本实用新型属于安防监控设备领域，尤其是涉及一种用于人脸识别的高精度图像采集装置。
背景技术：
当今社会安防设备越来越获得人们的重视，人们希望通过高科技手段强化自己的安全保护，所以安防设备具有非常广阔的市场空间，其中安防视频监控系统早在2010年就已经突破了千亿产值。这证明人们更加信赖具有高可视化的安防设备。
现有的门禁系统中通常配备图像采集系统和语音通讯系统，使得房屋的主人可以通过内置终端直接与来访者进行视频通话。由于安防门禁设备的体积通常较小，所以其内部的图像采集系统往往精度较低，致使视频画面模糊，为犯罪分子提供了可乘之机，因此亟待研发一种体积小精度高的图像采集装置来革新现有门禁系统，提升门禁系统的功效。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于人脸识别的高精度图像采集装置，在保证体积较小的前提下，用精密的机械结构提升图像采集的质量。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用于人脸识别的高精度图像采集装置，包括：机体和摄像装置；所述机体正面顶部设有安装槽，所述摄像装置置于安装槽内部，在摄像装置前方还设有保护玻璃；所述摄像装置包括套筒、镜头模组、底座和摄像传感器，所述镜头模组置于套筒内部，底座置于套筒底部，在套筒的顶部还设有镜头玻璃，在底座顶面中心处设有摄像传感器，所述摄像传感器通过数据线与上位机相连；所述镜头模组包括下环、下筒、推进筒、推进环、上筒和上环，所述下环的上方依次设有下筒、推进筒、上筒和上环，所述推进环套装在推进筒外部；所述推进筒的外壁设有螺旋槽，推进环的内壁设有与螺旋槽匹配的螺旋条纹，在推进环的外壁还设有环状齿条；所述下筒与下环之间通过第一滚珠丝杠进行连接，上筒与上环之间通过第二滚珠丝杠进行连接；所述第一滚珠丝杠包括第一电机、第一丝杠、第一滚珠螺母和第一挡块，所述第一电机共有两个，两个第一电机对称布置于下筒的外壁上，所述第一丝杠的一端连接第一电机，另一端设有第一挡块，所述第一挡块与第一丝杠转动连接且第一挡块与所述底座相固接，所述第一滚珠螺母共有两个，两个第一滚珠螺母对称布置在下环的外壁上且两个第一滚珠螺母分别套装在两根第一丝杠上；所述第二滚珠丝杠包括第二电机，第二丝杠、第二滚珠螺母和第二挡块，所述第二电机共有两个，两个第二电机对称布置于上筒的外壁上，所述第二丝杠的一端连接第二电机，另一端与第二挡块相固接，所述第二滚珠螺母共有两个，两个第二滚珠螺母对称布置在上环的外壁上且两个第二滚珠螺母分别套装在两根第二丝杆上；在所述下环内部设有第一透镜、下筒内部设有第二透镜、上筒内部设有第三透镜、上环内部设有第四透镜，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的光轴共线；所述下筒的外壁还设有旋转电机，在套筒内壁设有容纳旋转电机的电机槽，所述旋转电机与下筒之间设有减振层，旋转电机通过旋转轴连接驱动齿轮，所述驱动齿轮与环形齿条相啮合。
进一步的，所述第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠均为P1精度等级，第一滚珠螺母和第二滚珠螺母内部的预压片、反向器、防尘器均由碳纤维材料制成，能有效降低本装置的重量。
进一步的，所述保护玻璃与摄像装置之间填充惰性气体，可以是氮气、氩气或氙气中的一种或几种；保护玻璃与摄像装置之间填充惰性气体能强化对摄像装置的保护，同时也能避免因天气变化在保护玻璃上形成的水雾影响拍摄质量。
进一步的，在所述套筒顶部镜头玻璃的上方设有开口向上的锥形坡面，所述锥形坡面能强化镜头模组的感光效果。
进一步的，所述套筒内部设有齿条槽，所述齿条槽能对推进环进行限位，避免推进环产生轴向运动而影响对焦质量。
进一步的，所述套筒内部设有限位槽，所述限位槽用于容纳第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠；限位槽能对第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠进行限位，同时避免下筒和上筒发生轴向旋转。
进一步的，所述驱动齿轮与环形齿条传动比为100:1，推进筒外壁的螺旋槽为双线螺纹，其导程为1mm。
