一种基于三维重构的图像采集装置的制作方法

本实用新型涉及三维信息技术领域，尤其涉及一种基于三维重构的图像采集装置。

背景技术：

通常，通过相机拍摄出来的物体的图像都为平面图，如此无法直接获取物体的立体结构及尺寸，只有通过计算来获取物体的二维信息，然后进一步得到物体的三维尺寸。从而现有以相机来替代人双眼的设想在实际的使用过程中还是有局限性的，人的双眼在各个行业中并未能真正意义上的实现解放。

现有的三维重构的图像采集主要通过激光传感器来实现，利用机械臂夹持激光传感器，对物体进行扫描，从而得到图像的三维数据进行三维重构，但是，这种装置不仅成本高、体积大，而且图像采集速度缓慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于三维重构的图像采集装置，旨在解决现有技术中三维重构图像采集装置体积大、成本高且采集图像速度慢的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于三维重构的图像采集装置，包括：外壳罩、底板、两个相机以及光机，所述相机及光机分别固定在所述底板上，所述外壳罩盖在所述底板上，所述外壳罩具有第一侧面，所述第一侧面上开设有光机孔，所述第一侧面上于光机孔两侧分别开设有相机孔。

其中，所述底板上设置有用于固定所述相机的相机定位块和用于安装光机的光机固定块。

其中，所述相机定位块呈L型。

其中，所述光机固定块呈楔形，所述光机固定块上开设有圆孔，所述底板上开设有通风口，所述圆孔与所述通风口联通。

其中，所述光机的低部设置有圆形的出风口，所述出风口与所述光机固定块上开设的圆孔联通。

其中，所述外壳罩与所述底板之间设置有防尘棉。

其中，所述外壳罩具有与所述第一侧面相对的第二侧面，所述第二侧面上开设有凹槽，所述凹槽的槽壁上的设置有网线端口、电源端口、USB端口以及电源开关。

其中，所述相机的相机头上设置有相机透镜和相机盖板，通过所述相机盖板使得相机头与第一侧面紧密贴合。

其中，所述光机具有散热风扇以及散热片，所述散热片呈条状排布在所述散热风扇的一侧。

其中，所述光机包括光机透镜和透镜套环，所述光机透镜和透镜套环位于所述光机孔中于靠近第一侧面处，光机透镜设置于透镜套环中。

本实用新型至少具有以下有益效果：相对于现有技术的三维重构的图像采集装置体积大、成本高，而且图像采集速度缓慢精度不高的问题，本实用新型实施例提供的基于三维重构的图像采集装置通过将光机、两个相机集成于一体，体积小，且组装结构简单；本实用新型实施例通过计算相机、光机在某一距离的共同视场作为有效采集区域，根据不同物体、不同环境，可以预先计算光机和相机的安装位置及角度，如此可以实现对物体进行精确的图像采集。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的立体结构图；

图2为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的爆炸分解图；

图3为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的内部结构图；

图4为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的后视图；

图5-a和图5-b为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的相机安装位置示意图；

图6为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的光机安装位置示意图；

图7为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的采集图像区域的平面示意图；

图8为本实用新型实施例中一种基于三维重构的图像采集装置的采集图像区域的空间示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供一种基于三维重构的图像采集装置，旨在解决现有技术中三维重构图像采集装置体积大、成本高且采集图像速度慢，精确度不高的问题。下面将结合附图对本实用新型实施例进行进一步详细说明。

请参阅图1至图4，本实用新型实施例提供的一种基于三维重构的图像采集装置1，包括外壳罩10、底板20、两个相机30以及光机40。所述相机及光机分别固定在所述底板20上，所述外壳罩10盖在所述底板20上。所述外壳罩10具有第一侧面101、与第一侧面101相对的第二侧面102以及连接第一侧面101、第二侧面102的侧板103。所述第一侧面101上开设有光机孔1011，所述第一侧面101上于光机孔1011两侧分别开设有相机孔1012。

在一实施例中，所述底板20上设置有用于固定相机的相机定位块201以及用于安装光机的光机固定块202，在本实施例中，所述相机定位块201的竖截面呈L型，所述光机固定块202呈楔形。

所述外壳罩10与所述底板20之间设置有防尘棉50。所述底板20上开设有通风口200，所述光机固定块202上开设有圆孔203，光机固定板202固定在底板2 0上时，所述光机固定块202上的圆孔与所述底板20上开设有通风口200相对齐联通，从而帮助光机20散热。

所述第二侧面102上开设有凹槽1021，所述凹槽1021的槽壁上的设置有两个网线端口1022、一个电源端口1023、一个USB端口1024以及一个电源开关1025和入风口1026，所述入风口1026中设置有防尘棉。所述各端口的接线均在装置内部实现即设置在外壳罩10中；这样的设计使得外部接线集中，方便操作，而且还能美化具体实施时装置的外部走线。

所述光机40大致呈长方体状，包括光机头41、硬件触发线(图中未示)散热风扇42以及散热片43，所述散热片43呈条状排布在所述散热风扇的一侧。所述光机40的低部设置有圆形的出风口(图中未示)。所述硬件触发线控制光机40根据需求决定是否连接所述相机30。

