[发明专利]一种基于激光标定的头戴式摄像装置

说明书

技术领域

本发明属于摄像技术领域，具体涉及一种基于激光标定的头戴式摄像装置。

背景技术

现有技术中的摄像装置大多都是固定设置的，即设置于相对固定物的一处，如室内的一角等等；如果需要转换场景时则需要利用人工或是遥控的方式调节控制云台，这就使得在场景需要常常更换或是需要近距离观察物体时，现有技术中的摄像装置的效果往往不能让人满意；例如，当一个登山者在登山的时候想要拍摄他所见到的美丽景象的时候，从兜里或包里拿出摄像机，拿稳并按下快门是非常不方便的，而且相当危险；想要摄像的时候就更困难了，登山者不可能一边登山，一边摄像。

头戴式摄像设备利用佩戴于使用者头部的支架来承载摄像器件，使得使用者能够在不影响正在进行的操作的同时方便地进行拍摄，因此特别适用于医疗、户外运动、移动执法等应用场景。在一些手术或试验中，需要对某些区域进行摄像照明；现有技术中，医院为了对手术过程进行监控及资料保存，需要对手术过程进行录像，最能全程反映手术过程和细节的摄像角度应该始终追随手术医生的视线，因此，将摄像器件安装在手术医生的头部是一个比较理想的方案，头戴式摄像方式可以方便地对医生正在观察或手术的区域，将病人的发病症状或医生手术时的过程通过摄像实时记录下来。

由于头戴式摄像设备将摄像器件支撑于使用者头部（通常以支架或者眼镜形式佩戴在眼睛上方或者周围），因此难以在不影响使用者正在进行操作的情况下，通过常规的显示屏幕等方式使使用者获知摄像装置正在拍摄的拍摄对象位置。因此，目前的头戴式摄像设备存在如何在不影响使用者工作的情况下使使用者方便地获知拍摄对象的位置的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于激光标定的头戴式摄像装置，能够为用户标定拍摄对象的位置。

一种基于激光标定的头戴式摄像装置，包括头戴式支架，所述的头戴式支架上固定安装有摄像头、激光发射器和供电电源；其中：

所述的摄像头用于采集拍摄对象的视频图像；所述的激光发射器用于向拍摄对象发射激光束，以在拍摄对象上形成光斑。

优选地，所述的激光束与摄像头的光轴平行；以保证在任何拍摄距离范围内，激光束形成的光斑始终位于拍摄对象上或拍摄对象附近。

优选地，所述的摄像头与激光发射器集成于一体后固定于头戴式支架上且与头戴式支架活动连接；以方便用户根据需要调节摄像或激光投射方向，同时由于摄像头和激光发射器固定安装在一起，因此在调节的过程中激光发射器发射的激光束的方向始终与摄像头的拍摄方向一致，方向与人眼的视觉中心重合，以对拍摄对象的位置进行标定。

所述的摄像头连接有存储器，所述的存储器用于存储摄像头所采集到的视频图像。

所述的激光发射器以持续模式、间歇模式或光斑模式向拍摄对象发射激光束；优选采用间歇模式，以使光斑不会对用户正常工作和摄像造成影响。

所述的持续模式是指激光发射器开启后，持续发射激光束直至发射器关闭；其为装置的缺省默认模式；所述的间歇模式是指激光发射器开启后，以预设频率（例如高频或低频闪烁）间歇性地发射激光束；所述的光斑模式是指激光发射器开启后，通过调控可以以不同的光斑大小发射激光束。

但在实际使用中，由于激光发射器的开启，不管采用间歇模式还是其他模式，均会在采集的视频图像中心出现光斑，干涉摄像头的光学工作，影响视频图像的质量；故本发明采用以下技术方案来解决该技术问题：

所述的摄像头采用CMOS图像传感器和中央处理器构建，CMOS图像传感器与中央处理器和激光发射器相连；其中：

所述的中央处理器根据视频图像采集过程中的场消隐时间，驱动CMOS图像传感器输出的STROBE（选通脉冲）信号工作于内同步帧曝光控制模式下，并通过CMOS图像传感器对所述的STROBE信号进行脉宽调制以及脉冲极性和延时控制；

所述的CMOS图像传感器在中央处理器的控制下输出STROBE信号，并利用该STROBE信号驱动激光发射器工作于间歇模式下。

本发明通过中央处理器对STROBE信号进行脉宽调制、脉冲极性、延时控制处理，来控制激光发射器驱动电路的工作状态，使激光发射器实际工作与CMOS图像传感器的图像采集时序进行严格同步控制，使STROBE信号控制激光发射器工作在场消隐时间内（该期间CMOS图像传感器不采集图像，只是将采集到的上一帧视频图像通过数据接口传输给中央处理器）；经过这样处理后，采集到的视频图像中没有光斑现象，保证了录像的质量。