CN108683839B - 一种自调节摄像头的人脸识别设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种自调节摄像头的人脸识别设备，包括显示屏和自调节摄像单元；显示屏包括屏幕和外框，屏幕镶嵌于外框内，外框上开设有容置孔；自调节摄像单元包括驱动机构和摄像头组；驱动机构包括第一驱动电机、第二驱动电机和枢转件，枢转件铰接固定于容置孔内，所述第一驱动电机用于驱动枢转件进行轴向转动，所述摄像头组与枢转件的侧壁铰接，所述第二驱动电机用于驱动摄像头组进行径向转动。本发明中的自调节摄像单元，能够通过第一驱动电机带动枢转件以及摄像头组实现轴向旋转，通过第二驱动电机带动摄像头组进行径向上的旋转，能够非常方便的实现摄像头组的拍摄高度以及拍摄角度的调节，使用更加方便，采集效率高，适应范围广。

Description

一种自调节摄像头的人脸识别设备

技术领域

本发明涉及终端摄像系统技术领域，尤其涉及一种自调节摄像头的人脸识别设备。

背景技术

人脸识别是现阶段更受瞩目的，并迅速发展的一项研究领域，主要用于身份识别，广泛应用于企业的门禁考勤、幼儿园的接送管理、金融开户、社保生存认证、政府、企业办事窗口等等。

在人脸识别技术应用中，人脸图像会直接影响到识别性能，要求在获取人脸图像时，人脸位置、俯仰角度、姿态变化应在允许范围之内，以便获得影响最小的优质的人脸图像。当前，人脸识别设备通常固定放置在某个高度或某一方向，而绝大多数人脸识别设备，摄像头不具备角度以及方向的调节功能，难以满足因用户身高不同、站立方向不同，而导致获取的脸部图像对于人脸信息识别效果不好，因而使用中要求用户配合将脸部调整到适当位置，对准摄像头再进行识别，或者使用者手动调整人脸识别设备的放置位置，使得摄像头对准人脸。因此现有的人脸识别设备使用不够方便，采集效率较为低下，用户体验感不好，限制了人脸识别设备的使用条件及应用场景。

发明内容

为此，需要提供一种自调节摄像头的人脸识别设备，来解决现有技术中的人脸识别设备使用不够方便，采集效率较为低下，用户体验感不好的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述人脸识别设备包括显示屏和自调节摄像单元；

所述显示屏包括屏幕和外框，所述屏幕镶嵌于外框内，所述外框上开设有容置孔；

所述自调节摄像单元包括驱动机构和摄像头组；

所述驱动机构包括第一驱动电机、第二驱动电机和枢转件，所述枢转件铰接固定于容置孔内，所述第一驱动电机用于驱动枢转件进行轴向转动，所述摄像头组与枢转件的侧壁铰接，摄像头组可收纳于容置孔内，所述第二驱动电机用于驱动摄像头组进行径向转动。

作为本发明的一种优选结构，所述第一驱动电机设置于枢转件一侧的外框内，所述枢转件一端与驱动电机的输出轴固定，另一端与显示屏顶部的外框铰接固定，所述第二驱动电机设置于枢转件内，第二驱动电机的输出轴与摄像头组连接。

作为本发明的一种优选结构，所述第一驱动电机输出轴外部套设有传动齿轮，所述传动齿轮与枢转件固定，所述第二驱动电机输出轴外部套设有传动齿轮，所述传动齿轮与摄像头组固定。

作为本发明的一种优选结构，所述第一驱动电机设置于枢转件一侧的外框内，所述枢转件一端与驱动电机的输出轴固定，另一端与显示屏顶部的外框铰接固定，所述第二驱动电机设置于摄像头组内，第二驱动电机的输出轴与摄像头组连接。