请参阅图3、图5-a和图5-b，其为所述相机30安装形式示意图，具体安装时，所述相机定位块201通过螺钉固定在所述底板20上，然后将所述相机30放置于相机定位块201内，并通过螺钉固定，所述相机30的相机头从第一侧面101的相机孔1012中伸出，所述相机头上设置有相机透镜301和相机盖板302，通过所述相机透镜301和相机盖板302使得相机头与第一侧面101紧密贴合。

本实施例中，所述相机透镜301为偏薄且透明的平面镜制成。其中，相机透镜安装时需保证与相机光轴相互垂直，两者角度可以进行提前实验计算获取，这样可以防止因为光的折射引起的相机成像的畸变，从而保证计算分析时使用的图像都是最为真实、有效、精准的。

请参阅图3及图6，其为光机40安装形式示意图，在安装时，所述光机固定块202过螺钉固定在所述底板20上，将所述光机40的出风口与所述光机固定块202的上开设的圆孔对齐，然后将光机40贴合安装固定在所述光机固定块202上，并通过螺钉固定，其光机头从第一侧面101的光机孔1011中伸出，所述光机还包括光机透镜401和透镜套环402，光机透镜401和透镜套环402位于所述光机孔1011中于靠近第一侧面101处，光机透镜401设置于透镜套环402中，通过所述透镜套环402使得光机40与第一侧面101紧密贴合。本实施例中，所述光机透镜401为偏薄且透明的平面镜制成。安装时可以通过螺丝紧固光机固定板和光机以进行修改调整其光轴角度，需要保证光机固定板与光机光轴相互垂直，这样可以防止因为光的折射引起的光机投射出的图像产生重影。

如上所述，本实用新型基于三维重构的图像采集装置结构简单，而易于安装和调节。

本实用新型所述基于三维重构的图像采集装置因为连续工作时间较长，而内部硬件主要发热源是光机，所以只需考虑光机散热问题。在本实施例中，利用光机自带的所述散热风扇42作为流动空气的动力源，外壳罩10设计有带防尘棉的入风口1026及底板20上开设有通风口200，通过所述散热片43作为风道，光机底部上设计有带防尘棉的所述出风口，且所述出风口与光机固定块202上的圆孔、底板上的开设的通风口200均相对接联通组成一个通风通道，从而完成光机装置内部的散热工作。

本实用新型所述装置通过对主要发热硬件-光机的结构及周围其他部件的结构进行合理设计，即通过设计所述由出风口与光机固定块202上的圆孔、底板上的开设的通风口200组成的通风通道，外界常温空气由通风通道进入装置，由风扇将热空气经出风口排出，从而保证装置的工作温度。通过以上所述通风结构设计从而使得本实施例装置可以实现稳定的高频采集功能。

在一实施例中，本实用新型所述实施例装置在外壳罩10与底板20接缝处设置有防尘棉50、外壳罩10与光机40连接面处均设置有防尘棉，以防止灰尘从因为加工误差和装配误差产生的间隙中进入装置内部，从而影响对装置工作的干扰。

本实用新型装置对物体立体图像的采集主要依靠光机40投影物体图片以及利用相机30拍摄投影图片计算得来。请参阅图7，其为本实用新型图像采集区域平面示意图，如图，在同一平面上，分别是两个相机的视场XMB和X’AF和光机的投影区域GCD，当两个相机光轴成某一角度(该角度范围为10°至90°)时，会产生一个共同视场EAB，光机投影区域GCD大于两个相机的共同视场EAB时，三者共同区域为两相机的共同视场EAB，即为图像的有效采集区域。

如图8所示，其为本实用新型实施例装置对图像进行有效采集区域的空间示意图，在同一空间区域，两个相机的拍摄区域分别为X-M’MBB’和X’-A’AFF’，光机的拍摄区域为G-C’CDD’，从而三者的共同视场为EE’-A’ABB’，该共同视场在平面上的投影即为图7中平面所示EAB区域，也即为图像的有效采集区域。

本装置通过计算相机、光机在某一距离的共同视场作为有效采集区域，所以，根据不同物体、不同环境，可以预先计算光机和相机的安装位置及角度，如此可以实现对物体进行精确的图像采集。

本实用新型基于三维重构的图像采集装置通过将光机、两个相机集成于一体，体积小，且组装结构简单，使得装置能够适应各种恶劣的工作环境。

本实用新型通过在光机底部上设计有带防尘棉的所述出风口，且所述出风口与光机固定块202上的圆孔、底板上的开设的通风口200均相对接联通组成一个通风通道，从而使得光机装置内部能很好的散热，如此能极大的增加内部硬件的使用寿命及装置高频使用的稳定性。

本实用新型实施例可以通过计算相机、光机在某一距离的共同视场作为有效采集区域，根据不同物体、不同环境，可以预先计算光机和相机的安装位置及角度，如此可以实现对物体进行精确的图像采集。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述描述了仅为本实用新型的优选实施例，本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。