CN211744567U - 一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，包括外壳、镜头、摄像头、反射镜及照明装置，所述外壳无底面，所述照明装置与所述外壳相连接，用于为所述拍摄系统提供照明光源，所述镜头、摄像头及反射镜均位于所述外壳内部同一侧区域，拍摄时，所述外壳罩于足迹平面上方，使所述镜头及摄像头位于足迹的斜上方，足迹平面经反光镜进行光线反射并通过所述镜头在所述摄像头的感光面上成像，通过调节所述镜头及所述摄像头的角度，使所述足迹平面在所述反射镜中所成像平面、所述镜头表面及所述摄像头的感光面三者分别所在的平面相交于同一直线。本实用新型利用沙姆定律，以特定焦距角度位置进行拍摄，可得到全面清晰的足迹图像。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像采集装置技术领域，尤其是涉及一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统。
背景技术
足迹图像提取是刑事案件现场勘查中的一项常规操作，目前的手段主要是以相机或手机直接拍照为主。很多时候现场勘查人员由于追求更好的成像角度，或因时间仓促来不及调整，从而未能规范地从现场足迹的正上方进行拍摄，很容易导致拍摄的图片发生倾斜变形。从现勘平面足迹成像的实践中可知，地面灰尘痕迹由于地板花纹的影响，很多时候拍摄的足迹都被前者的信息淹没了，难以辨识。
如果使相机偏离地面正上方位置，倾斜到比较低的一定角度进行拍摄的话，地面背景图案强度会明显变弱，从而使得灰尘散射的足迹信息相对增强，从而能明显提升信噪比。但是普通相机系统在这种情况下只能对地面拍摄区域的一小块局部区域清晰成像，对于倾斜远端和近端的区域由于景深限制都会变得模糊。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，旨在解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型提供一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，包括外壳、镜头、摄像头、反射镜及照明装置，所述外壳无底面，所述照明装置与所述外壳相连接，用于为所述拍摄系统提供照明光源，所述镜头、摄像头及反射镜均位于所述外壳内部同一侧区域，所述镜头、摄像头及反射镜与足迹平面所成角度均可调节，所述外壳罩于足迹平面上方，所述镜头及摄像头位于足迹的斜上方，足迹平面可经所述反射镜进行光线反射并通过所述镜头在所述摄像头的感光面上成像。
优选地，所述照明装置包括照明光源及连接摆臂，所述连接摆臂一端与所述照明光源固定连接，另一端固定在所述外壳外侧面上。
优选地，所述连接摆臂为柔性摆臂，通过调节所述连接摆臂，可以调节所述照明光源的位置。
优选地，所述外壳侧面底部设有至少一开口，所述照明装置位于所述外壳外部，所述照明光源发出的光线从所述开口进入所述外壳内部将足迹照亮。
优选地，所述摄像头的成像面顶部到其底部的高度至少为7.31mm。
本实用新型具有的有益效果：本实用新型针对拍摄足迹的特定需求，可以调节设置足迹区域以及镜头面、摄像头感光面的位置和倾角，同时利用反射镜将足迹区域反射，使足迹区域关于反射镜对称面、镜头面及摄像机感光面相交于同一直线，满足沙姆定律的位置关系，成为一个定焦距定角度定位置的固定结构的足迹拍摄装置，同时将足迹罩于封闭壳体内，结构紧凑，并设置倾斜入射光源将足迹照亮，上述条件相结合，可以一次拍摄获得全面清晰高对比的足迹图像。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型拍摄系统整体结构的正视示意图；
图2为本实用新型实施例一足迹平面的反射镜像与镜头及摄像头位置关系光学原理示意图；
附图标记说明：
1：外壳；2：镜头；3：摄像头；4：反射镜；5：照明装置；51：照明光源；52：连接摆臂；6、足迹平面；7、足迹反射镜像平面；8、公共轴线
α：镜头面与足迹反射镜像平面夹角；
β：摄像头感光面与足迹反射镜像平面夹角；
L1：足迹反射镜像平面近端与镜头面的距离(近端物距)；
L2：足迹反射镜像平面远端与镜头面的距离(远端物距)；
L1＇：足迹反射镜像平面近端像距；
L2＇：足迹反射镜像平面远端像距；
a：摄像头感光面顶部到其底部的高度；
h1：镜头面中心与足迹反射镜像平面间的垂直距离；
h2、摄像头感光面中心与足迹反射镜像平面间的垂直距离
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、" 水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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"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"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
如图1、2所示，一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，包括外壳1、镜头2、摄像头3、反射镜4及照明装置5，所述外壳1无底面，所述照明装置5与所述外壳1的外侧面相连接，用于为所述拍摄系统提供照明所用光源，所述镜头2、摄像头3及反射镜4均位于所述外壳1内部同一侧区域，所述反射镜4的镜面竖直布置，所述镜头2及所述摄像头3的角度可调节，拍摄时，所述外壳1的另一侧区域罩于足迹平面6上方，使所述镜头2及摄像头3位于足迹平面6的斜上方，足迹平面6经所述反射镜4 进行光线反射形成足迹反射镜像平面7，并通过所述镜头2在所述摄像头3 的感光面上成像，通过调节所述镜头2及所述摄像头3的角度，使所述足迹反射镜像平面7、所述镜头2的面及所述摄像头3的感光面三者分别所在的平面相交于公共轴线8，根据沙姆定律，此时可以采集到整个足迹平面6 的清晰图像。
