CN108363413B - 一种具有人脸定位功能的人脸识别设备 - Google Patents

一种具有人脸定位功能的人脸识别设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有人脸定位功能的人脸识别设备，包括本体和摄像头，还包括定位机构、调节机构和中控机构，调节机构包括第一驱动组件、第一导轨、平移组件、调节组件、两个第一丝杆、两个升降块和两个第二导轨，定位机构包括第二驱动组件、缸体、活塞、第一电动阀、第二电动阀、支撑架、通气管、两个气囊和至少两个支撑杆，该具有人脸定位功能的人脸识别设备中，通过调节机构实现了摄像头的移动和角度调节，从而使摄像头可以对人脸进行矩阵式扫描，提高了人脸识别设备采集信息的完整度，通过定位机构，使人脸识别设备可以对人脸的位置和姿态进行矫正和固定，进一步提高了人脸识别设备识别的精确度。

Description

一种具有人脸定位功能的人脸识别设备
技术领域
本发明涉及人脸识别设备领域，特别涉及一种具有人脸定位功能的人脸识别设备。
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，通过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。
一般人脸识别设备的摄像头都固定设置，从而导致摄像头只能从固定角度拍摄人脸，降低了摄像头采集人脸信息的完整性，从而降低了人脸识别设备的精度，不仅如此，一般人脸识别设备在进行身份识别的时候，如果人脸的位置或者姿态不正确，将会导致人脸识别设备无法识别，从而降低了人脸识别设备对人脸的识别度。
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，提供一种具有人脸定位功能的人脸识别设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有人脸定位功能的人脸识别设备，包括本体和摄像头，还包括定位机构、调节机构和中控机构，所述定位机构和调节机构均设置在本体上，所述中控机构包括PLC和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与PLC电连接；
所述调节机构包括第一驱动组件、第一导轨、平移组件、调节组件、两个第一丝杆、两个升降块和两个第二导轨，两个第二导轨均竖向设置在本体上，两个升降块分别套设在两个第二导轨上，两个第一丝杆分别设置在两个第二导轨上，每个升降块的内部设有通孔，每个第一丝杆对应穿过一个升降块，每个第一丝杆与其对应穿过的升降块螺纹连接，所述第一驱动组件设置在本体的下方，所述第一导轨水平架设在两个升降块上，所述平移组件设置在第一导轨上，所述调节组件设置在平移组件上；
所述调节组件包括驱动单元、外壳、摆动杆和开槽，所述驱动单元水平设置在外壳的中部，所述外壳的一侧壳体上设有开口，所述摆动杆铰接在外壳的一侧内壁上，所述摆动杆靠近驱动单元的一端上设有开槽，所述摄像头设置在摆动杆的另一端上，所述摄像头设置在外壳的开口处；
所述定位机构包括第二驱动组件、缸体、活塞、第一电动阀、第二电动阀、支撑架、通气管、两个气囊和至少两个支撑杆，所述支撑架通过各支撑杆连接在本体上，两个气囊分别设置在支撑架的内部的两侧，所述缸体设置在支撑架的上方，所述第一电动阀和第二电动阀均设置在缸体上，所述第一电动阀通过通气管与两个气囊均连通，所述活塞设置在缸体的内部，所述第二驱动组件设置在缸体的一侧，所述第一电动阀和第二电动阀均与PLC电连接。
作为优选，为了给摄像头的升降提供动力，所述第一驱动组件包括第二电机、两个驱动轮、两个传动带和两个从动轮，所述第二电机设置在本体的下端，所述第二电机与两个驱动轮均传动连接，两个驱动轮同轴设置，两个从动轮分别套设在两个第一丝杆上，两个驱动轮分别通过两个传动带与两个从动轮传动连接，所述第二电机与PLC电连接。
作为优选，为了实现摄像头的左右移动，所述平移组件包括第一移动块、第四电机和两个移动轮，所述第一移动块的竖向截面为U形，所述第一导轨设置在第一移动块的U形开口内，所述第一导轨的两侧分别设有一个凹槽，两个移动轮分别铰接在第一移动块的两端，两个移动轮分别设置在两个凹槽内，所述第四电机设置在第一移动块的一侧，所述第四电机与两个移动轮中其中一个移动轮传动连接，所述第四电机与PLC电连接。
