CN108334856A - 具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，包括底板、支板、主体和两个扫描机构，扫描机构包括平移组件、平移板和扫描组件，平移组件包括连接块、第一电机、驱动轮、固定轴和回形框，扫描组件包括升降单元、升降板和扫描单元，扫描单元包括第二电机、第二驱动轴、气泵、气缸、活塞、支杆、调节杆和第二摄像头，该具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置通过第一摄像头采集人脸后，确认人脸的位置，从而便于主体两侧的扫描机构做出调整，通过调节第二摄像头的位置和角度，使第二摄像头拍摄扫描人脸上的眼睛、鼻子、嘴巴等多处细节位置，提供了装置更全面的人脸特征，便于装置进行准确的人脸识别，提高了装置的可靠性。

Description

具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置

技术领域

本发明涉及人脸识别装置领域，特别涉及一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置。

背景技术

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。

人脸识别装置的精度主要依靠于摄像头的人脸采集图像，摄像头拍摄的图像为平面图，而人脸实际上是有层次的立体形状，在摄像头拍摄过程中，由于人脸上鼻子、嘴唇、眼睛等部位的凸起，导致位置固定的摄像头无法扫描捕捉到这些凸起部位遮挡的人脸处的图像，同时，人脸还会对耳朵造成部分的遮挡，这样导致摄像头采集图像时，会忽略人脸的部分细节，造成装置分析、存储和比对的特征数据不完全，进而影响了现有的人脸识别装置判断的精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，包括底板、支板、主体和两个扫描机构，所述支板的底端固定在底板上，所述主体固定在支板的顶端，两个扫描机构分别设置在主体的两侧，所述主体内设有PLC，所述主体上设有第一摄像头、显示屏和若干控制按键，所述第一摄像头和显示屏均与PLC电连接；

所述扫描机构包括平移组件、平移板和扫描组件，所述平移组件与平移板传动连接，所述扫描组件设置在平移板上，所述平移组件包括连接块、第一电机、驱动轮、固定轴和回形框，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机通过连接块与主体固定连接，所述第一电机与驱动轮传动连接，所述固定轴固定在驱动轮的远离圆心处，所述固定轴位于回形框内，所述回形框与平移板固定连接；

所述扫描组件包括升降单元、升降板和扫描单元，所述升降单元与升降板传动连接，所述扫描单元设置在升降板的上方；

所述扫描单元包括第二电机、第二驱动轴、气泵、气缸、活塞、支杆、调节杆和第二摄像头，所述第二电机、气泵和第二摄像头均与PLC电连接，所述第二电机固定在升降板的上方，所述第二电机与第二驱动轴的底端传动连接，所述气泵、气缸、活塞、支杆和调节杆从上而下依次设置在第二驱动轴上，所述气泵和气缸均与第二驱动轴固定连接，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述活塞的底端通过支杆与调节杆的中心处铰接，所述调节杆的一端与第二驱动轴铰接，所述第二摄像头固定在调节杆的另一端。

作为优选，为了实现平移板的平稳移动，所述平移板的底端和顶端均设有滑环和滑轨，所述滑轨的形状为L形，所述滑轨固定在主体上，所述滑环套设在滑轨上，所述滑环与滑轨固定连接。

作为优选，为了对两个滑轨的位置进行加固，所述扫描机构还包括加固杆，所述加固杆的两端分别与两个滑轨的远离主体的一端固定连接。

作为优选，为了进一步加固滑轨与加固杆的连接，所述加固杆与滑轨为一体成型结构。

作为优选，为了实现升降板在竖直方向上移动，所述升降单元包括第三电机、缓冲块和第三驱动轴，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机和缓冲块均固定在平移板上，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述平移板内设有内螺纹，所述平移板内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配。

作为优选，为了使升降板保持平稳的移动，所述平移板的两侧设有框架，所述框架的形状为U形，所述框架的两端固定在平移板上，所述升降板套设在平移板上。

作为优选，为了固定活塞的移动方向，所述扫描单元还包括固定环，所述固定环固定在第一驱动轴上，所述固定环套设在活塞上。

作为优选，为了便于检测待检测人员与主体之间的距离，所述主体上还设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。

