一种全景镜头及气体监测设备的制作方法

1.本发明属于成像设备技术领域，具体涉及一种全景镜头及气体监测设备。


背景技术：

2.根据国家的安全生产要求，在一些危化品生产车间、输送隧道等场所必须配备有安全监测设备，安全监测设备包括针对有毒有害气体进行监测的气体监测设备，在危化环境中，实时监测气体浓度对保障安全的生产环境具有积极的作用。为了提高监测的便捷性，目前出现了可移动的智能化气体监测设备，即气体监测设备包括手持式气体监测仪和气体监测设备主体两大部分，手持式气体监测仪和气体监测设备主体可相互分离，手持式气体监测仪可设置多个，每个操作人员可分别携带一个手持式气体监测仪在不同区域进行监测。为了获取操作人员使用手持式气体监测仪的图像，可在气体监测设备主体上增加相机，通过相机对携带手持式气体监测仪的操作人员跟踪拍摄，由于监测区域的范围很大，通常需要设置具有全景成像功能的相机。
3.目前，全景成像方法主要有拼接式全景成像、鱼眼全景成像以及折反射全景成像等。其中，拼接式全景成像是通过用传统的相机拍摄，得到场景的多幅图像，然后基于拼接、融合技术，将多幅图像合成得到全景图像的方法。拼接式全景成像的具体实施方式有两种，一种是单个相机通过旋转对不同方向进行拍摄，从而获得多幅场景图像，该方法简单易行，能够获得高分辨率的全景图像，但是由于成像速度缓慢，不具有实时性；另一种是采用多个相机同时对多个方向同时进行拍摄，该方法能够满足实时性的要求，也能获得高分辨率的全景图像，但是整个系统较为复杂，而且由于使用了多个相机其成本也比较高昂。不管是但相机旋转拍摄，还是采用多个相机同时拍摄，其目的都是为了采集得到包含整个场景信息的多幅图像，最后再合成得到全景图像，但是两种方式均存在各自的缺点，因此，如何既能保证成像的实时性和快速性，又能降低成本，使本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种成像速度快的固定式的全景镜头，用于解决现有技术中存在的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种全景镜头，所述的全景镜头连接在相机主体上，所述的全景镜头包括：
7.壳体，所述的壳体具有位于两端的端面、连接两端所述的端面的周面，所述的壳体一端的端面形成用于连接相机主体的连接端，所述的壳体的周面上开设有多个入射口，所述的连接端的端面上开设有出射口；
8.光学镜组，所述的光学镜组设置在所述的壳体内，所述的光学镜组包括调光玻璃、分光镜组，其中：每个所述的入射口内均设置有所述的调光玻璃，所述的调光玻璃具有透光状态和遮光状态，从所述的入射口射入的光线经处于透光状态下的调光玻璃再通过所述的分光镜组后从所述的出射口射出。
9.优选地，多个所述的入射口均匀分布在所述的壳体的周面上。
10.优选地，所述的壳体采用遮光材料制成。
11.优选地，每个所述的入射口均设置有保护盖，所述的保护盖呈透明状，所述的保护盖可起到防尘防水的作用。
12.优选地，所述的分光镜组包括入射光反光板、折光棱镜，经处于透光状态下的调光玻璃的光线依次经所述的入射光反光板和所述的折光棱镜后从所述的出射口射出。
13.进一步优选地，所述的入射光反光板、折光棱镜设置有多组，多组所述的入射光反光板、折光棱镜的数量与所述的调光玻璃的数量一致，一组所述的入射光反光板、折光棱镜与一个所述的调光玻璃共同形成所述的全景镜头的一个成像路径。
14.进一步优选地，多个所述的折光棱镜连接成一体，提高多个所述的折光棱镜安装时的稳定性。
15.更进一步优选地，所述的壳体的内壁上设置有限位件，连接成一体的多个所述的折光棱镜卡设在所述的限位件与所述的壳体一端的端面之间。
16.进一步优选地，所述的入射光反光板连接在所述的壳体另一端的端面上，所述的入射光反光板具有入射反光面，所述的入射光反光板可在垂直于所述的入射反光面的方向上移动调节。通过使所述的入射光反光板可移动调节，可容许所述的全景镜头承受一定的抖动。
