一种虹膜智能3D信息采集测量设备制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种虹膜3D信息采集测量设备，包括图像采集装置、旋转装置、X轨道、Y轨道；旋转装置驱动图像采集装置以向着虹膜方向上的点为圆心进行转动运动；且旋转装置位于图像采集装置后、背离虹膜的方向；X轨道与Y轨道用于承载图像采集装置，并且使得图像采集装置能够在它们上同时滑动，并且复合运动轨迹为曲线。首次提出通过转轴、二维导轨的配合，实现适合虹膜采集的相机凹形运动轨迹，且不增加设备体积。

An iris intelligent 3D information acquisition and measurement device

【技术实现步骤摘要】
一种虹膜智能3D信息采集测量设备
本专利技术涉及虹膜形貌测量
，特别涉及3D形貌测量

技术介绍
目前在进行虹膜识别时，通常对人体眼睛进行拍照，采集虹膜图片，与在先采集的标准图片进行比对，从而判断是否能够通过身份验证。然而，这种比对均是采用平面图像的比对，这使得比对损失了实际存在一维数据(深度数据)。因此存在较大的误判率。而且二维的图像采集只能描述虹膜的二维特征，这使得对于虹膜的测量过于简单，无法反映虹膜真实三维尺寸、形貌。目前也有一些主动式三维形貌测量的方案，但均需要进行主动发光。例如结构光式、红外光式。这些方法应用于身体其他部位更为合适。如果进行虹膜形貌采集，必然会导致过亮的光进入眼睛。虽然目前均采用不可见光，但实际光的能量还是进入了眼底，长期使用会导致眼底病变。虽然在前也提出了一些视觉测量的方案，采集物体不同角度的图片，并将这些图片匹配拼接形成3D模型。在采集不同角度图片时，可以待测物不同角度设置多个相机，也可以通过单个或多个相机旋转从不同角度采集图片。但这些方案均是针对较大物体(例如花瓶、手掌、躯体)设计的。虹膜具有目标较小、曲率相对较小的特点。也就是说，虹膜整体上更加扁平一些，宏观立体的特征不明显，无法直接使用测量较大物体的装置直接围绕采集。如果还是用类似结构去采集，会导致特征点较少，难以匹配成功，从而降低了合成的速度和精度。而且在现有技术中，也曾提出使用包括旋转角度、目标物尺寸、物距的经验公式限定相机位置，从而兼顾合成速度和效果。然而在实际应用中发现：除非有精确量角装置，否则用户对角度并不敏感，难以准确确定角度；目标物尺寸难以准确确定，特别是某些应用场合目标物需要频繁更换，每次测量带来大量额外工作量，并且需要专业设备才能准确测量不规则目标物。测量的误差导致相机位置设定误差，从而会影响采集合成速度和效果；准确度和速度还需要进一步提高。尤其对于虹膜的采集，测量其尺寸和物距并不容易。因此，目前急需解决以下技术问题：①能够同时提高虹膜3D模型合成速度和合成精度；②降低虹膜3D采集建模成本，不增加过多设备复杂程度和体积。③方便操作，无需使用专业设备，无需过多测量。④适合虹膜小尺寸、低曲率的特点的采集。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的虹膜3D信息采集设备。本专利技术实施例的一方面提供了一种虹膜3D信息采集和/或测量设备及方法，包括图像采集装置、旋转装置、X轨道、Y轨道；旋转装置驱动图像采集装置以向着虹膜方向上的点为圆心进行转动运动；且旋转装置位于图像采集装置后、背离虹膜的方向；X轨道与Y轨道用于承载图像采集装置，并且使得图像采集装置能够在它们上同时滑动，并且复合运动轨迹为曲线。在可选的实施例中，旋转装置包括电机、转臂，电机通过转臂与承载装置连接。在可选的实施例中，图像采集装置和旋转装置间具有承载装置，图像采集装置设置于承载装置上。在可选的实施例中，包括脸部定位装置。在可选的实施例中，图像采集装置为红外式。在可选的实施例中，图像采集装置前设置有滤光片。在可选的实施例中，光源包括可见光和/或红外光。在可选的实施例中，图像采集装置采集目标物时，相邻两个采集位置满足如下条件：其中L为两个位置图像采集装置光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度；T为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数；且δ<0.601，或δ<0.478，或δ<0.383，或δ<0.253，或δ<0.122。本专利技术实施例的另一方面提供了一种使用上述任一所述的设备或方法进行虹膜识别的设备或方法。