一种警用眼镜设备的制作方法

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，特别涉及一种警用眼镜设备。

背景技术：

近年来，随着犯罪事件越来越多，犯罪手法也越来越高级，迫切需要一种能够辅助警察进行快速破案的手段。

对于取证来讲，传统的摄像机拍照很容易被发觉，从而引起嫌疑人的警觉，而再借助电脑设备或者其他对其进行查证，更是无法达到预期的效果。在这种情况下，迫切需要借助高精尖的AR技术、深度学习技术、人脸识别技术，提出一种能够实时、隐蔽对目标进行分析的设备，将采集、运算、联网查询都集成在一个小的，可随身携带的设备里。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种警用眼镜设备，解决了传统视频采集及分析设备无法满足隐蔽性和便携性的问题，采用了便携式眼镜的方式。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种警用眼镜设备,包括：眼镜本体；两个摄像机，固定在所述眼镜本体的镜架位置处，其中，所述两个摄像机分别位于左右镜片的上方；红外补光灯，所述红外补光灯安装于所述眼镜本体的鼻梁中心位置处；两个反光投影镜片，分别左右内嵌于所述镜架中；两个微型投影仪，所述两个微型投影仪通过支架从所述眼镜本体的左右两侧桩头处向内侧伸出，以将视频图像投影到所述两个反光投影镜片以增强现实效果；操控键，所述操控键安装于所述眼镜本体的一侧镜腿上；供电及数据传输线，所述供电及数据传输线内嵌于所述眼镜本体的镜腿内部，且与所述两个摄像机、红外补光灯、两个微型投影仪和操控键连接；附加装置，所述附加装置位于所述眼镜本体之外，且与所述供电及数据传输线连接。

进一步，所述两个摄像机分别固定于左右镜片上方的中心位置处。

进一步，每个所述反光投影镜片包括双层玻璃镜片，在所述双层玻璃镜片的中间层安装于反光投影层。

进一步，所述操控键包括：电源开关键和用户操作键。

进一步，所述附加装置包括：供电单元、网络传输单元、处理芯片和嵌入式CUDA核心计算板卡，其中，

所述供电单元分别与所述供电及数据传输线、网络传输单元、处理芯片和嵌入式CUDA核心计算板卡连接，所述处理芯片的输出端和所述嵌入式CUDA核心计算板卡的输入端连接，所述嵌入式CUDA核心计算板卡的输出端与所述网络传输单元的输入端连接。

进一步，所述网络传输单元采用4G通信单元或WIFI通信单元。

进一步，处理芯片采用FPGA处理芯片。

根据本实用新型实施例的警用眼镜设备，通过在镜架上设置双摄像机搭配红外补光灯作为视频采集的设备输入，并在眼镜左右两侧设置双微型投影仪，从而可以将视频分析结果投影到镜片位置。在镜片中间夹层提供的反射单元能够保证在透光的情况下，将结果投影到屏幕上，产生增强现实的叠加结果。本实用新型解决了传统视频采集及分析设备无法满足隐蔽性和便携性的问题，采用了便携式眼镜的方式，既能像传统的针孔相机一样完成数据采集，又能够提供实时的分析，辅助警务人员无需借助任何其他的电子设备，就能够获取目标的一致性信息。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的警用眼镜设备的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的警用眼镜设备的结构框图；

图3为根据本实用新型实施例的附加装置的结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的目标检测及人脸比对处理过程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的警用眼镜设备，包括：眼镜本体1、两个摄像机2、红外补光灯3、两个反光投影镜片4、两个微型投影仪5、操控键6、供电及数据传输线7和附加装置8。

具体地，两个摄像机2固定在眼镜本体1的镜架位置处。其中，两个摄像机2分别位于左右镜片4的上方。优选的，两个摄像机2分别固定于左右镜片4上方的中心位置处，用于采集近似视角方向的图像，实时获取近似人眼视角的视频画面。采用全局快门控制器控制双摄像机2同步曝光，避免因为曝光不均匀导致的“果冻效应”，影响后续的双目深度特征重建，从而进一步影响分析结果。即，通过部署近似人眼视角的两个摄像机2，对场景进行采集，借助全局快门能够确保两个摄像机2的曝光一致性，从而作为下一步要做的三维匹配的依据。

红外补光灯3安装于眼镜本体1的鼻梁中心位置处，对拍照环境进行补光，确保夜晚的采集效果。

两个反光投影镜片4分别左右内嵌于镜架中。在本实用新型的一个实施例中，每个反光投影镜片4包括双层玻璃镜片4，在双层玻璃镜片4的中间层安装于反光投影层。

两个微型投影仪5通过支架从眼镜本体1的左右两侧桩头处向内侧伸出，以将视频图像投影到两个反光投影镜片4以增强现实效果。

具体地，微型投影仪5将分析结果以投影的方式叠加到反光投影镜片4，左右显示投影信息可以不一致，投影方式通过镜片4位置进行投影矫正，以实现与观测目标重叠，实现增强现实效果。利用控制交互单元对目标进行交互锁定、上传、调节等操作。

