專利名稱：基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及人體身高測量領域，特別是涉及一種基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置。
背景技術：
人體身高是人類體型特征中的一項重要指標，男性一般在20 24歲之間、女性一般在19 23歲之間，四肢長骨和脊椎骨均已完成骨化，身高就停止增長，基本穩(wěn)定下來。人體身高在某些特定的應用場合，例如，在刑偵工作中，對于描述一個人的體型特征具有顯著的作用。目前，人體身高的測量方法有很多種，最直接的測量方法是使用尺子來測量人體身高，但這種測量方法不是很方便，且需要人工來操作、讀取數(shù)據(jù)。一種改進的測量身高的方法是在一個豎直的標桿上增加一個移動的橫桿，通過控制電機來移動橫桿，橫桿接觸到人的頭頂后觸發(fā)一個開關，即可得知人體的身高。隨著技術的進步，還出現(xiàn)了利用超聲波發(fā)生器來代替移動的橫桿的人體身高測量方法，通過測量發(fā)射、接收反射波的時間，即可得到人的頭頂距離超聲波發(fā)生器的距離，通過計算得到人的身高。但是，上述的人體身高測量方法都需要將測量裝置置于人的頭頂正上方才能測量，屬于接觸式測量，局限性較大，不夠靈活，尤其是對于某些移動人群的場合，現(xiàn)有的接觸式測量方法難以靈活應用。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，非接觸式測量方式比較靈活，無需在人的頭頂正上方設置探測器，不受接觸式裝置的限制，僅僅通過光學鏡頭獲得被測人的像，通過軟件計算即可得到人的身高，速度較快，隱蔽性較高，非常適用于安全部門進行人體身高特征的采集。本實用新型提供的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，包括光學鏡頭、感光面、模數(shù)轉換器、測距儀、中心處理器、顯示器，所述光學鏡頭、感光面、模數(shù)轉換器順次相連，模數(shù)轉換器、測距儀均與中心處理器相連，中心處理器與顯示器相連。在上述技術方案中，所述測距儀為超聲波探頭、激光測距儀、紅外線測距儀或者雷達測距儀。在上述技術方案中，所述測距儀為超聲波探頭，超聲波探頭通過超聲波探頭驅動電路與中心處理器相連。在上述技術方案中，所述光學鏡頭的中軸線沿水平方向放置。 在上述技術方案中，所述超聲波探頭和光學鏡頭位于同一垂直平面內。在上述技術方案中，所述超聲波探頭固定在光學鏡頭正下方。在上述技術方案中，所述光學鏡頭為相機鏡頭或攝像機鏡頭。[0014]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點如下:本實用新型的非接觸式測量方式比較靈活，無需在人的頭頂正上方設置探測器，不受接觸式裝置的限制，僅僅通過攝像頭或其他圖像捕捉光學鏡頭獲得被測人的像，通過軟件計算即可得到人的身高，速度較快，隱蔽性較高，非常適用于安全部門進行人體身高特征的采集。

圖1是本實用新型實施例中非接觸式測量裝置的結構示意圖。圖2是本實用新型實施例中光學鏡頭的布置示意圖。圖3是凸透鏡成像的原理圖。圖4是本實用新型實施例中計算人體身高的原理圖。圖中:1-光學鏡頭，2-感光面，3-模數(shù)轉換器，4-超聲波探頭，5-超聲波探頭驅動電路，6-中心處理器，7-顯不器，8-人體。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。參見圖1所示，本實用新型實施例中的非接觸式測量裝置，包括光學鏡頭1、感光面2、模數(shù)轉換器3、測距儀、中心處理器6、顯示器7，光學鏡頭1、感光面2、模數(shù)轉換器3順次相連，模數(shù)轉換器3、測距儀均與中心處理器6相連，中心處理器6與顯示器7相連。測距儀可以為超聲波探頭4，超聲波探頭4通過超聲波探頭驅動電路5與中心處理器6相連，測距儀還可以為激光測距儀、紅外線測距儀或者雷達測距儀。光學鏡頭I為相機鏡頭、攝像機鏡頭等可以用于捕捉圖像的光學鏡頭，用來形成人體倒立縮小的實像，將人體的實際身高轉化為適合感光面2大小的圖像。感光面2用來接收光學鏡頭I形成的像，并將光學的像進行光電轉換，將像中的每個光學點轉化為可以進行電路處理的電子信號，該電子信號為模擬信號。模數(shù)轉換器3用來將感光面2得到的模擬信號采樣，進行模擬數(shù)字轉換，將圖像轉化為中心處理器6可以進行運算的數(shù)字信號。