CN108664952B - 人脸检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于图像获取设备技术领域，具体涉及一种人脸检测系统及检测方法。本发明所述的人脸检测系统，包括人脸识别器、支撑板、旋转电机、距离传感器、升降平台和控制器，所述人脸识别器固定设于所述支撑板上，所述人脸识别器上设有摄像头和显示器，所述人脸识别器与所述控制器通讯连接，所述支撑板的底部设有所述旋转电机，所述摄像头的图像采集线路的上方设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器通讯连接，所述距离传感器的下方设有升降装置。通过使用本发明所述的人脸检测系统及检测方法，能够自动的调整用户高度和摄像头的采集角度，保证摄像头对用户面部信息进行全面采集，提高采集效率和准确度，增加用户体验感，减少面部信息采集时间。

Description

人脸检测系统及检测方法

技术领域

本发明属于图像获取设备技术领域，具体涉及一种人脸检测系统及检测方法。

背景技术

现有技术中有关身份识别的技术有虹膜识别、掌纹识别、人脸识别或指纹识别等。其中，虹膜识别一般成本非常高，它一般用在更高的技术领域。指纹识别的准确性不如人脸识别，并且如果手指有破损就不能注册。掌纹识别的体积都比较大，比如放在桌面上会占用很大面积，会浪费空间、影响美观整洁。人脸识别被广泛应用于人类的生产生活等各个方面。

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。其工作原理是通过摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频，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识别的技术，通常也叫做人像识别、面部识别。

目前市面上的人脸识别装置都为定角度和定高度，因为导致需要人脸去主动适应识别区域范围，从而造成用户的体验感差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种人脸检测系统，其中包括人脸识别器、支撑板、旋转电机、距离传感器、升降平台和控制器，所述人脸识别器固定设于所述支撑板上，所述人脸识别器上设有用于采集用户面部信息的摄像头和用于显示采集信息的显示器，所述人脸识别器与所述控制器通讯连接，所述支撑板的底部设有所述旋转电机，所述旋转电机的底部安装在电机支架上，当所述旋转电机在所述控制器的控制下进行转动时能够带动所述支撑板和所述人脸识别器共同转动，从而使所述摄像头从不同的角度采集用户面部信息，所述摄像头的图像采集线路的上方设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器通讯连接，所述距离传感器的下方设有升降装置，所述升降装置与所述控制器通讯连接，所述升降装置用于支撑用户站立且所述升降装置能够在所述控制器的作用下调整用户的整体高度，从而使人脸完全处于所述摄像头的采集范围内，所述升降装置上设有重力传感器，当有用户站立于所述升降装置上时，所述重力传感器能够向所述控制器发出检测信号，所述控制器能够根据所述检测信号控制所述摄像头、所述显示器和所述距离传感器开启，并调整所述旋转电机和所述升降装置，从而使所述人脸识别器对用户面部信息进行全面采集。

进一步地，所述升降装置包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体上下叠放设置，所述下壳体的内部设有驱动电机和齿条，所述齿条的一端与所述驱动电机的输出轴上的齿轮传动连接，所述齿条的另一端固定连接在所述上壳体的底部的中心位置，当所述驱动电机转动时，能够通过所述齿轮和所述齿条传动带动所述上壳体进行升降运动。

进一步地，所述齿条固定于安装板上，所述安装板的顶端固定连接于所述上壳体的下方，所述安装板的底端设于所述下壳体的内部，所述安装板上设有平行设置的两条滑动导轨，两条所述滑动导轨对称设于所述齿条的两侧，所述驱动电机的输出轴上设有能够与所述滑动导轨相互配合的滑块，从而使所述安装板在所述驱动电机的转动过程中能够带动所述上壳体进行升降运动。

