CN104573670B - 多功能曲面物证图像展平仪 - Google Patents

Abstract

一种取样技术领域的多功能曲面物证图像展平仪，通过旋转载物台将待测物体自动旋转并展开，展开后图像控制***向计算机发送完成信号，则计算机分别控制CCD数码成像***和照明组合光源的开闭，控制升降机构从而调整CCD数码成像***和照明组合光源的高度，控制水平移动机构从而调整旋转载物台的水平位置，控制旋转电机从而分别调整自调整手臂的运动用以固定物体，调整旋转载物台的旋转速度，使得待测物体于旋转载物台上完成若干角度的旋转，CCD数码成像***获取待测物体表面各个角度的图像信息，该图像信息传输至图像控制***，进行数据处理将图片整合。本发明通过旋转载物台的自动旋转扫描及相应图像处理软件实现从曲面获取平面图像信息。

Description

多功能曲面物证图像展平仪

技术领域

本发明涉及的是一种取样技术领域的装置，具体是一种多功能曲面物证图像展平仪。

背景技术

现场勘查中经常需要在一些圆柱面客体上显现和提取潜在指印，这些常见的物证如：入室盗窃案中不锈钢放到窗栅栏上的手印痕迹、伤害案中凶器握把上的手印痕迹、麻醉抢劫案中饮料瓶上的手印痕迹等，由于圆柱面客体的特殊光学性质，在通常的配光方法，客体表面会产生较强的反射光斑，对指印纹线产生严重干扰。利用各种技术手段消除圆柱面客体表面的光斑干扰时现场勘查技术的难点之一。

针对上述问题，相关的解决方案也有陆续提出。但是，游动配光的方法需要丰富的实践工作经验，难以推广应用；图像处理的方法用于消除弧形客体表面的光斑干扰，其效果也十分有限；而荧光照相的方法往往需要进行二次荧光处理，会使物证受到污染；采用弧面面光源进行配光的方法虽然简便，但在实践中很难找到专门的弧面面光源。

遗留在柱形物体上的物证，如指纹因其在一个曲面上，提取比较困难，采用不干胶粘取会对样本产生破坏。多功能曲面物证展平仪利用全光谱成像***与物证载物台进行联动的线扫描技术，配合使用特种光源技术对遗留在圆柱面客体上的潜在指印进行显现和提取的方法；研制光机电一体化的圆柱体表面潜在痕迹显现及图像展平装置，为圆柱体表面指印探测提供一种新的方法和设备，为侦查破案提供技术支撑。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102253025，公开日2012‐12‐05，公开了一种用于法庭科学物证检测的复合荧光成像***及其方法，该***包括：复合荧光成像***的光源单元、滤光单元、图像采集和图像处理单元。其采用多波段光源对待检测物进行探照，将最佳滤波片置于单反镜头前，对待检测物的荧光图像进行拍照，通过便携式电脑采集荧光成像图片，后期在进行图像处理，可以采集具有荧光特性物质的图像。但是，该设计及方法只能针对平面客体上的潜在痕迹进行成像，不适用在曲面客体上成像，因此不具备普遍的适用性。

中国专利文献号CN101799417，公开日2010‐8‐11，公开了一种生物芯片的扫描方法以及实施该扫描方法的装置。该扫描生物特征识别器件的装置包括：照相机，扫描生物特征识别器件以产生图像；以及计算机，从图像提取数据。计算机测量生物特征识别器件的表面上的至少三个不同地点的三维位置；基于所测量的三维位置确定相对于生物特征识别器件的表面的虚拟近似平面和曲面之一；基于虚拟近似平面和曲面之一确定设置在生物特征识别器件上的两个或多个板的成像位置；基于所确定的成像位置，通过扫描生物特征识别器件获得两个或多个板的各个图像；以及从两个或多个板的各个图像提取生物特征识别器件的全部数据。但该现有技术的不足之处：该技术主要针对的是生物芯片识别器的成像，并且要通过测量来确定其为平面或者曲面,再者不能大面积扫描。其不是针对刑事科学技术领域中的潜在痕迹的获取的装置，不适用于曲面弯曲度较大的客体成像。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种多功能曲面物证图像展平仪，通过旋转载物台的自动旋转扫描及相应图像处理软件实现从曲面获取平面图像信息。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：CCD数码成像***、照明组合光源、升降机构、水平移动机构、自调整手臂、旋转载物台、旋转电机、图像控制***和计算机，其中：其中：图像控制***根据用户输入的展开角度，通过旋转载物台将待测物体自动旋转并展开，展开后图像控制***向计算机发送完成信号，则计算机分别控制CCD数码成像***和照明组合光源的开闭，控制升降机构从而调整CCD数码成像***和照明组合光源的高度，控制水平移动机构从而调整旋转载物台的水平位置，控制旋转电机从而分别调整自调整手臂的运动用以固定物体，调整旋转载物台的旋转速度，使得待测物体于旋转载物台上完成若干角度的旋转，CCD数码成像***获取待测物体表面各个角度的图像信息，该图像信息传输至图像控制***，进行数据处理将图片整合。

