CN109521630B - 一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法及系统，该方法利用激光束对目标设备所在区域进行高频快速扫描，使目标设备拍摄的图像连续出现过饱和，进而实现对智能设备成像的干扰，不需要毁伤偷拍的智能设备，就可干扰其成像，该系统包括可控制转台、转台手动控制器、远距离摄像机和激光发射器、摄像机显示屏幕结构简单，可靠。

Description

一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种干扰摄像镜头成像的方法和系统，具体指一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法及系统。
背景技术
近年来具有摄录功能的智能设备，例如微型无人机等，在航拍、测绘等领域获得大量的应用，但是快速增长的微型无人机由于其携带方便、获取渠道多、操作简单，存在大量滥用问题，尤其是利用无人机摄像进行偷拍和刺探情报等事件时有发生，对国家安全以及个人隐私造成危害，对重要场所和重点单位的保密工作提出了严峻的挑战。
目前，反智能设备(反偷拍)技术也越来越引起关注，但大多数为毁伤类反智能设备，即对偷拍的智能设备进行毁灭性破坏使其失去偷拍功能，这类设备结构复杂、大多数为系统装置、配合度低、可靠性差。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法及系统，不需要毁伤偷拍的智能设备，就可干扰其成像，系统结构简单，可靠。
一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法，包括以下步骤：
(1)设置装置，包括一个或多个可控制转台或云台，远距离可见光或红外摄像机和激光发射器，摄像机和激光发射器或安装在同一个可控制转台上，或分别安装在不同的可控制转台上；(2)当待干扰目标出现后，调节可控制转台控制摄像机和激光发射器的俯仰和方位旋转，通过摄像机发现需要干扰的目标，当摄像机和激光器安装在同一个转台上时，摄像机发现目标方位，激光器对准干扰目标，若它们在不同的转台上，摄像机发现目标方位，将方位传输给激光器转台瞄准干扰目标；
(3)开启激光发射器发射激光束，通过控制激光器的振镜，使激光在空间高频扫描覆盖一个连续区域，从而让激光高频扫过摄像头，干扰摄像头的正常成像。
上述方法中，所述的待干扰目标包括摄像镜头及带摄像镜头的设备。
上述方法中，所述的激光光斑在目标区域高频移动扫描，频率不小于500Hz。
一种利用激光干扰摄像镜头成像的系统，包括可控制转台、转台手动控制器、远距离摄像机和激光发射器、摄像机显示屏幕，其中：
所述可控制转台，其上设置有远距离摄像机和激光发射器，可控制转台用于控制远距离摄像机和激光发射器的方向；
所述远距离摄像机，用于捕捉待干扰摄像镜头的影像，并传输到摄像机显示屏幕上；
所述激光发射器，发射在一定范围内来回扫描的激光束，用于干扰待干扰摄像镜头的成像；所述摄像机显示屏幕，在屏幕上有准心，用来人为操作转台上的摄像机和激光发射器与待干扰摄像镜头的对准；
转台手动控制器，利用远距离摄像机拍摄回传到屏幕上的图像与屏幕准心的相对位置手动控制转台转动偏转，使得激光发射器对准入侵待干扰摄像镜头。
该系统中，所述激光发射器还连接有扫描振镜装置。
该系统中，所述扫描振镜装置包括聚焦透镜、可移动透镜及X轴方向电机、Y轴方向电机。
本发明针对装有摄像头的智能设备，利用激光束对目标设备所在区域进行高频快速扫描，使目标设备拍摄的图像连续出现过饱和，进而实现对智能设备成像的干扰，不需要毁伤偷拍的智能设备，就可干扰其成像，系统结构简单，可靠。
附图说明
图1为本发明利用激光干扰摄像镜头成像方法流程图；
图2为本发明利用激光干扰摄像镜头成像系统的结构图；
图3为本发明扫描振镜装置的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明利用激光干扰摄像镜头成像方法的流程示意图。
该方法，包括以下步骤：
S01，选取待干扰区域，在这里需要根据选取的待干扰区域设置可控制转台的大小及数量，例如选取某一高层建筑的屋顶上空为待干扰区域，即智能偷拍设备一进入高层建筑的屋顶上空就要实现干扰，可根据屋顶上空范围的大小选择可控制转台的大小及数量、布局等，以保证待干扰区域能够被全部干扰，所述可控制转台上设置有远距离摄像机和激光发射器，可控制转台用于控制远距离摄像机和激光发射器的旋转；
S02，当待干扰目标出现在待干扰区域时，转动可控制转台使得激光发射器和远距离摄像机瞄准待干扰目标；
S03，开启激光发射器发射激光束，激光光斑在目标区域高频移动扫描，频率不小于500Hz，实现对目标成像的干扰，光斑形成的光幕最小应覆盖整个无人机，光幕的光斑其中的一束或几束就肯定能照到摄像头从而达到干扰摄像头摄像的目的。
