[发明专利]基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置

权利要求书

1.一种基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于包括底部开口的外壳(1)及设置在外壳(1)内的扫描成像单元(3)、直线位移机构、预视照明单元、摄像头(7)和显示单元(6)；所述扫描成像单元(3)包括箱体(39)及固定在箱体(39)内的扫描成像照明光源(31)，滤光线偏振片(32)和光学成像系统，箱体(39)与直线位移机构的可移动部件固定连接；设外壳(1)底部所在平面为xy平面，y向平行于直线位移机构的可移动部件移动方向，z向垂直xy平面；扫描成像照明光源(31)布置在箱体(39)的一侧，采用发散角小于5°的条形光源，该光源沿x向布置，且其出射的光线与xy平面夹角为0°～30°；扫描成像照明光源(31)的出光端处带有线偏振片；滤光偏振片(32)固定在箱体(39)内与扫描成像照明光源(31)相对的位置，扫描成像单元(31)随直线位移机构可移动部件移动过程中，由扫描成像照明光源(31)射出的线偏振光掠入射到足迹上反射的光透过滤光线偏振片(32)最终成像在光学成像系统的图像传感器(38)上；扫描成像单元(3)接收的出射光与足迹平面成角在0°到30°之间；预视照明单元、摄像头(7)安装在外壳(1)内，摄像头(7)与显示单元(6)连接；预视照明单元包括布置在外壳(1)内靠近底部的四个相互独立的发散角小于5°的条形光源(21、22、23、24)，该四个条形光源两两相对布置在外壳(1)内，且与xy平面平行，与yz平面成10°～40夹角，其出射光线与xy平面的夹角呈0～30°；摄像头(7)的光轴与xy平面成0～30°夹角，且平行yz平面；图像传感器采用线阵CCD图像传感器或CIS接触式图像传感器。

2.根据权利要求1所述的基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于所述光学成像系统包括第一、第二、第三、第四反光镜(33)、(34)、(35)、(36)，聚光镜(37)和图像传感器(38)；由滤光线偏振片(32)透射的足迹漫反射光经第一、第二、第三、第四反光镜(33)、(34)、(35)、(36)反射后入射到聚光镜(37)，经聚光镜(37)汇聚的光束由图像传感器(38)接收。

3.根据权利要求1所述的基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于所述直线位移机构包括步进电机(41)、齿轮组(42)、同步带(43)、导轨(44)、滑轮(45)、滑块(46)；步进电机(41)和滑轮(45)安装固定在外壳(1)内相对位置的两个侧面上，导轨(44)沿y向布置在固定在外壳(1)内，齿轮组(4)安装在步进电机(41)的转轴上，同步带(43)安装在齿轮组(42)和滑轮(45)上，滑块(46)固定安装在同步带(43)上且与导轨(44)连接，可沿导轨(44)移动；扫描成像单元的箱体(3)固定安装在滑块(46)上。

4.根据权利要求3所述的基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于还包括总控单元；总控单元(5)安装于外壳(1)的内侧顶部，并通过导线与扫描成像照明光源、扫描成像单元的图像传感器、预视照明单元的四个条形光源及摄像头、步进电机连接。

5.根据权利要求1所述的基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于所述扫描成像照明光源由一维排列的一组LED光源、其前端的柱面透镜及柱面透镜出光端处固定的线偏振片构成。

6.根据权利要求1所述的基于线偏振光掠入射式扫描成像方法的室内足迹采集装置，其特征在于所述预视照明单元的四个条形光源由一维排列的一组LED光源及其前端的柱面透镜构成。