作为优选，为了实现摄像头的角度调节，所述驱动单元包括第三电机、第二丝杆、第二移动块和限位块，所述第三电机设置在外壳的一侧内壁上，所述第二丝杆水平设置，所述第三电机与第二丝杆传动连接，所述第二移动块套设在第二丝杆上，所述第二丝杆与第二移动块螺纹连接，所述限位块设置在第二移动块上，所述限位块设置在开槽内，所述第三电机与PLC电连接。
作为优选，为了给两个气囊进行充气，所述第二驱动组件包括第一电机、转动轮和驱动杆，所述第一电机设置在支撑架的上方，所述第一电机与转动轮传动连接，所述驱动杆的一端铰接在活塞上，所述驱动杆的另一端铰接在转动轮上远离转动轮圆心的位置处，所述第一电机与PLC电连接。
作为优选，为了提高活塞与缸体内壁之间的密封性能，所述活塞的制作材料为橡胶。
作为优选，为了提高第二电机的驱动能力，所述第二电机为伺服电机。
作为优选，为了提高两个升降块移动的顺畅度，两个第一丝杆的外表面上均涂有润滑剂。
作为优选，为了扩大摄像头的拍摄范围，所述摄像头为广角摄像头。
作为优选，，为了防止气囊因过度膨胀而挤伤人脸，所述气囊的内部还设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该具有人脸定位功能的人脸识别设备中，通过调节机构实现了摄像头的移动和角度调节，从而使摄像头可以对人脸进行矩阵式扫描，提高了人脸识别设备采集人脸信息的完整度，提高了人脸识别设备的精确度，与现有机构相比，该机构通过丝杆驱动，提高了对摄像头移动距离控制的精确度，不仅如此，通过定位机构，使人脸识别设备可以对人脸的位置和姿态进行矫正和固定，进一步提高了人脸识别设备识别的精确度，与现有机构相比，该机构通过气囊对人脸进行固定和矫正，提高了人脸识别设备的安全性。
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是本发明的具有人脸定位功能的人脸识别设备的结构示意图；
图2是本发明的具有人脸定位功能的人脸识别设备的调节组件的结构示意图；
图3是本发明的具有人脸定位功能的人脸识别设备的平移组件的结构示意图；
图4是本发明的具有人脸定位功能的人脸识别设备的第二驱动组件与活塞的连接结构示意图；
图中：1.通气管，2.第一电动阀，3.第二电动阀，4.活塞，5.驱动杆，6.第一电机，7.转动轮，8.支撑架，9.气囊，10.升降块，11.第一导轨，12.第一丝杆，13.第二导轨，14.本体，15.从动轮，16.传动带，17.驱动轮，18.第二电机，19.支撑杆，20.外壳，21.第一移动块，22.摄像头，23.缸体，24.摆动杆，25.开槽，26.限位块，27.第二移动块，28.第二丝杆，29.第三电机，30.第四电机，31.移动轮。
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，一种具有人脸定位功能的人脸识别设备，包括本体14和摄像头22，还包括定位机构、调节机构和中控机构，所述定位机构和调节机构均设置在本体14上，所述中控机构包括PLC和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与PLC电连接；
如图1所示，所述调节机构包括第一驱动组件、第一导轨11、平移组件、调节组件、两个第一丝杆12、两个升降块10和两个第二导轨13，两个第二导轨13均竖向设置在本体14上，两个升降块10分别套设在两个第二导轨13上，两个第一丝杆12分别设置在两个第二导轨13上，每个升降块10的内部设有通孔，每个第一丝杆12对应穿过一个升降块10，每个第一丝杆12与其对应穿过的升降块10螺纹连接，所述第一驱动组件设置在本体14的下方，所述第一导轨11水平架设在两个升降块10上，所述平移组件设置在第一导轨11上，所述调节组件设置在平移组件上；
其中，当摄像头22检测到前方有人的时候，摄像头22将信号发送给PLC，PLC接收到信号之后，在PLC的控制下，通过第一驱动组件驱动两个第一丝杆12转动，在第一丝杆12上的外螺纹与升降块10内部的内螺纹的相互挤压下，通过第一丝杆12驱动升降块10沿着第二导轨13升降，从而通过两个升降块10带动第一导轨11升降，从而实现了摄像头22的升降，之后通过平移组件驱动摄像头22沿着第一导轨11左右移动，从而实现了摄像头22的左右移动，之后通过调节组件对摄像头22的拍摄角度进行调节，从而实现了摄像头22的角度调节，通过摄像头22的移动和角度调节，使摄像头可以对人脸进行矩阵扫描，从而提高了人脸识别设备的识别精度。
