旋转平台上的三维人脸重建系统
专利汇可以提供旋转平台上的三维人脸重建系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种旋转平台上的 三维人脸重建 系统，用于 生物 特征识别领域。包括：可编程 控制器 、步进 电机 驱动模 块 、步进电机、高 精度 行星减速 齿轮 箱、旋转臂、 支架 、左 照相机 、投影仪、右照相机、平台、平台底座、连接 电缆 、计算机，可编程控制器与电机驱动模块通过连接电缆连接，可编程控制器同时与左照相机及右照相机通过连接电缆连接，左照相机及右照相机与计算机通过连接电缆连接，步进电机驱动模块和电机连接，电机经高精度行星 减速齿轮 箱与旋转臂机械连接，支架设置在旋转臂上，左照相机、右照相机和投影仪设置在支架上，平台设置在平台底座上。本 发明 可快速完成人脸的 三维重建 工作，完成三维 人脸识别 工作，也可以用在其它物体的三维重建中。，下面是旋转平台上的三维人脸重建系统专利的具体信息内容。
1.一种旋转平台上的三维人脸重建系统，包括：可编程控制器(1)、步进电机驱动模块(2)、步进电机(3)、高精度行星减速齿轮箱(4)、旋转臂(5)、支架(6)、左照相机(7)、投影仪(8)、右照相机(9)、平台(10)、平台底座(11)、连接电缆(12)、计算机(13)，其特征在于，省略了激光发生器，可编程控制器(1)与电机驱动模块(2)通过连接电缆(12)连接，可编程控制器(1)同时与左照相机(7)及右照相机(9)通过连接电缆(12)连接，左照相机(7)及右照相机(9)与计算机(13)通过连接电缆(12)连接，步进电机驱动模块(2)和电机(3)连接，电机(3)经高精度行星减速齿轮箱(4)与旋转臂(5)机械连接，支架(6)设置在旋转臂(5)上，左照相机(7)、右照相机(9)和投影仪(8)设置在支架(6)上，平台(10)设置在平台底座(11)上。
2.根据权利要求1所述的旋转平台上的三维人脸重建系统，其特征是，平台(10)的中心与平台底座(11)机械连接，旋转臂(5)绕平台(10)每次转幅为5度。
3.根据权利要求1所述的旋转平台上的三维人脸重建系统，其特征是，左照相机(7)、右照相机(9)和投影仪(8)并排设置在旋转臂(5)的水平支架(6)上，支架(6)高度可调，左照相机(7)、右照相机(9)的距离和摄像方向可调，投影仪(8)投射编码结构光。
旋转平台上的三维人脸重建系统
技术领域
背景技术
经文献检索发现，美国Cyberware公司生产的头部及脸部彩色三维扫描仪(Head & Face Color 3D Scanner，model 3030RGB)，采用单片机控制步进电机连续转动旋转臂，在旋转臂上装有激光发生器和摄像机，利用激光发生器发出低强度激光作为扫描线，投射到人脸上，摄像机获得带扫描线的人脸图像，送往图形工作站进行图像处理，由于激光对人体的伤害性，尤其是对人眼睛的伤害性，以及采用工作站，使得系统造价很高，这都使得它在三维人脸建模方面的应用受到限制。
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的，包括：可编程控制器、步进电机驱动模块、步进电机、高精度行星减速齿轮箱、旋转臂、支架、左照相机、投影仪、右照相机、平台、平台底座、连接电缆、计算机，其连接关系为：可编程控制器与电机驱动模块通过连接电缆连接，提供驱动脉冲；可编程控制器同时与左照相机及右照相机通过连接电缆连接，控制照相机拍取相片；左照相机及右照相机与计算机连接，将拍取的图像送往计算机中进行处理；步进电机驱动模块和电机连接，利用可编程控制器提供的驱动脉冲，可控制步进电机正向、反向运动；步进电机经高精度行星减速齿轮箱与旋转臂连接，当旋转臂每转5度，步进电机控制旋转臂停止旋转，然后可编程控制器控制左照相机、右照相机拍取人脸相片，拍取完毕后，可编程控制器继续驱动旋转臂转动，拍取下一幅人脸相片，平台中心与平台底座机械连接，并要保证旋转臂能够围绕平台转动，旋转平台转动一圈后，本发明可以获得整个人头的不同角度的图片，用于三维建模处理；支架设置在旋转臂上，高度可调；左照相机、右照相机和投影仪设置在支架上，相机间距离可以调整，方向也可以调整。
