本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于微型主板的小型化成像偵查儀。

背景技術(shù)：

以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

成像偵查儀一般用于公安、武警、邊防哨所等偵查活動，采用全天候工作方式，白天通過自然光成像，夜晚通過隱蔽性激光夜視技術(shù)，對目標(biāo)進(jìn)行態(tài)勢感知。傳統(tǒng)的成像偵查儀一般體積較大且功能簡單，在公安、武警一線人員使用過程中造成相對不便，如顯示功能單一，無智能處理算法，監(jiān)視人員容易造成視覺疲勞。另外，在成像過程中，只有目標(biāo)的二維強(qiáng)度信息，沒有目標(biāo)的距離信息，不利于對威脅目標(biāo)的快速壓制。傳統(tǒng)的測距方法一般基于主動方式，通過雷達(dá)測距或激光測距方式實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位定向，但二者不但體積大、難以便攜，且采用主動方式，隱蔽性差，因此迫切需要一種被動式、小型化、智能化的成像偵查裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種基于微型主板的小型化成像偵查儀，能夠在成像的過程中對目標(biāo)進(jìn)行光電被動測距，實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)的距離信息，體積小，集成度和可靠度高，易于擴(kuò)展。

本發(fā)明基于微型主板的小型化成像偵查儀，包括：成像器、主動激光照明器、微型主板和觸摸顯示屏；其中，

成像器，用于獲取目標(biāo)的圖像并傳輸至觸摸顯示屏和微型主板；接收微型主板發(fā)送的視場角請求指令，并在接收到視場角請求指令后，將成像器的視場角發(fā)送至微型主板；

主動激光照明器，用于為目標(biāo)成像提供主動照明光源；

微型主板，根據(jù)接收觸摸顯示屏發(fā)送的被動測距請求向成像器發(fā)送視場角請求指令；從接收的目標(biāo)圖像中解析目標(biāo)的態(tài)勢信息；根據(jù)目標(biāo)的態(tài)勢信息和成像器的視場角，確定目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離，并反饋至觸摸顯示屏；

觸摸顯示屏，用于接收用戶輸入的操作請求，根據(jù)用戶的操作請求生成相應(yīng)的操作指令、并發(fā)送至微型主板；接收目標(biāo)的圖像并顯示；接收微型主板反饋的目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離并顯示；

其中，所述態(tài)勢信息包括：目標(biāo)在垂直于視軸的平面上的特征尺寸、成像器的分辨率、以及目標(biāo)在成像靶面上的成像尺寸；所述操作指令包括：被動測距請求。

優(yōu)選地，目標(biāo)在垂直于視軸的平面上的特征尺寸為h×v，成像器的分辨率為m×n，目標(biāo)在成像靶面上的成像大小t×k，目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離r滿足如下關(guān)系式：

或

其中，r為目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離，單位為mm；θh為成像器的水平視場角，θv為成像器的垂直視場角，單位為rad；h、v、m、n、t和k的單位均為mm。

優(yōu)選地，觸摸顯示屏上設(shè)置有：用于發(fā)送被動測距請求的被動測距請求按鈕；和/或，用于發(fā)送視場同步請求的視場同步請求按鈕；和/或，用于發(fā)送電子透霧請求的電子透霧請求按鈕。

優(yōu)選地，所述操作指令進(jìn)一步包括：視場同步請求；微型主板接收到的視場同步請求后，向主動激光照明器發(fā)送發(fā)散角請求指令；

主動激光照明器接收到視場角請求指令后，將主動激光照明器的激光發(fā)散角發(fā)送至微型主板；

微型主板將主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角進(jìn)行比較，若主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角不相等，調(diào)整主動激光照明器的發(fā)散角使其與成像器的視場角相等。

優(yōu)選地，若主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角不相等，微型主板根據(jù)成像器的視場角確定主動激光照明器的目標(biāo)焦距值，然后驅(qū)動主動激光照明器準(zhǔn)直鏡頭的電機(jī)改變主動激光照明器的焦距至所述目標(biāo)焦距值。

優(yōu)選地，微型主板中預(yù)先存儲有主動激光照明器的發(fā)散角和焦距值之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選地，所述操作指令進(jìn)一步包括：電子透霧請求；微型主板接收到電子透霧請求后，通過圖像處理算法增加目標(biāo)圖像的對比度，并將增加對比度后的目標(biāo)圖像發(fā)送至觸摸顯示屏進(jìn)行顯示。

優(yōu)選地，微型主板上設(shè)置有無線數(shù)據(jù)接口，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線圖傳和數(shù)傳。

優(yōu)選地，微型主板上設(shè)置有如下數(shù)據(jù)接口中的任意一種、兩種或更多種，用于與其他設(shè)備的連接：串口、usb口、網(wǎng)口、lvds接口。

優(yōu)選地，主動激光照明器采用近紅外波段的激光。。

本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)采用微型主板作為系統(tǒng)唯一的邏輯設(shè)計(jì)單元，將所有邏輯設(shè)計(jì)功能集成于一體，簡化了產(chǎn)品復(fù)雜度，提高了產(chǎn)品集成度和可靠性；

