CN105487322A - 一种双影像取像的镜头结构及使用其进行测速的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于摄录***技术领域，尤其涉及一种双影像取像的镜头结构，包括相机、镜头和两面平面反光元件，所述镜头设置于所述相机的接口处，两面所述平面反光元件以所述镜头的中心轴所在直线为对称轴对称地设置于所述镜头的前端，并且所述平面反光元件的角度可调节。相对于现有技术，本发明通过在相机镜头前端增加可调节角度的平面反光元件组，从而改变进入摄录仪器的光路，在只需一台相机的基础上，增大摄录范围，且占用空间小。该方法可获得被摄目的车辆前后两面的影像，解决了原有交通摄录设备的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于摄录***技术领域，尤其涉及一种双影像取像的镜头结构及使用其进行测速的方法。
背景技术
摄录设备现已广泛应用在视频监控、影像定位、外观检测等领域。为加强对交通的管控能力，以保证交通的舒畅运行，现代通用摄录运营车辆的方式是采用摄录设备安装在交通道路上，以监视交通的运行情况或进行交通取证。但是，现有的这种摄录方式存在着明显缺点：一台摄录设备只能拍摄单一区域内的影像，取像范围局限性大，对于运营车辆只能摄录其前面或后面中的一面的影像，而无法对车辆的另一面进行摄录，从而无法取得被摄目的车辆较完整的信息。若要摄录多个区域的影像，往往需要增加更多的镜头及配套相机，这样会使成本及设备维护费用增加，另外也需要更多的安装空间。
另外，在ITS测速上目前的应用方式也是采用一个镜头配一套相机，但受镜头景深的限制，测速区间较小，造成使用上的局限性。若要增大测速区间，同时保证拍摄的照片清晰度达到要求，可能需要二套或更多套设备。
有鉴于此，确有必要提供一种双影像取像的镜头结构及使用其进行测速的方法，其通过在相机镜头前端增加可调节角度的反光元件片组，从而改变进入摄录仪器的光路，在只需一台相机的基础上，增大摄录范围，且占用空间小。该方法可获得被摄目的车辆前后两面的影像，解决了原有交通摄录设备的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种双影像取像的镜头结构及方法，其通过在相机镜头前端增加可调节角度的反光元件片组，从而改变进入摄录仪器的光路，在只需一台相机的基础上，增大摄录范围，且占用空间小。该方法可获得被摄目的车辆前后两面的影像，解决了原有交通摄录设备的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双影像取像的镜头结构，包括相机、镜头和两面平面反光元件，镜头设置于相机的接口处，两面平面反光元件以镜头的中心轴所在直线为对称轴对称地设置于镜头的前端，并且平面反光元件的角度可调节。
作为本发明双影像取像的镜头结构的一种改进，两面所述平面反光元件的靠近所述镜头的一端之间的距离小于两面所述平面反光元件的远离所述镜头的一端之间的距离。
作为本发明双影像取像的镜头结构的一种改进，两面平面反光元件之间的夹角为2θ，10°＜θ＜80°。
作为本发明双影像取像的镜头结构的一种改进，两面平面反光元件的接触点与镜头之间的距离为平面反光元件的长度的1/6～2/3。
作为本发明双影像取像的镜头结构的一种改进，相机内设置有影像存储单元和影像输出单元，所述影像存储单元的输出端与所述影像输出单元的输入端连接，所述影像输出单元的输出端与显示单元的输入端连接，影像存储单元用于存储被摄目的车辆的前面影像和后面影像，影像输出单元用于将被摄目的车辆的前面影像和后面影像输出至显示单元。
作为本发明双影像取像的镜头结构的一种改进，相机内还设置有计时单元、计算单元、数据录入单元和数据输出单元，所述数据录入单元的输出端和所述计时单元的输出端均与所述计算单元的输入端连接，所述计算单元的输出端与所述数据输出单元的输入端连接，计时单元用于对被摄目的车辆通过某区域的时间进行计时，数据录入单元用于录入平面反光元件的角度，计算单元用于根据平面反光元件的角度计算某区域的长度，并计算被摄目的车辆的车速，数据输出单元用于将计算得到的车速输出至其他设备。
使用时，将本发明安装于被摄路段的上方，当被摄目的车辆进入第一摄录区域时，光路经过平面反光元件的反射后，通过镜头，进入相机，从而摄录得到被摄目的车辆的前面影像；
同理，当被摄目的车辆行进到第二摄录区域时，由上述方法摄录得到被摄目的车辆的后面影像。
通过调整θ角的角度，即调整两对称安装的平面反光元件的夹角，就可以可根据实际情况需要，调整第一摄录区域与第二摄录区域之间的距离，达到最合理的测速需求。
相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：
第一，无需增加摄录设备，在一台相机的基础上即可增大摄录范围，从而加大资源的利用率，减小资金及各种资源的投入。
第二，本发明在原有的摄录基础上只需增加一组平面反光元件即可达到摄录车辆前后面的的影像的目的，占用空间小，安装调试方便。
