一種三維圖像攝影系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維圖像攝影系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括影像采集單元和影像合成單元；所述影像采集單元包括基座、載物臺、載物臺轉動驅動機構、攝像機、攝像機位置調(diào)節(jié)機構以及電機驅動模塊；所述載物臺通過第一轉軸與基座形成轉動連接，所述載物臺轉動驅動機構包括與所述第一轉軸連接的第一驅動電機；所述攝像機位置調(diào)節(jié)機構包括支架、支架擺動驅動機構以及支架升降驅動機構，所述攝像機設置于支架的上端；所述支架擺動驅動機構包括支座和第二驅動電機，所述支架的下端通過第二轉軸與所述支座形成轉動連接；所述影像合成單元包括存儲模塊、計算模塊以及顯示模塊。本發(fā)明具有處理速度快、制作的三維圖像質(zhì)量好、結構簡單、使用方便等優(yōu)點。
【專利說明】
一種三維圖像攝影系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及立體攝影裝置及方法，具體涉及一種三維圖像攝影系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]三維圖像是一種給人三維、動感展示的視覺畫面。對比于2D視覺效果的圖片，三維圖像具有絕對視覺沖擊力。隨著人們生活水平的日益增長，人們對物質(zhì)生活的追求也越來越高。在日常生活中，圖片是必不可少的展示載體。然而，目前這些圖片大多都存在于平面階段。但隨著三維立體成像技術的發(fā)展，真三維數(shù)字模型的交互式訪問，給人們帶來了更好的視覺體驗，真三維數(shù)字模型比平面圖像更具有沖擊力，活靈活現(xiàn)。當前電商發(fā)展迅速，電商商家可以通過真三維數(shù)字模型交互式訪問給消費者留下深刻的印象，從而達到更好的宣傳效果。
[0003]三維圖像攝影系統(tǒng)主要由影像采集單元和影像合成單元構成，其中，影像采集單元用于采集待攝影物品的多方位二維圖像，影像合成單元用于對采集到的二維照片合成三維圖像?，F(xiàn)有的影像采集單元主要由載物臺、載物臺轉動驅動機構、攝像機、攝像機位置調(diào)節(jié)機構等構成，其中，載物臺用于放置待攝影物品待攝影物品，攝像機用于攝取二維圖像，載物臺轉動驅動機構和攝像機位置調(diào)節(jié)機構分別用于調(diào)節(jié)待攝影物品的位置和攝像機的位置，從而改變待攝影物品和攝像機的相對位置關系，以便在不同角度攝取待攝影物品的圖像。例如，申請公布號為CN102495519A的發(fā)明專利申請公開了一種“三維攝影系統(tǒng)”，該三維攝影系統(tǒng)中的拍攝定位裝置(相當于前述“攝像機位置調(diào)節(jié)機構”)由水平運動機構、垂直運動機構和攝影平臺機構構成，其中，水平運動機構和垂直運動機構為直線運動機構，攝影平臺機構為轉動機構，通過上述三個機構改變攝像機在三維空間中的位置，其存在的不足在于:
[0004]1、在調(diào)節(jié)攝像機與待攝影物品的位置關系時，難以確保攝像機鏡頭的焦點在任何時候均與待攝影物品的中心重合，造成后續(xù)圖像拼接能夠數(shù)據(jù)量大，處理速度慢，效率低。
[0005]2、不但硬件結構復雜，而且各個機構的控制復雜，運行速度慢。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種三維圖像攝影系統(tǒng)，該三維圖像攝影系統(tǒng)具有處理速度快、制作的三維圖像質(zhì)量好、結構簡單、使用方便等優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種應用上述三維圖像攝影系統(tǒng)實現(xiàn)的三維圖像攝影方法。
[0008]本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn):
[0009]—種三維圖像攝影系統(tǒng)，包括影像采集單元和影像合成單元，其特征在于:
[0010]所述影像采集單元包括基座、載物臺、載物臺轉動驅動機構、攝像機、攝像機位置調(diào)節(jié)機構以及電機驅動模塊，其中，所述載物臺通過第一轉軸與基座形成轉動連接，所述載物臺轉動驅動機構包括與所述第一轉軸連接的第一驅動電機;所述攝像機位置調(diào)節(jié)機構包括支架、支架擺動驅動機構以及支架升降驅動機構，其中，所述攝像機設置于支架的上端；所述支架擺動驅動機構包括支座和第二驅動電機，所述支架的下端通過第二轉軸與所述支座形成轉動連接，所述第二驅動電機設置于所述支座上，該第二驅動電機與所述第二轉軸連接;所述支架升降驅動機構包括豎向鎖定架以及可作豎向移動并鎖定在豎向鎖定架上的豎向移動件，所述支座與所述豎向移動件固定連接;工作時所述第一轉軸的軸線、第二轉軸的軸線以及攝像機鏡頭中心線相交于待攝影物品的中心;所述電機驅動模塊用于控制所述第一驅動電機和第二驅動電機工作；
[0011]所述影像合成單元包括存儲模塊、計算模塊以及顯示模塊，其中，所述存儲模塊用于存儲攝像機采集的二維圖像，所述計算模塊用于對采集的待攝影物品的二維圖像進行三維拼接獲得三維圖像，并存儲到所述存儲模塊中，所述顯示模塊用于展示獲得的三維圖像。
[0012]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述載物臺上設有圓筒，該圓筒的內(nèi)部空間構成待攝影物品的放置空間；所述圓筒的側面上設有開口，該開口設置于圓筒側壁中與攝像機在隨支架繞第二轉軸轉動時的圓弧形軌跡對應的部位。采用該優(yōu)選方案的好處在于:由于圓筒具有圓形的輪廓，且待攝影物品放置于圓筒內(nèi)部，因此能夠為待攝影物品提供一個色彩單一且盡可能簡單的背景，這在三維圖像拼接合成過程中能更快速地過濾背景色，提高處理速度;設置所述開口的目的在于避免圓筒的側壁對攝像機的圖像采集造成阻擋。
[0013]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述支架為由橫桿和豎桿連接而成的直角形結構，所述攝像機設置于所述橫桿的外端，所述第二轉軸連接于所述豎桿的下端。采用上述呈直角形結構的支架的好處在于，不占據(jù)待攝影物品的放置空間，并且結構簡單。
[0014]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述攝像機通過夾持座與橫桿的端部連接，所述夾持座包括頂板、設在頂板其中一個側面的用于與所述橫桿連接的夾套以及設在頂板其他三個側面的三個定位板，所述三個定位板的上端通過螺釘連接在頂板的側面上，三個定位板的下端設有向內(nèi)側彎折的定位部，三個定位板中相對設置的兩個定位板中的定位部的末端設有與攝像機鏡頭部位的圓柱形外壁相匹配的圓弧形開口；所述攝像機設置于由頂板和三個定位板圍成的空間內(nèi)，攝像機的下部支承在三個定位板的定位部上，攝像機的鏡頭部位從所述圓弧形開口中伸出。上述夾持座中，利用頂板和三個定位板圍成的空間、所述定位部以及所述圓弧形開口對攝像機進行定位，使得攝像機能夠可靠的固定在橫桿上，并在工作過程中保持穩(wěn)定不晃動，提高攝取圖像的質(zhì)量;同時由于三個定位板的上端通過螺釘連接在頂板的側面上，因此也便于攝像機的裝配和拆卸。
[0015]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述支架升降驅動機構中，所述豎向鎖定架的一側設有沿豎向延伸的燕尾槽，與燕尾槽相對的另一側設有沿豎向延伸的鎖定槽;所述豎向移動件內(nèi)設有豎向通孔且套于豎向鎖定架上，該豎向移動件內(nèi)的豎向通孔處設有與所述燕尾槽相匹配的燕尾凸起;該豎向移動件在與所述鎖定槽對應處設有螺紋孔，該螺紋孔上連接有鎖定螺桿，該鎖定螺桿的外端設有把手，內(nèi)端伸入到所述鎖定槽中。上述支架升降驅動機構的工作原理是:所述豎向鎖定架中的燕尾槽與豎向移動件中的燕尾凸起相匹配實現(xiàn)對豎向移動件豎向運動的導向和限位，所述鎖定螺桿用于將豎向移動件鎖定在豎向鎖定架中，通過所述把手擰緊鎖定螺桿時，鎖定螺桿的內(nèi)端壓緊在所述鎖定槽中使得豎向移動件被固定，而松開鎖定螺桿時豎向移動件可自由的上下移動，從而能夠將豎向移動件鎖定在豎向鎖定架高度范圍上的任何位置。
[0016]優(yōu)選地，所述豎向鎖定架的底部固定有底座，該底座通過連接座與所述基座固定連接;所述豎向移動件上固定有連接板，該連接板與所述支座固定連接，從而使得基座、豎向移動件以及支座固定連接成一體。
[0017]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述支架擺動驅動機構中，所述支座上設有軸承座，所述第二轉軸通過軸承連接在軸承座上，該第二轉軸與第二驅動電機之間通過聯(lián)軸器連接。