如图2所示，所述调节组件包括驱动单元、外壳20、摆动杆24和开槽25，所述驱动单元水平设置在外壳20的中部，所述外壳20的一侧壳体上设有开口，所述摆动杆24铰接在外壳20的一侧内壁上，所述摆动杆24靠近驱动单元的一端上设有开槽25，所述摄像头22设置在摆动杆24的另一端上，所述摄像头22设置在外壳20的开口处；
其中，驱动单元在PLC的控制下，驱动单元通过开槽25驱动摆动杆24的上端左右移动，从而使摆动杆24绕着与外壳20的铰接点摆动，从而通过摆动杆24实现了摄像头22的左右摆动，从而实现了摄像头22的角度调节。
如图1所示，所述定位机构包括第二驱动组件、缸体23、活塞4、第一电动阀2、第二电动阀3、支撑架8、通气管1、两个气囊9和至少两个支撑杆19，所述支撑架8通过各支撑杆19连接在本体14上，两个气囊9分别设置在支撑架8的内部的两侧，所述缸体23设置在支撑架8的上方，所述第一电动阀2和第二电动阀3均设置在缸体23上，所述第一电动阀2通过通气管1与两个气囊9均连通，所述活塞4设置在缸体23的内部，所述第二驱动组件设置在缸体23的一侧，所述第一电动阀2和第二电动阀3均与PLC电连接；
其中，在PLC的控制下，通过第二驱动组件驱动活塞4在缸体23的内部左右移动，当活塞4向左移动的时候，通过PLC控制第二电动阀3打开，第一电动阀2关闭，从而将外部空气吸入缸体23内部，当活塞4向右移动的时候，通过PLC控制第二电动阀3关闭，第一电动阀2打开，从而将缸体23内部的空气通过通气管1充入两个气囊9内，从而使气囊9膨胀，之后通过两个气囊9将人脸固定在支撑架8的内部，从而实现了对人脸姿态的矫正，提高了人脸识别设备的识别精度。
如图1所示，所述第一驱动组件包括第二电机18、两个驱动轮17、两个传动带16和两个从动轮15，所述第二电机18设置在本体14的下端，所述第二电机18与两个驱动轮17均传动连接，两个驱动轮17同轴设置，两个从动轮15分别套设在两个第一丝杆12上，两个驱动轮17分别通过两个传动带16与两个从动轮15传动连接，所述第二电机18与PLC电连接；
其中，通过第一电机18驱动两个驱动轮17转动，在两个传动带17的传动作用下，通过两个驱动轮17驱动两个从动轮15转动，从而通过两个从动轮15分别驱动两个第一丝杆12转动。
如图3所示，所述平移组件包括第一移动块21、第四电机30和两个移动轮31，所述第一移动块21的竖向截面为U形，所述第一导轨11设置在第一移动块21的U形开口内，所述第一导轨11的两侧分别设有一个凹槽，两个移动轮31分别铰接在第一移动块21的两端，两个移动轮31分别设置在两个凹槽内，所述第四电机30设置在第一移动块21的一侧，所述第四电机30与两个移动轮31中其中一个移动轮31传动连接，所述第四电机30与PLC电连接；
其中，通过第四电机30驱动移动轮31转动，在移动轮31与第一导轨11的摩擦力的作用下，通过移动轮31驱动第一移动块21沿着第一导轨11左右移动。
如图2所示，所述驱动单元包括第三电机29、第二丝杆28、第二移动块27和限位块26，所述第三电机29设置在外壳20的一侧内壁上，所述第二丝杆28水平设置，所述第三电机29与第二丝杆28传动连接，所述第二移动块27套设在第二丝杆28上，所述第二丝杆28与第二移动块27螺纹连接，所述限位块26设置在第二移动块27上，所述限位块26设置在开槽25内，所述第三电机29与PLC电连接；
其中，通过第三电机29驱动第二丝杆28转动，在第二丝杆28上的外螺纹与第二移动块27内部的内螺纹的相互挤压下，通过第二丝杆28驱动第二移动块27沿着第二丝杆28左右移动，在第二移动块27左右移动的同时，带动限位块26左右移动，通过限位块26与开槽25的相互作用，通过限位块26驱动摆动杆24左右摆动。
如图4所示，所述第二驱动组件包括第一电机6、转动轮7和驱动杆5，所述第一电机6设置在支撑架8的上方，所述第一电机6与转动轮7传动连接，所述驱动杆5的一端铰接在活塞4上，所述驱动杆5的另一端铰接在转动轮7上远离转动轮7圆心的位置处，所述第一电机6与PLC电连接；
