候根据物体的大小尺寸以及形状来灵活选择拍摄角度以及数据采集方式，相对与传统的方法相机和物体之间可以有效的保持相对位置，避免了传统拍摄因移动物体或移动相机导致的偏差，成像效果更好；

本发明还设有三条LED灯珠条作为光源，并分别设置在帆布外壳的顶部、中部和底部，光源在任意角度照射在物体上都是均匀的，同时采用了黑色天鹅绒吸光布作为内衬，可以有效地吸收物体投影与杂乱光线，并为后期重建提供一个相对纯净的背景环境，成像后，细节更加精细，无光源污染。

【附图说明】

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机械摇臂结构示意图；

图3为本发明的电控转动置物台结构示意图；

图4为本发明的实施例中a、b和c三步拍摄角度示意图。

其中1-环形导轨、2-电控转动置物台、201-置物台、202-旋转轴、203-底盘、3-机械摇臂、301-支撑杆、302-摇杆、303-转轴、304-L型通用快装板、4-LED灯珠条和5-帆布外壳。

【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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。