本實用新型屬于計算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置。

背景技術(shù)：

安全問題一直是社會公眾關(guān)注的核心問題之一。利用監(jiān)控系統(tǒng)辨識嫌疑人或犯罪分子是其重要功能，如利用所拍攝目標(biāo)圖像進(jìn)行人工判讀或與數(shù)據(jù)庫中人臉、虹膜進(jìn)行比對或，自動識別可疑、有前科或在逃人員，發(fā)揮安全預(yù)警、協(xié)助偵查的作用，若拍攝的目標(biāo)圖像不夠清晰，則監(jiān)控系統(tǒng)功能難以發(fā)揮。

當(dāng)前在監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的照相、照相機(jī)鏡頭基本上都是定焦鏡頭。例如，在交通路口對汽車闖紅燈的抓拍，就是采用了定焦鏡頭、對特定的車道、特定的距離的闖紅燈汽車進(jìn)行抓拍。但是，在許多場合，由于移動監(jiān)控目標(biāo)的位置、距離、方向都不一樣，導(dǎo)致采用定焦鏡頭所攝取的監(jiān)控畫面中監(jiān)控目標(biāo)模糊不清。實際上，這樣就大大削弱了監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效果。要想解決問題，可以采用超高分辨率的照相機(jī)，但是這樣不僅大大增加了系統(tǒng)的設(shè)備投入費(fèi)用，而且還會大幅度地增加視頻存儲開銷與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)荷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決遠(yuǎn)距離移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍難度較高的技術(shù)問題，并提供了一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置，包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有第一攝像頭、第二攝像頭、變焦裝置和控制裝置，箱體側(cè)壁上開設(shè)有槽孔；所述的第一攝像頭、第二攝像頭均為變焦鏡頭，兩者在箱體內(nèi)間隔設(shè)置且拍攝角度均朝上；第一攝像頭的光路上設(shè)置第一反光鏡，第二攝像頭的光路上設(shè)置第二反光鏡，待拍攝區(qū)域影像穿過槽孔后經(jīng)由反光鏡折射進(jìn)入相應(yīng)的攝像頭中，形成雙目視差；第一攝像頭、第二攝像頭和變焦裝置均與控制裝置相連；變焦裝置與第一攝像頭和第二攝像頭分別相連，用于調(diào)節(jié)第一攝像頭和第二攝像頭的焦距；所述的箱體上縱向設(shè)置轉(zhuǎn)軸，使箱體可以轉(zhuǎn)軸為中心轉(zhuǎn)動。

作為優(yōu)選，所述的變焦裝置包括兩組步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器，兩個驅(qū)動器分別與控制裝置相連；每個攝像頭上的變焦環(huán)分別與一個齒輪接觸，每個齒輪分別通過絲桿由一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，用于旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)以調(diào)節(jié)攝像頭焦距。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，兩組步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器以及相應(yīng)的絲桿型號均相同，同步對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行變焦。

作為優(yōu)選，所述的第一攝像頭和第二攝像頭為紅外攝像頭。

作為優(yōu)選，箱體外側(cè)還設(shè)有用于照亮待拍攝目標(biāo)的閃光燈。

作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且電機(jī)由所述的控制裝置進(jìn)行控制。

作為優(yōu)選，所述的第一攝像頭和第二攝像頭的像素不低于1000萬。

作為優(yōu)選，所述的第一攝像頭和第二攝像頭的焦距范圍為80-400mm。

本實用新型的有益效果是：通過兩個攝像頭的雙目視差，可以快速確定待拍攝目標(biāo)與攝像頭之間的距離，從而調(diào)整攝像頭的焦距，得到達(dá)到人臉虹膜識別要求的運(yùn)動目標(biāo)圖像。而且由于同時設(shè)置了兩個可變焦距的攝像頭，能夠不斷的重復(fù)先測距再變焦的過程，逐步提高拍攝圖像的質(zhì)量。經(jīng)過試驗表明，本裝置可對遠(yuǎn)處(可達(dá)約30米)的人臉運(yùn)動目標(biāo)圖像進(jìn)行跟蹤，拍攝到滿足虹膜識別的高清晰度圖像。由此大大減少了虹膜抓拍裝置對圖像拍攝設(shè)備的性能要求，減少了成本。

附圖說明

圖1為一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置的同步驅(qū)動過程示意圖；

圖3為一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置優(yōu)選的實現(xiàn)方式結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：圖中：待拍攝目標(biāo)1、第一反光鏡2、第一攝像頭3、第二反光鏡4、第二攝像頭5、變焦裝置6、控制裝置7、第一步進(jìn)電機(jī)8(包括絲桿和齒輪)、第二步進(jìn)電機(jī)9(包括絲桿和齒輪)、箱體10、槽孔11、支架12、閃光燈13和轉(zhuǎn)軸14。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，因便于更好地理解。本發(fā)明中的技術(shù)特征在不相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相互組合，不構(gòu)成限制。