其中，通过第一电机6驱动转动轮7转动，在转动轮7转动的同时，通过转动轮7拉动驱动杆5的一端左右移动，从而在驱动杆5的作用下，驱动活塞4在缸体23的内部左右移动。
作为优选，为了提高活塞4与缸体23内壁之间的密封性能，所述活塞4的制作材料为橡胶，由于橡胶具有较好的密封性能，从而提高了活塞4与缸体23内壁之间的密封性能。
作为优选，为了提高第二电机18的驱动能力，所述第二电机18为伺服电机。
作为优选，为了提高两个升降块10移动的顺畅度，两个第一丝杆12的外表面上均涂有润滑剂，通过润滑剂降低了升降块10与第一丝杆12之间的摩擦系数，从而减小了升降块10与第一丝杆12之间的摩擦力，从而提高了两个升降块10移动的顺畅度。
作为优选，为了扩大摄像头22的拍摄范围，所述摄像头22为广角摄像头，由于广角摄像头的拍摄范围较大，从而扩大摄像头22的拍摄范围，从而进一步提高了人脸识别设备采集人脸信息的准确度。
作为优选，为了防止气囊9因过度膨胀而挤伤人脸，所述气囊9的内部还设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接，通过压力传感器检测气囊9内部的气压，之后压力传感器将检测到的信号发送给PLC，PLC将检测值与设定值进行对比，当检测值大于等于设定值的时候，PLC发送信号给第一电机6，使第一电机6停止转动，从而停止向气囊9内充气，降低了气囊9因过度膨胀而挤伤人脸的几率。
当摄像头22检测到前方有人的时候，摄像头22将信号发送给PLC，PLC接收到信号之后，在PLC的控制下，通过第一驱动组件驱动升降块10沿着第二导轨13升降，从而通过两个升降块10带动第一导轨11升降，从而实现了摄像头22的升降，之后通过平移组件驱动摄像头22沿着第一导轨11左右移动，从而实现了摄像头22的左右移动，之后通过调节组件对摄像头22的拍摄角度进行调节，从而实现了摄像头22的角度调节，通过摄像头22的移动和角度调节，使摄像头可以对人脸进行矩阵扫描，从而提高了人脸识别设备的识别精度，在PLC的控制下，通过第二驱动组件驱动活塞4在缸体23的内部左右移动，当活塞4向左移动的时候，通过PLC控制第二电动阀3打开，第一电动阀2关闭，从而将外部空气吸入缸体23内部，当活塞4向右移动的时候，通过PLC控制第二电动阀3关闭，第一电动阀2打开，从而将缸体23内部的空气通过通气管1充入两个气囊9内，从而使气囊9膨胀，之后通过两个气囊9将人脸固定在支撑架8的内部，从而实现了对人脸姿态的矫正，提高了人脸识别设备的识别精度。
与现有技术相比，该具有人脸定位功能的人脸识别设备中，通过调节机构实现了摄像头22的移动和角度调节，从而使摄像头22可以对人脸进行矩阵式扫描，提高了人脸识别设备采集人脸信息的完整度，提高了人脸识别设备的精确度，与现有机构相比，该机构通过丝杆驱动，提高了对摄像头22移动距离控制的精确度，不仅如此，通过定位机构，使人脸识别设备可以对人脸的位置和姿态进行矫正和固定，进一步提高了人脸识别设备识别的精确度，与现有机构相比，该机构通过气囊9对人脸进行固定和矫正，提高了人脸识别设备的安全性。
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)

1.一种具有人脸定位功能的人脸识别设备，包括本体(14)和摄像头(22)，其特征在于，还包括定位机构、调节机构和中控机构，所述定位机构和调节机构均设置在本体(14)上，所述中控机构包括PLC和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与PLC电连接；
所述调节机构包括第一驱动组件、第一导轨(11)、平移组件、调节组件、两个第一丝杆(12)、两个升降块(10)和两个第二导轨(13)，两个第二导轨(13)均竖向设置在本体(14)上，两个升降块(10)分别套设在两个第二导轨(13)上，两个第一丝杆(12)分别设置在两个第二导轨(13)上，每个升降块(10)的内部设有通孔，每个第一丝杆(12)对应穿过一个升降块(10)，每个第一丝杆(12)与其对应穿过的升降块(10)螺纹连接，所述第一驱动组件设置在本体(14)的下方，所述第一导轨(11)水平架设在两个升降块(10)上，所述平移组件设置在第一导轨(11)上，所述调节组件设置在平移组件上；