作为本发明的一种优选结构，所述第二驱动电机的输出轴与摄像头组通过转动轴连接，所述转动轴一端与摄像头组连接，另一端与第二驱动电机的枢转轴连接。

作为本发明的一种优选结构，所述第一驱动电机与枢转件之间还设置有转动轴，所述转动轴连接枢转件的一端与第一驱动电机的输出轴。

作为本发明的一种优选结构，所述第一驱动电机和第二驱动电机为闭环步进电机。

作为本发明的一种优选结构，所述摄像头组包括至少一个摄像头，摄像头组可收纳于容置孔内。

作为本发明的一种优选结构，所述显示屏包括第一显示屏和第二显示屏，所述自调节摄像单元包括第一自调节摄像单元和第二自调节摄像单元，所述第一显示屏的屏幕与第二显示屏的屏幕朝向不同的方向设置，所述第一自调节摄像单元安装于第一显示屏顶部的外框上，所述第二自调节摄像单元安装于第一显示屏或者第二显示屏的外框上。

作为本发明的一种优选结构，所述第一显示屏和第二显示屏的外框背部相对设置，第一显示屏与第二显示屏可拆卸连接。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本发明一种自调节摄像头的人脸识别设备设置的自调节摄像单元，能够通过第一驱动电机带动枢转件以及摄像头组实现轴向旋转，通过第二驱动电机带动摄像头组进行径向上的旋转，能够非常方便的实现摄像头组的拍摄高度以及拍摄角度的调节，使用更加方便，人脸图像信息采集精度高，采集效率高，适应范围广。

附图说明

图1为具体实施方式中所述的自调节摄像头的人脸识别设备主视示意图；

图2为具体实施方式中所述的自调节摄像头的人脸识别设备剖视示意图；

图3为具体实施方式中所述的自调节摄像头的人脸识别设备的自调节摄像单元主视的剖视放大示意图；

图4为具体实施方式中所述的自调节摄像头的人脸识别设备的自调节摄像单元后视的剖视放大示意图；

图5为具体实施方式中所述的自调节摄像头的人脸识别设备另一实施例斜视结构示意图。

附图标记说明：

100、显示屏；

110、屏幕；

120、外框；

200、自调节摄像单元；

211、第一驱动电机、212、第二驱动电机；213、枢转件；214、转动轴；

220、摄像头组；

300、容置孔；

400、传动齿轮；

500、第一显示屏；

600、第二显示屏；

700、第一自调节摄像单元；

800、第二自调节摄像单元。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种自调节摄像头的人脸识别设备，所述人脸识别设备包括显示屏100和自调节摄像单元200；

所述显示屏是一种将电子信息通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。具体的，所述显示屏100包括屏幕110和外框120，所述屏幕110镶嵌于外框120内，所述外框120上开设有容置孔300。所述显示屏100的屏幕110用以显示人脸识别设备中摄像头所拍摄到的人脸图像信息，通过显示屏100实时显示，使用者能够明晰其脸部信息是否被完整清晰采集。所述外框120作为屏幕110的安装支撑机构，用以固定和保护屏幕110，同时外框120也作为显示屏100的其他组成部件(如存储器、处理器以及电路等)的容置框架。所述容置孔300用来安装以及收纳所述自调节摄像单元200。

如图3和图4所示，所述自调节摄像头单元用于人脸识别设备拍摄高度以及拍摄角度的自动调节。所述自调节摄像单元200包括驱动机构和摄像头组220；所述的驱动机构用来驱动枢转件213以及摄像头组220的转动。具体的，所述驱动机构包括第一驱动电机211、第二驱动电机212和枢转件213，所述枢转件213铰接固定于容置孔300内，所述第一驱动电机211用于驱动枢转件213进行轴向转动，所述摄像头组220与枢转件213的侧壁铰接，摄像头组220可收纳于容置孔300内，所述第二驱动电机212用于驱动摄像头组220进行径向转动。所述的摄像头组220用来对使用者进行脸部信息采集。所述摄像头组220包括至少一个摄像头，摄像头组220可收纳于容置孔300内。摄像头组220中的摄像头可以为一个或者多个，可以是可见光摄像头或者红外摄像头，使用者可以根据实际需要进行选择。在本发明自调节摄像头的人脸识别设备设置的自调节摄像单元200，能够通过第一驱动电机211带动枢转件213以及摄像头组220实现轴向旋转，通过第二驱动电机212带动摄像头组220进行径向上的旋转，能够非常方便的实现摄像头组220的拍摄高度以及拍摄角度的调节，使用更加方便，人脸图像信息采集精度高，采集效率高，适应范围广。