具体地，照明装置5设于外壳1外部，包括照明光源51和连接摆臂52，照明光源51采用LED灯，连接摆臂52采用柔性金属，可以手动调节其与外壳1和LED灯间的角度，从而去调整拍摄系统的光源亮度。同时该照明装置5还包括一为LED灯提供电源的可充电电源以及控制LED灯亮灭的开关，可在使用该拍摄系统采集足迹图像时打开开关为该拍摄系统提供照明光源。
具体地，外壳1上与照明装置5的同一侧面的底部设有开口，照明光源51发出的光线可以从开口入射到外壳1内部，将足迹照亮，保证得到清晰的足迹图像。
光学原理计算
如图2所示，利用该拍摄系统在包含足迹在内的360mm*160mm的矩形足迹平面的斜上方进行图像采集，足迹平面通过反射镜4和镜头2在摄像头3的感光面成像，此时由足迹平面6在反射镜4中所成像及镜头2和摄像头3位置进行光学原理计算，设定镜头2中心点与足迹反射镜像平面7 近端中点连线与足迹平面的夹角为30°，以计算得出镜头2及摄像头3的高度及角度数据。
选用f25(焦距25mm)的镜头2，使摄像头3的感光面顶部到底部间的高度a为7.31mm，摄像头3的感光面一侧边到其相对的另一侧边的宽度为13mm，像素尺寸2.4μm，此时距离镜头2表面较近的足迹反射镜像平面 7近端160mm矩形宽边成像缩小的倍率为160/13＝12.3倍，根据成像公式
(L：物距；L＇：像距；f：焦距)，可以得到位于矩形足迹反射镜像平面7 近端的矩形宽边与镜头2表面的距离L1＝332.69mm，L1＇＝27.03mm，由图 2光线入射成像计算得到，镜头2表面与足迹反射镜像平面7间的夹角α为 67.77°。同理，可计算得出足迹反射镜像平面7远端的矩形宽边与镜头2表面的距离L2＝665.93mm，像距L2＇＝25.97mm，成像缩小倍率为665.93/25.97＝25.64倍，足迹反射镜像平面7远端与镜头2表面的光线入射倾角为14.47°，用于成像的摄像头3的感光面与足迹反射镜像平面间的夹角β为76.08°，根据图2计算得到镜头2表面中心到足迹反射镜像平面7的高度h1＝167.89mm，摄像头3的感光面中心到足迹反射镜像平面的高度 h2＝177.98mm，此时根据反射镜的反射原理，可以得到足迹平面与镜头2和摄像头3的位置关系。
最后代入像素尺寸可得出，足迹平面所成像近端分辨率约为430DPI，远端分辨率约为103DPI，基本可以满足足迹图像的分辨率要求，而此时由于光源角度地面反射光大部分不能进入镜头2，因此会得到对比度很好的全面清晰的足迹的平面图像。拍摄所得图像具有明显的梯形变形，但由于拍摄条件固定，因此通过专门编制的系统内置软件，根据经典图像算法，对其进行精确的数字图像校正，使之最终成为没有变形的正常图像，从而得到准确的足迹尺寸数据。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，其特征在于，包括外壳、镜头、摄像头、反射镜及照明装置，所述外壳无底面，所述照明装置与所述外壳相连接，用于为所述拍摄系统提供照明光源，所述镜头、摄像头及反射镜均位于所述外壳内部同一侧区域，所述镜头、摄像头及反射镜与足迹平面所成角度均可调节，所述外壳罩于足迹平面上方，所述镜头及摄像头位于足迹的斜上方，足迹平面可经所述反射镜进行光线反射并通过所述镜头在所述摄像头的感光面上成像。
2.根据权利要求1所述的一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，其特征在于，所述照明装置包括照明光源及连接摆臂，所述连接摆臂一端与所述照明光源固定连接，另一端固定在所述外壳的外侧面上。
3.根据权利要求2所述的一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，其特征在于，所述连接摆臂为柔性摆臂，通过调节所述连接摆臂，可以调节所述照明光源的位置。
4.根据权利要求2所述的一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，其特征在于，所述外壳侧面底部设有至少一开口，所述照明装置位于所述外壳外部，所述照明光源发出的光线从所述开口进入所述外壳内部将足迹照亮。
5.根据权利要求1所述的一种基于沙姆定律的平面足迹倾斜拍摄系统，其特征在于，所述摄像头的成像面顶部到其底部的高度至少为7.31mm。
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| CN112422821A (zh) * | 2020-11-01 | 2021-02-26 | 王小燕 | 一种基于互联网的智能终端图片拍摄与发布方法及系统 |
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2020
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| CN112422821B (zh) * | 2020-11-01 | 2022-01-04 | 艾普科创(北京)控股有限公司 | 一种基于互联网的智能终端图片拍摄与发布方法及系统 |
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