[0018]本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個優(yōu)選方案，其中，所述基座由一矩形箱體構成，所述載物臺設置于矩形箱體的頂面上，所述第一轉軸向下延伸伸入到矩形箱體內(nèi)，所述第一驅動電機設置于矩形箱體內(nèi)，該第一驅動電機通過電機固定座與矩形箱體的底板固定連接，所述第一驅動電機的主軸通過齒輪傳動機構與所述第一轉軸連接;所述圓筒的底部設有連接耳，該連接耳上設有螺釘將圓筒固定在矩形箱體的頂面上;所述載物臺匹配于圓筒底部內(nèi)側。
[0019]一種應用上述三維圖像攝影系統(tǒng)實現(xiàn)的三維圖像攝影方法，包括以下步驟:
[0020](I)待攝影物品二維圖像的采集，具體包括以下步驟:
[0021](1.1)將待攝影物品放置于載物臺中，并使得待攝影物品的中心與第一轉軸的軸線重合;通過支架升降驅動機構調(diào)節(jié)第二轉軸的位置，使得該第二轉軸的軸線與待攝影物品的中心重合；
[0022](1.2)對影像采集單元進行初始化設置，使第一驅動電機、第二驅動電機以及攝像機位于初始位置，初始狀態(tài)下，第一轉軸的軸線、第二轉軸的軸線以及攝像機鏡頭中心線相交于待攝影物品的中心，攝像機鏡頭位于待攝影物品的正上方，攝像機鏡頭中心線與水平面之間的夾角為90°;
[0023](1.3)計算模塊控制第一驅動電機、第二驅動電機以及攝像機進行圖像采集，其中，第二驅動電機驅動攝像機在瑋度方向上進行N次的等角度擺動，使攝像機鏡頭中心線與水平面之間的夾角由90°變成0°，攝像機所在位置共具有N+1個狀態(tài);在攝像機所在的每一個狀態(tài)下，第一驅動電機驅動待攝影物品進行經(jīng)度方向上的360°勻速轉動，該過程中攝像機以固定的攝像頻率攝取待攝影物品的M張二維圖像;獲得的二維圖像存儲到存儲模塊中；
[0024](2)對待攝影物品的二維圖像進行三維圖像合成;具體地，計算模塊通過傾斜圖像拼接算法，實現(xiàn)二維圖像的拼接合成，獲得三維圖像，并將該三維圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；
[0025](3)獲得的產(chǎn)品三維圖像由顯示模塊顯示，供用戶觀看。
[0026]上述三維圖像攝影方法中，所述存儲模塊和計算模塊可以采用本地服務器，也可以采用云端服務器;所示顯示模塊可以可采用PC端顯示器，也可以采用智能終端顯示器。
[0027]本發(fā)明的三維圖像攝影方法的一個優(yōu)選方案，其中，所述待攝影物品二維圖像的采集以及三維圖像的合成過程由專用軟件控制，所述專用軟件包括三維圖像制作控制一級模塊，該三維圖像制作控制一級模塊包括產(chǎn)品名稱建檔模塊、成像速度控制模塊、成像啟動控制模塊、三維圖像訪問鏈接生成模塊、三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊以及三維圖像預覽模塊，其中，產(chǎn)品名稱建檔模塊用于對待攝影物品的圖像數(shù)據(jù)進行命名;成像速度控制模塊用于調(diào)節(jié)所述參數(shù)N和M，以控制成像速度，進而控制成像精度，所述參數(shù)N和M越大，成像速度越慢，成像精度越高;所述成像啟動控制模塊用于啟動成像執(zhí)行程序;所述三維圖像訪問鏈接生成模塊用于生成訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接;所述三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊用于獲得訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接的二維碼;所述三維圖像預覽模塊用于預覽所獲得的產(chǎn)品三維圖像。
[0028]通過上述優(yōu)選方案，用戶可以方便地對產(chǎn)品的三維圖像制作進行操作，通過設置相應的軟件界面，用戶通過鼠標和鍵盤操作即可啟動三維成像執(zhí)行程序、修改成像參數(shù)、預覽生成的產(chǎn)品三維圖像、提供訪問產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接和二維碼等，制作過程相當方便。
