三维扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维扫描装置，他主要包含旋转装置、平面镜组、图像采集装置和控制装置，旋转装置的旋转轴线垂直于水平面，平面镜组的各个平面镜围着所述旋转轴线绕一圈并且反射面朝向圈内，平面镜组的任意三个相邻平面镜与水平面的夹角互不相等，旋转装置驱动图像采集装置旋转，图像采集装置采集口朝向平面镜组的反射面，控制装置分别与旋转装置以及图像采集装置电连接。本发明专利技术提供的三维扫描装置可以低成本并且立体多视角的扫描待扫描物。

Three dimensional scanning device

The invention discloses a three-dimensional scanning device, he mainly includes a rotating device, mirror group, image acquisition device and a control device, a rotating device of the rotation axis perpendicular to the horizontal plane, plane mirrors each plane mirror around the axis of rotation around a circle and the reflection upon the circle, arbitrary plane mirror group three adjacent plane mirror and the angle between the horizontal plane are not equal, rotary device to drive the image acquisition device rotates the image collection device collects the mouth toward the reflector group, the control device is respectively connected with the rotating device and image acquisition device for electric. The three-dimensional scanning device provided by the invention can be low cost and can scan the scanned object in a stereoscopic and multi view way.

【技术实现步骤摘要】
三维扫描装置
本专利技术涉及三维重建
，特别是涉及一种三维扫描装置。
技术介绍
三维扫描仪扫描现实中的实物，再通过对扫描数据的处理可以得到数字模型，该数字模型可广泛的应用于3D打印、3D展示、服装试穿以及工业设计等领域。目前市场已经广泛存在手持式三维扫描仪，他需要人工手持环绕物体进行扫描，人为操作较为复杂；公告号为CN204007558U的中国专利公开了一转动式三维扫描仪，双目摄像头对准待扫描物，同时待扫描物360°旋转来完成扫描，这种扫描仪只能完成水平面多角度扫描，不能立体多视角进行扫描；公告号为CN2048U的中国专利公开了一种矩阵式三维扫描设备，该装置采用多个相机立体环绕着待扫描物矩阵式排列，虽然可以立体多视角采集到三维数据，但代价是需要装配多个相机，造成该系统成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三维扫描装置，以实现低成本立体多视角扫描。为实现上述目的，本专利技术采用如下方案：一种三维扫描装置，包括旋转装置、平面镜组、图像采集装置和控制装置，所述旋转装置的旋转轴线垂直于水平面，所述平面镜组的各个平面镜围着所述旋转轴线绕一圈并且反射面朝向圈内，所述平面镜组的任意三个相邻平面镜与水平面的夹角互不相等；所述图像采集装置包括镜头以及图像传感器，所述图像采集装置安装在旋转装置上，用于驱动所述图像采集装置旋转，所述图像采集装置采集口朝向所述平面镜组的反射面；所述控制装置分别与所述旋转装置以及所述图像采集装置电连接。进一步地，所述平面镜组的第i个平面镜与水平面的夹角为αi，所述αi位于平面镜反射面一侧以及水平面上侧，90°≤αi＜180°，其中1≤i≤K，其中K为所述平面镜组平面镜的个数。进一步地，所述第i个平面镜反射面与水平面交于线段Li，线段Li与线段Li+1的夹角为θi其中1≤i≤K-1，线段LK与线段L1的夹角为θK，，θi≥120°其中1≤i≤K，K为所述平面镜组平面镜的个数。进一步地，还包括Г形支架，所述Г形支架的竖直部分位于所述平面镜组的背面，所述旋转装置安装在所述Г形支架的一端。进一步地，所述图像采集装置为照相机或摄像机。进一步地，所述旋转装置包含底座、旋转构件和电机，所述旋转构件与所述底座转动连接，所述电机驱动所述旋转构件旋转，所述图像采集装置直接或间接地连接在所述旋转构件上；所述控制装置包含嵌入式控制单元，所述控制装置与所述电机电连接。进一步地，还包括投影装置，所述投影装置投影口对准待扫描或者对准待扫描物在所述平面镜中的虚像。进一步地，还包括支撑平台，所述支撑平台用于放置待扫描物，并且所述平面镜组围绕着所述支撑平台。进一步地，所述支撑平台采用透明材质，所述平面镜组中的每一个平面镜都有一部分位于所述支撑平台的上侧，另一部分位于所述支撑平台的下侧。进一步地，所述图像采集装置的采集口对准所述支撑平台在所述平面镜组中的虚像。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术对比，具有如下显著优点：不仅可以从立体多视角扫描到待扫描物，还能具备低成本的优点。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的三维扫描装置的结构示意图。图2是本专利技术实施例1提供的旋转装置结构示意图。图3是本专利技术实施例1提供的平面镜夹角示意图。图4是本专利技术实施例2提供的三维扫描装置的结构示意图。附图1到附图,4中的标记：平面镜组1、照相机2、旋转装置3、旋转轴线3.1、底座3.2、导电滑环3.3、步进电机3.4、齿轮3.5、轴承3.6、旋转件3.7、夹具3.8、控制器4、支撑平台5、Г形支架6、待扫描物7、水平面8、投影仪9、PC机10。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。此外，下面所描述的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此间未构成冲突就可以相互组合。实施例1如图1所示，旋转装置3固定在Г形支架6的一端，旋转装置3的旋转轴线3.1垂直于水平面，照相机2安装在旋转装置3上，能够随着旋转装置3旋转。控制器4内部包含有电机驱动单元和嵌入式控制单元，控制器4分别与旋转装置3和照相机2电连接，这是为了使控制器4能够控制旋转装置3的旋转以及照相机2采集时机，从而使本专利技术更加易于操作和更加自动化。平面镜组1由18个平面镜组成，18个平面镜围着旋转轴线3.1绕一圈，并且平面镜的反射面朝向圈内。还包括支撑平台5，支撑平台5采用透明材质，用于支撑待扫描物7，平面镜组1的每一个平面镜都有一部分位于支撑平台5的上侧，另一部分位于支撑平台5的下侧，这是为了能够采集到待扫描物7的底部。如图2所示，旋转装置3包括底座3.2、导电滑环3.3、步进电机3.4、齿轮3.5、轴承3.6、旋转件3.7、夹具3.8。步进电机3.4固定在底座3.2上，轴承3.6的内圈固定在底座3.2上，旋转件3.7固定在轴承3.6的外圈，齿轮3.5固定在旋转件3.7上，齿轮3.5和步进电机3.4的齿轮彼此咬合，从而达到齿轮传动。底座3.2的中心和旋转件3.7的旋转中心都有圆孔，导电滑环3.3固定在上述圆孔中，并且导电滑环3.3两端的电线分别与照相机2和控制器4电连接，导电滑环3.3的作用是保证照相机2和控制器4在发生相对旋转的时候，仍然可以顺畅的保持电信号的传输。夹具3.8通过螺栓固定在旋转件3.7上，照相机2固定在夹具3.8上，当然，照相机2也可以用焊接或者螺栓连接的方式直接固定在旋转件3.7上。照相机2的照相口对准平面镜组1的反射面，也可以对准支撑平台5在平面镜组1中的虚像。如图3所示，为了简明阐述平面镜组1的角度关系，本示意图仅摘取其中相邻三个平面镜加以说明，第i个平面镜与水平面8的夹角为αi，并且任意相邻的三个平面镜的夹角αi互不相等，比如在本实施例中α1＝90°、α2＝110°、α3＝130°、α4＝90°、α5＝110°、α6＝130°依此类推直到α16＝90°、α17＝110°、α18＝130°，当然也可是任意相邻的五个平面镜的夹角αi互不相等。αi也可以小于90度，本实施例的αi之所以要不小于90°，是因为此时三维扫描装置具备更大的可扫描空间以及更好的采光性。第i个平面镜反射面与水平面8交于线段Li，线段Li与线段Li+1的夹角为θi其中1≤i≤17，线段L18与线段L1的夹角为θ18，，在本实施例中θ1=θ2=θ3=θ4=……=θ17=θ18=160°。为使每个平面镜中的像都是单次成像，θi要大于120°，单次成像的好处是能够有效的利用照相机2的像素并且方便采集数据的后期处理。在此特别声明上述水平面从现实中来说有无数个，水平面与平面镜的交线Li有无数个，但θi和αi的大小却是唯一的。实施例1具体使用方式为：利用控制器4控制旋转装置3间歇性转动，比如0.15秒内转动15°后静止0.1秒，然后一直循环直到旋转360°，同时在静止的0.1秒内控制器4控制照相机2进行拍照，这样6秒时间就可以完成采集，可以根据照相机拍照速度的性能来适当的调节间歇性转动周期，如果相机性能够好，采集时间就能够控制在2秒之内，最后利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维扫描装置，其特征在于：包括旋转装置、平面镜组、图像采集装置和控制装置，所述旋转装置的旋转轴线垂直于水平面，所述平面镜组的各个平面镜围着所述旋转轴线绕一圈并且反射面朝向圈内，所述平面镜组的任意三个相邻平面镜与水平面的夹角互不相等；所述图像采集装置包括镜头以及图像传感器，所述图像采集装置安装在旋转装置上，用于驱动所述图像采集装置旋转，所述图像采集装置采集口朝向所述平面镜组的反射面；所述控制装置分别与所述旋转装置以及所述图像采集装置电连接。

