一种宏微复合视觉监测系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种宏微复合视觉监测系统，包括视觉监测单元、工控机子系统；所述视觉监测单元对感兴趣目标进行图像采集后将图像传递给所述工控机子系统，通过所述工控机子系统进行判断和决策；所述工控机子系统控制视觉监测单元进行宏观与微观相结合进行准确定位及拍摄。本发明专利技术的有益效果在于，本发明专利技术实现了对大范围成像场景中人脸等细微特征的识别，为视觉检测和传感等领域提供了新的技术。

【技术实现步骤摘要】
一种宏微复合视觉监测系统及控制方法
本专利技术涉及视觉检测及传感领域，具体涉及一种宏微复合视觉监测系统及控制方法。
技术介绍
随着时代发展，企业，科研机构，高校的各种管理制度日益完善，但是在人事管理中，企业员工、高校学生等出勤率监测的高效、可靠等问题一直是时代的那题，譬如，现有的出勤率监测系统推广中，若采用打卡机时，容易一个人代替多人打卡，指纹也出现了指纹膜等替代物，从而使得现有流行的出勤率监测系统失效。在现有高校中，学生的出勤率一直还沿用着最为古老的课间点名方式，该种方式虽然稳定可靠，但是出勤率只能反应课间点名时学生的出勤状态，难以等同于对整堂课学生的出勤率。现有视觉技术在监控领域内出现了大面积应用，在较小成像场景中，人脸特征可以精确识别，但是大场景中人脸成像分辨率较低，且相对角度差异较大，对于大范围成像场景中人脸等细微特征的三维特征识别出现了较多的研究算法，但是在实际应用中尚难以稳定实现。因此，基于学校教室、企业办公室这种人口密度较大的大成像场景的场合难以应用。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，一种宏微复合视觉监测系统，包括视觉监测单元、工控机子系统；所述视觉监测单元对感兴趣目标进行图像采集后将图像传递给所述工控机子系统；所述工控机子系统控制视觉监测单元进行宏观与微观相结合进行准确定位及拍摄。较佳的，所述视觉检测单元包括保护罩、第一安装架、第一安装架旋转装置、定焦成像子系统、变焦成像子系统、变焦成像子系统空间位置调整装置、通信接口；所述第一安装架、所述第一安装架旋转装置、所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置均置于所述保护罩内；所述第一安装架安装在所述第一安装架旋转装置上，所述第一安装架上还固定安装有所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置，所述第一安装架与所述保护罩的底面连接；所述变焦成像子系统空间位置调整装置上安装有所述变焦成像子系统；所述保护罩的底面设置有通信接口，用于通信数据线的出入。较佳的，所述工控机子系统包括图像处理子系统和运动自适应控制子系统；所述工控机子系统通过连接所述通信接口实现对所述监测系统的检测与控制。较佳的，所述第一安装架旋转装置包括Y向第一旋转装置、Y向第二旋转装置、Y向第三旋转装置，所述第一安装架通过所述Y向第一旋转装置安装在保护罩的底面，所述定焦成像子系统通过Y向第二旋转装置安装在第一安装架上，所述变焦成像子系统空间位置调整装置通过Y向第三旋转装置安装在第一安装架上；所述第一安装架旋转装置可根据所述工控机子系统的控制进行旋转，并带动所述第一安装架、所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置进行旋转，使所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统进行位置互换；所述Y向第一旋转装置包括第一旋转连接装置、第一步进电机、第一步进电机驱动器、第一编码器；所述Y向第二旋转装置包括第二旋转连接装置、第一支承座、第一带轮，第一支承座内为轴承；Y向第三旋转装置包括第三旋转连接装置、第二支承座、第二带轮，第二支承座内为轴承；所述第一旋转连接装置、所述第一带轮、所述第二带轮通过一皮带连接，所述第一旋转连接装置旋转时带动所述第一带轮和所述第二带轮进行旋转，使得所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置始终处于正向状态。较佳的，所述定焦成像子系统包括定焦相机、广角镜头、辅助光源，所述广角镜头位于所述定焦相机前端，所述辅助光源位于所述定焦相机的后端；所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统位于所述第一安装架的两端，所述定焦成像子系统拍摄大范围视角的图像，所述大范围视角的图像经所述通信接口传送到所述工控机子系统进行方位分析。