[0029]本發(fā)明的三維圖像攝影方法的一個優(yōu)選方案，其中，所述專用軟件還包括產(chǎn)品影像管理一級模塊，所述產(chǎn)品影像管理一級模塊包括搜索模塊和產(chǎn)品影像展示模塊，其中，所述搜索模塊用于根據(jù)產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的特征(如名稱、創(chuàng)建時間等)來搜索服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù);所述產(chǎn)品影像展示模塊用于將符合用戶搜索條件的產(chǎn)品三維圖像顯示到屏幕上。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下的有益效果:
[0031]1、本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)中，通過設置支架升降驅動機構可將第二轉軸的軸線亦即攝像機擺動軸線調(diào)節(jié)到與產(chǎn)品中心重合的位置，且工作時第一轉軸的軸線、第二轉軸的軸線以及攝像機鏡頭中心線相交于待攝影物品的中心，這種情況下，對于所有物像點，相對于攝像機鏡頭的焦點的變形矩陣是一致的；圖像拼接一般是基于攝影測量的前方交匯原理公式的，變形矩陣一致，意味著前方交匯原理公式中的變形矩陣為值為一的常數(shù)矩陣，大大降低了前方交匯公式的計算。這對于云計算平臺和通信速率的要求，減輕了40%的負荷，降低圖像合成的計算復雜度，減少合成圖像畸變的幅度，提高模型的精度。
[0032]2、本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)中，只需控制第一驅動電機和第二驅動電機轉動，即可讓攝像機在以待攝影產(chǎn)品的中心為球心、以待攝影產(chǎn)品的中心與攝像機鏡頭之間的距離為半徑的半球范圍內(nèi)攝取產(chǎn)品圖像，結構簡單，控制方便。
[0033]3、在本發(fā)明的三維圖像攝影方法中，通過軟件控制，可以方便、快速、高精度地實現(xiàn)產(chǎn)品的三維圖像制作。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個【具體實施方式】的電原理框圖。
[0035]圖2-圖5為本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)的一個【具體實施方式】中影像采集單元的結構示意圖，其中，圖2為主視圖，圖3為右視圖，圖4為俯視圖，圖5為立體圖。
[0036]圖6為圖4中的A-A剖視圖(省去攝像機位置調(diào)節(jié)機構)。
[0037]圖7為圖2-圖5所示影像采集單元中攝像機位置調(diào)節(jié)機構部分的立體結構示意圖(省去支架和攝像機)。
[0038]圖8-圖10為圖2-圖5所示影像采集單元中支架升降驅動機構的結構示意圖，其中，圖8為主視圖，圖9為圖8的B-B剖視圖，圖10為立體圖。
[0039]圖11為圖2-圖5所示影像采集單元中夾持座的立體結構示意圖。
[0040]圖12為圖11中顯不攝像機后的立體結構不意圖。
[0041]圖13為圖2-圖5所示影像采集單元在影像采集過程中的攝像機的擺動示意圖。
[0042]圖14為本發(fā)明的三維圖像攝影方法的一個【具體實施方式】的流程圖。
[0043]圖15和圖16為本發(fā)明中專用軟件的操作界面圖，其中，圖15中顯示了三維圖像制作控制一級模塊下的各個功能模塊，圖16中顯示了產(chǎn)品影像管理一級模塊下的各個功能模塊。
【具體實施方式】
[0044]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0045]參見圖1-圖5，本發(fā)明的三維圖像攝影系統(tǒng)由影像采集單元和影像合成單元組成。其中:
[0046]參見圖2-圖6，所述影像采集單元包括基座1、載物臺2、載物臺轉動驅動機構、攝像機3、攝像機位置調(diào)節(jié)機構以及電機驅動模塊。其中，所述載物臺2通過第一轉軸6與基座I形成轉動連接，所述載物臺轉動驅動機構包括與所述第一轉軸6連接的第一驅動電機5。所述攝像機位置調(diào)節(jié)機構包括支架4、支架擺動驅動機構以及支架升降驅動機構，其中，所述攝像機3設置于支架4的上端。所述支架擺動驅動機構包括支座9和第二驅動電機7，所述支架4的下端通過第二轉軸8與所述支座9形成轉動連接，所述第二驅動電機7設置于所述支座9上，該第二驅動電機7與所述第二轉軸8連接。所述支架升降驅動機構包括豎向鎖定架10以及可作豎向移動并鎖定在豎向鎖定架10上的豎向移動件11，所述支座9與所述豎向移動件11固定連接。工作時，所述第一轉軸6的軸線、第二轉軸8的軸線以及攝像機3鏡頭中心線相交于待攝影物品22的中心。所述電機驅動模塊用于控制所述第一驅動電機5和第二驅動電機7工作。
