Устройство для создания трехмерных фотографий

 

Полезная модель относится к фотографии, объемной фотографии, объемным компьютерным изображениям, системам синхронизации фотосъемки, системам автоматического создания трехмерных изображений. Задача создания трехмерных фотографий, просматривать которые можно было бы на большинстве персональных компьютеров, решается при помощи предлагаемой полезной модели, содержащей электронное устройство с установленной управляющей программой, соединенный с поворотным столом и фоторегистрирующим устройством. Поворотный стол содержит поворотный элемент, опирающийся на вал, приводимый в движение через понижающую зубчато-ременную передачу шаговым двигателем, который управляется блоком управления, встроенным в поворотный стол и соединенным с электронным устройством. Вал опирается на несущую раму через два упорных и/или радиально-упорных подшипника. Создание трехмерной фотографии происходит автоматически. Сохраненный в форматах swf (flash), gif, javascript+html, silverlight, avi, mpeg и других файл может быть автоматически добавлен в базу данных (в том числе интернет-магазина) с или без использования сканера штрих-кода.

Полезная модель относится к фотографии, объемной фотографии, объемным компьютерным изображениям, системам синхронизации фотосъемки, системам автоматического создания трехмерных изображений.

Известны устройства и программы для создания объемных цифровых моделей, использующие различные технические решения:

- устройства лазерного сканирования (например, патент US 2011176147, патент DE 102010005993). Недостатком устройств на основе лазера является высокая стоимость и невозможность воспроизведения фотореалистичного изображения.

- сканеры на основе линзового растра (патент RU 2098855). Такие устройства относятся к объемной фотографии, объемной кинематографии и голографии, и не предназначены для формирования цифровой объемной модели объекта.

- системы, использующие два и более фотоаппарата (патент US 5057681). Устройства данного класса обладают невысокой точностью воспроизведения геометрии объекта и, кроме того, позволяют создавать лишь объемные модели поверхностей, видимых из одной точки, а не объектов целиком.

- способы и устройства для создания объемных цифровых моделей при помощи многократной фотосъемки объекта с изменением точки съемки. Такие устройства обладают невысокой точностью воссоздания геометрии объекта и требуют активного участия оператора для управления съемкой, перемещения фотоаппарата.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является управляемая компьютером система для синхронизации поворотного стола с фотоаппаратом, преобразующая формат полученных изображений (патент FR 2897954). Данная система позволяет осуществлять фотосъемку в автоматическом режиме и создавать трехмерные фотореалистичные цифровые модели объектов. Данная система использует в качестве движителя электродвигатель постоянного тока. Для обеспечения точности позиционирования используется датчик положения. К недостаткам системы можно отнести необходимость установки контроллеров в компьютер, излишнюю сложность и дороговизну конструкции, возможность делать не более 360 кадров за оборот.

Таким образом, техническая задача заявляемой полезной модели состоит в создании недорогого, простого в использовании устройства, позволяющего осуществлять фотосъемку объекта с разных сторон в ручном и автоматическом режимах, совершая до 1000 кадров за оборот, управлять фотосъемкой при помощи компьютера, синхронизировать работу цифрового фотоаппарата и поворотного стола, автоматически передавать фотографии с фотоаппарата и записывать их на жесткий диск компьютера, создавать при помощи полученных фотографий трехмерные изображения объекта. Создание таких изображений не должно требовать специальных навыков, а просмотр изображения должен быть возможен при помощи широко распространенных персональных компьютеров без установки дополнительного программного обеспечения. При этом должна обеспечиваться достаточная жесткость конструкции, отсутствовать необходимость использования дополнительных роликов для обеспечения достаточной несущей способности и дополнительных блоков управления. Должна также присутствовать возможность использования устройства в перевернутом положении в качестве поворотного подвеса.

В предлагаемой полезной модели поставленная техническая задача достигается за счет совместного использования электронного устройства, фоторегистрирующего устройства, поворотного стола и управляющей программы, выполняемой на электронном устройстве. В поворотном столе содержится несущая рама оригинальной конструкции, вал, шаговый двигатель, понижающая зубчато-ременная передача, встроенный контроллер (блок управления). Используемая в предлагаемой полезной модели конструкция поворотного стола существенно удешевляет стоимость полезной модели.