进一步地，所述人脸识别器上还设有用于提示用户信息采集进程的语音播报器。

进一步地，所述电机支架的侧面上设有身份证读取器。

进一步地，所述距离传感器为超声波传感器。

进一步地，所述距离传感器在所述摄像头的图像采集线路上距所述摄像头的水平距离为300mm，距所述摄像头的竖直距离为300mm。

进一步地，所述控制器上还设有USB模块或WIFI模块，所述USB模块或所述WIFI模块能够通过数据线或移动网络与其他设备通讯连接。

进一步地，所述旋转电机是盘式电机。

本发明还提出了一种人脸检测方法，利用上述所述的人脸检测系统对人脸进行检测，其中包括以下步骤：

当用户站立于所述升降装置上时，通过所述重力传感器向所述控制器发出检测信号，所述控制器控制所述摄像头、所述显示器、所述距离传感器和所述驱动电机开启；

通过所述距离传感器检测用户的头顶部距所述距离传感器的距离，并将检测结果发送至所述控制器，所述控制器根据所述检测结果调整所述升降装置的高度，使用户的脸部能够完全处于所述摄像头的采集范围内；

通过所述控制器调整所述旋转电机转动，使所述摄像头能够多角度的采集用户面部信息，并将用户面部信息通过所述显示器进行显示；

当用户面部信息采集完成后，通过所述控制器控制所述摄像头、所述显示器、所述距离传感器和所述驱动电机关闭。

通过使用本发明所述的人脸检测系统及检测方法，能够自动的调整用户高度和摄像头的采集角度，保证摄像头对用户面部信息进行全面采集，提高采集效率和准确度，增加用户体验感，减少面部信息采集时间。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为图1中人脸识别器的正面结构示意图；

图3为图1中升降装置的内部结构示意图；

图4为图1中安装板的结构示意图；

图5为图1中驱动电机的结构示意图；

图6为图1中实施例的内部各模块的连接示意图；

图7为利用图1中实施例进行人脸识别的流程图。

附图中各标记表示如下：

10：人脸识别器、11：摄像头、12：显示器、13：语音播报器；

20：支撑板；

30：旋转电机、31：电机支架、32：身份证读取器；

40：距离传感器；

50：升降装置、51：上壳体、52：下壳体、53：驱动电机、54：安装板、55：重力传感器、56：齿条、57：滑动导轨、58：齿轮、59：滑块；

60：控制器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明实施例的整体结构示意图。如图1所示，本实施例中的人脸检测系统，其中包括人脸识别器10、支撑板20、旋转电机30、距离传感器40、升降平台50和控制器60。人脸识别器10固定设于支撑板20上，人脸识别器10上设有用于采集用户面部信息的摄像头11和用于显示采集信息的显示器12，人脸识别器10与控制器60通讯连接，支撑板20的底部设有旋转电机30，旋转电机30的底部固定于电机支架31上，当旋转电机30在控制器60的控制下进行转动时能够带动支撑板20和人脸识别器10共同转动，从而使摄像头11从不同的角度采集用户面部信息。摄像头11的图像采集线路的上方设有距离传感器40，距离传感器40与控制器60通讯连接，距离传感器40的下方设有升降装置50，升降装置50与控制器60通讯连接，升降装置50用于支撑用户站立且升降装置50能够在控制器60的作用下调整用户的整体高度，从而使人脸完全处于摄像头11的采集范围内。升降装置50上设有重力传感器55，当有用户站立于升降装置50上时，重力传感器55能够向控制器60发出检测信号，控制器60能够根据检测信号控制摄像头11、显示器12和距离传感器40开启，并调整旋转电机30和升降装置50，从而使人脸识别器10对用户面部信息进行全面采集。

本实施例中，距离传感器40为超声波传感器，旋转电机30是盘式电机。超声波传感器在摄像头11的图像采集线路上距摄像头11的水平距离为300mm，距摄像头11的竖直距离为300mm。

其中，盘式电机又叫碟式电机，具有体积小、重量轻、效率高的特点，一般电机的转子和定子是里外套着装的，盘式电机为了薄，定子在平的基板上，转子是盖在定子上的，一般定子是线圈，转子是永磁体或粘有永磁体的圆盘。采用盘式电机可以降低设备总体的高度，以有利于提高设备的稳定性和准确性。超声波传感器在摄像头11的图像采集线路上距摄像头11的水平距离为300mm，能够保证摄像头11全面采集用户面部信息，超声波传感器在摄像头11的图像采集线路上距摄像头11的竖直距离为300mm，保证能够在调整人体高度时有一定的调整量。