本专利技术实施例的第三方面提供了一种使用上述任一所述的设备或方法进行医学处理的医疗设备。专利技术点及技术效果1、首次提出通过转轴、二维导轨的配合，实现适合虹膜采集的相机凹形运动轨迹。且不增加设备体积。2、通过优化相机采集图片的位置，保证能够同时提高3D合成速度和合成精度；且优化位置时，无需测量角度，无需测量目标尺寸，适用性更强。3、通过光源、图像采集设备滤光片的设计，避免了光斑干扰。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例中提供的虹膜3D信息采集设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的虹膜3D信息采集设备连接结构的示意图；图3为本专利技术另一实施例中脸部支架的结构示意图。附图标记与各部件之间的对应关系为：1图像采集装置、2承载装置、3旋转装置、4X轨道、5Y轨道、6脸部支架。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虹膜3D信息采集装置结构为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种虹膜3D信息采集设备，如图1、2所示，包括图像采集装置1、承载装置2、旋转装置3、X轨道4、Y轨道5。图像采集装置1固定于承载装置2上，承载装置2一端与旋转装置3连接，另一端固定有图像采集装置1。同时承载装置2与Y轨道5滑动连接，其可以在Y轨道5上滑动，从而带动图像采集装置1在Y方向运动。Y轨道5与X轨道4正交，并且滑动连接，Y轨道5模块可以在X轨道4上滑动，从而使得Y轨道5整体在X方向运动，从而使得其上的承载装置2以及承载装置2上的图像采集装置1可以在X方向运动。旋转装置3包括电机、转轴和转臂。转臂一端连接转轴，连接方式为固定连接(从而驱动转臂转动)；转臂另一端连接承载装置2一端，连接方式为可转动连接。电机带动转轴转动，从而驱动转臂转动，转臂带动承载装置2转动，从而使得承载装置2在X轨道4和Y轨道5上进行复合运动，这种复合运动实际上是转动。但对于X轨道4而言，承载装置2只进行了X方向运动；对于Y轨道5而言，承载装置2只进行了Y方向运动。但由于两个方向进行复合运动，因此整体而言，承载装置2的运动为绕圆心的转动运动，从而使得其上的图像采集装置1实现转动。而这种转动的驱动来自于旋转装置3的电机，并不是XY轨道，轨道更多地是实现承载功能，即轨道为随动轨道。通过这样的结构，可以使得图像采集装置1运动轨迹为凹形，即近似以人体眼睛为圆心进行转动。也就是说，旋转装置3驱动图像采集装置1以向着虹膜方向上的某个点为圆心进行转动运动，且旋转装置3位于图像采集装置后、背离虹膜的方向。该点可以为虹膜，也可以根据需要选择头部某个点，或空间某个点，但整体上使得运动轨迹为凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虹膜3D信息采集和/或测量设备及方法，其特征在于：包括图像采集装置、旋转装置、X轨道、Y轨道；/n旋转装置驱动图像采集装置以向着虹膜方向上的点为圆心进行转动运动；且旋转装置位于图像采集装置后、背离虹膜的方向；/nX轨道与Y轨道用于承载图像采集装置，并且使得图像采集装置能够在它们上同时滑动，并且复合运动轨迹为曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种虹膜3D信息采集和/或测量设备及方法，其特征在于：包括图像采集装置、旋转装置、X轨道、Y轨道；
旋转装置驱动图像采集装置以向着虹膜方向上的点为圆心进行转动运动；且旋转装置位于图像采集装置后、背离虹膜的方向；
X轨道与Y轨道用于承载图像采集装置，并且使得图像采集装置能够在它们上同时滑动，并且复合运动轨迹为曲线。


2.如权利要求1所述的设备及方法，其特征在于：旋转装置包括电机、转臂，电机通过转臂与承载装置连接。


3.如权利要求1-2所述的设备及方法，其特征在于：图像采集装置和旋转装置间具有承载装置，图像采集装置设置于承载装置上。


4.如上述任一权利要求所述的设备及方法，其特征在于：包括脸部定位装置。


5.如上述任一权利要求所述的设备及方法，其特征在于：图像采集装置为红外式。


6.如上述上述任一权...

【专利技术属性】
技术研发人员：左忠斌，左达宇，
申请(专利权)人：天目爱视北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11