一种基于三维重构的立体图像采集装置

1.本实用新型涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种基于三维重构的立体图像采集装置。


背景技术：

2.目前，植物表型组学作为减轻功能基因组学和植物育种研究之间的桥梁，植物表型相关特征与植物基因组和植物田间管理密切相关。植物表型特征参数的获取一直是植物表型组学研究的第一步骤，也是关键步骤。传统上，植物表型信息的获取大都依靠人员手动测量，耗时费力，针对不同类型的植物，人员测量存在偶然性，测量数据的可靠性较低。
3.随着技术的成熟，国内外的研究者针对植物类型与应用情况，研究出不同的表型平台，如新传感器模式的地面平台，空中传感器，室内的图像传感器平台。针对于植物表型三维重构平台，研究者们主要依靠图像处理技术，利用不同类型的相机，建立单目或者双目的视觉系统。此外，还研究出基于图像技术与传感器的高精度系统。
4.但是，现有技术中植物表型三维重构的系统或平台一般将通过相机拍摄的多组植物的图片进行繁琐的处理，因此图像处理的工作量非常大，对平台控制器的计算处理能力要求极高。而且在处理过程中还需要从每一张图像中获取多张不同的界面图，因此在一定程度上使得图像处理的速度相对较慢，进而影响了植物的三维重构的速度。
5.现有专利(公告号：cn209784198u)提出了一种植物表型三维重构信息获取装置，植物旋转平台固定设置在工作台上，弯折型活动杆设置在工作台的一侧，弯折端平行对应植物旋转平台平面；活动杆对应工作台的台面的一侧设置有深度信息传感器，且与活动杆活动连接，活动范围从弯折端到活动杆与工作台的连接端，活动杆上设置有第一步进电机，植物旋转平台上设置有第二步进电机。深度信息传感器可以在第一步进电机作用下沿着活动杆运动，实现对放置在植物旋转平台上的植物横截面和冠层面的图像采集。植物旋转平台又可以进行360
°
旋转，进而可以采集到植物360
°
的多张植物横截面和冠层面的图像用于后期的植物表型三维重建，无需对每张照片再进行复杂的处理。
6.上述装置在使用时具有以下缺点：如果由于图像采集设备的位置不当而导致采集的图形模糊或图像畸形等问题时，难以快速调节图像采集设备的位置，从而难以消除由此而引起的图形畸变，不利于后续的图像采集，为此，我们提出一种基于三维重构的立体图像采集装置解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种基于三维重构的立体图像采集装置，解决了如果由于图像采集设备的位置不当而导致采集的图形模糊或图像畸形等问题时，难以快速调节图像采集设备的位置，从而难以消除由此而引起的图形畸变，不利于后续的图像采集的技术问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种基于三维重构的立体图像采集装置，包括承载机构和采集机构；
9.所述承载机构包括采集平台、空腔、第一电机、转杆和转盘，所述采集平台的内部开设有空腔，所述空腔的内部固定安装有第一电机，所述第一电机的驱动端固定安装有转杆，所述转杆的顶端延伸至采集平台的上方且固定安装有转盘；
10.所述采集机构包括安装架、电动推杆、安装壳、螺纹杆、螺母、连接杆、安装杆、主动锥齿轮、框架、转轴、装配块、图像采集器、第二电机和从动锥齿轮，所述采集平台的顶部固定安装有安装架，所述安装架的顶部固定安装有电动推杆，所述安装架的内部滑动连接有安装壳，所述电动推杆的伸缩端延伸至安装架的内部且与安装壳顶部的中心处固定连接，所述安装壳的内部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有螺母，所述安装壳底部的左侧转动连接有安装杆，所述安装杆的顶端延伸至安装壳的内部且固定安装有主动锥齿轮，所述螺纹杆上固定安装有从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合连接，所述螺母的底部固定安装有连接杆，所述安装壳的底部开设有供螺母滑动的开口，所述连接杆的底端穿过开口延伸至安装壳的下方且固定安装有框架，所述框架的内部转动连接有转轴，所述转轴上固定安装有装配块，所述装配块的底面固定安装有图像采集器，所述框架的右侧固定安装有第二电机，所述第二电机的驱动端与转轴的左端固定连接。
11.优选的，所述采集平台的底部固定安装有四个支脚，四个所述支脚分别位于采集平台底部的四角处，使装置可以稳定放置。
12.优选的，所述采集平台的顶部开设有供转杆穿过的开口，所述开口的内部固定安装有轴承，所述转杆插接在轴承的内部，防止转杆转动时发生晃动，使转杆的转动更加稳定。
13.优选的，所述转盘的顶部固定安装有防滑垫，所述防滑垫的外表面一体成型有防滑纹路，起到很好的防滑效果。
14.优选的，所述防滑垫为橡胶材质，所述防滑垫的厚度为2cm，使得物品可以稳定的放置在转盘表面。
15.优选的，所述螺母的顶部固定安装有限位块，所述安装壳的内顶壁上开设有供限位块滑动的限位槽，提高螺母移动稳定性。
16.优选的，所述安装壳的左右两侧壁上均固定安装有滑块，所述安装架的内侧壁上开设有供滑块滑动的滑槽，提高了安装壳移动的稳定性。
17.优选的，所述采集平台的正面固定安装有控制器，所述第一电机、电动推杆、图像采集器和第二电机均与控制器电性连接，自动化程度高，方便操作人员使用。