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描装置，其特征在于：包括旋转装置、平面镜组、图像采集装置和控制装置，所述旋转装置的旋转轴线垂直于水平面，所述平面镜组的各个平面镜围着所述旋转轴线绕一圈并且反射面朝向圈内，所述平面镜组的任意三个相邻平面镜与水平面的夹角互不相等；所述图像采集装置包括镜头以及图像传感器，所述图像采集装置安装在旋转装置上，用于驱动所述图像采集装置旋转，所述图像采集装置采集口朝向所述平面镜组的反射面；所述控制装置分别与所述旋转装置以及所述图像采集装置电连接。2.如权利要求1所述三维扫描装置，其特征在于：所述平面镜组的第i个平面镜与水平面的夹角为αi，所述αi位于平面镜反射面一侧以及水平面上侧，90°≤αi＜180°，其中1≤i≤K，其中K为所述平面镜组平面镜的个数。3.如权利要求1所述三维扫描装置，其特征在于：所述第i个平面镜反射面与水平面交于线段Li，线段Li与线段Li+1的夹角为θi其中1≤i≤K-1，线段LK与线段L1的夹角为θK，，θi≥120°其中1≤i≤K，K为所述平面镜组平面镜的个数。4.如权利要求1所述三维扫描装置，其特征在于：还包括Г形支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：林斌，
申请(专利权)人：林斌，
类型：发明
国别省市：福建,35