作为优选，为了便于主体内的数据连接到外部装置同时便于对主体进行设置，所述主体上还设有USB接口。

作为优选，为了检测底板上是否有人，实现自动人脸识别检测，所述底板内设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置通过第一摄像头采集人脸后，确认人脸的位置，从而便于主体两侧的扫描机构做出调整，通过调节第二摄像头在位置和角度，使第二摄像头拍摄扫描人脸上的眼睛、鼻子、嘴巴等多处细节位置，提供了装置更全面的人脸特征，便于装置进行准确的人脸识别，提高了装置的可靠性，与现有的扫描机构相比，该扫描机构可带动第二摄像头进行灵活的方位变化，以不同的方位进行拍摄，从而提高了人脸识别的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置的结构示意图；

图2是本发明的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置的扫描机构的结构示意图；

图3是本发明的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置的平移组件的结构示意图；

图4是本发明的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置的扫描组件的结构示意图；

图5是本发明的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置的扫描单元的结构示意图；

图中：1.底板，2.支板，3.主体，4.第一摄像头，5.显示屏，6.控制按键，7.平移板，8.连接块，9.第一电机，10.驱动轮，11.固定轴，12.回形框，13.升降板，14.第二电机，15.第二驱动轴，16.气泵，17.气缸，18.活塞，19.支杆，20.调节杆，21.第二摄像头，22.滑环，23.滑轨，24.加固杆，25.第三电机，26.缓冲块，27.第三驱动轴，28.框架，29.固定环，30.超声波测距仪，31.USB接口，32.压力传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，包括底板1、支板2、主体3和两个扫描机构，所述支板2的底端固定在底板1上，所述主体3固定在支板2的顶端，两个扫描机构分别设置在主体3的两侧，所述主体3内设有PLC，所述主体3上设有第一摄像头4、显示屏5和若干控制按键6，所述第一摄像头4和显示屏5均与PLC电连接；

该人脸识别装置中，由支板2固定支撑主体3，主体3内的PLC控制主体3上的第一摄像头4对底板1上的待检测人员的头部进行拍摄，并将拍摄画面在显示屏5上显示，为了能够提高装置的人脸识别精度，通过第一摄像头4采集的图像确认人脸的位置后，由主体3两侧的扫描机构对人脸的眼部、嘴巴、鼻子等凸起的部位及这些部位的附近进行扫描，从而保证了装置能够扫描采集人脸细节处的部位，供主体3参考分析，从而加强了装置的人脸识别精度。

如图2-3所示，所述扫描机构包括平移组件、平移板7和扫描组件，所述平移组件与平移板7传动连接，所述扫描组件设置在平移板7上，所述平移组件包括连接块8、第一电机9、驱动轮10、固定轴11和回形框12，所述第一电机9与PLC电连接，所述第一电机9通过连接块8与主体3固定连接，所述第一电机9与驱动轮10传动连接，所述固定轴11固定在驱动轮10的远离圆心处，所述固定轴11位于回形框12内，所述回形框12与平移板7固定连接；

扫描机构内，由平移组件带动平移板7移动，便于平移板7上的扫描组件从不同的位置对人脸的细节处进行扫描拍摄，在平移组件中，连接块8固定了第一电机9的位置，当需要带动平移板7移动时，由PLC控制第一电机9运行，带动驱动轮10转动，使驱动轮10上的固定轴11沿着驱动轮10的轴线转动，从而带动回形框12移动，通过回形框12的移动驱动平移板7移动。

如图4所示，所述扫描组件包括升降单元、升降板13和扫描单元，所述升降单元与升降板13传动连接，所述扫描单元设置在升降板13的上方；

扫描组件内，升降单元可带动升降板13在竖直方向上移动，便于升降板13上的扫描单元从不同的高度位置进行拍摄，从而保证了装置能够扫描采集人脸的多处细节位置。

如图5所示，所述扫描单元包括第二电机14、第二驱动轴15、气泵16、气缸17、活塞18、支杆19、调节杆20和第二摄像头21，所述第二电机14、气泵16和第二摄像头21均与PLC电连接，所述第二电机14固定在升降板13的上方，所述第二电机14与第二驱动轴15的底端传动连接，所述气泵16、气缸17、活塞18、支杆19和调节杆20从上而下依次设置在第二驱动轴15上，所述气泵16和气缸17均与第二驱动轴15固定连接，所述活塞18的顶端设置在气缸17内，所述活塞18的底端通过支杆19与调节杆20的中心处铰接，所述调节杆20的一端与第二驱动轴15铰接，所述第二摄像头21固定在调节杆20的另一端。