超聲波探頭4用來測量人體與超聲波探頭4之間的距離。當超聲波探頭4與光學鏡頭I在同一個垂直面上時，該距離即為人體與光學鏡頭I之間的距離。超聲波探頭驅動電路5用來驅動超聲波探頭4，將中心處理器6發(fā)出的指令轉化為控制量，來控制超聲波探頭4的工作狀態(tài)。中心處理器6用來處理圖像數(shù)據(jù)，控制超聲波探頭4，并進行身高測量的相關運算，將得到的身高測量結果輸出。顯示器7用于將中心處理器6得到的測量結果顯示出來，供使用人員觀測結果。參見圖2所示，本實用新型實施例中的光學鏡頭I的中軸線沿水平方向放置，且感光面2可以獲得人體8從頭到腳的全部圖像。光學鏡頭I垂直固定，超聲波測距儀的測量探頭(或其他短距測量裝置)固定在光學鏡頭下方，兩者保持在同一垂直平面內。超聲波測距儀可以測量得到人體8與超聲波探頭4之間的距離，由于超聲波探頭4與光學鏡頭I位于同一個垂直平面中，因此該距離即為人體距離光學鏡頭的距離。人體與光學鏡頭的距離可以采用超聲波測量，也可以采用激光測量等其它適用于短距離的測量方式。當進行身高測量時，超聲波測距和圖像捕捉同時進行，兩者的處理時間均為ms級別，測量過程中人體運動產生的位移非常小，并不影響裝置的測量精度。本實用新型實施例的工作原理如下:在光學中，由實際光線匯聚成的像，稱為實像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時，物體成倒立的像，當物體從較遠處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實際折射光線的會聚點，而是它們的反向延長線的交點，用光屏接收不到，是虛像。當物距無限遠時，所成的像無限接近I倍焦距，但始終大于I倍焦距。參見圖3所示，u為物距，V為像距，f為凸透鏡的焦距，凸透鏡的成像滿足:
權利要求1.一種基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，它包括光學鏡頭(1)，其特征在于:它還包括感光面(2)、模數(shù)轉換器(3)、測距儀、中心處理器(6)、顯示器(7)，所述光學鏡頭(1)、感光面(2)、模數(shù)轉換器(3)順次相連，模數(shù)轉換器(3)、測距儀均與中心處理器(6)相連，中心處理器￠)與顯示器(7)相連。
2.如權利要求1所述的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，其特征在于:所述測距儀為超聲波探頭(4)、激光測距儀、紅外線測距儀或者雷達測距儀。
3.如權利要求2所述的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，其特征在于:所述測距儀為超聲波探頭(4)，超聲波探頭(4)通過超聲波探頭驅動電路(5)與中心處理器(6)相連。
4.如權利要求3所述的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，其特征在于:所述光學鏡頭(1)的中軸線沿水平方向放置。
5.如權利要求4所述的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，其特征在于:所述超聲波探頭(4)和光學鏡頭(1)位于同一垂直平面內。
6.如權利要求5所述的基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，其特征在于:所述超聲波探頭(4)固定在光學鏡頭(1)正下方。
專利摘要本實用新型公開了一種基于光學成像的非接觸式人體身高測量裝置，涉及人體身高測量領域，它包括光學鏡頭、感光面、模數(shù)轉換器、測距儀、中心處理器、顯示器，所述光學鏡頭、感光面、模數(shù)轉換器順次相連，模數(shù)轉換器、測距儀均與中心處理器相連，中心處理器與顯示器相連。本實用新型的非接觸式測量方式比較靈活，無需在人的頭頂正上方設置探測器，不受接觸式裝置的限制，僅僅通過光學鏡頭獲得被測人的像，通過軟件計算即可得到人的身高，速度較快，隱蔽性較高，非常適用于安全部門進行人體身高特征的采集。
文檔編號A61B8/00GK203000936SQ20122042173
公開日2013年6月19日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2012年8月24日
發(fā)明者曹鋒, 蔣暉, 游曉光, 錢銀博, 胡建 申請人:武漢世紀金橋安全技術有限公司