17.更进一步优选地，所述的壳体另一端的端面上设置有连接件，所述的连接件上开设有槽体，所述的槽体内设置弹性元件，所述的弹性元件的伸缩方向与所述的入射光反光板的移动调节方向一致，所述的弹性元件的一端连接在所述的槽体的底部，所述的弹性元件的另一端连接有支架，所述的入射光反光板连接在所述的支架上。
18.进一步优选地，所述的分光镜组还包括折射光吸光板，所述的折射光吸光板的数量与所述的入射光反光板、折光棱镜的数量一致，经所述的入射光反光板反射的一部分光线直接经所述的折光棱镜后从所述的出射口射出，另一部分光线从所述的折光棱镜的入射面反射至所述的折射光吸光板上。所述的折射光吸光板可将所述的折光棱镜反射的光线吸收，避免所述的折光棱镜反射的光线射到其他位置，干扰成像。
19.进一步优选地，多个所述的折射光吸光板连接成一体，提高多个所述的折射光吸光板安装时的稳定性。
20.更进一步优选地，所述的壳体另一端的端面的中心处设置有固定件，连接成一体的多个所述的折射光吸光板连接在所述的固定件上。
21.优选地，所述的全景镜头还包括监控组件，所述的监控组件与所述的调光玻璃连接，所述的监控组件用于获取待成像区域的位置信息，并控制所述的调光玻璃在透光状态和遮光状态之间切换。通过所述的监控组件可以实现跟踪成像功能并可进行全景成像。
22.进一步优选地，所述的监控组件包括：
23.标签：所述的标签用于设置在待跟踪成像的目标上；
24.定位件：所述的定位件设置在所述的壳体的侧壁上，所述的定位件用于对所述的标签的位置进行识别；
25.控制器：所述的控制器与所述的定位件、调光玻璃连接，所述的控制器用于接收所述的定位件的识别结果，获得待成像区域的位置信息，并根据位置信息选择待成像的入射
口，控制待成像的入射口处所述的调光玻璃在透光状态和遮光状态之间切换。
26.更进一步优选地，每个所述的入射口处均设置有所述的定位件。
27.本发明的另一个目的是提供一种气体监测设备，为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
28.一种气体监测设备，包括手持式气体监测仪、气体监测设备主体，所述的气体监测设备主体上设置有相机主体，所述的相机主体上连接有全景镜头，所述的全景镜头为前文所述的全景镜头。
29.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
30.本发明通过在壳体的多个入射口处设置具有透光状态和遮光状态的调光玻璃，实现了采用单相机时无需旋转镜头即可获取不同方位的图像进行全景拼接，即实现了柱面全景成像，极大降低了成本，且成像速度快，结构简单，减小了体积，无需设置运动部件，降低了故障概率，可靠耐用。
附图说明
31.附图1为本实施例的全景镜头的结构示意图；
32.附图2为附图1中a处的局部放大示意图；
33.附图3为本实施例的成像路径的示意图；
34.附图4为本实施例的全景镜头的工作流程示意图。
35.以上附图中：1、全景镜头；11、壳体；111、端面；112、周面；113、入射口；114、出射口；115、限位件；116、连接件；1160、槽体；117、弹性元件；118、支架；119、固定件；12、光学镜组；120、成像路径；121、调光玻璃；122、分光镜组；1221、入射光反光板；1222、折光棱镜；1223、折射光吸光板；1224、入射反光面；1225、折射吸光面；13、监控组件；131、定位件；14、保护盖；2、相机主体；21、成像模组。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.一种气体监测设备，包括手持式气体监测仪、气体监测设备主体，手持式气体监测仪和气体监测设备主体可相互分离，手持式气体监测仪可设置多个，多个手持式气体监测仪可在不同区域进行监测。气体监测设备主体上设置有相机主体2，相机主体2内具有用于成像的成像模组21，相机主体2上连接有全景镜头1，全景镜头1与相机主体2的成像模组21配合实现柱面全景成像。