所述的进行数据处理将图片整合的过程具体为：光学图像的图像信号输入后传送到光电转换器中变为模拟电信号，模拟电信号变换成数字电信号且显示于计算机上。

所述的水平移动机构包括：水平轨道、水平齿条、水平移动电机和移动架，其中：水平轨道与水平齿条相连，水平轨道与自调整手臂相连用以调整自调整手臂的位置，自调整手臂和旋转载物台分别设置于移动架上，水平移动电机和移动架相连以控制移动架的水平移动，从而调整自调整手臂上待测物体的直径、旋转载物台的位置。

所述的自调整手臂包括：三组自调整夹具、固定螺母、磁铁和一个设置于水平移动机构上的圆盘，其中：各个自由调整夹具一端由固定螺母分别固定于圆盘的端面，另一端设有磁铁，待测的曲面客体放置于圆盘的中心点位置处，磁铁由于磁力作用靠近中心点，从而将曲面客体加紧固定住，圆盘的底面设有弹簧用于控制自由调整夹具的伸缩位置。

所述的升降机构包括：升降轨道、升降齿条、升降架和升降电机，其中：升降架由升降齿条设置于升降轨道上，升降电机与电源相连，计算机控制升降电机从而调整升降架的垂直运动，CCD数码成像***和照明组合光源分别设置于升降架上。

所述的CCD数码成像***的升降高度范围为1～38cm，旋转载物台的水平移动距离范围为15～45cm。

所述的照明组合光源包括：紫外光发生源、可见光发生源和近红外波发生源。照明组合光源的调节可获取亮度均匀的图像。

所述照明组光源的调节是通过计算机控制模块控制紫外、可见和近红外的光源开关，通过电压调节器控制各个光源的明暗程度。

本发明通过对曲面客体展平***的控制，水平移动步进电机实现自动对焦功能，同时补光灯箱和数码CCD的结合，光照方向、光照角度都大大提高了对被检痕迹成像的分辨力及清晰度。自调整中心手臂可以对不同半径大小的曲面客体进行固定，通过旋转载物台进行匀速旋转，将数码CCD中实时记录的图像在电脑中显示，并通过软件的自动处理形成一幅完整的图像。本发明的设计提高了曲面客体上潜在痕迹及指印的取证效率及精确度，可广泛应用于科研、公安、司法等***。

附图说明

图1为实施例1的结构图；

图2为自调整手臂的具体结构图；

图3为利用展平仪拍得饮料瓶上的指纹图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：运行操作台1、设置于运行操作台1上的CCD数码成像***2、照明组合光源3、升降机构4、水平移动机构、自调整手臂6、旋转载物台7、旋转电机16、图像控制***和计算机18，其中：图像控制***根据用户输入的展开角度，通过旋转载物台将待测物体自动旋转并展开，展开后图像控制***向计算机18发送完成信号，则计算机18分别控制CCD数码成像***2和照明组合光源3的开闭，控制升降机构4从而调整CCD数码成像***2和照明组合光源3的高度，控制水平移动机构从而调整旋转载物台7的水平位置，控制旋转电机16从而分别调整自调整手臂6的运动用以固定待测物体，调整旋转载物台7的旋转速度，使得待测物体于旋转载物台7上完成360度的旋转，CCD数码成像***2获取待测物体表面各个角度的图像信息，该图像信息传输至图像控制***，进行数据处理将图片整合。

所述的水平移动机构包括：水平轨道5、水平齿条12、水平移动电机15和移动架14，其中：水平轨道5与水平齿条12相连，水平轨道5与自调整手臂6相连用以调整自调整手臂6的位置，自调整手臂6和旋转载物台7分别设置于移动架14上，水平移动电机15和移动架14相连以控制移动架14的水平移动，从而调整自调整手臂6上待测物体的直径、旋转载物台7的位置。

所述的自调整手臂6包括：三组自调整夹具61、固定螺母62、磁铁63和一个设置于水平轨道5上的圆盘64，其中：各个自由调整夹具61一端由固定螺母62分别固定于圆盘64的端面，另一端设有磁铁63，待测的曲面客体放置于圆盘64的中心点65位置处，磁铁63由于磁力作用靠近中心点65，从而将曲面客体加紧固定住，圆盘64的底面设有弹簧用于控制自由调整夹具61的伸缩位置。

