CN108989694A - 一种光照量稳定的人脸识别装置 - Google Patents

一种光照量稳定的人脸识别装置 Download PDF

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CN108989694A CN201810656706.1A CN201810656706A CN108989694A CN 108989694 A CN108989694 A CN 108989694A CN 201810656706 A CN201810656706 A CN 201810656706A CN 108989694 A CN108989694 A CN 108989694A
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Abstract

本发明涉及一种光照量稳定的人脸识别装置，包括底座、顶板、识别器、移动机构、遮光机构和两个支板，移动机构包括底板、滑环、滑轨、第一电机、齿轮和两个升降组件，识别器上设有摄像头、显示屏、补光灯和若干按键，识别器内设有供电机构，供电机构包括电源、固定电阻器、滑线变阻器、滑杆和调节组件，该光照量稳定的人脸识别装置通过遮光机构防止外部光线干扰，并利用供电机构调节补光灯的工作功率，进而使人脸识别在稳定的光亮环境中进行，提高了识别精度，不仅如此，通过移动机构带动识别器移动，使摄像头从不同的角度对人脸进行拍摄，便于采集到全面的人脸图像，进一步提高了设备的识别精度。

Description

一种光照量稳定的人脸识别装置
技术领域
本发明涉及人脸识别设备领域，特别涉及一种光照量稳定的人脸识别装置。
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。
现有的人脸识别设备主要依靠摄像头采集图像，进行身份认证，但是摄像头在拍摄过程中，容易受到外部光线影响，光线过亮或过暗时，都会使得摄像头拍摄的人脸图像产生偏差，进而影响设备的判断，导致识别精度降低，不仅如此，由于人脸图像为二维平面图像，而实际人脸为凹凸不平的立体形状，将人脸转换成图像后，会导致部分人脸图像无法在图像上显示出来，进而导致设备无法提取充分的人脸特征数据，降低了设备的识别精度，导致现有的人脸识别装置实用性降低。
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，提供一种光照量稳定的人脸识别装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光照量稳定的人脸识别装置，包括底座、顶板、识别器、移动机构、遮光机构和两个支板，两个支板分别固定在底座的上方的两侧，所述顶板架设在两个支板上，所述遮光机构位于顶板的上方，所述移动机构与识别器传动连接，所述识别器内设有PLC；
所述移动机构包括底板、滑环、滑轨、第一电机、齿轮和两个升降组件，所述升降组件与支板一一对应，所述底板位于滑轨的上方，所述滑轨的两端分别与两个升降组件连接，所述底板的两端分别与两个升降组件连接，所述底板的形状为滑轨的形状均为圆弧形，所述滑环套设在滑轨上，所述滑环固定在识别器的上方，所述第一电机固定在识别器的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与齿轮传动连接，所述底板上设有滑槽，所述滑槽的靠近支板的一侧的内壁设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在滑槽的内壁上，所述从动齿与齿轮啮合；
所述识别器上设有摄像头、显示屏、补光灯和若干按键，所述摄像头、显示屏、补光灯和按键均与PLC电连接，所述识别器内设有供电机构；
所述供电机构包括电源、固定电阻器、滑线变阻器、滑杆和调节组件，所述电源的正极与滑线变阻器的一端电连接，所述滑线变阻器的滑动端通过固定电阻器与电源的负极电连接，所述调节组件与滑杆的一端传动连接，所述滑杆的另一端与滑线变阻器的滑动端固定连接，所述电源的正极和固定电阻器的与滑线变阻器的电连接的一端分别与补光灯的两端电连接。
作为优选，为了防止过多的外部光线干扰，所述遮光机构包括第二电机、第一连杆、第二连杆和遮板，所述第二电机固定在顶板的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与遮板铰接。
作为优选，为了实现遮板的平稳升降，所述遮光机构还包括两个滑道，两个滑道分别位于遮板的两侧，所述滑道固定在顶板上。
作为优选，为了便于检测遮板所处的环境位置的光亮，所述遮板的底端的靠近顶板的一侧设有亮度传感器，所述亮度传感器与PLC电连接。