Схема полезной модели приведена на Фиг.1. Поворотный стол, являющийся частью полезной модели, изображен на Фиг.2. На Фиг.3 изображен механизм, содержащийся внутри основания поворотного стола. Поворотный стол (1) подключен к электронному устройству (2) соединением (3). Фоторегистрирующее устройство (4), установленное на штатив или иную опору (5) подключено к электронному устройству (2) соединением (6). Поворотный стол (1) подключен к электрической сети или другому источнику питания кабелем (7). Опционально к электронному устройству может быть подключен сканер штрих-кодов (8) по каналу (9). Соединения (3), (6), (9) могут осуществляться через USB порт или по другим проводным или беспроводным каналам связи.

Поворотный стол (1) состоит из поворотного элемента (10) и основания (11). В основании имеется разъем USB, либо разъем другого стандарта передачи данных, либо устройство беспроводной передачи данных (12), разъем питания (13), выключатель (14) и решетка вентиляционного отверстия (на фигуре не показана). Может быть также установлен вентилятор. Механизм состоит из блока управления (15), шагового двигателя (16), установленного на креплении двигателя (17), зубчато-ременной понижающей передачи (18), (19), (20), вала (21), блока питания (22), несущих элементов (23), (24), (25), (26), (27). Крепление поворотного элемента (10) к валу (21) осуществляется при помощи креплений (28).

Несущими элементами являются балки (24), (25), (26), (27) и рама (23). Нагрузка, обусловленная массой поворотного элемента и установленного на нем объекта, передается через крепления (28) на вал (21). Через упорный и/или радиально-упорный подшипник (29), соединенный с валом (21), нагрузка передается на раму (23), которая соединена с балками (26) и (27). Балки (26) и (27) соединены с балками (24) и (25). Через отверстия в основании (11) в балки (24) и (25) вставлены опорные элементы (на фигуре не показаны), на которые передается весовая нагрузка.

Шаговый двигатель (16) установлен на креплении шагового двигателя (17), которое жестко соединено с рамой (23). К валу шагового двигателя присоединен шкив (20), соединенный со шкивом (19) ремнем (18). Шкив (19) жестко закреплен на валу (21), обеспечивая передачу крутящего момента.

Электронное устройство (2) может быть выполнено в виде персонального компьютера, портативного компьютера (ноутбука), планшетного компьютера или другого электронного устройства, обладающего требуемой вычислительной мощностью. Кроме того, электронное устройство (2) может быть интегрировано в поворотный стол (1). Фоторегистрирующее устройство (4) может быть выполнено в виде цифрового фотоаппарата, цифровой видеокамеры, веб-камеры, инфракрасной камеры, тепловизора или другого фоторегистрирующего устройства.

Поворотный элемент (10) может быть выполнен в виде диска из дерева, ламинированного ДСП, МДФ, оргстекла, стекла или другого материала с необходимыми механическими и оптическими свойствами. Также поворотный элемент (10) может быть выполнен в виде штанги, рамы или каркаса для закрепления на них предметов.

Опорные элементы могут быть выполнены в виде креплений для монтажа поворотного стола (1) на кронштейн в перевернутом положении. В этом случае нагрузка от подвешенного груза передается на раму (23) через второй упорный и/или радиально-упорный подшипник (30).

Функционирование устройства заключается в следующем. На электронное устройство (2) устанавливается специальное программное обеспечение. Поворотный стол (1) и фоторегистрирующее устройство (4) подключаются к электронному устройству (2) и к источникам питания в соответствии с Фиг.1. На поворотный стол (1) устанавливается любой предмет, трехмерное изображение которого необходимо создать. Фоторегистрирующее устройство (4) направляется таким образом, чтобы в его поле зрения попал установленный на поворотный стол (1) предмет. При помощи меню фоторегистрирующего устройства (4) или с использованием электронного устройства (2) устанавливаются настройки фоторегистрирующего устройства (4), соответствующие текущим условиям естественного или искусственного освещения. При помощи управляющей программы, установленной на электронном устройстве (2), выбирается количество кадров в трехмерной фотографии, которую требуется создать, выбирается ориентация кадра (горизонтальная или вертикальная) и соотношение сторон изображения. После чего при помощи электронного устройства (2) запускается процесс автоматического создания трехмерной фотографии, состоящий в следующем.

