一種球型3d動態影像的圖像采集裝置及采集方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像采集領域，特別涉及一種物體的球型3D動態影像的圖像采集裝置及采集方法。
【背景技術】
[0002]現有的圖像球型三維動態影像生成，需要對物體全方位多角度進行圖像采集，且對角度的準確性以及相同光源環境、背景都有所要求。或者采集圖像的輔助設備的專業化程度較高，價格昂貴，運用難于普及。如臺灣萬里科技有限責任公司的產品，otterypurview por商務拍攝機，該商務拍攝機是基于用戶自備的pc機windos操作系統和第三方專業照相機canon eos系列的360度動畫拍攝、3D半球、全球拍攝裝置和圖像處理、制作的運用軟件，圖像文件的采集由第三方照相機、專用托架、專用燈光箱以及機械運動的照相機導軌分角度依次單張拍攝，結構復雜，拍攝耗時長，產品成本高，售價高，操作復雜，設備笨重，作用和功能單一，屬于專業拍攝的輔助裝置，用戶還需另行加配運用軟件電腦和第三方專業相機。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種任意角度的球型3D動態影像的圖像采集裝置及采集方法，能對所要采集的目標同步進行水平360度配合徑向90度等分5個角度全方位圖像采集，耗時短，整體裝置簡單，制造方便。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種球型3D動態影像的圖像采集裝置，包括弧形支架，在所述弧形支架上設置有若干個照相機，所有的照相機都沿著弧形支架徑向分布，還設置有使弧形支架在豎直平面上下移動的第一動力機構，所述豎直平面為弧形支架與弧形支架圓心所決定的平面，使照相機能沿著弧形支架徑向移動的第二動力機構。
[0005]進一步的，所述第一動力機構的結構為:在所述弧形支架上端固定有升降絲桿座，所述升降絲桿座內穿過與其嚙合的絲桿，絲桿上固定第二同步帶輪，所述第二同步帶輪通過第二同步帶連接到第二電機同步帶輪，所述第二電機同步帶輪固定在使其轉動的第二電機上；在所述弧形支架下端通過導向軸座固定板固定有導向軸座，所述導向軸座內穿過一條導向軸。
[0006]進一步的，所述第二動力機構的結構為:所述弧形支架上固定有第三電機，所述第三電機上固定有第一齒輪，第一齒輪與螺絲柱相嚙合，螺絲柱與齒條相嚙合，齒條通過照相機固定板固定照相機。
[0007]進一步的，所述第一齒輪與螺絲柱之間還設置有第二齒輪和第三齒輪，所述第二齒輪通過第二齒輪固定柱固定在弧形支架上，第三齒輪通過第三齒輪固定柱固定在弧形支架上，第一齒輪與第二齒輪相嚙合，第二齒輪還與第三齒輪相嚙合，所述第三齒輪與螺絲柱相嗤合。
[0008]進一步的，在所述照相機的拍照區域設置有置物盤，所述置物盤下方同軸固定轉動盤，所述轉動盤連接到使轉動盤轉動的轉動機構。
[0009]進一步的，所述轉動機構的結構為:轉動盤通過連接板連接到第一同步帶輪，所述第一同步帶輪通過第一同步帶連接到第一電機同步帶輪，所述第一電機同步帶輪固定在帶動其轉動的第一電機上。
[0010]進一步的，還設置有箱體，所述箱體包括上蓋、機箱、側門、底箱和前門，所述機箱內設置有用于固定弧形支架的弧形支架固定板，所述置物盤設置在底箱中，在機箱內靠近弧形支架一側固定有燈箱，在所述燈箱內固定有燈條，所述機箱內設置有均勻發光體，具體為機箱內固定有圓弧型的納米導光板，在所述納米導光板邊緣鑲嵌有LED 二極管，機箱內表面固定有柔光板，在所述上蓋上面還設置有顯示本裝置參數和控制本裝置工作的觸摸顯示屏。
[0011]進一步的，在所述底箱下端還設置有底箱蓋板，在所述底箱蓋板上設置有4個萬向輪。
[0012]一種球型3D動態影像的圖像采集方法，包括以下步驟:
上位機PC端的應用軟件控制轉動盤、照相機組合弧形支架，由轉動盤控制器控制第一電機定位、照相機弧形支架上第三電機控制照相機定位，調整背景光源，設置好拍照參數，包括圖像分辯率、拍照區域、每臺照相機焦點；
判斷拍照參數是否設置正確，若設置錯誤，重新設置，若設置沒有問題，則進行后續步驟；
PC機下發照相機DSP (數字信號處理，digital signal processing)拍照指令，第一電機帶動轉動盤按指定角度旋轉或者暫停，并進行拍照，照相機DSP收到上位機下發的指令后開始有序控制FPGA (現場可編程門陣列，Field — Programmable Gate Array)進行多組CMOS光學成像模組采集圖像，將采集的圖像存儲于FPGA掛接的SDRAM (同步動態隨機存儲器，Synchronous Dynamic Random Access Memory)中；
判斷預設的拍照次數是否達到，若達到了預設的拍照次數，則進行后續圖像處理；
拍照得到的數據由照相機DSP的EDMA(增強型直接內存存取，Enhanced Direct MemoryAccess)通道經DSP的VP 口導入DDR2內存進行背景去除處理，處理完成后經網口主動上傳至PC機內存，生成本地動態影像，包括FLASH動畫、GIF動畫和支持鼠標和觸摸屏手勢動作的球型3D動態影像；
