[实用新型]一种三维信息采集单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及三维扫描与重建技术领域，尤其涉及一种三维信息采集单元。

背景技术

三维信息扫描过程中，为快速获取目标对象的三维信息，往往需要安装多个三维扫描摄像头(下文称为“摄像头”)，所安装的摄像头位置只能通过手动方式进行调节，不能精确定位，且安装固定后针对不同大小和几何形状的目标对象无法自由调节，安装过程复杂，装置的适用性差。而且，摄像头在直接安装过程中容易出现碰撞和损伤，直接影响了摄像头的扫描效果和使用寿命。此外，这种固定后的摄像头多为垂直目标对象进行扫描，不能进行拍摄角度的调节，导致重建的三维模型会产生较多的孔洞。

发明内容

本实用新型目的在于提供了一种三维信息采集单元，将三维信息采集和重建装置的关键功能部件模块化、集成化，可依据目标对象的特点方便、快捷、安全地安装调节，实现摄像头的准确定位，以及全面、快速地扫描和重建，拓宽适用范围。

本实用新型提供了一种三维信息采集单元，包括壳体、摄像头、电动升降机构、驱动模块、控制模块以及导向装置；所述壳体内侧竖直方向设有由第一电机、丝杆和升降板组成的电动升降机构，第一电机的转动输出轴与丝杆的一端固定连接，丝杆上设有螺旋连接的升降板，所述导向装置由两根平行设置于丝杆两侧的导向杆组成，每根导向杆上设有滑块，升降板与滑块固定连接；所述摄像头固定于升降板上，丝杆转动带动摄像头沿导向杆上下移动；摄像头通过数据线或无线传输模块与重建单元相连接，将扫描数据实时传输进行三维重建；所述控制模块通过驱动模块与第一电机相互电连接，用于调节摄像头在竖直方向的位置。

在以上方案的基础上，本实用新型还进一步作了如下优化：

上述三维信息采集单元还包括由驱动模块驱动的固定于升降板上的第二电机和摄像头固定杆组成的电动旋转机构；所述升降板由底座和支撑板组成，整体呈“T”型结构，底座一端中部通过凸起部分开设的通孔及支撑固定架安装于丝杆上，两侧固定于滑块上，另一端平行设置两侧面支撑板，支撑板中部设有中心孔；所述第二电机固定于支撑板外侧，其输出轴穿过所述中心孔与摄像头固定杆连接，带动摄像头在竖直平面内上下摆动。

控制模块通过驱动模块与第二电机相连接，用于调节摄像头在竖直平面内的拍摄角度，所述第二电机为步进电机。

丝杆两端设有限位固定组件，用于限定摄像头在竖直方向的运动范围。

升降板底座距离壳体的内侧壁有一定的空间，垂直距离为0.5-10cm。

壳体整体呈长方形，宽为10-30cm，长为20-60cm；壳体背部的四角设有紧固螺钉，用于固定所述三维信息采集单元；壳体设有通孔，用于将摄像头数据线和控制模块的连接线引出。

扫描单元内的电动升降机构也可采用为同步带的传动方式来实现摄像头的升降控制。

本实用新型提供了一种三维信息采集单元，可依据目标对象的大小和形状安装不同数量的三维信息采集单元，扩大了装置的适用范围；大大简化了三维信息采集装置的安装过程，减少了安装过程中对摄像头的损伤；实现了摄像头的位置和拍摄角度的精确控制，能够方便快捷地用于不同形状和大小的物体进行扫描，减少了三维重建模型的孔洞。

附图说明

图1为三维信息采集单元示意图；

图2为三维信息采集单元平面视图。

附图标号说明：

1-壳体；2-三维扫描摄像头（下文称为“摄像头”）；3-驱动模块；4-控制模块；5-第一电机；6-丝杆；7-升降板；701-底座；702-支撑板；8-导向杆； 9-滑块；10-第二电机； 11-三维扫描摄像头固定杆（下文称为“摄像头固定杆”）； 12-通孔；13-限位固定组件；14-支撑固定架。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型提供的三维扫描与重建装置及其应用方法作进一步详细说明，以便更好理解本实用新型的保护范围，但实施例的内容并不限制本实用新型的保护范围。说明书附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明与本实用新型有关的基本结构。

本实用新型所提供的三维信息采集单元，如图1、图2所示，包括壳体、摄像头、升降板、滑块、第一电机、第二电机、驱动模块、控制模块以及导向杆。在距离壳体内侧壁一定距离沿竖直方向设有一丝杆，丝杆两端设有限位固定组件，上端穿过该限位固定组件与第一电机的转动输出轴固定连接，丝杆上设有升降板。