[发明专利]一种摄像头云台自动俯仰调节的方法与装置

说明书

本发明公开了一种摄像头云台自动俯仰调节的方法与装置，根据采集的人脸图像中双眼的位置计算云台第一调节估计角度，之后根据对第一调节估计角度和控制系统计算第二调节估计角度，之后对第二调节估计角度进行平滑处理，控制摄像头的云台调节俯仰角度，从而实现摄像头自动对准不同身高用户的双眼，无需用户弯腰或垫脚配合即可获取到包含双眼信息的面部图像，有利于虹膜识别系统识别通过率提高及用户体验的提升。

技术领域

本发明涉及虹膜识别方法领域，具体的涉及一种摄像头云台自动俯仰调节的方法与装置。

背景技术

传统虹膜识别设备只设置一颗红外摄像头，在安装后其位置、角度保持固定，红外摄像头只能扫描到一定范围之内的物体，扫描范围受限，当用户站在设备前方最佳采集距离处时，身高过高或过矮都可能造成设备无法扫描到用户双眼，不利于虹膜识别顺利进行。

为解决上述问题，本发明提出根据人脸摄像头采集图像自适应调节摄像头云台俯仰角度的方法，通过舵机控制云台俯仰转动，实现获取不同身高用户的虹膜图像的效果。

发明内容

本发明提供一种摄像头云台自动俯仰调节的方法与装置，实现虹膜摄像头动态追踪人眼的技术效果。

本发明的技术方案：一种摄像头云台自动俯仰调节的方法，

S1)根据人脸摄像头采集的人脸图像和预设参考点位置，计算人脸摄像头的第一调节估计角度，第一调节估计角度为摄像头为采集人脸图像应转动角度的粗略估计；

S2)由第一调节估计角度和控制系统计算云台的第二调节估计角度，第二调节估计角度为摄像头为采集人脸图像应转动角度的准确估计；

S3)对云台旋转角度进行平滑处理，计算云台实际旋转角度值；

S4)以当前云台角度为基准，按照实际旋转角度调节云台俯仰角度，之后返回到步骤1。

优选的，步骤1中计算摄像头的第一调节估计角度的方法为：

1)计算用户双眼中心位置与人脸摄像头光轴之间的垂直高度H2，公式为：

其中，H1为人脸图像中双眼中心与预设参考点之间垂直距离的像素值，D1为人脸图像中双眼瞳距的像素值，D2为用户双眼瞳距；

2)由H2计算出人脸摄像头从当前位置旋转到能够对准用户双眼中心的位置所需要转动的角度α，公式为：

α＝tan^-1(H2/L)

L为用户双眼与人脸摄像头之间的水平距离，由人脸图像中的双眼瞳距D1和距离查找表得出。

优选的，步骤2中计算第二调节估计角度的方法为：

θ＝kα

其中k＞0，代表控制系数，初始值设置为1，以一定的步长自适应增减调节。

优选的，所述控制系数自适应增减调节方法为，当本次人脸摄像头需要旋转的角度的绝对值大于上一次云台实际旋转角度的绝对值时，控制系数k增大；当本次人脸摄像头需要旋转的角度的绝对值小于上一次云台实际旋转角度的绝对值时，控制系数k减小；否则控制系数不变。

优选的，步骤3中的云台旋转角度平滑处理方法为，采用PID控制算法根据当前云台旋转角度与上一次云台实际旋转角度计算云台实际旋转角度值，对跃变的旋转角度数据进行平滑控制。

优选的，根据所需的最近采集距离、最远采集距离以及覆盖的高度范围，计算云台俯仰调节的限值。

一种摄像头云台自动俯仰调节的装置，包括第一获取单元，用于采集虹膜图像并传输到主板，固定在云台中部，为红外摄像头；