所述的移动架14设置有手动控制面板17，用于固定移动架的位置。

所述的水平移动机构和升降机构4均设置于金属架13上，计算机18由升降台19设置于控制操作台20上。

所述的升降机构4包括：升降轨道8、升降齿条9、升降架10和升降电机11，其中：升降架10由升降齿条9设置于升降轨道8上，升降电机11与电源相连，计算机18控制升降电机11从而调整升降架10的垂直运动，CCD数码成像***2和照明组合光源3分别设置于升降架10上。

所述的照明组合光源3包括：紫外光发生源、可见光发生源和近红外波发生源。

所述的CCD数码成像***2为：300万像素高清工业镜头。

本实施例中，CCD数码成像***2的具体参数为：300万像素、传感器尺寸：1/3”逐行彩色CMOS传感器、光谱响应范围：340nm～1000nm、信噪比：39dB、接口：USB3.0接口、输出：27.4fps@2048x 1534，53.3fps@1024x 770多帧率调整。

CCD数码成像***2的升降高度范围为1～38cm，旋转载物台7的水平移动距离范围为15～45cm。

所述旋转载物台7旋转速度分为慢速、中速、快速、极速。其中慢速转速为6r/min；中速转速为9r/min；快速转速为36r/min；极速转速为174r/min，具体待测物体的直径与旋转载物台7的旋转速度之间的关系具体如下表所示，其中，测试距离由调整控制水平移动架实现。

序号	物体直径/mm	旋转速度	测试距离/cm	结果
					1	9	快速	15	最佳
2	9	快速	30	最佳
					3	9	快速	45	最佳
4	25	快速	15	最佳

5	25	快速	30	最佳
					6	25	快速	45	最佳
7	42	慢速	15	最佳
					8	42	慢速	30	最佳
9	42	中速	45	最佳
					10	60	慢速	15	最佳
11	60	中速	30	最佳
					12	60	中速	45	最佳
13	80	慢速	15	最佳
					14	80	中速	30	最佳
15	80	中速	45	最佳
					16	100	慢速	15	最佳
17	100	中速	30	最佳
					18	100	中速	45	最佳

如图3所示，待测饮料瓶放置于自调整手臂的中心位置处并固定，旋转自调整圆盘，从0°至360°，经过数据处理，饮料瓶上的指纹从而在计算机中展现出来。

Claims (1)

1.一种多功能曲面物证图像展平仪，其特征在于，包括：CCD数码成像***、照明组合光源、升降机构、水平移动机构、自调整手臂、旋转载物台、旋转电机、图像控制***和计算机，其中：其中：图像控制***根据用户输入的展开角度，通过旋转载物台将待测物体自动旋转并展开，展开后图像控制***向计算机发送完成信号，则计算机分别控制CCD数码成像***和照明组合光源的开闭，控制升降机构从而调整CCD数码成像***和照明组合光源的高度，控制水平移动机构从而调整旋转载物台的水平位置，控制旋转电机从而分别调整自调整手臂的运动用以固定物体，调整旋转载物台的旋转速度，使得待测物体于旋转载物台上完成若干角度的旋转，CCD数码成像***获取待测物体表面各个角度的图像信息，该图像信息传输至图像控制***，进行数据处理将图片整合；

所述的水平移动机构包括：水平轨道、水平齿条、水平移动电机和移动架，其中：水平轨道与水平齿条相连，水平轨道与自调整手臂相连用以调整自调整手臂的位置，自调整手臂和旋转载物台分别设置于移动架上，水平移动电机和移动架相连以控制移动架的水平移动，从而调整自调整手臂上待测物体的直径、旋转载物台的位置；

所述的升降机构包括：升降轨道、升降齿条、升降架和升降电机，其中：升降架由升降齿条设置于升降轨道上，升降电机与电源相连，计算机控制升降电机从而调整升降架的垂直运动，CCD数码成像***和照明组合光源分别设置于升降架上；

所述的照明组合光源包括：紫外光发生源、可见光发生源和近红外波发生源；

所述的进行数据处理将图片整合的过程具体为：光学图像的图像信号输入后传送到光电转换器中变为模拟电信号，模拟电信号变换成数字电信号且显示于计算机上；

所述的自调整手臂包括：三组自调整夹具、固定螺母、磁铁和一个设置于水平移动机构上的圆盘，其中：各个自由调整夹具一端由固定螺母分别固定于圆盘的端面，另一端设有磁铁，待测的曲面客体放置于圆盘的中心点位置处，磁铁由于磁力作用靠近中心点，从而将曲面客体加紧固定住，圆盘的底面设有弹簧用于控制自由调整夹具的伸缩位置；

所述的CCD数码成像***的升降高度范围为1～38cm，旋转载物台的水平移动距离范围为15～45cm，所述的待测物体的直径与旋转载物台的旋转速度之间的关系满足：

其中慢速转速为6r/min；中速转速为9r/min；快速转速为36r/min；极速转速为174r/min。