当需要对人脸的眼睛、鼻子和嘴巴等细节位置进行扫描时，PLC控制第二电机14运行，带动第二驱动轴15转动，实现设置在第二驱动轴15上的气泵16、气缸17、第二摄像头21等部件的转动，改变了第二摄像头21在水平方向上的角度，使第二摄像头21能够以不同的方位角进行拍摄，同时气泵16可调节气缸17中的气压，当气缸17中的气压增大时，活塞18向下移动，使支杆19推动调节杆20向下转动，从而使第二摄像头21向下拍摄，而气缸17中的气压减小时，活塞18向上移动，支杆19拉动调节杆20向上转动，使第二摄像头21向上拍摄，从而通过气泵16的运行可改变第二摄像头21的下倾角，进而实现了第二摄像头21的角度的灵活调节，便于第二摄像头21以不同的角度对人脸的细节处进行拍摄。

作为优选，为了实现平移板7的平稳移动，所述平移板7的底端和顶端均设有滑环22和滑轨23，所述滑轨23的形状为L形，所述滑轨23固定在主体3上，所述滑环22套设在滑轨23上，所述滑环22与滑轨23固定连接。利用位置固定的滑轨23，固定了滑环22的移动方向，从而使平移板7沿着固定的方向移动，保证了平移板7的平稳移动。

作为优选，为了对两个滑轨23的位置进行加固，所述扫描机构还包括加固杆24，所述加固杆24的两端分别与两个滑轨23的远离主体3的一端固定连接。利用加固杆24连接两个滑轨23，使滑轨23的位置得到了固定。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了进一步加固滑轨23与加固杆24的连接，所述加固杆24与滑轨23为一体成型结构。

如图4所示，所述升降单元包括第三电机25、缓冲块26和第三驱动轴27，所述第三电机25与PLC电连接，所述第三电机25和缓冲块26均固定在平移板7上，所述第三驱动轴27设置在第三电机25和缓冲块26之间，所述第三电机25与第三驱动轴27传动连接，所述第三驱动轴27的外周设有外螺纹，所述平移板7内设有内螺纹，所述平移板7内的内螺纹与第三驱动轴27上的外螺纹相匹配。

第三电机25运行，带动第三驱动轴27转动，使第三驱动轴27上的外螺纹作用于升降板13内的内螺纹，从而使升降板13沿着第三驱动轴27的轴线方向移动，进而实现了升降板13在竖直方向的位移。

作为优选，为了使升降板13保持平稳的移动，所述平移板7的两侧设有框架28，所述框架28的形状为U形，所述框架28的两端固定在平移板7上，所述升降板13套设在平移板7上。通过框架28固定了升降板13的移动方向，防止第三驱动轴27转动，带动升降板13转动，进而实现了升降板13的平稳移动。

作为优选，为了固定活塞18的移动方向，所述扫描单元还包括固定环29，所述固定环29固定在第一驱动轴上，所述固定环29套设在活塞18上。利用固定环29辅助支撑活塞18，固定活塞18的移动方向，使活塞18保持稳定的移动。

作为优选，为了便于检测待检测人员与主体3之间的距离，所述主体3上还设有超声波测距仪30，所述超声波测距仪30与PLC电连接。PLC控制超声波测距仪30发射超声波信号，超声波信号遇到待检测人员时返回，根据超声波信号传播的时间可确定超声波测距仪30与待检测人员的距离，超声波测距仪30将该距离信息反馈给PLC，PLC进行分析后通过对扫描机构进行调整，实现对人脸细节位置的扫描。

作为优选，为了便于主体3内的数据连接到外部装置同时便于对主体3进行设置，所述主体3上还设有USB接口31。USB接口31可外接键盘、鼠标等控制装置，便于对主体3进行设置，同时也可接入U盘、移动硬盘等存储装置，便于数据传输。

作为优选，为了检测底板1上是否有人，实现自动人脸识别检测，所述底板1内设有压力传感器32，所述压力传感器32与PLC电连接。当有人站在底板1上时，压力传感器32探测到压力数据，压力传感器32将压力数据反馈给PLC，PLC根据压力数据可确认有人站在底板1上，此时控制主体3上的第一摄像头4和主体3两侧的扫描机构运行，进行人脸识别。

该人脸识别装置在进行人脸识别过程中，由第一摄像头4采集图像，确定人脸的大致位置后，便于装置获取人脸上眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵等多处细节的位置，而后通过扫描机构对这些细节位置进行拍摄扫描，在扫描机构中，通过平移组件改变平移板7的位置，使第二摄像头21以不同的水平距离进行拍摄，利用升降单元带动升降板13在竖直方向上移动，改变第二摄像头21的高度，同时利用第二电机14和气泵16可实现第二摄像头21的角度变化，从而实现了第二摄像头21的方向和位置的灵活调节，便于扫描人脸多处细节位置供主体3分析对比，进而提高了该人脸识别装置的可靠性。