18.与相关技术相比较，本实用新型提供的一种具有如下有益效果：通过转动安装杆可带动主动锥齿轮转动，通过主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动螺纹杆转动，通过螺纹杆与螺母的螺纹配合可带动螺母水平移动，通过螺母的移动带动连接杆移动，通过连接杆可带动图像采集器移动，即完成了图像采集器沿水平方向的角度调节，通过启动第二电机可驱动转轴转动，转轴带动装配块转动，装配块带动图像采集器转动即完成了图像采集器俯仰角度调节，通过电动推杆可带动安装壳上下移动，通过安装壳可带动图像采集器上下移动，即完成了图像采集器沿竖直方向的角度调节，实现对图像采集器位置的快速调节，有利于图像采集。
附图说明
19.图1为一种基于三维重构的立体图像采集装置的结构示意图；
20.图2为一种基于三维重构的立体图像采集装置的正视剖面结构示意图；
21.图3为图2中a处的结构放大图；
22.图4为图2中b处的结构放大图。
23.图中标号：1、采集平台；2、支脚；3、空腔；4、第一电机；5、转杆；6、转盘；7、安装架；8、电动推杆；9、安装壳；10、螺纹杆；11、螺母；12、限位块；13、限位槽；14、连接杆；15、滑块；16、滑槽；17、安装杆；18、主动锥齿轮；19、框架；20、转轴； 21、装配块；22、图像采集器；23、第二电机；24、控制器；25、从动锥齿轮。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例一，由图1-4给出，一种基于三维重构的立体图像采集装置，包括承载机构和采集机构；
26.承载机构包括采集平台1、空腔3、第一电机4、转杆5和转盘6，采集平台1的内部开设有空腔3，空腔3的内部固定安装有第一电机4，第一电机4的驱动端固定安装有转杆5，转杆5的顶端延伸至采集平台1的上方且固定安装有转盘6；
27.采集机构包括安装架7、电动推杆8、安装壳9、螺纹杆10、螺母11、连接杆14、安装杆17、主动锥齿轮18、框架19、转轴20、装配块21、图像采集器22、第二电机23和从动锥齿轮25，采集平台1的顶部固定安装有安装架7，安装架7的顶部固定安装有电动推杆8，安装架7的内部滑动连接有安装壳9，电动推杆8的伸缩端延伸至安装架7的内部且与安装壳9顶部的中心处固定连接，安装壳9的内部转动连接有螺纹杆10，螺纹杆 10上螺纹连接有螺母11，安装壳9底部的左侧转动连接有安装杆17，安装杆17的顶端延伸至安装壳9的内部且固定安装有主动锥齿轮18，螺纹杆10上固定安装有从动锥齿轮25，主动锥齿轮18与从动锥齿轮25啮合连接，螺母11的底部固定安装有连接杆14，安装壳 9的底部开设有供螺母11滑动的开口，连接杆14的底端穿过开口延伸至安装壳9的下方且固定安装有框架19，框架19的内部转动连接有转轴20，转轴20上固定安装有装配块 21，装配块21的底面固定安装有图像采集器22，框架19的右侧固定安装有第二电机23，第二电机23的驱动端与转轴20的左端固定连接。
28.实施例二，在实施例一的基础上，采集平台1的底部固定安装有四个支脚2，四个支脚2分别位于采集平台1底部的四角处，起到支撑的效果，使装置可以稳定放置。
29.实施例三，在实施例一的基础上，采集平台1的顶部开设有供转杆5穿过的开口，开口的内部固定安装有轴承，转杆5插接在轴承的内部，防止转杆5转动时发生晃动，使转杆5的转动更加稳定。
30.实施例四，在实施例一的基础上，转盘6的顶部固定安装有防滑垫，防滑垫的外表面一体成型有防滑纹路，起到很好的防滑效果。
31.实施例五，在实施例一的基础上，防滑垫为橡胶材质，防滑垫的厚度为2cm，使得物
品可以稳定的放置在转盘6表面，不会受到装置的震动而发生剧烈晃动的现象。
32.实施例六，在实施例一的基础上，螺母11的顶部固定安装有限位块12，安装壳9的内顶壁上开设有供限位块12滑动的限位槽13，通过限位块12和限位槽13的配合对螺母 11的移动进行限位，提高螺母11移动稳定性。
33.实施例七，在实施例一的基础上，安装壳9的左右两侧壁上均固定安装有滑块15，安装架7的内侧壁上开设有供滑块15滑动的滑槽16，通过滑块15和滑槽16的配合滑动对安装壳9的上下移动进行限位和导向，提高了安装壳9移动的稳定性。
34.实施例八，在实施例一的基础上，采集平台1的正面固定安装有控制器24，第一电机 4、电动推杆8、图像采集器22和第二电机23均与控制器24电性连接，通过控制器24能够对第一电机4、电动推杆8、图像采集器22和第二电机23的开闭进行控制，自动化程度高，方便操作人员使用。
35.工作原理：
36.使用装置时首先将植物放置在转盘6顶部，启动图像采集器22，通过图像采集器22 对植物图像进行采集，通过启动第一电机4驱动转杆5转动，通过转杆5带动转盘6转动，通过转盘6带动植物转动，进而实行全方位图像采集，当采集过程中出现图形模糊或图像畸形等问题时，通过转动安装杆17可带动主动锥齿轮18转动，通过主动锥齿轮18带动从动锥齿轮25转动，从动锥齿轮25带动螺纹杆10转动，通过螺纹杆10与螺母11的螺纹配合可带动螺母11水平移动，通过螺母11的移动带动连接杆14移动，通过连接杆14 可带动图像采集器22移动，即完成了图像采集器22沿水平方向的角度调节，通过启动第二电机23可驱动转轴20转动，转轴20带动装配块21转动，装配块21带动图像采集器 22转动即完成了图像采集器22俯仰角度调节，通过电动推杆8可带动安装壳9上下移动，通过安装壳9可带动图像采集器22上下移动，即完成了图像采集器22沿竖直方向的角度调节，实现对图像采集器22位置的快速调节，有利于图像采集。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。