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

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，如利用所拍攝目標圖像進行人工判讀或與數(shù)據(jù)庫中人臉、虹膜進行比對或，自動識別可疑、有前科或在逃人員，發(fā)揮安全預警、協(xié)助偵查的作用，若拍攝的目標圖像不夠清晰，則監(jiān)控系統(tǒng)功能難以發(fā)揮。

當前在監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的照相、照相機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行抓拍。但是，在許多場合，由于移動監(jiān)控目標的位置、距離、方向都不一樣，導致采用定焦鏡頭所攝取的監(jiān)控畫面中監(jiān)控目標模糊不清。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，但是這樣不僅大大增加了系統(tǒng)的設備投入費用，而且還會大幅度地增加視頻存儲開銷與網(wǎng)絡傳輸?shù)呢摵伞?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決遠距離移動目標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：

移動目標人臉虹膜抓拍裝置，包括箱體，箱體內(nèi)設有第一攝像頭、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)間隔設置且拍攝角度均朝上；第一攝像頭的光路上設置第一反光鏡，第二攝像頭的光路上設置第二反光鏡，待拍攝區(qū)域影像穿過槽孔后經(jīng)由反光鏡折射進入相應的攝像頭中，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電機及其驅(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電機驅(qū)動，用于旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)以調(diào)節(jié)攝像頭焦距。

作為進一步的優(yōu)選，兩組步進電機及其驅(qū)動器以及相應的絲桿型號均相同，同步對第一攝像頭和第二攝像頭進行變焦。

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)還設有用于照亮待拍攝目標的閃光燈。

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

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與攝像頭之間的距離，從而調(diào)整攝像頭的焦距，得到達到人臉虹膜識別要求的運動目標圖像。而且由于同時設置了兩個可變焦距的攝像頭，能夠不斷的重復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，本裝置可對遠處(可達約30米)的人臉運動目標圖像進行跟蹤，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備的性能要求，減少了成本。

附圖說明

圖1為一種移動目標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、第一步進電機8(包括絲桿和齒輪)、第二步進電機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)明進行進一步說明，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，均可進行相互組合，不構(gòu)成限制。

如圖1所示，為一種移動目標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)進行了簡化。整個裝置的主體是一個箱體10，起到防護和掛接各種組件的作用。箱體10內(nèi)設有第一攝像頭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。兩個攝像頭的鏡頭均朝上設置，且第一攝像頭3的光路上設置第一反光鏡2，第二攝像頭5的光路上設置第二反光鏡4，兩面反光鏡與水平面呈約45讀°角設置，使待拍攝目標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入相應的攝像頭中。由于兩個攝像頭相隔一定間距，對同一目標的拍攝位置不同，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?？刂蒲b置7可采用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和設備自動控制的裝置，如單片機、MCU、PLC或其他微機、工控機、計算機等。數(shù)據(jù)處理和設備控制可由一臺控制裝置7實現(xiàn)，也可以分設與多臺控制裝置7上，或者實現(xiàn)遠程計算與控制。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對其進行分析，找到目標，并根據(jù)相應雙目視差測距算法得到攝像頭距離該目標的距離。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行相同的焦距調(diào)節(jié)，以便清晰的拍攝目標臉部照片。

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器定位，以便定義距離的修正參數(shù)。

工作階段：待拍攝目標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)相應的攝像頭。由于同時設置了兩個可變焦距的攝像頭，能夠不斷的重復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)好準確的焦距后，控制相應的攝像頭拍攝目標圖像。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可以另外設置一個電機進行驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且電機也可以由控制裝置7進行聯(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。攝像頭的機身通常較為龐大和沉重，可能還需要進行支撐，由此會大大增加整個裝置的體積。因此反光鏡的設計可以使兩者豎向放置，減少體積并提高布設的便捷性。進一步的，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等控制裝置7的控制信號，也可以采用外置設備。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：其包括兩組步進電機：第一步進電機8(其輸出軸上連接絲桿和齒輪)、第二步進電機9(其輸出軸上連接絲桿和齒輪)以及與其配套的兩個步進電機驅(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，然后反饋控制相應的步進電機，驅(qū)動器由220V電源進行供電。每個攝像頭上均采用普通相機中常用的變焦環(huán)控制焦距。變焦環(huán)上環(huán)繞布設有齒狀的凸起，通過一個齒輪與變焦環(huán)上的凸起進行匹配接觸，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電機的輸出軸，通過步進電機的旋轉(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+步進電機+絲桿+齒輪的組合進行驅(qū)動，圖中第一攝像頭3由第二步進電機9驅(qū)動，第二攝像頭5第一步進電機8驅(qū)動。

為了保持兩個攝像頭變焦的同步性，兩組步進電機及其驅(qū)動器以及相應的絲桿型號均相同。由此，控制裝置7可向兩個步進電機驅(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進行變焦。當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，再次對目標進行測距，進一步精確地調(diào)整焦距。當目標距離攝像頭較遠時，可多次重復測距并變焦的過程，以盡可能提高對焦的準確性，以便拍攝到清晰的目標面部圖像。

當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)可以設置用于照亮待拍攝目標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，則可以不設置。

對于場景較暗的運動目標，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。

通過試驗，當?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，因此當對攝像頭進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)遠距離清晰拍攝到運動物體的人臉圖像，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，對部分細節(jié)結(jié)構(gòu)進行了簡化，應與說明書文字部分結(jié)合進行理解，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)明的保護范圍內(nèi)。