[发明专利]基于折反射式光学结构的全向摄像现场记录仪

说明书

技术领域：

本发明涉及数字视频摄像及录播技术，特指一种可全方位拍摄完整现场的全向摄像现场记录仪，主要广泛应用于安全执法人员在巡逻、值勤时佩带的现场执法取证仪。

背景技术：

科学技术的进步正在推动法治的进步。录音录像作为现代化的取证手段，已经在刑事诉讼、民事诉讼、行政诉讼以及行政执法领域进行了广泛运用。执法记录仪的诞生在执法执勤、侦查破案、信访接待、权益保障等方面发挥了积极作用，取得了较好效果。

北京市公安局2009年12月25日正式发布了《北京市公安局执法大纲》，对民警执法的各个环节进行了统一化、具体化、明确化的规范要求。并从2010年起，推行民警执法记录措施，要求民警在现场执法时必须使用记录仪记录出警全过程，以此规范民警的执法行为，保护当事人和民警的合法权益。

民警在下班(退乘)后，将记录仪记录的数据内容传输到本单位固定的存储介质中，并在《执法执勤日志中》记录备案。各单位均指派专人负责对执法记录仪记录数据的保存、提取、分析。此举既记录了民警勤务工作的过程，又为今后获取案件证据、解决争议问题提供了原始资料。2009年某月，民警在查处一起扰乱车站秩序治安案件，违反治安管理行为人非但不承认自己的违法事实，反而诬告民警对其进行了殴打。在无第三方证实的情况下，民警适时出示了执法记录仪记录的查获全过程，使这类在以往处理中较为棘手的问题迎刃而解。

为了全面地监督执法人员的执法行为，规范对各种事件的处置细节，我们希望对现场执法的完整过程进行真实详细的记录，从而更好地保护当事人的合法权益。同时，清晰完整地记录现场执法的过程，也有助于执法人员对处置事件进行后期分析和现场取证，避免受到歪曲投诉和恶意诽谤，保护执法人员的安全和利益。执法记录仪集数码摄像、照相和同步录音为一体，使民警在出勤过程中做到执法、记录两不误，使执法活动真正做到公平，公正，公开的原则。目前市面上已有的一些现场执法记录设备，如TCL数码鹰、深圳视鑫达的天眼、北京颐信的勤务随录机等，已投入应用于公安、城管、交通巡逻等执法领域，这些产品操作简便、易携带，为执法工作带来便利和提供法律依据。

然而，已有的这些产品存在着一个共同的缺陷，即拍摄视角有限，通常只是对某一方向50～60度的狭窄范围进行摄像，而在很多应用场合，特别是在一些环境复杂的执法现场，执法人员左右两边甚至后方的现场景象，均有可能为处理案件、调解纠纷、监督和评定执法工作提供重要可信的法律依据。虽然最近也有少数生产厂家通过使用广角镜头，推出了具有更宽广视野的现场执法记录仪，如鑫卓越公司的火眼全能录，但最大视角也只有120度左右，且存在一定的成像畸变，无法全方位、无失真地记录执法现场和巡逻实况。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：针对现有的现场记录仪拍摄视角有限的不足，不能提供复杂环境下的影像，提供一种设计精巧、使用方便、可全方位拍摄完整现场的全向摄像现场记录仪，以及在主机上进行快速的图像畸变校正，实现无死角、无失真地记录和展示各种现场情况的方法。该全向摄像现场记录仪结构简单，使用方便，既可以拿在手中或佩戴于肩章、大檐帽等部位使用，也可以装配于警车、巡逻车的外顶部，以拍摄记录车辆外围四周的情况。

本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：将折反射全向摄像技术引入现场记录仪的设计中，通过特殊的光学镜头结构设计将360度视角内的光线反射到成像传感器，得到原始的图像。与传统的光学成像技术相比，折反射全景成像技术能反映视点周围的全方位场景，具有视场范围大、视频图像沉浸感和立体感强等优点。但折反射全景成像装置所获取的原始全景图像存在同心圆环状变形，需要经过后续图像处理操作，以得到符合人眼视觉习惯的柱面投影图像。

全向摄像现场记录仪，采用采集与处理分离的方式。包括主机和分机两个部分：分机即是对现场进行全方位拍摄的全向成像装置；主机集全向视频的采集控制、校正处理、压缩、存储及播放控制等功能于一身，主要由嵌入式处理板、液晶显示屏、功能键控面板和外壳组成。主机和分机之间采用高速数据线连接

折反射式全向摄像技术是指利用曲面反射镜将来自成像系统周围360度范围的入射光线经反射作用后，进入常规的光学成像系统(成像透镜+图像传感器)，生成包含空间360度全方位场景信息的环状全向图。本发明使用一种基于上、下两个反射镜面二次反射的折反射式全向成像方法，空间场景中物体发出的光线经上方的曲面镜反射后，在下方的反射镜面处(可以是平面镜，也可以是曲面镜)二次反射，再进入成像透镜。这种结构设计有效地缩短了镜头与反射镜面之间的距离，使得整个成像装置更为小巧精致、便于携带。