请参阅图3和图4，作为本发明的一种优选实施例，所述第一驱动电机211设置于枢转件213一侧的外框120内，所述枢转件213一端与驱动电机的输出轴固定，另一端与显示屏100顶部的外框120铰接固定，所述第二驱动电机212设置于枢转件213内，第二驱动电机212的输出轴与摄像头组220连接。优选的，所述枢转件213与显示屏顶部外框相平行，摄像头组220设置于显示屏顶部的外框上，结构设置合理，外观美观大方。当然，在其他的实施例中，摄像头组也可以设置在显示屏的下方或者侧方的外框上。第一驱动电机211设置于枢转件213一侧的外框120内，而枢转件213的一端连接第一驱动电机211的输出轴，枢转件213的另一端又与外框120铰接，那么第一驱动电机211工作，其枢转轴转动，则会带动枢转件213进行轴向旋转，并且摄像头组220还通过第二驱动电机212与枢转件213连接，枢转件213在轴向转动的同时则会带动摄像头组220进行轴向上的旋转，以调整摄像头组220的拍摄高度，以适应不同身高使用者的使用。第二驱动电机212的输出轴与摄像头组220的侧壁垂直连接，那么第二驱动电机212工作，输出轴转动则会带动摄像头组220在径向发生转动，以调整摄像头组220的拍摄度，以适应使用者不同站姿导致的脸部位置不同。因此第一驱动电机211、第二驱动电机212和枢转件213的配合，可以实现摄像头组220对不同高度、不同角度方位人脸的拍摄，使用者体验感更佳，人脸拍摄的图像采集效率更高，识别更为高效，适用范围更广。优选的，所述第一驱动电机211、第二驱动电机212为齿轮减速电机，齿轮减速电机是电机与减速器和二合为一的简称，齿轮减速顾名思义，就是用不同齿数的n组齿轮，将电机的出轴转速减到指定转速。

在某些其他的实施例中，所述第一驱动电机211设置于枢转件213一侧的外框120内，所述枢转件213一端与驱动电机的输出轴固定，另一端与显示屏100顶部的外框120铰接固定，所述第二驱动电机212设置于摄像头组220内，第二驱动电机212的输出轴与摄像头组220连接。本实施例中，考虑到枢转件213内的空间有限，将第二驱动电机212设置于摄像头组220内，由第二驱动电机212的电机座带动摄像头进行径向转动。

如图4所示的实施例中，所述第一驱动电机211输出轴外部套设有传动齿轮400，所述传动齿轮400与枢转件213固定，所述第二驱动电机212输出轴外部套设有传动齿轮400，所述传动齿轮400与摄像头组220固定。通过传动齿轮400在第一驱动电机211与枢转件213、第二驱动电机212与摄像头组220之间进行传动连接，连接更为牢固、稳定。

本发明自调节摄像头的人脸识别设备，在实际使用中，只要需进行脸部信息采集的使用者进入摄像头组220中摄像头的拍摄范围内，摄像头就会进行对使用者的脸部信息进行第一次采集，并将采集到的人脸图像信息传输给处理单元，并由处理单元判断人脸图像信息在显示屏100屏幕110中的位置，当判定人脸图像不在屏幕110中间位置时，处理单元发送控制指令，控制第一驱动电机211、第二驱动电机212启动，通过第一驱动电机211带动枢转件213轴向旋转调整摄像头组220的拍摄高度，第二驱动电机212带动摄像头组220径向转动调整摄像头组220在某一高度上的拍摄角度，最终使得使得摄像头拍摄到的人脸图像处于屏幕110的中间位置，以确保使用者脸部图像的采集完整。优选的，摄像头的镜头还将使用AF自动对焦功能，确保使用者无论站的远或者近，摄像头始终能采集到清晰的人脸图像，本设备适用于常规的不配合环境，例如自动监控，动态布控等环境。