进一步的，在所述螺旋槽表面涂有硅胶层，硅胶层能强化推进筒和推进环之间传动的稳定性。
进一步的，所述机体的底部设有数据线接头和电源线接头，在安装槽的下方设有显示屏，显示屏下方设有扬声器、拾音器和开关，在机体的侧面还设有通讯接口。
进一步的，在摄像装置的右侧设有辅助摄头，摄像装置的左侧设有红外探测器和补光灯。
进一步的，所述机体内部设有中央控制器、图像处理器和数据传输器；中央控制器通过数据线分别连接图像处理器、数据传输器、摄像传感器、拾音器、扬声器、开关、显示屏、辅助摄头、红外探测器、补光灯、第一电机、第二电机以及旋转电机；中央控制器能与各元件之间进行信息沟通，并对各元件实施控制。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于人脸识别的高精度图像采集装置具有以下优势：
本实用新型所述的一种用于人脸识别的高精度图像采集装置，能利用精密的机械结构，提升图像采集精度；本装置通过滚珠丝杠结构进行微对焦传动精度高，对焦速度快；本装置采用螺旋套筒结构进行粗对焦，能有效降低镜头模组的体积；本装置设有辅助摄像头，能通过双摄技术进一步提升人脸识别精度，提升画面质量；本装置对镜头模组保护充分，不宜造成摄像装置损坏，有效延长使用周期。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的正三轴测图；
图2为本实用新型的透视示意图；
图3为本实用新型的镜头模组示意图；
图4为本实用新型的套筒剖切示意图；
图5为本实用新型的摄像装置爆炸图；
图6为本实用新型的镜头模组剖切示意图。
附图标记说明：
1-机体；11-安装槽；12-保护玻璃；13-显示屏；14-扬声器；15-拾音器；16-开关；17-通讯接口；18-数据线接头；19-电源线接头；2-摄像装置；21-下环；211-第一透镜；22-下筒；221-第二透镜；23-推进筒；231-螺旋槽；24-推进环；241-环形齿条；242-螺旋条纹；25-上筒；251-第三透镜；26-上环；261-第四透镜；3-套筒；31-镜头玻璃；32-锥形坡面；33-限位槽；34-齿条槽；35-电机槽；36-底座；5-摄像传感器；6-第一滚珠丝杠；61-第一电机；62-第一丝杠；63-第一滚珠螺母；64-第一挡块；7-第二滚珠丝杠；71-第二电机；72-第二丝杠；73-第二滚珠螺母；74-第二挡块；81-旋转电机；82-旋转轴；83-驱动齿轮；91-辅助摄头；92-红外探测器；93-补光灯。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1和图2所示，一种用于人脸识别的高精度图像采集装置，包括：机体1和摄像装置2；机体1正面顶部设有安装槽11，摄像装置2置于安装槽11内部，在摄像装置2前方还设有保护玻璃12；在摄像装置2的右侧设有辅助摄头91，摄像装置2的左侧设有红外探测器92和补光灯93。机体1的底部设有数据线接头18和电源线接头19，在安装槽11的下方设有显示屏13，显示屏13下方设有扬声器14、拾音器15和开关16，在机体1的侧面还设有通讯接口17。
保护玻璃12与摄像装置2之间填充惰性气体，可以是氮气、氩气或氙气中的一种或几种；保护玻璃12与摄像装置2之间填充惰性气体能强化对摄像装置2的保护，同时也能避免因天气变化在保护玻璃12上形成的水雾影响拍摄质量。
摄像装置2包括套筒3、镜头模组、底座36和摄像传感器5，镜头模组置于套筒3内部。
如图3和图5所示，镜头模组包括下环21、下筒22、推进筒23、推进环24、上筒25和上环26。下环21的上方依次设有下筒22、推进筒23、上筒25和上环26，推进环24套装在推进筒23外部。
推进筒23的外壁设有双线螺纹的螺旋槽231，其导程为1mm，推进环24的内壁设有与螺旋槽231匹配的螺旋条纹242，螺旋槽231表面涂有强化传动稳定性的硅胶层，推进环24的外壁还设有环状齿条。
本装置采用类似螺旋套筒的方式实现上筒25与下筒22之间的运动，这样的结构能最大程度的节省空间。由于镜头模组的传动属于精密机构，所以设置的螺纹导程很小，这样做有助于提升对焦的精度。
