RU188093U1 - Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства - Google Patents
Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства Download PDFInfo
- Publication number
- RU188093U1 RU188093U1 RU2018138433U RU2018138433U RU188093U1 RU 188093 U1 RU188093 U1 RU 188093U1 RU 2018138433 U RU2018138433 U RU 2018138433U RU 2018138433 U RU2018138433 U RU 2018138433U RU 188093 U1 RU188093 U1 RU 188093U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- camera
- scanner
- surrounding space
- dimensional
- dimensional models
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 235000012730 carminic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T19/20—Editing of 3D images, e.g. changing shapes or colours, aligning objects or positioning parts
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Geometry (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Устройство относится к области компьютерной графики и компьютерного зрения, в частности к системе трёхмерной реконструкции окружающего пространства. Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства содержит корпус, имеющий основание, играющее роль базовой плоскости, и к которому жестко крепятся все остальные элементы сканера, блок позиционирования, включающий в себя червячный редуктор и шаговый двигатель, камеру высокого разрешения, включающую в себя RGB матрицу и объектив типа «рыбий глаз», причем главная оптическая ось камеры расположена параллельно базовой плоскости, а сама камера выполнена с возможностью съемки в широком динамическом диапазоне и настройкой баланса белого непосредственно в процессе съемки без его прерывания, сенсор глубины, сконфигурированный производить сбор трёхмерных данных как внутри, так и снаружи помещений, курсовертикаль, выполненную с возможностью определения углового положения сканера, бортовой вычислительный блок, на который поступают данные от камеры, сенсора глубины и курсовертикали, и выполненный с возможностью сбора, обработки и последующей передачи данных клиентскому устройству, аккумуляторную батарею, и плату питания и коммутации, выполненную с возможностью обеспечения питания и связи между собой камеры, сенсора глубины, курсовертикали, аккумуляторной батареи, блока позиционирования и бортового вычислительного блока. Технический результат - повышение точности получаемых панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства, а также расширение ассортимента сканеров для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства. 1 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области компьютерной графики и компьютерного зрения, в частности к системе трехмерной реконструкции окружающего пространства.
Существующие методы сбора трехмерной информации являются дорогостоящими и требуют сложных аппаратных средств, таких, как технология идентификации и определения дальности с помощью света Лидар (транслитерация LIDAR англ. Light Identification Detection and Ranging).
Стремительное развитие в области электроники поспособствовало появлению недорогих сенсоров глубины, которые не только фиксируют данные о геометрии, но и о цвете. Информацию о геометрии (облака точек трехмерной сцены), можно получить используя такие технологии трехмерного сканирования, как Structured Light (структурированный свет) и/или ToF (время полета сигнала). Например, на таких принципах построены устройства сбора трехмерных данных (сенсоры глубины, глубины и цвета) корпорации Microsoft Kinect ™, Apple PrimeSense ™ Ltd Carmine, Asus Xtion, Intel RealSense и т.п.Применение таких сенсоров позволило большинству технически не подготовленных пользователей с легкостью получать множество трехмерных изображений и автоматически восстанавливать трехмерную сцену, внешний вид объектов окружающего пространства.
В качестве прототипа заявляемого сканера для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства выбрано известное из уровня техники техническое решение (патент США US 9324190 В2, опубл. 26.04.2016, МПК H04N 13/00, H04N 13/02, G06T 19/20), содержащее камеру высокого разрешения и сенсор глубины. Блок исполнения, обработки и сбора данных позволяет осуществлять выравнивание полученных изображений для их «сшивки». Также в известном техническом решении для вращения устройства применяется электродвигатель.
Недостатками данного технического решения являются низкое качество полученной трехмерной модели, неточные значение степени яркости или значения цветности полученных трехмерных сцен (например, RGB или HSY). Также отсутствует возможность получения цветных панорамных снимков высокого разрешения удовлетворяющих критериям интерьерной съемки (например, цветопередача максимально близкая к оригиналу) с широким динамическим диапазоном (HDR).
Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании высокоточного и удобного в эксплуатации сканера для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении точности получаемых панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства, а также в расширении ассортимента сканеров для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства.
Технический результат достигается за счет того, что сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства содержит корпус, имеющий основание, играющее роль базовой плоскости и к которому жестко крепятся все остальные элементы сканера, блок позиционирования, включающий в себя червячный редуктор и шаговый двигатель, камеру высокого разрешения, включающую в себя RGB матрицу и объектив типа «рыбий глаз», причем главная оптическая ось камеры расположена параллельно базовой плоскости, а сама камера выполнена с возможностью съемки в широком динамическом диапазоне и настройкой баланса белого непосредственно в процессе съемки без его прерывания, сенсор глубины, сконфигурированный производить сбор трехмерных данных как внутри, так и снаружи помещений, курсовертикаль, выполненную с возможностью определения углового положения сканера, бортовой вычислительный блок, на который поступают данные от камеры, сенсора глубины и курсовертикали, и выполненный с возможностью сбора, обработки и последующей передачи данных клиентскому устройству, аккумуляторную батарею, и плату питания и коммутации, выполненную с возможностью обеспечения питания и связи между собой камеры, сенсора глубины, курсовертикали, аккумуляторной батареи, блока позиционирования и бортового вычислительного блока.