图6为图1中实施例的内部各模块的连接示意图。如图6所示，当用户需要进行面部信息采集时，站立于升降装置50上。升降装置50上的重力传感器55检测到有人员位于升降装置50的上方时，能够通过数据线向控制器60发出检测信号。控制器60接收到检测信号后，控制摄像头11、显示器12和距离传感器40开启。距离传感器40开启后通过向用户头顶部发出超声波信号，并再次接收反弹回的信号，以此来判断用户头顶部与距离传感器40之间的距离。由于距离传感器40与摄像头11在竖直方向上的距离是一个定值，因此，可以通过控制用户顶部到距离传感器40的距离来调整用户面部与摄像头11在竖直方向内的距离，保证用户面部信息能够完全处于摄像头11的采集范围内。当用户头顶部与距离传感器40之间的距离较大时，可以通过控制器60控制升降装置50升起，提高用户整体高度，使用户面部信息能够被摄像头11完全采集。

当用户高度调节完毕后，为了多角度的采集用户面部信息，需调整摄11像头与用户面部之间的相对角度。通过控制器60控制旋转电机30转动，旋转电机30能够逆时针转动，也可以顺时针转动，转动角度控制在正负30°内，以保证转动后的摄像头11能够全面的采集用户面部信息。

通过使用本发明所述的人脸检测系统，能够自动的调整用户高度和摄像头的采集角度，保证摄像头对用户面部信息进行全面采集，提高采集效率和准确度，增加用户体验感，减少面部信息采集时间。

图3为图1中升降装置50的内部结构示意图。如图3所示，本实施例中的升降装置50包括上壳体51和下壳体52。上壳体51和下壳体52上下叠放设置，下壳体52的内部设有驱动电机53和齿条56，齿条56的一端与驱动电机53的输出轴上的齿轮58传动连接，齿条56的另一端固定连接在上壳体5的底部的中心位置，当驱动电机53转动时，能够通过齿轮58和齿条56传动带动上壳体51进行升降运动。

图4为图1中安装板的结构示意图。图5为图1中驱动电机的结构示意图。如图4、图5所示，齿条56固定安装于安装板54上，安装板54的顶端固定连接于上壳体51的下方，安装板54的底端设于下壳体52的内部，安装板54上设有平行设置的两条滑动导轨57，两条滑动导轨57对称设于齿条56的两侧，驱动电机53的输出轴上设有能够与滑动导轨57相互配合的滑块59，为了防止滑块59随驱动电机53的输出轴转动而共同转动，在驱动电机53的输出轴上间隔设置有两个滚动轴承，滑块59固定连接在滚动轴承的底部，从而防止滑块59转动，保证滑块59与滑动导轨57的配合，从而使安装板54在驱动电机53的转动过程中能够带动上壳体51进行升降运动。

图2为图1中人脸识别器10的正面结构示意图。如图2所示，人脸识别器上还设有用于提示用户信息采集进程的语音播报器13。语音播报器13能够通过语音指示用户是否可以进行面部检测和何时结束检测过程。

进一步地，电机支架31的侧面上设有身份证读取器32，用于读取用户的身份证信息，并读取的身份证信息与摄像头11采集的用户面部信息进行比对，确定身份证与进行面部信息采集的用户是否为同一人。

进一步地，控制器60上还设有USB模块或WIFI模块，USB模块或WIFI模块能够通过数据线或移动网络与其他设备通讯连接，进行联网管理。

图5为利用图1中实施例进行人脸识别的流程图。如图5所示，利用本实施例所述的人脸检测系统对人脸进行检测，包括以下步骤：

当用户站立于升降装置50上时，通过重力传感器55向控制器60发出检测信号，控制器60控制摄像头11、显示器12、距离传感器40和驱动电机53开启。

通过距离传感器40检测用户的头顶部距距离传感器40的距离，并将检测结果发送至控制器60，控制器60根据检测结果调整升降装置50的高度，使用户的脸部能够完全处于摄像头11的采集范围内。