(2)采用微型主板作為系統(tǒng)唯一的邏輯設(shè)計(jì)單元，易于后續(xù)產(chǎn)品功能與性能的升級，易于擴(kuò)展；

(3)與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，本發(fā)明在成像的過程中對目標(biāo)進(jìn)行光電被動測距，可實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)的距離信息；

(4)采用觸摸顯示屏提供人機(jī)交互界面，可方便用戶在手持時(shí)查看和操作成像偵查儀；將用戶的操作和控制界面集成于一體，可節(jié)省產(chǎn)品的按鍵空間，提高集成度。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實(shí)施方式部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是示出本發(fā)明基于微型主板的小型化成像偵查儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中被動測距的原理示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的小型化成像偵查儀的使用流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實(shí)施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。

如圖1所示，本發(fā)明基于微型主板的小型化成像偵查儀包括：成像器、主動激光照明器、微型主板和觸摸顯示屏；其中，

成像器，用于獲取目標(biāo)的圖像并傳輸至觸摸顯示屏和微型主板；接收微型主板發(fā)送的視場角請求指令，并在接收到視場角請求指令后，將成像器的視場角發(fā)送至微型主板；

主動激光照明器，用于為目標(biāo)成像提供主動照明光源；

微型主板，根據(jù)接收觸摸顯示屏發(fā)送的被動測距請求向成像器發(fā)送視場角請求指令；從接收的目標(biāo)圖像中解析目標(biāo)的態(tài)勢信息；根據(jù)目標(biāo)的態(tài)勢信息和成像器的視場角，確定目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離，并反饋至觸摸顯示屏；

觸摸顯示屏，用于接收用戶輸入的操作請求，根據(jù)用戶的操作請求生成相應(yīng)的操作指令、并發(fā)送至微型主板；接收目標(biāo)的圖像并顯示；接收微型主板反饋的目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離并顯示；

其中，所述態(tài)勢信息包括：目標(biāo)在垂直于視軸的平面上的特征尺寸、成像器的分辨率、以及目標(biāo)在成像靶面上的成像尺寸；所述操作指令包括：被動測距請求。

在夜間條件下，無自然光，影響成像器的成像效果。采用主動激光照明器，能夠在夜間條件或者其他光線較差的條件下為目標(biāo)成像提供主動光源，提高成像器的成像效果。為兼顧夜視隱蔽性要求，主動激光照明器可以采用近紅外波段的激光，如808nm，940nm等。

主動照明器可以采用時(shí)間勻化積分技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)高均勻性照明。主動激光照明器上可以集成發(fā)散角數(shù)控返回指令，通過網(wǎng)口、串口等多種數(shù)據(jù)接口方式將主動激光照明器的發(fā)散角反饋至微型主板。

成像器用于獲取目標(biāo)的成像。根據(jù)成像偵查儀使用環(huán)境的不同，可以采用可見光、紅外等多種波段進(jìn)行成像。優(yōu)選地，成像器可以選用自動聚焦相機(jī)，快速聚焦時(shí)間小于1s，成像速度快、且不影響目標(biāo)的實(shí)時(shí)清晰成像。成像器可通過網(wǎng)口、串口等多種數(shù)據(jù)接口方式向微型主板反饋當(dāng)前的視場角值及目標(biāo)的成像等信息。

為了準(zhǔn)確獲取成像器的成像信息，可以通過微型主板對成像器的成像參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。例如，在一定條件下標(biāo)定成像器的視場角與焦距值之間的對應(yīng)數(shù)據(jù)，基于多組對應(yīng)數(shù)據(jù)擬合二者之間的一一對應(yīng)關(guān)系。設(shè)成像器的實(shí)時(shí)焦距值為f2，實(shí)時(shí)發(fā)散角為θ，最后形成θ＝ψ(f2)函數(shù)關(guān)系。當(dāng)然，為了盡量簡化微型主板的算法，可以在微型主板中預(yù)先存儲有成像器的視場角和焦距值之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

微型主板獲取成像器當(dāng)前的成像視場角θ值之后，可以通過對目標(biāo)的成像圖像、目標(biāo)特征尺寸和成像器參數(shù)間的耦合關(guān)系反演目標(biāo)距離，圖2是示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中被動測距的原理示意圖。在進(jìn)行被動測距時(shí)，可以基于成像器的水平視場角反演目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離，也可以根據(jù)成像器的垂直視場角反演目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離。目標(biāo)在垂直于視軸的平面上的特征尺寸為h×v，成像器的分辨率為m×n，目標(biāo)在成像靶面上的成像大小t×k，目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離r滿足如下關(guān)系式：

或

其中，r為目標(biāo)距離觀測點(diǎn)的距離，單位為mm；θh為成像器的水平視場角，θv為成像器的垂直視場角，單位為rad；h、v、m、n、t和k的單位均為mm。