本发明利用两个CCD照相机进行双目视觉定位，进而从视差中恢复距离，实现对三维信息的感知，照相机和投影仪固定在一个支架上，根据实验需要，该支架高度可调，照相机左右位置和相互之间的角度也是可调整的；系统利用投影仪投射编码结构光，便于两个照相机提取对应点，进行三维重建。支架架设在系统平台的旋转臂上。旋转臂由可编程控制器和步进电机驱动，步进电机和高精度行星减速齿轮箱来旋转系统平台，同时可编程控制器和电机驱动模块作为步进电机驱动源，控制旋转臂每次自动旋转一定角度(角度可以按照需要调整)，同时控制照相机拍取图像。
本发明工作时，人坐在平台上，按下启动按钮，投影仪投射编码结构光，可编程控制器工作，驱动步进电机，使得旋转臂转动，每转动一定角度(本发明设为5度)，旋转臂停止转动，可编程控制器控制双目照相机拍取带有编码结构光的人脸照片，送往计算机进行图像处理，拍摄完后本角度后，旋转臂继续转动到下一个角度(5度)，双目照相机拍取这个角度的相片，送往计算机进行处理，当旋转臂转完360度后，系统停止，准备采样下一个人的三维数据。为了方便，本发明可以控制旋转臂正转、反转，在启动时选择。
本发明省略了激光发生器，利用编码结构光和双目照相机可以快速完成人脸的三维重建工作，从而完成三维人脸识别工作，本发明也可以用在其它物体的三维重建中。
附图说明
图1是本发明的系统结构图图2是本发明采用的编码结构光方案图中：1、可编程控制器，2、步进电机驱动模块，3、步进电机，4、高精度行星减速齿轮箱，5、旋转臂，6、支架，7、左照相机，8、投影仪，9、右照相机，10、平台，11、平台底座，12、连接电缆，13、计算机具体实施方式如图1中，本发明包括：可编程控制器1、步进电机驱动模块2、步进电机3、高精度行星减速齿轮箱4、旋转臂5、支架6、左照相机7、投影仪8、右照相机9、平台10、平台底座11、连接电缆12、计算机13，其特征在于，可编程控制器1与电机驱动模块2通过连接电缆12连接，可编程控制器1同时与左照相机7及右照相机9通过连接电缆12连接，步进电机驱动模块2和电机3连接，电机3经高精度行星减速齿轮箱4与旋转臂5连接，当旋转臂每转5度，电机控制旋转臂停止旋转，支架6设置在旋转臂5上，左照相机7、右照相机9和投影仪8设置在支架6上，左照相机7及右照相机9与计算机13通过电缆12连接，平台10中心与平台底座11机械连接，并要保证旋转臂5能够围绕平台10转动。
左照相机7、右照相机9和投影仪8并排设置在旋转臂5的水平支架6上，支架6高度可调，左照相机7、右照相机9的距离和照相方向可调，投影仪8
投射编码结构光。
如图2所示，本发明所采用的编码结构光，事先在幻灯片上光刻出网格状条纹，网格条纹中最粗的中心十字线为编码用的基线，基线的交点为基点，以此基点为参考，顺序对其它直线交叉点进行编码，可获得交叉点的编码，利用投影仪8投射网格状结构光，这样本发明就可以从双目照相机8、9获取的人脸图像中提取出对应的编码交叉点，配合人脸特征信息，可以完成三维人脸重建，从而可用于人脸识别领域。
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