较佳的，所述变焦成像子系统孔间位置调整装置包含X向旋转装置、Z向旋转装置、第二安装架、第三安装架；所述X向旋转装置的下方设置有所述Z向旋转装置，所述第三安装架安装在所述Y向旋转装置和所述Z向旋转装置之间，用于连接所述X向旋转装置与所述Z向旋转装置；在所述X向旋转装置的一侧连接有所述变焦成像子系统；在所述Z向旋转装置和所述第一安装架之间安装有所述第三安装架。较佳的，所述变焦成像子系统包括变焦相机、变焦镜头、大齿轮环、小齿轮、小齿轮支撑座、齿轮步进电机、齿轮编码器、激光器、变焦子系统安装座，所述变焦镜头位于所述变焦相机前端，所述变焦相机固定在所述变焦子系统安装座上，所述大齿轮环件环套在所述变焦镜头上，所述大齿轮环和小齿轮相互啮合，所述步进电机穿过所述小齿轮支撑座并连接在所述小齿轮上，所述小齿轮支撑座固定在所述变焦子系统安装座上并位于所述变焦相机的另一旁，所述齿轮步进电机后端连接所述齿轮编码器，所述激光器固定在所述变焦子系统安装座上，所述激光器发射的激光线与所述变焦镜头的光轴相平行，所述齿轮编码器接收所述工控机子系统的指令来修正所述齿轮步进电机转动，所述齿轮步进电机驱动所述小齿轮转动，所述小齿轮带动所述变焦镜头旋转而进行变焦。较佳的，所述第一安装架在所述保护罩内可以旋转，所述第一安装架在所述保护罩内旋转实现所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统的位置互换，所述定焦相机和所述变焦相机的光轴均垂直于所述第一安装架的旋转面。较佳的，所述X向旋转装置包括第四旋转连接装置、第二步进电机、第二向步进电机驱动器、第二编码器，所述第四旋转连接装置连接到所述第二步进电机上，所述第二步进电机驱动器连接所述第二步进电机并对所述第二步进电机进行驱动，所述第二编码器连接在所述第二步进电机上并通过数据线与工控机子系统相连，用于修正第二步进电机转动角度；所述Z向旋转装置包括第五旋转连接装置、第三步进电机、第三向步进电机驱动器、第三编码器，所述第五旋转连接装置连接到所述第三步进电机上，所述第三步进电机驱动器连接所述第三步进电机并对所述第三步进电机进行驱动，所述第三编码器连接在所述第三步进电机上并通过数据线与工控机子系统相连，用于修正第三步进电机转动角度。较佳的，一种宏微复合监测系统的控制方法，具体步骤如下：(1)以所述定焦成像子系统中所述定焦相机成像面中心为原点O1，所述定焦相机宽度方向为U轴，所述定焦相机高度方向为V轴，所述定焦相机光轴方向为W轴，建立坐标系O1UVW；(2)当多个兴趣目标体(A、B、C、D……)同时处于所述定焦成像子系统的成像范围时，大场景中的多个所述兴趣目标体通过所述广角镜头在所述定焦相机中成像，所述定焦成像子系统获取大范围视角的图像，获取图像的时间为t0；(3)所述定焦成像子系统将t0时刻获取的图像通过所述通信接口及网络等方式传送到所述工控机子系统中；(4)所述工控机子系统中的所述图像处理子系统对图像进行处理，获取所述兴趣目标体A、B、C、D等所在位置分别与所述定焦相机光轴左右偏离角度αuA，αuB，αuC，αuD等和上下偏离角度αvA，αvB，αvC，αvD等；(5)所述工控机子系统中的所述运动自适应控制子系统控制所述Y向第一旋转装置进行转动，实现所述定焦成像子系统与所述变焦成像子系统位置的交换；(6)对于所述兴趣目标体A，所述工控机子系统中的所述图像处理子系统将所述兴趣目标体A相对所述定焦相机光轴所述左右偏离角度αuA，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，包括视觉监测单元、工控机子系统；所述视觉监测单元对感兴趣目标进行图像采集后将图像传递给所述工控机子系统，通过所述工控机子系统进行判断和决策；所述工控机子系统控制视觉监测单元进行宏观与微观相结合进行准确定位及拍摄。

【技术特征摘要】