Электронное устройство (2) посылает в фоторегистрирующее устройство (4) команду сделать кадр. Фоторегистрирующее устройство (4) делает кадр, после чего полученное цифровое изображение по каналу (6) поступает в электронное устройство (2) и отображается на дисплее электронного устройства. Далее электронное устройство (2) посылает команду в поворотный стол (1) с указанием угла и скорости поворота. Команда поступает на блок управления (15) по каналу (3). Блок управления (15) по команде электронного устройства (2) запитывает обмотки шагового двигателя (16) для совершения необходимого числа оборотов с необходимой скоростью. Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Кабель питания (7) через разъем питания (13) присоединен к блоку питания (22), преобразующему ток от сети в постоянный ток в соответствии с мощностью установленного шагового двигателя (16). Таким образом, по команде электронного устройства (2) поворотный стол (1) совершает поворот. Далее описанный выше алгоритм повторяется то количество раз, которое задано пользователем. Полное количество кадров соответствует полному обороту на 360 градусов, совершенному поворотным столом (1). После окончания съемки и поступления последнего цифрового изображения из фоторегистрирующего устройства (4) в электронное устройство (2), осуществляется преобразование формата, в котором поступили изображения, в формат, поддерживающий анимационные изображения. В том числе, возможна конвертация в форматы swf (flash), gif, javascript+html, silverlight, avi, mpeg и другие. Файлы указанных форматов являются результатом работы предлагаемой полезной модели и могут быть просмотрены на большинстве персональных компьютеров. Эти файлы, кроме того, при помощи управляющей программы могут быть автоматически добавлены в базу данных интернет-магазина пользователя при установленной настройке соединения между управляющей программой и интернет-магазином. При наличии подключения к электронному устройству (2) сканера штрих-кодов (8) (которое не обязательно для данной полезной модели) соответствие между записью в базе данных интернет-магазина и фотографируемым предметом устанавливается при помощи сканирования штрих-кода данного предмета. Для этого перед запуском съемки, во время съемки или после ее окончания пользователь сканирует штрих-код, соответствующий данному предмету. Управляющая программа запоминает номер записи в базе данных, считанный по штрих-коду. После окончания съемки управляющая программа автоматически добавляет созданную трехмерную фотографию именно к той записи, номер которой был считан со штрих-кода, что ускоряет процесс сортировки созданных трехмерных фотографий.

1. Устройство для создания трехмерных фотографий, содержащее поворотный стол, состоящий из поворотного элемента и основания, поворотный элемент опирается на вал, соединенный с механизмом вращения, фоторегистрирующее устройство, электронное устройство с установленной управляющей программой и каналы соединения, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления, встроенный в поворотный стол и соединенный с электронным устройством, механизм вращения выполнен в виде шагового двигателя с понижающей зубчато-ременной передачей и соединен с упомянутым блоком управления, на валу установлены упорные и/или радиально-упорные подшипники, основание содержит несущую конструкцию, выполненную в виде рамы, соединенной с балками, опирающимися на опорные элементы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фоторегистрирующее устройство выполнено в виде цифрового фотоаппарата.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из каналов соединения является беспроводным.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотный элемент выполнен из оргстекла со светопропусканием 20-30%.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотный элемент выполнен в виде штанги.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены в виде креплений для монтажа на кронштейн.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к электронному устройству подключено устройство сканирования штрих-кодов.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области автоматизированного управления радиотехническими объектами и может найти применение в устройствах, функционирующих в условиях сложной помеховой обстановки

Изобретение относится к производству строительных и отделочных материалов и может применяться для наружной отделки фасадов зданий и сооружений в гражданском и промышленном строительстве

Изобретение относится к цифровым фотоаппаратам

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи с использованием волоконно-оптических кабелей связи, в основном, проложенных в кабельной канализации из защитных пластмассовых труб (ЗПТ) и микрокабелей в микротрубках, а также на стыках кабельной канализации ЗПТ с другими типами оптических кабелей

Полезная модель относится к области строительства, в частности кассетам для изготовления стеновых панелей, и предназначена для изготовления в заводских условиях либо в условиях полигона на стройплощадке стеновых панелей внутренних стен (ВС) в системе сборно-монолитного домостроения «ВИН» и железобетонных панелей внутренних стен различных типоразмеров.
Наверх