39.以下对全景镜头1的结构做详细介绍：
40.如图1所示，全景镜头1包括壳体11、光学镜组12，壳体11为全景镜头的主体，其可连接在相机主体2上，光学镜组12设置在壳体11内，光学镜组12用于配合相机主体2的成像模组21实现成像。
41.具体而言：壳体11具有位于两端的端面111、连接两端端面111的周面112，壳体11一端的端面111形成连接端，连接端用于连接相机主体2；壳体11在其径向上的截面呈圆形，壳体11采用遮光材料制成，可起到遮蔽光线的作用。
42.壳体11的周面112上开设有入射口113，壳体11的连接端的端面111上开设有出射口114，入射口113开设有多个，多个入射口113均匀分布在壳体11的周面112上，多个入射口113靠近壳体11另一端的端面111；每个入射口113处均设置有保护盖14，保护盖14呈透明状，保护盖14可起到防尘防水的作用，光线通过保护盖14从入射口113射入壳体11内。
43.光学镜组12包括调光玻璃121、分光镜组122，调光玻璃121设置在入射口113处且位于壳体11内，分光镜组122设置在壳体11内，经保护盖14从入射口113射入的光线经调光玻璃121再通过分光镜组122后从出射口114射出，从出射口114射出的光线射入至相机主体2的成像模组21上。
44.具体地：调光玻璃121设置有多个，每个入射口113处均设置有调光玻璃121，且每个入射口113处的调光玻璃121可设置有多层；调光玻璃121具有透光状态和遮光状态，即调光玻璃121正常状态下为透明状，而在通电时可变为不透明状，隔绝光线，因此当调光玻璃121处于透光状态时，光线可经保护盖14从入射口113射入经调光玻璃121再通过分光镜组122后从出射口114射出，从出射口114射出的光线射入至相机主体2的成像模组21上，当调光玻璃121处于遮光状态时，光线经保护盖14从入射口113射入后，无法通过调光玻璃121射入。
45.分光镜组122包括入射光反光板1221、折光棱镜1222，经处于透光状态下的调光玻璃121的光线依次经入射光反光板1221和折光棱镜1222后从出射口114射出。分光镜组122设置有多组，即入射光反光板1221、折光棱镜1222均设置有多个，多个入射光反光板1221、折光棱镜1222的数量均与调光玻璃121的数量一致，且多个入射光反光板1221绕壳体11的周向均匀分布，多个折光棱镜1222绕壳体11的周向均匀分布，如图3所示，一个调光玻璃121、一个入射光反光板1221以及一个折光棱镜1222共同形成全景镜头1的一个成像路径120。
46.入射光反光板1221连接在壳体11另一端的端面111上，入射光反光板1221具有入射反光面1224，入射反光面1224朝向壳体11一端的端面111，入射光反光板1221可在垂直于入射反光面1224的方向上移动调节，通过移动调节可容许全景镜头1承受一定的抖动。具体而言：如图2所示，壳体11另一端的端面111上设置有连接件116，连接件116上开设有槽体1160，槽体1160内设置弹性元件117，弹性元件117的伸缩方向与入射光反光板1221的移动调节方向一致，弹性元件117的一端连接在槽体1160的底部，弹性元件117的另一端连接有支架118，入射光反光板1221连接在支架118上，当全景镜头1发生抖动时，入射光反光板1221仅可在垂直于入射反光面1224的方向上运动，不会对其反射光线造成影响，提高了稳定性。