За счет жесткого размещения конструктивных элементов в сканере друг относительно друга и относительно основания корпуса обеспечивается повышенная точность получаемых изображений, т.к. облегчается процесс «сшивания» панорамных снимков.
За счет наличия камеры высокого разрешения с фиксированной главной оптической осью и выполненной с возможностью съемки с высоким динамическим диапазоном и настройкой баланса белого непосредственно в процессе съемки без его прерывания повышается точность передачи цвета, уровня освещенности и баланса белого, что, в свою очередь, сказывается на повышении точности получаемых трехмерных моделей.
Наличие сканера глубины, работающего независимо от условий окружающей среды в комбинации с камерой высокого разрешения, обеспечивает высокую точность, в том числе высокую точность информации о взаиморасположении окружающих предметов, получаемых трехмерных моделей.
Курсовертикаль обеспечивает точность отображения углов на получаемых трехмерных моделях.
Наличие блока позиционирования позволяет делать снимки окружающего пространства без лишнего перемещения сканера, что также сказывается на точности получаемых снимков и трехмерных моделей.
Бортовой вычислительный блок собирает и обрабатывает данные, полученные от камеры, сенсора глубины и курсовертикали, соотнося их между собой. После обработки бортовой вычислительный блок передает полученный результат клиентскому устройству для визуализации, что также сказывается на точности получаемых трехмерных моделей, т.к. не требуется сложная ручная обработка получаемых данных, которая может привнести дополнительные погрешности в результат.
Наличие блока питания с аккумуляторной батареей позволяет своевременно заменять аккумуляторы в процессе работы сканера без его отключения, что также сказывается на точности съемки, т.к. исключаются лишние работы по «сшивке» снимков из-за отключения оборудования.
Далее настоящая полезная модель поясняется фигурой 1, на которой изображен пример варианта осуществления сканера для получения панорамных снимков и трехмерных моделей.
На фиг. 1 изображены схематичные чертежи одного из вариантов осуществления сканера. Камера 1 высокого разрешения включает в себя RGB матрицу и объектив типа «рыбий глаз». Ее главная оптическая ось расположена параллельно базовой плоскости, роль которой играет основание корпуса 8. Камера 1 может быть выполнена с возможностью съемки в широком динамическом диапазоне, при этом настройка баланса белого осуществляется непосредственно в процессе съемки и без его прерывания. Сенсор глубины 2 производит сбор трехмерных данных. Он должен быть расположен для обеспечения максимального угла обзора, предусмотренного его конструкцией. Например, в качестве сенсора глубины может быть выбран LIDAR Hokuyo UTM-30 LX. Курсовертикаль 3 позволяет определять угловое положение сканера. Данные от камеры 1, сенсора глубины 2 и курсовертикали 3 поступают на бортовой вычислительный блок 4, который позволяет собирать, обрабатывать и далее передавать данные клиентскому устройству посредством проводной или беспроводной связи. Блок позиционирования 6 может включать в себя червячный редуктор и шаговый двигатель и отвечает за поворот сканера. Плата питания и коммутации 5 обеспечивает питание камеры 1, сенсора глубины 2, курсовертикали 3, бортового вычислительного блока 4 и блока позиционирования 6 от аккумуляторной батареи 7, а также их связи между друг другом. Все вышеотмеченные конструктивные элементы сканера жестко закрепляются на основании корпуса 8 сканера.
Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства работает следующим образом.
Оператор выбирает местность/помещение для построения трехмерной модели окружающего пространства, выбирает предполагаемую первую точку съемки и планирует дальнейший маршрут. После установки сканера оператор его включает, используя клиентское устройство подключается к нему и дает команду производить съемку местности или помещения. Сканер осуществляет сбор данных камерой, сканером глубины и курсовертикалью, обрабатывает их бортовым вычислительным блоком. При необходимости, сканер при помощи блока позиционирования поворачивается и снова осуществляет съемку. Далее бортовой вычислительный блок обрабатывает полученные данные и передает их клиентскому устройству для визуализации и контроля. При наличии в построенном маршруте нескольких точек съемки оператор переставляет сканер на следующую точку съемки и процесс сбора данных повторяется. Конечны результатом является получение полной, точной трехмерной модели окружающего пространства.
Предложенное техническое решение можно реализовать в промышленном производстве оборудования, в деятельности организаций, нуждающихся в применении трехмерной реконструкции, документирования окружающего пространства. Предлагаемое техническое решение также может быть использовано риэлтерскими агентствами для повышения интереса и спроса к предлагаемым объектам недвижимости. Стандартные методы продвижения и описания объектов недвижимости, такие как интерьерная фото съемка, могут быть дополнены или полностью заменены виртуальным туром по трехмерной модели и/или панорамными снимками высокого качества. Применение в таком виртуальном туре трехмерной модели объекта недвижимости и/или местности позволит произвести обмеры, возможную перепланировку, что позволит получить дополнительные конкурентные преимущества перед стандартными методами презентации объектов недвижимости.