[0047]參見圖1，所述影像合成單元包括存儲模塊、計算模塊以及顯示模塊，其中，所述存儲模塊用于存儲攝像機3采集的二維圖像，所述計算模塊用于對采集的待攝影物品22的二維圖像進行三維拼接獲得三維圖像，所述顯示模塊用于展示獲得的三維圖像。
[0048]參見圖2-圖6，所述載物臺2上設有圓筒12，該圓筒12的內(nèi)部空間構成待攝影物品22的放置空間；所述圓筒12的側面上設有開口 12-1，該開口 12-1設置于圓筒12側壁中與攝像機3在隨支架4繞第二轉軸8轉動時的圓弧形軌跡對應的部位。設置上述圓筒12的好處在于:由于圓筒12具有圓形的輪廓，且待攝影物品22放置于圓筒12內(nèi)部，因此能夠為待攝影物品22提供一個色彩單一且盡可能簡單的背景，這在三維圖像拼接合成過程中能更快速地過濾背景色，提高處理速度;設置所述開口 12-1的目的在于避免圓筒12的側壁對攝像機3的圖像采集造成阻擋。
[0049]參見圖2-圖5，所述支架4為由橫桿4-1和豎桿4-2連接而成的直角形結構，所述攝像機3設置于所述橫桿4-1的外端，所述第二轉軸8連接于所述豎桿4-2的下端。采用上述呈直角形結構的支架4的好處在于，不占據(jù)待攝影物品22的放置空間，并且結構簡單。
[0050]參見圖11和圖12，所述攝像機3通過夾持座13與橫桿4-1的端部連接，所述夾持座13包括頂板13-1、設在頂板13-1其中一個側面的用于與所述橫桿4-1連接的夾套13-2以及設在頂板13-1其他三個側面的三個定位板13-3，所述三個定位板13-3的上端通過螺釘連接在頂板13-1的側面上，三個定位板13-3的下端設有向內(nèi)側彎折的定位部13-4，三個定位板13-3中相對設置的兩個定位板13-3中的定位部13-4的末端設有與攝像機3鏡頭部位的圓柱形外壁相匹配的圓弧形開口 13-5;所述攝像機3設置于由頂板13-1和三個定位板13-3圍成的空間內(nèi)，攝像機3的下部支承在三個定位板13-3的定位部13-4上，攝像機3的鏡頭部位從所述圓弧形開口 13-5中伸出。上述夾持座13中，利用頂板13-1和三個定位板13-3圍成的空間、所述定位部13-4以及所述圓弧形開口 13-5對攝像機3進行定位，使得攝像機3能夠可靠的固定在橫桿4-1上，并在工作過程中保持穩(wěn)定不晃動，提高攝取圖像的質(zhì)量；同時由于三個定位板13-3的上端通過螺釘連接在頂板13-1的側面上，因此也便于攝像機3的裝配和拆卸。
[0051]參見圖7-圖10，所述支架升降驅動機構中，所述豎向鎖定架10的一側設有沿豎向延伸的燕尾槽10-1，與燕尾槽10-1相對的另一側設有沿豎向延伸的鎖定槽10-2;所述豎向移動件11內(nèi)設有豎向通孔且套于豎向鎖定架10上，該豎向移動件11內(nèi)的豎向通孔處設有與所述燕尾槽10-1相匹配的燕尾凸起11-1;該豎向移動件11在與所述鎖定槽10-2對應處設有螺紋孔11-2，該螺紋孔11-2上連接有鎖定螺桿20，該鎖定螺桿20的外端設有把手21-1，內(nèi)端伸入到所述鎖定槽10-2中。上述支架升降驅動機構的工作原理是:所述豎向鎖定架10中的燕尾槽I O-1與豎向移動件11中的燕尾凸起11 -1相匹配實現(xiàn)對豎向移動件11豎向運動的導向和限位，所述鎖定螺桿20用于將豎向移動件11鎖定在豎向鎖定架10中，通過所述把手21-1擰緊鎖定螺桿20時，鎖定螺桿20的內(nèi)端壓緊在所述鎖定槽10-2中使得豎向移動件11被固定，而松開鎖定螺桿20時豎向移動件11可自由的上下移動，從而能夠將豎向移動件11鎖定在豎向鎖定架10高度范圍上的任何位置。
[0052]參見圖7-圖10，所述豎向鎖定架10的底部固定有底座14，該底座14通過連接座20與所述基座I固定連接;所述豎向移動件11上固定有連接板15，該連接板15與所述支座9固定連接，從而使得基座1、豎向移動件11以及支座9固定連接成一體。
[0053]參見圖7-圖10，所述支架擺動驅動機構中，所述支座9上設有軸承座16，所述第二轉軸8通過軸承連接在軸承座16上，該第二轉軸8與第二驅動電機7之間通過聯(lián)軸器17連接。
[0054]參見圖2-圖6，所述基座I由一矩形箱體構成，所述載物臺2設置于矩形箱體的頂面上，所述第一轉軸6向下延伸伸入到矩形箱體內(nèi)，所述第一驅動電機5設置于矩形箱體內(nèi)，該第一驅動電機5通過電機固定座19與矩形箱體的底板固定連接，所述第一驅動電機5的主軸通過齒輪傳動機構18與所述第一轉軸6連接;所述圓筒12的底部設有連接耳12-2，該連接耳12-2上設有螺釘將圓筒12固定在矩形箱體的頂面上;所述載物臺2匹配于圓筒12底部內(nèi)側。