通过控制器60调整旋转电机30转动，使摄像头11能够多角度的采集用户面部信息，并将用户面部信息通过显示器12进行显示。

当用户面部信息采集完成后，通过控制器60控制摄像头11、显示器12、距离传感器40和驱动电机53关闭。

通过使用本发明所述的人脸检测系统及检测方法，能够自动的调整用户高度和摄像头的采集角度，保证摄像头对用户面部信息进行全面采集，提高采集效率和准确度，增加用户体验感，减少面部信息采集时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种人脸检测系统，其特征在于，包括人脸识别器、支撑板、旋转电机、距离传感器、升降平台和控制器，所述人脸识别器固定设于所述支撑板上，所述人脸识别器上设有用于采集用户面部信息的摄像头和用于显示采集信息的显示器，所述人脸识别器与所述控制器通讯连接，所述支撑板的底部设有所述旋转电机，所述旋转电机的底部安装在电机支架上，当所述旋转电机在所述控制器的控制下进行转动时能够带动所述支撑板和所述人脸识别器共同转动，从而使所述摄像头从不同的角度采集用户面部信息，所述摄像头的图像采集线路的上方设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器通讯连接，所述距离传感器的下方设有升降装置，所述升降装置与所述控制器通讯连接，所述升降装置用于支撑用户站立且所述升降装置能够在所述控制器的作用下调整用户的整体高度，从而使人脸完全处于所述摄像头的采集范围内，所述升降装置上设有重力传感器，当有用户站立于所述升降装置上时，所述重力传感器能够向所述控制器发出检测信号，所述控制器能够根据所述检测信号控制所述摄像头、所述显示器和所述距离传感器开启，并调整所述旋转电机和所述升降装置，从而使所述人脸识别器对用户面部信息进行全面采集；

所述人脸识别器上还设有用于提示用户信息采集进程的语音播报器；所述电机支架的侧面上设有身份证读取器。

2.根据权利要求1所述的人脸检测系统，其特征在于，所述升降装置包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体上下叠放设置，所述下壳体的内部设有驱动电机和齿条，所述齿条的一端与所述驱动电机的输出轴上的齿轮传动连接，所述齿条的另一端固定连接在所述上壳体的底部的中心位置，当所述驱动电机转动时，能够通过所述齿轮和所述齿条传动带动所述上壳体进行升降运动。

3.根据权利要求2所述的人脸检测系统，其特征在于，所述齿条固定于安装板上，所述安装板的顶端固定连接于所述上壳体的下方，所述安装板的底端设于所述下壳体的内部，所述安装板上设有平行设置的两条滑动导轨，两条所述滑动导轨对称设于所述齿条的两侧，所述驱动电机的输出轴上设有能够与所述滑动导轨相互配合的滑块，从而使所述安装板在所述驱动电机的转动过程中能够带动所述上壳体进行升降运动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的人脸检测系统，其特征在于，所述距离传感器为超声波传感器。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的人脸检测系统，其特征在于，所述距离传感器在所述摄像头的图像采集线路上距所述摄像头的水平距离为300mm，距所述摄像头的竖直距离为300mm。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的人脸检测系统，其特征在于，所述控制器上还设有USB模块或WIFI模块，所述USB模块或所述WIFI模块能够通过数据线或移动网络与其他设备通讯连接。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的人脸检测系统，其特征在于，所述旋转电机是盘式电机。

8.一种人脸检测方法，利用上述权利要求2或3所述的人脸检测系统对人脸进行检测，其特征在于，包括以下步骤：

当用户站立于所述升降装置上时，通过所述重力传感器向所述控制器发出检测信号，所述控制器控制所述摄像头、所述显示器、所述距离传感器和所述驱动电机开启；

通过所述距离传感器检测用户的头顶部距所述距离传感器的距离，并将检测结果发送至所述控制器，所述控制器根据所述检测结果调整所述升降装置的高度，使用户的脸部能够完全处于所述摄像头的采集范围内；

通过所述控制器调整所述旋转电机转动，使所述摄像头能够多角度的采集用户面部信息，并将用户面部信息通过所述显示器进行显示；

当用户面部信息采集完成后，通过所述控制器控制所述摄像头、所述显示器、所述距离传感器和所述驱动电机关闭。