本發(fā)明的觸摸顯示屏提供人機(jī)交互接口，能夠接收用戶輸入的操作請求，根據(jù)用戶的操作請求生成相應(yīng)的操作指令、并發(fā)送至微型主板。為了提高人機(jī)交互功能的用戶體驗(yàn)，觸摸顯示屏上可以進(jìn)一步設(shè)置有：用于發(fā)送被動測距請求的被動測距請求按鈕；和/或，用于發(fā)送視場同步請求的視場同步請求按鈕；和/或，用于發(fā)送電子透霧請求的電子透霧請求按鈕。圖3示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中小型化成像偵查儀的使用流程示意圖，使用過程中，用戶可以通過觸摸顯示屏選擇“視場同步”、“被動測距”、或者“電子去霧”等功能。觸摸顯示屏觸摸顯示屏可以用于人機(jī)交互界面的控制和圖像顯示，實(shí)現(xiàn)不同功能的操作和選擇，方便用戶在手持時(shí)查看和操作成像偵查儀。無需物理按鍵，節(jié)省了空間。

為了使成像器和主動激光照明器的數(shù)據(jù)保持一致性，提高被動探測目標(biāo)距離的準(zhǔn)確性，可以使成像器和主動激光照明器的視場保持同步。例如，操作指令進(jìn)一步包括：視場同步請求；微型主板接收到的視場同步請求后，向主動激光照明器發(fā)送發(fā)散角請求指令；

主動激光照明器接收到視場角請求指令后，將主動激光照明器的激光發(fā)散角發(fā)送至微型主板；

微型主板將主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角進(jìn)行比較，若主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角不相等，調(diào)整主動激光照明器的發(fā)散角使其與成像器的視場角相等。

主動激光照明器的發(fā)散角與焦距值之間存在一定的關(guān)系，因此，可以通過調(diào)整主動激光照明器的焦距值來調(diào)整主動激光照明器的發(fā)散角。優(yōu)選地，若主動激光照明器的激光發(fā)散角與成像器的視場角不相等，微型主板根據(jù)成像器的視場角確定主動激光照明器的目標(biāo)焦距值，然后驅(qū)動主動激光照明器準(zhǔn)直鏡頭的電機(jī)改變主動激光照明器的焦距至所述目標(biāo)焦距值。

為了獲取主動激光照明器的發(fā)散角與焦距值之間的對應(yīng)關(guān)系，微型主板可以在接收到視場同步請求后對主動激光照明器進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，例如，在一定條件下標(biāo)定主動激光照明器的發(fā)散角與焦距值之間的對應(yīng)數(shù)據(jù)，基于多組對應(yīng)數(shù)據(jù)擬合二者之間的一一對應(yīng)關(guān)系。設(shè)主動激光照明器的準(zhǔn)直鏡頭的實(shí)時(shí)焦距值為f1，實(shí)時(shí)發(fā)散角為ω，最后形成ω＝φ(f1)函數(shù)關(guān)系。當(dāng)然，為了盡量簡化微型主板的算法、提高視場同步的效率，可以在微型主板中預(yù)先存儲有主動激光照明器的發(fā)散角和焦距值之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

在一些實(shí)施例中，操作指令進(jìn)一步包括：電子透霧請求；微型主板接收到電子透霧請求后，通過圖像處理算法增加目標(biāo)圖像的對比度，一般為圖像增強(qiáng)算法，從而實(shí)現(xiàn)透霧效果。微型主板將增加對比度后的目標(biāo)圖像發(fā)送至觸摸顯示屏進(jìn)行顯示。通過電子去霧請求，能夠增強(qiáng)目標(biāo)成像的清晰度，增加被動測距時(shí)目標(biāo)大小分辨精度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)微型主板的軟硬件環(huán)境和測距精度求選擇合適的圖像預(yù)處理方式進(jìn)行電子去霧，本發(fā)明對此不做具體限定。

微型主板的形式可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，例如采用嵌入式工業(yè)主板，或者選用intel處理器、amd處理器等，或者運(yùn)行android、bsd、ios、linux、macosx、windows、windowsphone和z/os等操作系統(tǒng)。微型主板上設(shè)置有無線數(shù)據(jù)接口，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線圖傳和數(shù)傳。

微型主板上可以設(shè)置有如下數(shù)據(jù)接口中的任意一種、兩種或更多種，用于與其他設(shè)備的連接：串口、usb口、網(wǎng)口、lvds接口，從而無需接口板，集成度高。

本發(fā)明的成像偵察儀可以進(jìn)一步包括結(jié)構(gòu)件，作為產(chǎn)品的物理支撐部分將各部件進(jìn)行物理上的固聯(lián)，形成產(chǎn)品的外觀。在結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，可以預(yù)留usb接口、網(wǎng)絡(luò)接口等多種數(shù)據(jù)交互接口，方便數(shù)據(jù)交換。結(jié)構(gòu)件可以采用輕質(zhì)鋁材料和鎂合金材料，從而大大減小結(jié)構(gòu)件的重量，利于產(chǎn)品的輕量化。結(jié)構(gòu)件的外圍可以噴涂黑色亞光油漆，以利于產(chǎn)品的隱蔽性。

雖然參照示例性實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實(shí)施方式，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。