在本实用新型的一个实施例中，两个反光投影镜片4对投影仪5的投射信息进行显示，由于该镜片4采用双层玻璃材质，反光投影层在中间层，从而可以有效避免直接反射对人眼的伤害。微型投影仪5的位置是根据镜片4相对位置进行标定，投影图像借助标定矩阵进行仿射变换，保证了投射到镜片4反射面的数据能够与采集的视频信息一致，从而实现完美的用户增强现实体验。

操控键6安装于眼镜本体1的一侧镜腿上。在本实用新型的一个实施例中，操控键6包括：电源开关键和用户操作键。

供电及数据传输线7内嵌于眼镜本体1的镜腿内部，且与两个摄像机2、红外补光灯3、两个微型投影仪5和操控键6连接。眼镜本体1与附加专职通过隐蔽的供电及数据传输线7连接，提供供电、采集视频信号及控制信号的输入以及分析结果的输出。

下面对眼镜本体1的工作过程进行说明：

双摄像机2搭配红外补光灯3作为视频采集的设备输入，左右两侧的双微型投影仪5将视频分析结果(包括对比结果以及信息查询结果)投影到镜片4位置。在镜片4中间夹层提供的反射单元能够保证在透光的情况下，将结果投影到屏幕上，产生增强现实的叠加结果。另外，右侧镜腿上的UI操控键6提供对于操作的交互按钮，通过用户操作实现用户配置及数据获取等。

附加装置8位于眼镜本体1之外，且与供电及数据传输线7连接。

具体地，参考图1和图2，附加装置8包括：供电单元、网络传输单元、处理芯片和嵌入式CUDA核心计算板卡。其中，与供电单元分别与供电及数据传输线7、网络传输单元、处理芯片和嵌入式CUDA核心计算板卡连接，处理芯片的输出端和嵌入式CUDA核心计算板卡的输入端连接，嵌入式CUDA核心计算板卡的输出端与网络传输单元的输入端连接。

在本实用新型的一个实施例中，处理芯片采用FPGA处理芯片。

处理芯片和嵌入式CUDA核心计算板卡作为视频解算单元，实现以下功能：双目摄像机2的三维重建，实现立体特征获取；基于图像特征的目标及人脸检测、跟踪，结构化数据的人脸识别；调用网络设备上传结构化特征至人脸库，进行比对识别；分析结果连接到显示单元进行重投影。

网络传输单元采用4G通信单元或WIFI通信单元，可以借助高速4G网络，实现本地与中心的通信。供电单元可以实现附加设备及前端眼镜设备的整体供电。

如图3所示，两路采集视频分别通过左右两个摄像机2获取，并通过全局快门进行同步采集，输入到FPGA芯片的双目单元进行计算，该单元通过双目重建计算关键的特征点位置，对于单目相机获取的人脸特征进行二次矫正，使得可以获得更准确、更鲁棒的结构化中间数据。

嵌入式CUDA核心计算板卡实现目标或人脸的检测、跟踪，并结合FPGA双目计算的特征，对检测结果进行结构化采样，控制到服务器端数据库的传输，并获取反馈结果。

由于投影仪5与镜片4之间的角度并非正投影，因此需要借助事先标定的结果对于投影内容进行重投影计算，而不是直接将分析结果投射出去，通过供电单元计算实现。

如图4所示，该过程描述从视频图像到目标检测、特征抽取、网络传输、数据库比对 的一个数据及计算流程。

本实用新型实施例的警用眼镜设备采用模拟人眼方向的摄像机2，对场景目标(主要是人员)进行实时采集、检测分析，对可见目标锁定、跟踪、人脸识别，识别结果通过网络模块与警务数据库比对，可以获取更详细的目标信息，分析结果以增强现实的效果进行实时叠加展示，能够为警务人员办案提供更便捷、更隐蔽的手段。借助仿生学原理的双摄像机2部署，采集信息与人眼所看的近似一致，同时能够得到重建的三维特征，能够进一步提高视频分析结果的准确度。在此基础上，利用本地数据结构化，以及联网的数据比对，能够快速完成对象目标的识别，两步处理大大缩短了分析时间以及上传信息的数据大小。

本实用新型实时的将目标特征结构化以后传输到服务器端，并将结果叠加到眼镜上，这种AR的展示方式完全可以在目标没有任何察觉的情况下获取到其完整的信息，比传统的侦查办案方式有很大的提高。

根据本实用新型实施例的警用眼镜设备，通过在镜架上设置双摄像机搭配红外补光灯作为视频采集的设备输入，并在眼镜左右两侧设置双微型投影仪，从而可以将视频分析结果投影到镜片位置。在镜片中间夹层提供的反射单元能够保证在透光的情况下，将结果投影到屏幕上，产生增强现实的叠加结果。本实用新型解决了传统视频采集及分析设备无法满足隐蔽性和便携性的问题，采用了便携式眼镜的方式，既能像传统的针孔相机一样完成数据采集，又能够提供实时的分析，辅助警务人员无需借助任何其他的电子设备，就能够获取目标的一致性信息。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。