本发明以CCD摄像头为例，建立激光对CCD摄像头的干扰模型，实现对CCD摄像头的有效干扰。
激光对CCD器件的干扰主要是光电效应作用，CCD探测器上的每一个单元都可以等效为一个电容Ci：
Figure BDA0001812704910000031
式中ε0为空气介电常数，ε为相对介电常数，s为深耗尽层截面积，d为绝缘层厚度。当CCD的结构确定后，势阱中所能存储和处理的电荷量存在一个极限值Q：
Q＝Ci(VG+Vso) (2)
其中，VG为栅极电压，Vso为未加栅极时的表面电位，其大小可表示为：
Figure BDA0001812704910000032
式中Qfc为表面氧化层的电荷量，Vms为金属与半导体的接触电位差。
当CCD光敏面受强激光辐照时，由于信号电荷的产生时间(通常为10-12s)远小于CCD探测器的积分时间t0(几个微秒)，光敏单元的势阱中将收集大量的信号电荷。对于本征激发产生信号电荷的器件，积分时间内积累的光生电荷Qs可表示为：
Qs＝(1-R)esηI0t0/hv (4)
式中R为反射率，e为电子电荷，η为量子效率，I0为入射激光功率密度，t0为CCD积分时间，h为普朗克常数，v为光子频率。随着光生电荷Qs的增加，表面电压Vs逐渐降低。当Vs等于附近MOS的表面初始电压Vso时，电荷就会向邻近势阱“溢出”，即发生串音现象。随着入射激光进一步增强，当光积分时间内产生的信号电荷Qs等于势阱的存储电荷极限值Q时，CCD靶面就发生光饱和现象，使目标设备拍摄的图像连续出现过饱和，进而实现对智能设备的干扰成像。
如图2所示，一种利用激光干扰摄像镜头成像的系统，包括可控制转台1、转台手动控制器2、远距离摄像机3和激光发射器4、摄像机显示屏幕5，其中：
所述可控制转台，其上设置有远距离摄像机和激光发射器，可控制转台用于控制远距离摄像机和激光发射器的方向；
所述远距离摄像机，用于捕捉待干扰摄像镜头的影像，并传输到摄像机显示屏幕上；
所述激光发射器，发射在一定范围内来回扫描的激光束，形成激光扫描光幕7，用于干扰待干扰摄像镜头6的成像；
所述摄像机显示屏幕，在屏幕上有准心，用来人为操作转台上的摄像机和激光发射器与待干扰摄像镜头的对准；
转台手动控制器，利用远距离摄像机拍摄回传到屏幕上的图像与屏幕准心的相对位置手动控制转台转动偏转，使得激光发射器对准入侵待干扰摄像镜头的成像进行干扰。
对准入侵待干扰摄像镜头的成像进行干扰是将激光高频快速照射到目标区域，并根据预先设定形成激光光幕7。其中，激光方向的改变是通过激光扫描振镜技术实现的。
扫描振镜工作原理：一束激光被两片扫描振镜反射，并且通过一片聚焦镜。振镜片在马达的带动下高速的来回延轴旋转,达到改变激光光束路径的目的。在大多数情况下，最高偏转角镜是+12.5°(+10°往往是一个较安全范围)入射角不能偏于45°。
如图3，所述激光发射器还连接有扫描振镜装置，所述扫描振镜装置包括聚焦透镜8、可移动透镜9及X轴方向电机10、Y轴方向电机11，在扫描振镜前端的激光光路中，使用聚焦透镜和可移动透镜的组合，工作范围和工作距离会增大。
整个工作过程为：当发现无人机等待干扰目标后，先转动转台，使得无人机出现在摄像头显示屏内，然后通摄像头屏幕上的准心与无人机的相对位置来控制转台使得激光发射器和远距离摄像机瞄准无人机，瞄准无人机后开启激光发射器发射激光束来致盲无人机拍摄。

Claims (3)

1.一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）设置装置，包括一个或多个可控制转台或云台，远距离可见光或红外摄像机和激光发射器，摄像机和激光发射器或安装在同一个可控制转台上，或分别安装在不同的可控制转台上；（2）当待干扰目标出现后，调节可控制转台控制摄像机和激光发射器的俯仰和方位旋转，通过摄像机发现需要干扰的目标，当摄像机和激光器安装在同一个转台上时，摄像机发现目标方位，激光器对准干扰目标，若它们在不同的转台上，摄像机发现目标方位，将方位传输给激光器转台瞄准干扰目标；（3）开启激光发射器发射激光束，通过控制激光器的振镜，使激光在空间高频扫描覆盖一个连续区域，从而让激光高频扫过摄像头，使目标设备拍摄的图像连续出现过饱和，干扰摄像头的正常成像。
2.根据权利要求1所述的一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法，其特征在于，所述待干扰目标包括摄像镜头及带摄像镜头的设备。
3.根据权利要求1所述的一种利用激光干扰摄像镜头成像的方法，其特征在于，所述激光光斑在目标区域高频移动扫描，频率不小于500Hz。
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