下筒22的外壁设有旋转电机81，旋转电机81与下筒22之间设有减振层，旋转电机81通过旋转轴82连接驱动齿轮83，驱动齿轮83与环形齿条241以100:1的传动比相啮合。
下筒22与下环21之间通过第一滚珠丝杠6进行连接，上筒25与上环26之间通过第二滚珠丝杠7进行连接。第一滚珠丝杠6和第二滚珠丝杠7均为P1精度等级，为了降低本装置的重量，第一滚珠螺母63和第二滚珠螺母73内部的预压片、反向器、防尘器均由碳纤维材料制成。
滚珠丝杠具有传动稳定且精密度高的特点，作为镜头模组的微调焦结构本装置还在现有滚珠丝杠上进行了改进，降低了装置重量，提升了装置精度。
第一滚珠丝杠6包括第一电机61、第一丝杠62、第一滚珠螺母63和第一挡块64。第一电机61共有两个，两个第一电机61对称布置于下筒22的外壁上，第一丝杠62的一端连接第一电机61，另一端设有第一挡块64，第一挡块64与第一丝杠62转动连接且第一挡块64与底座36相固接，第一滚珠螺母63共有两个，两个第一滚珠螺母63对称布置在下环21的外壁上且两个第一滚珠螺母63分别套装在两根第一丝杠62上。
第二滚珠丝杠7包括第二电机71，第二丝杠72、第二滚珠螺母73和第二挡块74。第二电机71共有两个，两个第二电机71对称布置于上筒25的外壁上，第二丝杠72的一端连接第二电机71，另一端与第二挡块74相固接，第二滚珠螺母73共有两个，两个第二滚珠螺母73对称布置在上环26的外壁上且两个第二滚珠螺母73分别套装在两根第二丝杆上。
第一电机61、第二电机71和旋转电机81均可选用伺服电机，且改伺服电机应能实现正反转的即时切换。
下环21的内部设有第一透镜211、下筒22的内部设有第二透镜221、上筒25的内部设有第三透镜251、上环26的内部设有第四透镜261，第一透镜211、第二透镜221、第三透镜251以及第四透镜261的光轴共线。
如图4所示，套筒3底部设有底座36，在套筒3的顶部设有镜头玻璃31，在底座36顶面中心处设有摄像传感器5，摄像传感器5通过数据线与上位机相连。在套筒3顶部镜头玻璃31的上方设有用于强化镜头模组的感光效果的锥形坡面32；在套筒3内壁设有容纳旋转电机81的电机槽35；套筒3内部设有对推进环24进行轴向限位的齿条槽34；套筒3内部设有用于容纳第一滚珠丝杠6和第二滚珠丝杠7的限位槽33。
机体1内部设有中央控制器、图像处理器和数据传输器；中央控制器通过数据线分别连接图像处理器、数据传输器、摄像传感器5、拾音器15、扬声器14、开关16、显示屏13、辅助摄头91、红外探测器92、补光灯93、第一电机61、第二电机71以及旋转电机81；中央控制器能与各元件之间进行信息沟通，并对各元件实施控制。
本实用新型的新颖点在于构成镜头模组的机械结构，并非后期图像处理算法或处理元件，且图像处理元件及其程序作为现有技术已为大众所熟知，故在本实施例中没有额外描述。
本实施例中，摄像传感器为索尼IMX362，中央处理器为高通骁龙636，拾音器为思正科技HP-DK30，图像处理器为Adreno-508，红外探测器为菲力尔TG165，数据传输器可选用2G/3G/4G通讯模组，辅助摄头为索尼DXC-390P，显示屏为科洛维特9英寸OLED显示屏，扬声器为AEC-QP32M16-7-R。上述设备的组成与连接为大众所熟知，故不在此赘述。
首先将本装置安装完毕，测试电源与数据线正常后即可使用。按下开关16，本装置即可开始工作，红外探测器92会检测人物与摄像装置2的距离，中央处理器根据距离数据推算出一个合适的焦距，随后第一电机61、第二电机71和旋转电机81开始工作，镜头模组开始变焦。
当变焦完毕后，摄像传感器5会开始获取人脸图像，同时图像处理器对人脸图像的边界进行锐化，若当前图像锐化后仍不能获得2K以上的视频画质，则中央处理器会使镜头模组进行再对焦，若周围环境过暗，还可打开补光灯93对光线进行调节，与此同时打开辅助摄头91，利用辅助摄头91拍摄环境图像，摄像装置2拍摄人脸图像，随后将环境图像和人脸图像通过图像处理器进行合成，进一步提升人脸图像的精度。
高精度的图像获取完毕之后，拾音器15会收集环境音效，数据传输器将影像数据和声音数据同步传送至上位机，同时将上位机的影音数据传送至显示屏13和扬声器15，实现视频通话的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。