[0055]參見圖13和圖14，本發(fā)明的應用上述三維圖像攝影系統(tǒng)實現(xiàn)的三維圖像攝影方法，包括以下步驟:
[0056](I)待攝影物品22 二維圖像的采集，具體包括以下步驟:
[0057](1.1)將待攝影物品22放置于載物臺2中，并使得待攝影物品22的中心與第一轉軸6的軸線重合;通過支架升降驅動機構調(diào)節(jié)第二轉軸8的位置，使得該第二轉軸8的軸線與待攝影物品22的中心重合；
[0058](1.2)對影像采集單元進行初始化設置，使第一驅動電機5、第二驅動電機7以及攝像機3位于初始位置;初始狀態(tài)下，第一轉軸6的軸線、第二轉軸8的軸線以及攝像機3鏡頭中心線相交于待攝影物品22的中心，攝像機3鏡頭位于待攝影物品22的正上方，攝像機3鏡頭中心線與水平面之間的夾角為90°:
[0059](1.3)計算模塊控制第一驅動電機5、第二驅動電機7以及攝像機3進行圖像采集，其中，第二驅動電機7驅動攝像機3在瑋度方向上進行N次的等角度擺動，使攝像機3鏡頭中心線與水平面之間的夾角由90°變成0°，攝像機3所在位置共具有N+1個狀態(tài)，作為一個例子，所述N=6，即攝像機3每次擺動15°，攝像機3所在位置共具有7個狀態(tài);在攝像機3所在的每一個狀態(tài)下，第一驅動電機5驅動待攝影物品22進行經(jīng)度方向上的360°勻速轉動，該過程中攝像機3以固定的攝像頻率攝取待攝影物品22的M張二維圖像，作為一個例子，所述M =20;參見圖14，計算模塊控制在圖像采集過程中，通過判斷攝像機的擺動次數(shù)G來判斷下一步動作，初始狀態(tài)G為0，當檢測到G<7時，控制電機2(即所述第二驅動電機7)沿瑋度方向擺動一級(15°)，同時控制電機1(即所述第一驅動電機5)轉動360°，攝像機3攝取20張照片，完成一輪圖像采集，同時G的數(shù)值加I;如此循環(huán)，直至G多7時結束，共完成7輪圖像采集;獲得的二維圖像存儲到存儲模塊中；
[0060](2)對待攝影物品22的二維圖像進行三維圖像合成;具體地，計算模塊通過傾斜圖像拼接算法，實現(xiàn)二維圖像的拼接合成，獲得三維圖像，并將該三維圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；
[0061](3)獲得的產(chǎn)品三維圖像由顯示模塊顯示，供用戶觀看。
[0062]本實施例的三維圖像攝影方法中，所述存儲模塊和計算模塊設置于云端服務器，以獲得更大的存儲空間和運算速度，并采用本地計算機與云端服務器進行數(shù)據(jù)交換;所示顯示模塊可采用本地計算機顯示器，也可以采用智能終端顯示器，如智能手機、平板電腦等。
[0063]參見圖15和圖16，上述待攝影物品22二維圖像的采集以及三維圖像的合成過程由專用軟件控制進行，所述專用軟件包括三維圖像制作控制一級模塊和產(chǎn)品影像管理一級模塊。其中:
[0064]所述三維圖像制作控制一級模塊包括產(chǎn)品名稱建檔模塊、成像速度控制模塊、成像啟動控制模塊、三維圖像訪問鏈接生成模塊、三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊以及三維圖像預覽模塊等，其中，產(chǎn)品名稱建檔模塊用于對待攝影物品22的圖像數(shù)據(jù)進行命名；成像速度控制模塊用于調(diào)節(jié)所述參數(shù)N和M，以控制成像速度，進而控制成像精度，所述參數(shù)N和M越大，成像速度越慢，成像精度越高;所述成像啟動控制模塊用于啟動成像執(zhí)行程序;所述三維圖像訪問鏈接生成模塊用于生成訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接;所述三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊用于獲得訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接的二維碼;所述三維圖像預覽模塊用于預覽所獲得的產(chǎn)品三維圖像。
[0065]所述產(chǎn)品影像管理一級模塊包括搜索模塊和產(chǎn)品影像展示模塊，其中，所述搜索模塊用于根據(jù)產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的特征(如名稱、創(chuàng)建時間等)來搜索服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù);所述產(chǎn)品影像展示模塊用于將符合用戶搜索條件的產(chǎn)品三維圖像顯示到屏幕上。