如圖1所示，為一種移動目標(biāo)人臉虹膜抓拍裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖，為簡明起見，對部分支持結(jié)構(gòu)或連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化。整個裝置的主體是一個箱體10，起到防護(hù)和掛接各種組件的作用。箱體10內(nèi)設(shè)有第一攝像頭3、第二攝像頭5、變焦裝置6和控制裝置7，箱體10側(cè)壁上開設(shè)有一個矩形狀的槽孔11。槽孔11大小可根據(jù)需要拍攝的區(qū)域大小而定，當(dāng)需要拍攝區(qū)域較大時，槽孔11也需要隨之增大。第一攝像頭3、第二攝像頭5均為變焦鏡頭。第一攝像頭3、第二攝像頭5相隔一定間距，具體間距大小以能夠形成雙目視差為準(zhǔn)。兩個攝像頭的鏡頭均朝上設(shè)置，且第一攝像頭3的光路上設(shè)置第一反光鏡2，第二攝像頭5的光路上設(shè)置第二反光鏡4，兩面反光鏡與水平面呈約45讀°角設(shè)置，使待拍攝目標(biāo)1的影像穿過矩形的槽孔11后，再經(jīng)由反光鏡折射垂直進(jìn)入相應(yīng)的攝像頭中。由于兩個攝像頭相隔一定間距，對同一目標(biāo)的拍攝位置不同，因此能夠形成雙目視差。第一攝像頭3、第二攝像頭5與控制裝置7相連。控制裝置7可采用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和設(shè)備自動控制的裝置，如單片機(jī)、MCU、PLC或其他微機(jī)、工控機(jī)、計算機(jī)等。數(shù)據(jù)處理和設(shè)備控制可由一臺控制裝置7實現(xiàn)，也可以分設(shè)與多臺控制裝置7上，或者實現(xiàn)遠(yuǎn)程計算與控制。如圖2所示為其工作原理，兩個攝像頭拍攝得到影像后及時傳輸至控制裝置7中，由控制裝置7對其進(jìn)行分析，找到目標(biāo)，并根據(jù)相應(yīng)雙目視差測距算法得到攝像頭距離該目標(biāo)的距離。同時，第一攝像頭3和第二攝像頭5上還分別連接有變焦裝置6，而變焦裝置6與控制裝置7相連，根據(jù)控制裝置7計算出的距離，反饋同步控制兩個攝像頭進(jìn)行相同的焦距調(diào)節(jié)，以便清晰的拍攝目標(biāo)臉部照片。

該裝置使用過程可分為兩個階段，初始化階段和工作階段。

初始化階段：在攝像頭前需要定標(biāo)器定位，以便定義距離的修正參數(shù)。

工作階段：待拍攝目標(biāo)1發(fā)出景物光線分別投射到第一攝像頭3、第二攝像頭5，此時在控制裝置7內(nèi)形成圖像幀，根據(jù)視差原理，可以測量出運(yùn)動物體距離攝像頭的距離(視差就是從有一定距離的兩個點上觀察同一個目標(biāo)所產(chǎn)生的方向差異)。變焦裝置6根據(jù)測量部分的得出的距離，調(diào)節(jié)相應(yīng)的攝像頭。由于同時設(shè)置了兩個可變焦距的攝像頭，能夠不斷的重復(fù)先測距再變焦的過程，逐步提高拍攝圖像的質(zhì)量。變焦裝置6調(diào)好準(zhǔn)確的焦距后，控制相應(yīng)的攝像頭拍攝目標(biāo)圖像。此處用于拍攝圖像的攝像頭可選擇兩個攝像頭中清晰度較高的一個，也可以兩個同時進(jìn)行拍攝最終選取成像效果較好的一張圖像。

箱體10上還可以縱向設(shè)置轉(zhuǎn)軸14，箱體10通過軸承固定在轉(zhuǎn)軸14上,使箱體10可以轉(zhuǎn)軸14為中心轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸14可以另外設(shè)置一個電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且電機(jī)也可以由控制裝置7進(jìn)行聯(lián)動控制。由此，該裝置可置于廣場之類的空曠區(qū)域中，對四周區(qū)域進(jìn)行平掃，實現(xiàn)全面的監(jiān)控和抓拍，提高裝置的利用率。