Claims (9)
- Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства, содержащий:
- корпус, имеющий основание, играющее роль базовой плоскости и к которому жестко крепятся все остальные элементы сканера,
- блок позиционирования, включающий в себя червячный редуктор и шаговый двигатель,
- камеру высокого разрешения, включающую в себя RGB матрицу и объектив типа «рыбий глаз», причем главная оптическая ось камеры расположена параллельно базовой плоскости, а сама камера выполнена с возможностью съемки в широком динамическом диапазоне и настройкой баланса белого непосредственно в процессе съемки без его прерывания,
- сенсор глубины, сконфигурированный производить сбор трёхмерных данных как внутри, так и снаружи помещений,
- курсовертикаль, выполненную с возможностью определения углового положения сканера,
- бортовой вычислительный блок, на который поступают данные от камеры, сенсора глубины и курсовертикали, и выполненный с возможностью сбора, обработки и последующей передачи данных клиентскому устройству,
- аккумуляторную батарею, и
- плату питания и коммутации, выполненную с возможностью обеспечения питания и связи между собой камеры, сенсора глубины, курсовертикали, аккумуляторной батареи, блока позиционирования и бортового вычислительного блока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138433U RU188093U1 (ru) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138433U RU188093U1 (ru) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188093U1 true RU188093U1 (ru) | 2019-03-28 |
Family
ID=66087842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018138433U RU188093U1 (ru) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188093U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213389U1 (ru) * | 2022-04-05 | 2022-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Биганто" | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110176796A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Camera module for capturing panoramic image |
US20160291136A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Amazon Technologies, Inc. | Modular LIDAR System |
RU2606875C2 (ru) * | 2015-01-16 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Компьютерного зрения" | Способ и система отображения масштабных сцен в режиме реального времени |
RU2650857C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Система определения геометрических параметров трехмерных объектов |
US20180139431A1 (en) * | 2012-02-24 | 2018-05-17 | Matterport, Inc. | Capturing and aligning panoramic image and depth data |
-
2018
- 2018-10-31 RU RU2018138433U patent/RU188093U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110176796A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Camera module for capturing panoramic image |
US20180139431A1 (en) * | 2012-02-24 | 2018-05-17 | Matterport, Inc. | Capturing and aligning panoramic image and depth data |
RU2606875C2 (ru) * | 2015-01-16 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Компьютерного зрения" | Способ и система отображения масштабных сцен в режиме реального времени |
US20160291136A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Amazon Technologies, Inc. | Modular LIDAR System |
RU2650857C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Система определения геометрических параметров трехмерных объектов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213389U1 (ru) * | 2022-04-05 | 2022-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Биганто" | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021012855A1 (zh) | 一种全景图像生成***及全景图像生成方法 | |
AU2020417796B2 (en) | System and method of capturing and generating panoramic three-dimensional images | |
CN105264439A (zh) | 采用多个虚拟设备分析热像数据的方法和将深度值与图像像素进行关联的方法 | |
CN105606076B (zh) | 大地测量*** | |
CN103533235A (zh) | 面向重大案事件现场的快速的基于线阵ccd的数字全景装置 | |
CN111429523A (zh) | 一种在3d建模中远距离标定方法 | |
CN112303423B (zh) | 一种转动稳定的智能三维信息采集设备 | |
CN112254670B (zh) | 一种基于光扫描和智能视觉融合的3d信息采集设备 | |
EP3287988A1 (en) | Modelling system and method | |
KR101296601B1 (ko) | 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 카메라 제어 시스템 및 방법 | |
CN111445528A (zh) | 一种在3d建模中多相机共同标定方法 | |
CN103727925A (zh) | 可量测立体全景获取***及量测方法 | |
US20240179416A1 (en) | Systems and methods for capturing and generating panoramic three-dimensional models and images | |
CN112082486B (zh) | 一种手持式智能3d信息采集设备 | |
CN112254676B (zh) | 一种便携式智能3d信息采集设备 | |
RU188093U1 (ru) | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства | |
KR20110121426A (ko) | 주, 야간 겸용 이동물체 관측시스템 | |
WO2020151429A1 (zh) | 一种机器狗***及其实现方法 | |
RU213389U1 (ru) | Сканер для получения панорамных снимков и трехмерных моделей окружающего пространства | |
CN112254653B (zh) | 一种用于3d信息采集的程序控制方法 | |
CN112672134B (zh) | 基于移动终端三维信息采集控制设备及方法 | |
CN112254669B (zh) | 一种多偏置角度的智能视觉3d信息采集设备 | |
CN112254678B (zh) | 一种室内3d信息采集设备及方法 | |
CN110148080B (zh) | 空间信息采集设备以及空间信息采集方法 | |
JPWO2018158820A1 (ja) | 距離算出システム、方法及びプログラム |