[0066]作為一個例子，上述專用軟件的操作界面如圖15和圖16所示，圖15中顯示了三維圖像制作控制一級模塊下的各個功能模塊，圖16中顯示了產(chǎn)品影像管理一級模塊下的各個功能t吳塊。
[0067]通過上述專用軟件操作界面，用戶可以方便地對產(chǎn)品的三維圖像制作進行操作，并管理所生成的三維圖像。用戶通過鼠標和鍵盤操作即可啟動三維成像執(zhí)行程序、修改成像參數(shù)、預覽生成的產(chǎn)品三維圖像、提供訪問產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接和二維碼、管理產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)等，制作和使用過程相當方便。
[0068]上述為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種三維圖像攝影系統(tǒng)，包括影像采集單元和影像合成單元，其特征在于: 所述影像采集單元包括基座、載物臺、載物臺轉動驅動機構、攝像機、攝像機位置調(diào)節(jié)機構以及電機驅動模塊，其中，所述載物臺通過第一轉軸與基座形成轉動連接，所述載物臺轉動驅動機構包括與所述第一轉軸連接的第一驅動電機;所述攝像機位置調(diào)節(jié)機構包括支架、支架擺動驅動機構以及支架升降驅動機構，其中，所述攝像機設置于支架的上端;所述支架擺動驅動機構包括支座和第二驅動電機，所述支架的下端通過第二轉軸與所述支座形成轉動連接，所述第二驅動電機設置于所述支座上，該第二驅動電機與所述第二轉軸連接；所述支架升降驅動機構包括豎向鎖定架以及可作豎向移動并鎖定在豎向鎖定架上的豎向移動件，所述支座與所述豎向移動件固定連接;工作時所述第一轉軸的軸線、第二轉軸的軸線以及攝像機鏡頭中心線相交于待攝影物品的中心;所述電機驅動模塊用于控制所述第一驅動電機和第二驅動電機工作； 所述影像合成單元包括存儲模塊、計算模塊以及顯示模塊，其中，所述存儲模塊用于存儲攝像機采集的二維圖像，所述計算模塊用于對采集的待攝影物品的二維圖像進行三維拼接獲得三維圖像，并存儲到所述存儲模塊中，所述顯示模塊用于展示獲得的三維圖像。2.根據(jù)權利要求1所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，所述載物臺上設有圓筒，該圓筒的內(nèi)部空間構成待攝影物品的放置空間；所述圓筒的側面上設有開口，該開口設置于圓筒側壁中與攝像機在隨支架繞第二轉軸轉動時的圓弧形軌跡對應的部位。3.根據(jù)權利要求1所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，所述支架為由橫桿和豎桿連接而成的直角形結構，所述攝像機設置于所述橫桿的外端，所述第二轉軸連接于所述豎桿的下端。4.根據(jù)權利要求3所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述攝像機通過夾持座與橫桿的端部連接，所述夾持座包括頂板、設在頂板其中一個側面的用于與所述橫桿連接的夾套以及設在頂板其他三個側面的三個定位板，所述三個定位板的上端通過螺釘連接在頂板的側面上，三個定位板的下端設有向內(nèi)側彎折的定位部，三個定位板中相對設置的兩個定位板中的定位部的末端設有與攝像機鏡頭部位的圓柱形外壁相匹配的圓弧形開口；所述攝像機設置于由頂板和三個定位板圍成的空間內(nèi)，攝像機的下部支承在三個定位板的定位部上，攝像機的鏡頭部位從所述圓弧形開口中伸出。5.根據(jù)權利要求1所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，所述支架升降驅動機構中，所述豎向鎖定架的一側設有沿豎向延伸的燕尾槽，與燕尾槽相對的另一側設有沿豎向延伸的鎖定槽;所述豎向移動件內(nèi)設有豎向通孔且套于豎向鎖定架上，該豎向移動件內(nèi)的豎向通孔處設有與所述燕尾槽相匹配的燕尾凸起;該豎向移動件在與所述鎖定槽對應處設有螺紋孔，該螺紋孔上連接有鎖定螺桿，該鎖定螺桿的外端設有把手，內(nèi)端伸入到所述鎖定槽中。6.根據(jù)權利要求5所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，所述支架擺動驅動機構中，所述支座上設有軸承座，所述第二轉軸通過軸承連接在軸承座上，該第二轉軸與第二驅動電機之間通過聯(lián)軸器連接。