[发明专利]一种警用立体足迹定量测试分析系统

权利要求书

1.一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于，所述的警用立体足迹定量测试分析系统主要包括电气电路部分和硬件机械部分，其中，所述的电气电路部分主要包括：

用于控制硬件设备和采集分析数据的计算机软件模块；

用于接收计算机控制命令操纵电机运动的测量控制器；

用于移动激光测量仪的步进电机；

用于驱动步进电机的步进电机驱动器；

用于为计算机软件模块的拍照算法提供图片数据的高清摄像头；

用于高清摄像头拍照时提供光线的灯光板；

用于测量石膏脚印的相对高度的激光测量仪；

用于控制灯光亮度和足迹标本载物台出入的触摸屏；

用于接收触摸屏的控制命令并操作灯光板和足迹标本载物台的辅助控制器；

用于移动载物台出入的足迹标本载物台电机；

用于整机的供电的开关电源；

所述的硬件机械部分主要包括：

用于支撑整个仪器的机电设备的底座及龙门支架；

用于电机移动激光测量仪的X,Y轴直线滚珠丝杠导轨；

用于放置足迹石膏的足迹标本载物台。

2.根据权利要求1所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的计算机软件模块控制整个硬件设备的运行，其流程为：首先，计算机软件模块根据高清摄像头拍照所得图片和画切线所得的足迹坐标体系来自动控制电机对激光测量仪进行调整，准确测量关键点数据，实现数据自动采集；其次，计算机软件模块对采集的数据进行各项指标的分析处理，存入后台数据库；最后进行数据库比对，对立体足迹的对比结果进行分析，判断石膏脚印的相识度，为警方断案提供依据。

3.根据权利要求1所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的高清摄像头为Logitech/罗技C920高清摄像头，采用H.264视频标准，1080P全高清视频；所述的激光测量仪采用WenglorCP24MHT80测距激光头，工作范围40-160mm；测量精度0.1mm；响应时间小于660us。

4.根据权利要求1所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的测量控制器的控制芯片采用STC89C52增强型51单片机，使用串口接收计算机USB转RS232数据，通过算法精确控制电机准确运动；所述的步进电机驱动器是采用的是两相混合步进电机驱动器TC8642，最大输出电流达到4.2A，电机细分数可以设置从400到12800；所述的步进电机选用两相42电机，配合滑台丝杆使用，X、Y轴滑台丝杆步进精度4mm/每转，X轴有效行程25cm，Y轴有效行程50cm。

5.根据权利要求1所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的触摸屏通过串口与辅助控制器通信，从而控制足迹标本载物台的进出动作和灯板的开关和亮度；所述的辅助控制器是采用STC12C5A60S2单片机作为中心控制器，通过PWM信号控制MOS管的开光状态来调节灯光亮度。

6.根据权利要求1所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的激光测量仪固定在龙门支架上，采用倒置移动轴结构设计。

7.根据权利要求1所述的一种警立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述的足迹标本载物台采用精准移动导轨和智能控制、实现自动关闭或打开。

8.根据权利要求1所述的一种警立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：在触摸屏上实现电源启、停，足迹标本载物台的进出，对灯光板的开启数量和位置，以及光照补光强度的调整的控制。

9.根据权利要求2所述的一种警用立体足迹定量测试分析系统，其特征在于：所述警用立体足迹定量测试分析系统具体的运行流程为：

1)对各COM口和高清摄像头进行配置

2)激光原点校准

高清摄像头工作正常后，查看激光点是否位于足迹标本载物台坐标系的原点，如果位于原点，进行确认后直接进行下一步，如果不是，需先输入电机移动的单位长度，然后使用对应按钮校准激光原点，确认后进入下一步；

3)脉冲像素校准

确认开始校准后，电机运动到相应位置，摄像头拍照显示，缩放图像大小，用鼠标双击图像上红色激光点；等电机移动到下一点后，摄像头更新图片，双击图像中再次出现的红色激光点，之后电机会自动回复原位；

4)拍照并剪裁

摄像头拍照完成后，操作鼠标左键选择脚印区域，进行保存；

5)找平

进入找平功能，在图片中点选四个点后，激光测量仪移动到相应位置测量高度后返回原点，采集石膏脚印的水平高度差；

6)获取足迹中心线

按住鼠标左键，于足迹左侧拖一条直线，调整直线位置，保证其准确切线位置，位置调整好后，双击直线，此时更新左侧直线的坐标信息；右边切线同理得到坐标信息后，点击获取足迹中心线，先自动生成足迹中心；而后，点击足迹后跟与中心线交点，确定和获取脚后跟点，待脚后跟点顺利获取后，自动生成足迹坐标线；

7)自动测量

进行脚掌测量和脚后跟测量，自动测量对应的32个点坐标，当测量完成后，修正个别异常点，先选择人工修正栏下对应异常点，然后点击该点欲重新测量的位置，刷新该点数据，完成修正；

8)测量脚长宽起落脚

用鼠标左键点击脚尖点，脚掌左点和脚掌右点，并确认；然后按住鼠标左键，于足迹起脚处拖一条直线，调整直线位置，双击直线，同理获得落脚线，最后再确认起落脚线；

9)写入数据库

待数据采集完成后，录入该脚印数据到数据库，录入时，补充现场或嫌疑人信息；

10)数据库对比

对立体足迹的对比结果进行分析，判断石膏脚印的相似度。