47.折光棱镜1222用于折射入射光线，使入射光线与垂直方向夹角变小，减小图像畸变。入射光在进入折光棱镜1222的面上发生折射，而从折光棱镜1222出射时由于射出折光
棱镜1222的面与光线相垂直，因此不发生折射，光线从折光棱镜1222射出后经出射口114射入至相机主体2的成像模组21上。为了提高多个折光棱镜1222安装在壳体11内的稳定性，多个折光棱镜1222连接成一体。具体地，壳体11的内壁上设置有多个限位件115，连接成一体的多个折光棱镜1222卡设在限位件115与壳体11一端的端面111之间。
48.为了提高成像质量，分光镜组122还包括折射光吸光板1223，折射光吸光板1223安装在壳体11内，折射光吸光板1223具有折射吸光面1225，折射吸光面1225朝向壳体11一端的端面111，折射光吸光板1223设置有多个，且折射光吸光板1223的数量与入射光反光板1221、折光棱镜1222的数量一致，经入射光反光板1221反射的一部分光线直接经折光棱镜1222后从出射口114射出，另一部分光线从折光棱镜1222的入射面反射至折射光吸光板1223上，折射光吸光板1223可将折光棱镜1222反射的光线吸收，避免光线射到其他位置，干扰成像，保证成像质量。为了提高多个折射光吸光板1223安装在壳体11内的稳定性，多个折射光吸光板1223连接成一体。具体地，壳体11另一端的端面的中心处设置有固定件119，连接成一体的多个折射光吸光板1223连接在固定件119上。
49.此外，为了实现全景成像和跟踪成像功能，全景镜头1还包括监控组件13，监控组件13与调光玻璃121连接，监控组件13用于获取待成像区域的位置信息，并控制调光玻璃121在透光状态和遮光状态之间切换。监控组件13包括标签(图中未示出)、定位件131以及控制器(图中未示出)。
50.具体而言：标签用于设置在待跟踪成像的目标上；定位件131设置在壳体11的侧壁上，定位件131用于对标签的位置进行识别，即定位件131可实时获取标签的位置，定位件131设置有多个，多个定位件131绕壳体11的周向均匀分布，即每个入射口114的下方均设置有定位件131；控制器与定位件131、调光玻璃121连接，控制器用于接收定位件131对标签位置的识别结果，得到待成像区域的位置信息，并根据位置信息选择待成像的入射口114，控制待成像的入射口114处调光玻璃121在透光状态和遮光状态之间切换。
51.以下具体阐述采用本实施例的全景镜头进行跟踪和全景成像的工作过程：
52.将标签贴附在手持式气体监测仪或者操作人员身上，使定位件131与标签之间相互配对，且此时所有调光玻璃121均处于遮光状态，当需要进行全景成像时，如图4所示，进行如下步骤：
53.s1：多个定位件131开始工作，对标签的位置进行识别；
54.s2：定位件131将识别结果发送给控制器，控制器判断待成像区域的位置，根据判断结果选择待成像的入射口114，再控制待成像的入射口114处的调光玻璃121从遮光状态切换至透光状态，具体而言：
55.若定位件131仅识别到一个标签，则该标签所在的位置对应的入射口114即为待成像的入射口114，控制器控制待成像的入射口114处的调光玻璃121从遮光状态切换至透光状态，完成成像过程；
56.若定位件131识别到多个标签，则多个标签所在的位置对应的多个入射口114，即为待成像的入射口114，控制器控制多个待成像的入射口114处的调光玻璃121依次从遮光状态切换至透光状态，即每次只使得一个调光玻璃121切换至透光状态并配合相机主体2的成像模组21获得一幅图像，随后将多幅图像拼接即完成了全景成像过程。
57.当然，本实施例的全景镜头1并不仅限于用在气体监测设备上，任何具有柱面全景
成像和云台成像需求的场景都可采用该全景镜头1。
58.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。