所述调节组件包括驱动单元、外壳(20)、摆动杆(24)和开槽(25)，所述驱动单元水平设置在外壳(20)的中部，所述外壳(20)的一侧壳体上设有开口，所述摆动杆(24)铰接在外壳(20)的一侧内壁上，所述摆动杆(24)靠近驱动单元的一端上设有开槽(25)，所述摄像头(22)设置在摆动杆(24)的另一端上，所述摄像头(22)设置在外壳(20)的开口处；
所述定位机构包括第二驱动组件、缸体(23)、活塞(4)、第一电动阀(2)、第二电动阀(3)、支撑架(8)、通气管(1)、两个气囊(9)和至少两个支撑杆(19)，所述支撑架(8)通过各支撑杆(19)连接在本体(14)上，两个气囊(9)分别设置在支撑架(8)的内部的两侧，所述缸体(23)设置在支撑架(8)的上方，所述第一电动阀(2)和第二电动阀(3)均设置在缸体(23)上，所述第一电动阀(2)通过通气管(1)与两个气囊(9)均连通，所述活塞(4)设置在缸体(23)的内部，所述第二驱动组件设置在缸体(23)的一侧，所述第一电动阀(2)和第二电动阀(3)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述第一驱动组件包括第二电机(18)、两个驱动轮(17)、两个传动带(16)和两个从动轮(15)，所述第二电机(18)设置在本体(14)的下端，所述第二电机(18)与两个驱动轮(17)均传动连接，两个驱动轮(17)同轴设置，两个从动轮(15)分别套设在两个第一丝杆(12)上，两个驱动轮(17)分别通过两个传动带(16)与两个从动轮(15)传动连接，所述第二电机(18)与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述平移组件包括第一移动块(21)、第四电机(30)和两个移动轮(31)，所述第一移动块(21)的竖向截面为U形，所述第一导轨(11)设置在第一移动块(21)的U形开口内，所述第一导轨(11)的两侧分别设有一个凹槽，两个移动轮(31)分别铰接在第一移动块(21)的两端，两个移动轮(31)分别设置在两个凹槽内，所述第四电机(30)设置在第一移动块(21)的一侧，所述第四电机(30)与两个移动轮(31)中其中一个移动轮(31)传动连接，所述第四电机(30)与PLC电连接。
4.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述驱动单元包括第三电机(29)、第二丝杆(28)、第二移动块(27)和限位块(26)，所述第三电机(29)设置在外壳(20)的一侧内壁上，所述第二丝杆(28)水平设置，所述第三电机(29)与第二丝杆(28)传动连接，所述第二移动块(27)套设在第二丝杆(28)上，所述第二丝杆(28)与第二移动块(27)螺纹连接，所述限位块(26)设置在第二移动块(27)上，所述限位块(26)设置在开槽(25)内，所述第三电机(29)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述第二驱动组件包括第一电机(6)、转动轮(7)和驱动杆(5)，所述第一电机(6)设置在支撑架(8)的上方，所述第一电机(6)与转动轮(7)传动连接，所述驱动杆(5)的一端铰接在活塞(4)上，所述驱动杆(5)的另一端铰接在转动轮(7)上远离转动轮(7)圆心的位置处，所述第一电机(6)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述活塞(4)的制作材料为橡胶。
7.如权利要求2所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述第二电机(18)为伺服电机。
8.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，两个第一丝杆(12)的外表面上均涂有润滑剂。
9.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述摄像头(22)为广角摄像头。
10.如权利要求1所述的具有人脸定位功能的人脸识别设备，其特征在于，所述气囊(9)的内部还设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
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