一种室内虹膜自动抓拍装置的制作方法

本实用新型属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种室内虹膜自动抓拍装置。

背景技术：

安全问题一直是社会公众关注的核心问题之一。利用监控系统辨识嫌疑人或犯罪分子是其重要功能，如利用所拍摄目标图像进行人工判读或与数据库中人脸、虹膜进行比对或，自动识别可疑、有前科或在逃人员，发挥安全预警、协助侦查的作用，若拍摄的目标图像不够清晰，则监控系统功能难以发挥。

虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。目前的虹膜识别率较高，但获取虹膜图像要求严格，需要清晰的图像。现有技术中，为了满足虹膜识别对图像的要求，需采用普通单反照相机镜头来拍摄虹膜。而且在拍摄时，一般为固定距离(3米左右)拍摄，距离近且灵活性不足。如果采用手动控制的变焦镜头，则可以把目标拉近，图像可以比较清晰，自动化程度过低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种室内虹膜自动抓拍装置。当距离精确被测定后，利用距离参数这个反馈信息，带动步进电机调节摄像头的焦距，从而获得清晰的达到虹膜识别的要求的人眼图像。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

室内虹膜自动抓拍装置，包括第一摄像头、第二摄像头、变焦装置和计算机，所述的第一摄像头和第二摄像头对准待拍摄区域并形成双目视差，所述的第二摄像头上设置有变焦装置，所述的计算机与第一摄像头、第二摄像头和变焦装置相连。

作为优选，所述的第一摄像头和/或第二摄像头的光路上设有反光镜，待拍摄目标的影像通过反光镜折射后被相应摄像头接收。

作为优选，所述的变焦装置为步进电机及其驱动。

作为优选，所述的第一摄像头和/或第二摄像头为红外摄像头。

作为优选，还设有用于照亮待拍摄目标的闪光灯。

作为优选，所述的第一摄像头上也设有变焦装置。

进一步的，第一摄像头、第二摄像头、变焦装置、反光镜和计算机均设置于机箱内，且在机箱侧壁上开设有光槽，用于穿过第一摄像头和第二摄像头的进光光路。

本实用新型的有益效果是：通过两个摄像头的双目视差，可以快速确定待拍摄目标与摄像头之间的距离，从而调整摄像头的焦距，得到达到虹膜识别要求的运动目标图像。经过试验表明，在距离该装置15米以内的运动人体目标，只要人脸朝向摄像头，就可以让相机拍摄到满足虹膜识别的高清晰度图像。由此大大减少了虹膜抓拍装置对图像拍摄设备的性能要求，减少了成本。

附图说明

图1为一种室内虹膜自动抓拍装置的基本结构示意图。

图2为一种室内虹膜自动抓拍装置的优化结构示意图；

图中：反光镜1、闪光灯2、第一摄像头3、第二摄像头4、变焦装置5、计算机6、机箱7、光槽8和支架9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明，因便于更好地理解。本发明中的技术特征在不相互冲突的前提下，均可进行相互组合，不构成限制。

如图1所示，为一种室内虹膜自动抓拍装置，其结构包括反光镜1、闪光灯2、第一摄像头3、第二摄像头4、变焦装置5和计算机6。

第一摄像头3水平放置，其镜头直接对准待拍摄区域，而第二摄像头4竖直放置，其光路上固定有反光镜1，将待拍摄区域水平进入的光线反射以90°角后，垂直输入第二摄像头4。第一摄像头3、第二摄像头4相隔一定距离，形成双目视差系统。第二摄像头4上设置有能够调节其拍摄焦距的变焦装置5。计算机6与第一摄像头3、第二摄像头4和变焦装置5相连，接收两个摄像头发送的图像数据，并对摄像头、闪光灯2和变焦装置5进行反馈控制。两个摄像头接收到目标的图像后，分别传输给计算机6，计算机6根据视差测距原理经过分析计算后得到目标与摄像头之间的距离，然后控制变焦装置5将第二摄像头4的焦距调整至能够清楚拍摄目标，由此获得清晰的目标图像并识别出虹膜。

该装置使用过程可分为两个阶段，初始化阶段和工作阶段。

初始化阶段：在摄像头前需要定标器定位，以便定义距离的修正参数。

工作阶段：运动目标发出景物光线分别投射到第一摄像头3、第二摄像头4，此时在计算机6内形成图像帧，根据视差原理，可以测量出运动物体距离摄像头的距离(视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异)。变焦装置2根据测量部分的得出的距离，变焦第二摄像头4，此处的第二摄像头4同时兼顾测量和变焦的功能。变焦装置变好焦距后，打开闪光灯2，控制第二摄像头4拍摄目标图像。

图1所示的装置中，第二摄像头4的光路上设置反光镜1主要是为了减少其占用的空间，使其能够布局紧凑。若不设置反光镜1，第二摄像头4和相应的变焦装置5需要和第一摄像头3一起并排横向放置，且两者之间需要保持一定的距离以满足视差测距要求，由此会大大增加整个装置的体积。因此反光镜的设计可以使两者较好的错开，并保持其视差测距功能正常实现。进一步的，若实际布局需要，可在第一摄像头3的光路上也视情况设置反光镜1。且本发明中各反光镜可设成可转动式，以便调整方向，简单地改变摄像头的拍摄区域。

变焦装置5可以采用现有的各种设备，如步进电机及其驱动器或驱动电路。当摄像头采用变焦环变焦时，步进电机的输出轴连接丝杆，丝杆末端带动齿轮转动，齿轮与摄像头的变焦环接触，带动变焦环转动。当然也可以直接采用内置变焦装置5的摄像头；只要其能够实现焦距调节即可。计算机6可采用能够实现数据处理和设备自动控制的装置，如单片机、MCU或其他微机、工控机等。数据处理和设备控制可由一台计算机6实现，也可以分设与多台计算机6上，或者实现远程计算与控制。

在拍摄区域亮度不够时，可以设置用于照亮待拍摄目标的闪光灯2。闪光灯2由计算机6控制，与摄像头联动。但若区域亮度足够满足拍摄要求时，则可以不设置。

对于场景较暗的运动目标，摄像头可更换为红外线摄像头，这样可以解决背景不够亮的场景。若要实现更高精度要求的图像时，第一摄像头3、第二摄像头4均采用红外相机。

另外，第一摄像头3上也可以设置变焦装置5。当第一次测得运动目标距离时，快速同步变焦第一摄像头3、第二摄像头4，进行第二次测距，以提高距离测量精度。然后根据第二次测距进行第二次变焦并抓拍。但这种方式，会延迟抓拍的响应时间。因此，实际应用时，可以根据需求灵活采用测距的次数。

考虑到实际应用的场景，如图2所示，可考虑将第一摄像头3、第二摄像头4、变焦装置5、反光镜1和计算机6均设置于机箱7内，以保护装置。而为了使第一摄像头3和第二摄像头4的进光光路完整，可在机箱7侧壁上相应的位置开设有透光的光槽8。闪光灯2可以通过可调节的支架9架设在机箱7外侧。

以上所述的实施例只是本发明的一些较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。例如，该装置可不仅仅用于拍摄虹膜识别图像，也可用于拍摄目标近照，作为其他用途。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。