在某些其他的实施例中，所述第二驱动电机212的输出轴与摄像头组220通过转动轴214连接，所述转动轴214一端与摄像头组220连接，另一端与第二驱动电机212的枢转轴连接。通过转动轴214连接第二驱动电机212的输出轴，第二驱动电机212的输出轴由转动轴214包裹，第二驱动电机212可以整体容置在封闭性良好的枢转件213内，能够对电机起到保护作用。优选的，所述转动轴214的材质与枢转件213以及外框120的材质相同，转动轴214在转动过程中对其与枢转件213接触处的位置，磨损程度小，而且整个设备的外形更加的美观。在某些其他的实施例中，所述第一驱动电机211与枢转件213之间还设置有转动轴214，所述转动轴214连接枢转件213的一端与第一驱动电机211的输出轴。优选的，所述枢转件213与显示屏100顶部的外框120之间的铰接固定，也使用转动轴214作为铰接件，枢转件213可绕转动轴214发生旋转，这样枢转件213的两端均使用转动轴214，结构上更加对称，外形更加的美观。

优选的实施例中，所述第一驱动电机211和第二驱动电机212为闭环步进电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。闭环步进电机是指步进电机采用闭环控制的控制方式，其控制方式是直接或间接地检测出负载(摄像头组220)的位置或速度，然后通过反馈和适当的处理，自动地给出步进电机的驱动脉冲序列，这个驱动脉冲序列是根据负载或转子的位置而随时变化的。闭环步进电机结合微步驱动技术及微型计算机控制技术，可以实现很高的位置精度要求。

作为本发明的一种优选实施例，所述摄像头组220包括至少一个摄像头，摄像头组220可收纳于容置孔300内。具体的，所述摄像头组220可安装有一个可见光摄像头。所述的摄像头主要用于采集人脸部图像信息，摄像头组220上设置的可见光摄像头(普通摄像头)，主要用于在正常光线状态下(白天)进行人脸图像的采集，造价成本低，图像采集效果较好。在其他的实施例中，所述摄像头组220包括可见光摄像和红外摄像头。红外摄像头则主要用于光线较弱时，对人脸图像的采集，红外摄像头相对于可见光摄像头的优势在于其可以增强夜间图像捕捉能力，但是红外摄像头使用成本较高。采用此种结构的摄像头组220，其既能适应天色较亮时的人脸图像采集工作，又能够适应天色较暗时的工作，适用性更强。

请参阅图5，作为本发明的一种优选实施例，所述显示屏包括第一显示屏500和第二显示屏600，所述自调节摄像单元包括第一自调节摄像单元700和第二自调节摄像单元800，所述第一显示屏500的屏幕110与第二显示屏600的屏幕110朝向不同的方向设置，所述第一自调节摄像单元700安装于第一显示屏500顶部的外框120上，所述第二自调节摄像单元800安装于第一显示屏500或者第二显示屏600的外框120上。采用以上双屏、双摄像结构的人脸识别设备，其可以同时对两个使用者进行人脸图像信息采集或者匹配验证，工作效率更高，适用范围更广。在本实施例中，第一显示屏500的屏幕110与第二显示屏600的屏幕110朝向不同的方向设置，可以方便站立于不同方位的使用者，清楚的获知到本次脸部图像信息的采集效果或者查看进行脸部图像信息匹配的验证结果。