1.一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，包括视觉监测单元、工控机子系统；所述视觉监测单元对感兴趣目标进行图像采集后将图像传递给所述工控机子系统，通过所述工控机子系统进行判断和决策；所述工控机子系统控制视觉监测单元进行宏观与微观相结合进行准确定位及拍摄。2.如权利要求1所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述视觉检测单元包括保护罩、第一安装架、第一安装架旋转装置、定焦成像子系统、变焦成像子系统、变焦成像子系统空间位置调整装置、通信接口；所述第一安装架、所述第一安装架旋转装置、所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置均置于所述保护罩内；所述第一安装架安装在所述第一安装架旋转装置上，所述第一安装架上还固定安装有所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置，所述第一安装架与所述保护罩的底面连接；所述变焦成像子系统空间位置调整装置上安装有所述变焦成像子系统；所述保护罩的底面设置有通信接口，用于通信数据线的出入。3.如权利要求2所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述工控机子系统包括图像处理子系统和运动自适应控制子系统；所述工控机子系统通过连接所述通信接口实现对所述监测系统的检测与控制。4.如权利要求2或3所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述第一安装架旋转装置包括Y向第一旋转装置、Y向第二旋转装置、Y向第三旋转装置，所述第一安装架通过所述Y向第一旋转装置安装在保护罩的底面，所述定焦成像子系统通过Y向第二旋转装置安装在第一安装架上，所述变焦成像子系统空间位置调整装置通过Y向第三旋转装置安装在第一安装架上；所述第一安装架旋转装置可根据所述工控机子系统的控制进行旋转并带动所述第一安装架、所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统空间位置调整装置进行旋转，使所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统进行位置互换；所述Y向第一旋转装置包括第一旋转连接装置、第一步进电机、第一步进电机驱动器、第一编码器；所述Y向第二旋转装置包括第二旋转连接装置、第一支承座、第一带轮，第一支承座内为轴承；Y向第三旋转装置包括第三旋转连接装置、第二支承座、第二带轮，第二支承座内为轴承；所述第一旋转连接装置、所述第一带轮、所述第二带轮通过一皮带连接，所述第一旋转连接装置旋转时带动所述第一带轮和所述第二带轮进行旋转，使得所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置始终处于正向状态。5.如权利要求4所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述定焦成像子系统包括定焦相机、广角镜头、辅助光源，所述广角镜头位于所述定焦相机前端，所述辅助光源位于所述定焦相机的后端；所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统位于所述第一安装架的两端，所述定焦成像子系统拍摄大范围视角的图像，所述大范围视角的图像经所述通信接口传送到所述工控机子系统进行方位分析。6.如权利要求5所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述变焦成像子系统孔间位置调整装置包含X向旋转装置、Z向旋转装置、第二安装架、第三安装架；所述X向旋转装置的下方设置有所述Z向旋转装置，所述第三安装架安装在所述Y向旋转装置和所述Z向旋转装置之间，用于连接所述X向旋转装置与所述Z向旋转装置；在所述X向旋转装置的一侧连接有所述变焦成像子系统；在所述Z向旋转装置和所述第一安装架之间安装有所述第三安装架。7.如权利要求6所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述变焦成像子系统包括变焦相机、变焦镜头、大齿轮环、小齿轮、小齿轮支撑座、齿轮步进电机、齿轮编码器、激光器、变焦子系统安装座，所述变焦镜头位于所述变焦相机前端，所述变焦相机固定在所述变焦子系统安装座上，所述大齿轮环件环套在所述变焦镜头上，所述大齿轮环和小齿轮相互啮合，所述步进电机穿过所述小齿轮支撑座并连接在所述小齿轮上，所述小齿轮支撑座固定在所述变焦子系统安装座上并位于所述变焦相机的另一旁，所述齿轮步进电机后端连接所述齿轮编码器，所述激光器固定在所述变焦子系统安装座上，所述激光器发射的激光线与所述变焦镜头的光轴相平行，所述齿轮编码器接收所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕齐林，刘志军，赖敏玲，闫奕樸，陈柏任，周咏涛，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44