圖1所示的裝置中，攝像頭的光路上設(shè)置反光鏡主要是為了減少其占用的空間，使其能夠布局緊湊。若不設(shè)置反光鏡，攝像頭并排橫向放置，且兩者之間需要保持一定的距離以滿足視差測距要求。攝像頭的機(jī)身通常較為龐大和沉重，可能還需要進(jìn)行支撐，由此會大大增加整個裝置的體積。因此反光鏡的設(shè)計可以使兩者豎向放置，減少體積并提高布設(shè)的便捷性。進(jìn)一步的，若需要，還可使反光鏡的角度可調(diào)節(jié)，以便控制兩個攝像頭的拍攝角度和重點拍攝區(qū)域。

變焦裝置6可以內(nèi)置于變焦鏡頭中，直接接收控制單片機(jī)等控制裝置7的控制信號，也可以采用外置設(shè)備。圖3作為一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式，變焦裝置6可以采用如下形式：其包括兩組步進(jìn)電機(jī)：第一步進(jìn)電機(jī)8(其輸出軸上連接絲桿和齒輪)、第二步進(jìn)電機(jī)9(其輸出軸上連接絲桿和齒輪)以及與其配套的兩個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，兩個驅(qū)動器分別與控制裝置7相連并接收控制裝置7發(fā)出的信號，然后反饋控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動器由220V電源進(jìn)行供電。每個攝像頭上均采用普通相機(jī)中常用的變焦環(huán)控制焦距。變焦環(huán)上環(huán)繞布設(shè)有齒狀的凸起，通過一個齒輪與變焦環(huán)上的凸起進(jìn)行匹配接觸，通過齒輪轉(zhuǎn)動帶動變焦環(huán)轉(zhuǎn)動。每個齒輪分別通過一條絲桿連接步進(jìn)電機(jī)的輸出軸，通過步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動變焦環(huán)轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)攝像頭焦距。每個攝像頭均有一組驅(qū)動器+步進(jìn)電機(jī)+絲桿+齒輪的組合進(jìn)行驅(qū)動，圖中第一攝像頭3由第二步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動，第二攝像頭5第一步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動。

為了保持兩個攝像頭變焦的同步性，兩組步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器以及相應(yīng)的絲桿型號均相同。由此，控制裝置7可向兩個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器發(fā)送相同的驅(qū)動信號，同步對第一攝像頭3和第二攝像頭5進(jìn)行變焦。當(dāng)兩個攝像頭焦距同步變化時，能夠再完成一次測距并變焦后，再次對目標(biāo)進(jìn)行測距，進(jìn)一步精確地調(diào)整焦距。當(dāng)目標(biāo)距離攝像頭較遠(yuǎn)時，可多次重復(fù)測距并變焦的過程，以盡可能提高對焦的準(zhǔn)確性，以便拍攝到清晰的目標(biāo)面部圖像。

當(dāng)然也可以采用其他現(xiàn)有的同步驅(qū)動方式或同步驅(qū)動裝置，只要能夠?qū)蓚€攝像頭進(jìn)行同步變焦即可。

在拍攝區(qū)域亮度不夠時，箱體10外側(cè)可以設(shè)置用于照亮待拍攝目標(biāo)1的閃光燈13。閃光燈13通過可折疊的支架12支撐于箱體10外部，并朝向待拍攝方向(如圖3所示)。閃光燈13也可以與控制裝置7相連，與攝像頭聯(lián)動。但若區(qū)域亮度足夠滿足拍攝要求時，則可以不設(shè)置。

對于場景較暗的運(yùn)動目標(biāo)，攝像頭可更換為紅外線攝像頭，這樣可以解決背景不夠亮的場景。若要實現(xiàn)更高精度要求的圖像時，第一攝像頭3、第二攝像頭5均采用紅外相機(jī)。

通過試驗，當(dāng)?shù)谝粩z像頭3和第二攝像頭5的像素不低于1000萬時，能夠清晰拍攝到符合人臉虹膜識別的圖像，因此當(dāng)對攝像頭進(jìn)行選型時需要滿足該最低像素要求。另外，經(jīng)過測試表明，第一攝像頭3和第二攝像頭5的焦距范圍為80-400mm時，能夠在30m范圍內(nèi)遠(yuǎn)距離清晰拍攝到運(yùn)動物體的人臉圖像，滿足虹膜識別要求。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一些較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。例如，該裝置可不僅僅用于拍攝人臉虹膜識別圖像，也可用于拍攝目標(biāo)近照，作為其他用途。本發(fā)明的附圖僅用于輔助說明，對部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化，應(yīng)與說明書文字部分結(jié)合進(jìn)行理解，不作為限制。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。