7.根據(jù)權利要求1所述的三維圖像攝影系統(tǒng)，其特征在于，所述基座由一矩形箱體構成，所述載物臺設置于矩形箱體的頂面上，所述第一轉軸向下延伸伸入到矩形箱體內(nèi)，所述第一驅動電機設置于矩形箱體內(nèi)，該第一驅動電機通過電機固定座與矩形箱體的底板固定連接，所述第一驅動電機的主軸通過齒輪傳動機構與所述第一轉軸連接;所述圓筒的底部設有連接耳，該連接耳上設有螺釘將圓筒固定在矩形箱體的頂面上;所述載物臺匹配于圓筒底部內(nèi)側。8.—種應用權利要求1-7任一項所述的三維圖像攝影系統(tǒng)實現(xiàn)的三維圖像攝影方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)待攝影物品二維圖像的采集，具體包括以下步驟: (1.1)將待攝影物品放置于載物臺中，并使得待攝影物品的中心與第一轉軸的軸線重合;通過支架升降驅動機構調(diào)節(jié)第二轉軸的位置，使得該第二轉軸的軸線與待攝影物品的中心重合； (1.2)對影像采集單元進行初始化設置，使第一驅動電機、第二驅動電機以及攝像機位于初始位置，初始狀態(tài)下，第一轉軸的軸線、第二轉軸的軸線以及攝像機鏡頭中心線相交于待攝影物品的中心，攝像機鏡頭位于待攝影物品的正上方，攝像機鏡頭中心線與水平面之間的夾角為90° ； (1.3)計算模塊控制第一驅動電機、第二驅動電機以及攝像機進行圖像采集，其中，第二驅動電機驅動攝像機在瑋度方向上進行N次的等角度擺動，使攝像機鏡頭中心線與水平面之間的夾角由90°變成0°，攝像機所在位置共具有N+1個狀態(tài);在攝像機所在的每一個狀態(tài)下，第一驅動電機驅動待攝影物品進行經(jīng)度方向上的360°勻速轉動，該過程中攝像機以固定的攝像頻率攝取待攝影物品的M張二維圖像;獲得的二維圖像存儲到存儲模塊中； (2)對待攝影物品的二維圖像進行三維圖像合成;具體地，計算模塊通過傾斜圖像拼接算法，實現(xiàn)二維圖像的拼接合成，獲得三維圖像，并將該三維圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器中； (3)獲得的產(chǎn)品三維圖像由顯示模塊顯示，供用戶觀看。9.根據(jù)權利要求8所述的三維圖像攝影方法，其特征在于，所述待攝影物品二維圖像的采集以及三維圖像的合成過程由專用軟件控制，所述專用軟件包括三維圖像制作控制一級模塊，該三維圖像制作控制一級模塊包括產(chǎn)品名稱建檔模塊、成像速度控制模塊、成像啟動控制模塊、三維圖像訪問鏈接生成模塊、三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊以及三維圖像預覽模塊，其中，產(chǎn)品名稱建檔模塊用于對待攝影物品的圖像數(shù)據(jù)進行命名;成像速度控制模塊用于調(diào)節(jié)所述參數(shù)N和M，以控制成像速度，進而控制成像精度，所述參數(shù)N和M越大，成像速度越慢，成像精度越高;所述成像啟動控制模塊用于啟動成像執(zhí)行程序;所述三維圖像訪問鏈接生成模塊用于生成訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接;所述三維圖像訪問鏈接二維碼生產(chǎn)模塊用于獲得訪問服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡鏈接的二維碼;所述三維圖像預覽模塊用于預覽所獲得的產(chǎn)品三維圖像。10.根據(jù)權利要求9所述的三維圖像攝影方法，其特征在于，所述專用軟件還包括產(chǎn)品影像管理一級模塊，所述產(chǎn)品影像管理一級模塊包括搜索模塊和產(chǎn)品影像展示模塊，其中，所述搜索模塊用于根據(jù)產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù)的特征來搜索服務器中的產(chǎn)品三維圖像數(shù)據(jù);所述產(chǎn)品影像展示模塊用于將符合用戶搜索條件的產(chǎn)品三維圖像顯示到屏幕上。
【文檔編號】G03B35/00GK105954968SQ201610543349
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月9日
【發(fā)明人】陳勝華
【申請人】陳勝華