与现有技术相比，该具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置通过第一摄像头4采集人脸后，确认人脸的位置，从而便于主体3两侧的扫描机构做出调整，通过调节第二摄像头21在位置和角度，使第二摄像头21拍摄扫描人脸上的眼睛、鼻子、嘴巴等多处细节位置，提供了装置更全面的人脸特征，便于装置进行准确的人脸识别，提高了装置的可靠性，与现有的扫描机构相比，该扫描机构可带动第二摄像头21进行灵活的方位变化，以不同的方位进行拍摄，从而提高了人脸识别的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，包括底板(1)、支板(2)、主体(3)和两个扫描机构，所述支板(2)的底端固定在底板(1)上，所述主体(3)固定在支板(2)的顶端，两个扫描机构分别设置在主体(3)的两侧，所述主体(3)内设有PLC，所述主体(3)上设有第一摄像头(4)、显示屏(5)和若干控制按键(6)，所述第一摄像头(4)和显示屏(5)均与PLC电连接；

所述扫描机构包括平移组件、平移板(7)和扫描组件，所述平移组件与平移板(7)传动连接，所述扫描组件设置在平移板(7)上，所述平移组件包括连接块(8)、第一电机(9)、驱动轮(10)、固定轴(11)和回形框(12)，所述第一电机(9)与PLC电连接，所述第一电机(9)通过连接块(8)与主体(3)固定连接，所述第一电机(9)与驱动轮(10)传动连接，所述固定轴(11)固定在驱动轮(10)的远离圆心处，所述固定轴(11)位于回形框(12)内，所述回形框(12)与平移板(7)固定连接；

所述扫描组件包括升降单元、升降板(13)和扫描单元，所述升降单元与升降板(13)传动连接，所述扫描单元设置在升降板(13)的上方；

所述扫描单元包括第二电机(14)、第二驱动轴(15)、气泵(16)、气缸(17)、活塞(18)、支杆(19)、调节杆(20)和第二摄像头(21)，所述第二电机(14)、气泵(16)和第二摄像头(21)均与PLC电连接，所述第二电机(14)固定在升降板(13)的上方，所述第二电机(14)与第二驱动轴(15)的底端传动连接，所述气泵(16)、气缸(17)、活塞(18)、支杆(19)和调节杆(20)从上而下依次设置在第二驱动轴(15)上，所述气泵(16)和气缸(17)均与第二驱动轴(15)固定连接，所述活塞(18)的顶端设置在气缸(17)内，所述活塞(18)的底端通过支杆(19)与调节杆(20)的中心处铰接，所述调节杆(20)的一端与第二驱动轴(15)铰接，所述第二摄像头(21)固定在调节杆(20)的另一端。

2.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述平移板(7)的底端和顶端均设有滑环(22)和滑轨(23)，所述滑轨(23)的形状为L形，所述滑轨(23)固定在主体(3)上，所述滑环(22)套设在滑轨(23)上，所述滑环(22)与滑轨(23)固定连接。

3.如权利要求2所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述扫描机构还包括加固杆(24)，所述加固杆(24)的两端分别与两个滑轨(23)的远离主体(3)的一端固定连接。

4.如权利要求3所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述加固杆(24)与滑轨(23)为一体成型结构。

5.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述升降单元包括第三电机(25)、缓冲块(26)和第三驱动轴(27)，所述第三电机(25)与PLC电连接，所述第三电机(25)和缓冲块(26)均固定在平移板(7)上，所述第三驱动轴(27)设置在第三电机(25)和缓冲块(26)之间，所述第三电机(25)与第三驱动轴(27)传动连接，所述第三驱动轴(27)的外周设有外螺纹，所述平移板(7)内设有内螺纹，所述平移板(7)内的内螺纹与第三驱动轴(27)上的外螺纹相匹配。

6.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述平移板(7)的两侧设有框架(28)，所述框架(28)的形状为U形，所述框架(28)的两端固定在平移板(7)上，所述升降板(13)套设在平移板(7)上。

7.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述扫描单元还包括固定环(29)，所述固定环(29)固定在第一驱动轴上，所述固定环(29)套设在活塞(18)上。

8.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述主体(3)上还设有超声波测距仪(30)，所述超声波测距仪(30)与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述主体(3)上还设有USB接口(31)。

10.如权利要求1所述的具有多方位扫描功能的智能型人脸识别装置，其特征在于，所述底板(1)内设有压力传感器(32)，所述压力传感器(32)与PLC电连接。