第三，无需增加相关配套设备，既可增大测速区间，又可根据需要灵活调节测速区间的距离。
总之，本发明通过在相机镜头前端增加可调节角度的平面反光元件组，从而改变进入摄录仪器的光路，在只需一台相机的基础上，增大摄录范围，且占用空间小。该方法可获得被摄目的车辆前后两面的影像，解决了原有交通摄录设备的缺陷。
本发明还提供了一种使用双影像取像的镜头结构进行测速的方法，包括以下步骤：
S1，调节平面反光元件的角度，将该角度输入相机内，相机计算出第一摄录区域和第二摄录区域之间的距离D；
S2，当被摄目的车辆的前面进入到第一摄录区域时，开始计时，直至被摄目的车辆的后面将要驶离第二摄录区域时，计时结束，计时为T秒；
S3，计算车速，车速V＝D/T。
作为本发明使用双影像取像的镜头结构进行测速的方法的一种改进，所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的长度L的计算公式均为：
L＝h×tan2θ-h×tan(2θ-FOV/2)；
所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的相互靠近的一侧边缘之间的距离d1的计算公式为：d1＝2h×tan(2θ-FOV/2)；
所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的相互远离的一侧边缘之间的距离d2的计算公式为：d2＝2h×tan2θ；
其中，θ为平面反光元件与所述镜头的中心轴所在直线之间的夹角，h为平面反光元件的靠近所述镜头的一端离地面的高度，FOV为相机视场角。
相对于现有技术，本发明简单易行，可以快速地计算出被摄目的车辆的车速，从而解决了原有的测速***因为镜头景深限制而造成的测速区间小的问题。
附图说明
图1为本发明(实施例1)的结构示意图及光路图。
图2为本发明(实施例1)中相机的结构框图。
图3为本发明(实施例2)的测速的方法的流程框图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，本发明提供的一种双影像取像的镜头结构，包括相机1、镜头2和两面平面反光元件3，镜头2设置于相机1的接口处，两面平面反光元件3以镜头2的中心轴所在直线为对称轴对称地设置于镜头2的前端，并且平面反光元件3的角度可调节，其中，该对称轴与地面所在平面垂直。通过调整平面反光元件3的角度，或者说调整两对称安装的平面反光元件3的夹角，从而可根据实际情况需要，调整摄录区域(第一摄录区域5和第二摄录区域6)之间的距离，达到最合理的测速需求。
两面平面反光元件3的靠近镜头2的一端之间的距离小于两面平面反光元件3的远离镜头2的一端之间的距离。
两面平面反光元件3之间的夹角为2θ，10°＜θ＜80°，从而可根据实际情况需要，调整摄录区域之间的距离，达到最合理的测速需求。
两面平面反光元件3的接触点与镜头2之间的距离为平面反光元件3的长度的1/6～2/3。即平面反光元件3并不是直接与镜头2接触的，而是与其间隔有一定的距离。
相机1内设置有影像存储单元11和影像输出单元12，影像存储单元11的输出端与影像输出单元12的输入端连接，影像输出单元12的输出端与显示单元4的输入端连接，影像存储单元11用于存储镜头2摄录到的被摄目的车辆的前面影像和后面影像，影像输出单元12用于将被摄目的车辆的前面影像和后面影像输出至显示单元4，该显示单元可以为控制中心的显示器或者户外大屏幕，亦或者该相机的显示面板。
相机1内还设置有计时单元13、计算单元14、数据录入单元15和数据输出单元16，数据录入单元15的输出端和计时单元13的输出端均与计算单元14的输入端连接，计算单元14的输出端与数据输出单元16的输入端连接，计时单元13用于对被摄目的车辆通过某区域的时间进行计时，数据录入单元15用于录入平面反光元件的3角度，计算单元14用于根据平面反光元件的3角度计算某区域的长度，并计算被摄目的车辆的车速，数据输出单元16用于将计算得到的车速输出至其他设备，如控制中心的显示器，便于监视交通的运行情况或进行交通取证。
使用时，将本发明安装于被摄路段的上方，当被摄目的车辆进入第一摄录区域5时，光路经过平面反光元件3的反射后，通过镜头2，进入相机1，从而摄录得到被摄目的车辆的前面影像并存储在影像存储单元11内，然后通过影像输出单元12输出至显示单元4。
同理，当被摄目的车辆行进到第二摄录区域6时，由上述方法摄录得到被摄目的车辆的后面影像并存储在影像存储单元11内，然后通过影像输出单元12输出至显示单元4。
总之，本发明至少具有如下优点：
第一，无需增加摄录设备，在一台相机1的基础上即可增大摄录范围，从而加大资源的利用率，减小资金及各种资源的投入。
第二，本发明在原有的摄录基础上只需增加一组平面反光元件3即可达到摄录车辆前后面的的影像的目的，占用空间小，安装调试方便。
第三，无需增加相关配套设备，既可增大测速区间，又可根据需要灵活调节测速区间的距离。
总之，本发明通过在相机1的镜头2前端增加可调节角度的平面反光元件3组，从而改变进入摄录仪器的光路，在只需一台相机1的基础上，增大摄录范围，且占用空间小。该方法可获得被摄目的车辆前后两面的影像，解决了原有交通摄录设备的缺陷。