在具体使用实施例中，本发明自调节摄像头的人脸识别设备可用于幼儿园的接送管理。在幼儿园开学时，入园儿童与家长分别站在第一显示屏500和第二显示屏600的屏幕110前方，摄像头组220中的摄像头在检测到使用者进入到拍摄范围内，第一自调节摄像单元700和第二自调节摄像头单元800中的摄像头就会分别对儿童以及家长的脸部信息进行第一次采集获取，并将采集的脸部图像信息显示到屏幕110上，同时反馈给人脸识别设备中的处理单元，并由处理单元判断人脸图像信息在屏幕110中间的位置，当判定人脸图像不在屏幕110中间位置时，处理单元发送控制指令，控制第一驱动电机211、第二驱动电机212启动，通过第一驱动电机211带动枢转件213轴向旋转调整摄像头组220的拍摄高度，第二驱动电机212带动摄像头组220径向转动调整摄像头组220在某一高度上的拍摄角度，最终使得使得摄像头拍摄到的人脸图像处于屏幕110的中间位置，实现摄像头组220位置的自动调节，以确保使用者脸部图像采集的完整性，一个孩子可以匹配多位家长信息，并将采集到的配对信息储存在存储单元中，使用双屏双摄像头组采集人脸图像信息效率更高；在平常幼儿园孩子放学出园时，重复上述脸部图像信息采集步骤，此时采集到的人脸图像信息用于与存储单元中的预存信息匹配，只有二者脸部图像信息匹配时，才允许接走孩子，幼儿园孩子安全性得到了极大的保障。

作为本发明的一种优选实施例，所述第一显示屏500和第二显示屏600的外框120背部相对设置，第一显示屏500与第二显示屏600可拆卸连接。第一显示屏500与第二显示屏600采用可拆卸连接，在运输过程中可进行拆卸开来，便于搬动运输，另外在人脸识别设备长时间闲置不使用时，也可以将两显示屏100拆开以便于存放。具体的，所述可拆卸连接包括卡扣连接和螺栓连接。优选的，在自调节摄像头的人脸识别设备采用双屏双摄像结构时，所述第一自调节摄像单元700中的摄像头组220设有一个可见光摄像头，所述第二自调节摄像单元800中的摄像头组220设有一个红外摄像头。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述人脸识别设备包括显示屏和自调节摄像单元；

所述显示屏包括屏幕和外框，所述屏幕镶嵌于外框内，所述外框上开设有容置孔；

所述自调节摄像单元包括驱动机构和摄像头组；

所述驱动机构包括第一驱动电机、第二驱动电机和枢转件，所述枢转件铰接固定于容置孔内，所述摄像头组与枢转件的侧壁铰接，摄像头组可收纳于容置孔内；

所述第一驱动电机设置于枢转件一侧的外框内，枢转件的一端连接第一驱动电机的输出轴，枢转件的另一端与外框铰接，第一驱动电机用于带动枢转件进行轴向旋转，摄像头组通过第二驱动电机与枢转件连接，第二驱动电机的输出轴与摄像头组的侧壁垂直连接，第二驱动电机用于带动摄像头组在径向发生转动；

所述显示屏包括第一显示屏以及第二显示屏，所述自调节摄像单元包括第一自调节摄像单元和第二自调节摄像单元，所述第一显示屏的屏幕与第二显示屏的屏幕朝向不同的方向设置，所述第一自调节摄像单元安装于第一显示屏顶部的外框上，所述第二自调节摄像单元安装于第一显示屏的外框上；

其中，所述第一自调节摄像单元用于拍摄第一使用者的人脸图像信息，所述第二自调节摄像单元用于拍摄第二使用者的人脸图像信息，所述人脸识别设备还包括存储单元，人脸识别设备用于将采集到的两个人脸图像信息与存储单元中的预存信息匹配，所述预存信息为第一使用者与第二使用者预存的人脸图像匹配信息，以确认第一使用者的人脸图像信息与第二使用者的人脸图像信息是否匹配。

2.根据权利要求1所述的自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述第一驱动电机输出轴外部套设有传动齿轮，所述传动齿轮与枢转件固定，所述第二驱动电机输出轴外部套设有传动齿轮，所述传动齿轮与摄像头组固定。

3.根据权利要求1所述的自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述第一驱动电机与枢转件之间还设置有转动轴，所述转动轴连接枢转件的一端与第一驱动电机的输出轴。

4.根据权利要求1所述的自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机为闭环步进电机。

5.根据权利要求1所述的自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述摄像头组包括至少一个摄像头，摄像头组可收纳于容置孔内。

6.根据权利要求1所述的自调节摄像头的人脸识别设备，其特征在于，所述第一显示屏和第二显示屏的外框背部相对设置，第一显示屏与第二显示屏可拆卸连接。

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