通過PC機端軟件系統，完成圖像存儲和3D動態影像生成。
[0013]根據上述采集方法，還包括當圖像模糊時，光學數字成像照相機自動對焦、變焦，并根據被拍照物體積形態調整焦點位置。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:采用可移動支架和固定角度的多組光學感光芯片及成像鏡頭的機械結構，配合同軸旋轉置物盤，使得本裝置能同步進行水平360度配合徑向90度等分5個角度的正面、反面二次完成被拍照物體的全方位圖像，在拍攝過程中不用人工干預，用時短，整體結構簡單，制造方便。同時，在箱體中設計有均光背景光源，后期圖像背景處理更簡便或者無需對圖像背景后處理。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之主視圖。
[0016]圖2是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之立體圖。
[0017]圖3是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之照相機弧形支架移動動力部分結構示意圖。
[0018]圖4是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之照相機移動原理圖。
[0019]圖5是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之照相機弧形支架沿導向軸移動關系示意圖。
[0020]圖6是本發明中一種球型3D動態影像的圖像采集裝置之加裝箱體后結構示意圖。
[0021]圖7是本發明中箱體之主視圖。
[0022]圖8是本發明中箱體之左視圖。
[0023]圖9是本發明中箱體之俯視圖。
[0024]圖10是本發明中LED光源示意圖。
[0025]圖中:1_上蓋；2_裝飾板；3-提手；4-側門；5-機箱；6-底箱；7_底箱蓋板；8_調節腳杯；9-萬向輪；10-前門；11-燈箱；12-燈條；13-圖像米集裝置；14-柔光板；15-弧形支架固定板；16_觸摸板；17_觸摸顯示屏；18_上蓋蓋板；19_屏固定條；20_置物盤；21_轉動盤；22_連接板；23_第一同步帶輪；24_第一同步帶；25_第一電機同步帶輪；26_第一電機固定板；27_第一電機；28_第二電機固定板；51_弧形支架；52_第二電機；53_第二電機同步帶輪；54_第二同步帶；55_第二同步帶輪；56_軸承固定板；57_升降絲桿座；58_絲桿；59_上端導向軸套；60_上軸套固定板；61_導向軸座；62_導向軸；63_下端導向軸套；64-下軸套固定板；65_照相機固定板；66_齒條；67_螺絲柱；68_第三電機；69_第一齒輪；70_第三齒輪；71_第三齒輪固定柱；72_第二齒輪；73_第二齒輪固定柱；74_照相機；75-導向軸座固定板；101-LED 二極管；102_納米導光板。
【具體實施方式】
[0026]本發明的目的在于提供一種球型3D動態影像的圖像采集裝置及采集方法，裝置整體結構如圖1和圖2所示，包括弧形支架51，在所述弧形支架51上設置有若干個照相機74，所有的照相機74都沿著弧形支架51徑向分布，還設置有使弧形支架51在豎直平面上下移動的第一動力機構，所述豎直平面為弧形支架51與弧形支架51圓心所決定的平面，使照相機74能沿著弧形支架51徑向移動的第二動力機構。在實際裝配中，弧形支架51處于其與其所對應的圓心共同決定的豎直平面內，被照相目標物在水平面的位置可調整，可是在高度方向，即豎直平面方向不能調整，因此，需要通過調整弧形支架51在豎直方向的位置，使得本裝置的照相中心始終對準被照相目標物，所設置的第一動力機構帶動弧形支架51在豎直方向上下移動，即整個球形3D動態影像的圖像采集裝置上下移動，從而到達本裝置的照相中心始終對準被照相目標物的目的。
[0027]具體的，所述第一動力機構的結構如圖3所示，在所述弧形支架51上端固定有升降絲桿座57，所述升降絲桿座57內穿過與其嚙合的絲桿58，絲桿58上固定第二同步帶輪55，所述第二同步帶輪55通過第二同步帶54連接到第二電機同步帶輪53，所述第二電機同步帶輪53固定在使其轉動的第二電機52上。如圖5所示，在所述弧形支架51下端通過導向軸座固定板75固定有導向軸座61，所述導向軸座61內穿過一條導向軸62。當第二電機52通電工作時，依次帶動第二電機同步帶輪53、第二同步帶54、第二同步帶輪55，進而帶動絲桿58轉動，在絲桿58轉動推力下，弧形支架51就會沿著導向軸62上下移動。
[0028]如圖4所示，所述第二動力機構的結構為:所述弧形支架51上固定有第三電機68，所述第三電機68上固定有第一齒輪69，第一齒輪69與螺絲柱67相嚙合，螺絲柱67與齒條66相嚙合，齒條66通過照相機固定板65固定照相機74。此外，還可設置進一步的齒輪傳動，例如，所述第一齒輪69與螺絲柱67之間還設置有第二齒輪72和第三齒輪70，所述第二齒輪72通過第