实施例2
如图3所示，本实施例提供了一种使用双影像取像的镜头结构进行测速的方法，包括以下步骤：
S1，将本发明安装于被摄路段的上方，调节平面反光元件3的角度，将该角度通过数据录入单元15输入相机1内，相机1的计算单元14计算出第一摄录区域5和第二摄录区域6之间的距离D，在图1中，距离D为最左边的光线与地面的交点和最右边的光线与地面的交点之间的距离；
S2，当被摄目的车辆的前面进入到第一摄录区域5时(即车辆的最前端进入到图1中最左边的光线处时)，车辆前端的光路经过平面反光元件3的反射后，通过镜头2，进入相机1，计算单元14开始计时，直至被摄目的车辆的后面将要驶离第二摄录区域6(即车辆的最后端将要驶离图1中最由边的光线时)时，此时，车辆后端的光路经过平面反光元件3的反射后，通过镜头2，进入相机1，计算单元14计时结束，计时为T秒；
S3，计算单元14计算车速，车速V＝D/T，数据输出单元16将车速的值输出至控制中心。
其中，第一摄录区域5和第二摄录区域6的长度L的计算公式均为：
L＝h×tan2θ-h×tan(2θ-FOV/2)；
第一摄录区域5和第二摄录区域6的相互靠近的一侧边缘之间的距离d1(最近距离)的计算公式为：d1＝2h×tan(2θ-FOV/2)；
第一摄录区域5和第二摄录区域6的相互远离的一侧边缘之间的距离d2(最远距离)的计算公式为：d2＝2h×tan2θ；
其中，θ为平面反光元件3与镜头2的中心轴所在直线之间的夹角，h为平面反光元件的靠近所述镜头的一端离地面的高度，FOV为相机视场角。
总之，本发明简单易行，可以快速地计算出被摄目的车辆的车速，从而解决了原有的测速***因为镜头景深限制而造成的测速区间小的问题。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种双影像取像的镜头结构，其特征在于：包括相机、镜头和两面平面反光元件，所述镜头设置于所述相机的接口处，两面所述平面反光元件以所述镜头的中心轴所在直线为对称轴对称地设置于所述镜头的前端，并且所述平面反光元件的角度可调节。
2.根据权利要求1所述的双影像取像的镜头结构，其特征在于：两面所述平面反光元件的靠近所述镜头的一端之间的距离小于两面所述平面反光元件的远离所述镜头的一端之间的距离。
3.根据权利要求1所述的双影像取像的镜头结构，其特征在于：两面所述平面反光元件之间的夹角为2θ，10°＜θ＜80°。
4.根据权利要求2所述的双影像取像的镜头结构，其特征在于：两面所述平面反光元件的接触点与所述镜头之间的距离为所述平面反光元件的长度的1/6～2/3。
5.根据权利要求1所述的双影像取像的镜头结构，其特征在于：所述相机内设置有影像存储单元和影像输出单元，所述影像存储单元的输出端与所述影像输出单元的输入端连接，所述影像输出单元的输出端与显示单元的输入端连接，所述影像存储单元用于存储被摄目的车辆的前面影像和后面影像，所述影像输出单元用于将被摄目的车辆的前面影像和后面影像输出至显示单元。
6.根据权利要求1所述的双影像取像的镜头结构，其特征在于：所述相机内还设置有计时单元、计算单元、数据录入单元和数据输出单元，所述数据录入单元的输出端和所述计时单元的输出端均与所述计算单元的输入端连接，所述计算单元的输出端与所述数据输出单元的输入端连接，所述计时单元用于对被摄目的车辆通过某区域的时间进行计时，所述数据录入单元用于录入平面反光元件的角度，所述计算单元用于根据平面反光元件的角度计算某区域的长度，并计算被摄目的车辆的车速，所述数据输出单元用于将计算得到的车速输出至其他设备。
7.一种使用权利要求1所述的双影像取像的镜头结构进行测速的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，调节平面反光元件的角度，将该角度输入相机内，相机计算出第一摄录区域和第二摄录区域之间的距离D；
S2，当被摄目的车辆的前面进入到第一摄录区域时，开始计时，直至被摄目的车辆的后面将要驶离第二摄录区域时，计时结束，计时为T秒；
S3，计算车速，车速V＝D/T。
8.根据权利要求7所述的使用双影像取像的镜头结构进行测速的方法，其特征在于：所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的长度L的计算公式均为：
L＝h×tan2θ-[h×tan(2θ-FOV/2)]；
所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的相互靠近的一侧边缘之间的距离d1的计算公式为：d1＝2h×tan(2θ-FOV/2)；
所述第一摄录区域和所述第二摄录区域的相互远离的一侧边缘之间的距离d2的计算公式为：d2＝2h×tan2θ；
其中，θ为平面反光元件与所述镜头的中心轴所在直线之间的夹角，h为平面反光元件的靠近所述镜头的一端离地面的高度，FOV为相机视场角。
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