作为优选，为了便于确定待识别人员的身高，所述顶板的下方设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。
作为优选，为了带动底板和滑轨升降，所述升降组件包括升降单元、支架、框架和套环，所述框架的形状为U形，所述框架的两端固定在支板上，所述套环套设在框架上，所述升降单元与支架的底端传动连接，所述支架的顶端与套环固定连接，所述套环与滑轨和底板固定连接。
作为优选，为了实现支架的升降，所述升降单元包括气泵、气缸和活塞，所述气缸固定在底座上，所述气泵与PLC电连接，所述气泵与气缸连通，所述活塞的顶端与支架固定连接，所述活塞的底端设置在气缸内。
作为优选，为了带动滑杆移动，所述调节组件包括第三电机、轴承、第三驱动轴和滑块，所述第三驱动轴和轴承分别固定在滑线变阻器的两端，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第三驱动轴的一端传动连接，所述第三驱动轴的另一端设置在轴承内，所述滑块套设在第三驱动轴上，所述滑块的连接处设有与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的螺纹，所述滑块与滑杆固定连接。
作为优选，为了保证摄像头采集清晰的人脸图像，所述摄像头的镜头为定焦镜头。
作为优选，为了提供稳定的电压，所述电源为恒压电源。
本发明的有益效果是，光照量稳定的人脸识别装置通过遮光机构防止外部光线干扰，并利用供电机构调节补光灯的工作功率，进而使人脸识别在稳定的光亮环境中进行，提高了识别精度，与现有的供电机构相比，该供电机构结构简单，运行可靠，不仅如此，通过移动机构带动识别器移动，使摄像头从不同的角度对人脸进行拍摄，便于采集到全面的人脸图像，进一步提高了设备的识别精度，与现有的移动机构相比，该移动机构结构灵活，可进行高度调节，适用于各种身高的人员进行人脸识别。
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是本发明的光照量稳定的人脸识别装置的结构示意图；
图2是本发明的光照量稳定的人脸识别装置的移动机构的结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的光照量稳定的人脸识别装置的识别器的结构示意图；
图5是本发明的光照量稳定的人脸识别装置的供电机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.顶板，3.识别器，4.支板，5.底板，6.滑环，7.滑轨，8.第一电机，9.齿轮，10.摄像头，11.显示屏，12.补光灯，13.按键，14.电源，15.固定电阻器，16.滑线变阻器，17.滑杆，18.第二电机，19.第一连杆，20.第二连杆，21.遮板，22.滑道，23.亮度传感器，24.超声波测距仪，25.支架，26.框架，27.套环，28.气泵，29.气缸，30.活塞，31.第三电机，32.轴承，33.第三驱动轴，34.滑块。
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，一种光照量稳定的人脸识别装置，包括底座1、顶板2、识别器3、移动机构、遮光机构和两个支板4，两个支板4分别固定在底座1的上方的两侧，所述顶板2架设在两个支板4上，所述遮光机构位于顶板2的上方，所述移动机构与识别器3传动连接，所述识别器3内设有PLC；
该人脸识别装置中，由支板4固定支撑顶板2，在进行人脸识别时，带检测人员站在两个支板4之间，首先通过遮光机构使得顶板2和遮板21遮挡外部过多的光线，避免外部过多的光线干扰，利用移动机构带动识别器3升降，使识别器3移动至与人脸同一高度位置后，识别器3绕着人脸头部转动，从多个角度采集人脸图像，保证人脸图像的采集的全面性，从而提高了设备的人脸识别精度。
如图1-图3所示，所述移动机构包括底板5、滑环6、滑轨7、第一电机8、齿轮9和两个升降组件，所述升降组件与支板4一一对应，所述底板5位于滑轨7的上方，所述滑轨7的两端分别与两个升降组件连接，所述底板5的两端分别与两个升降组件连接，所述底板5的形状为滑轨7的形状均为圆弧形，所述滑环6套设在滑轨7上，所述滑环6固定在识别器3的上方，所述第一电机8固定在识别器3的下方，所述第一电机8与PLC电连接，所述第一电机8与齿轮9传动连接，所述底板5上设有滑槽，所述滑槽的靠近支板4的一侧的内壁设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在滑槽的内壁上，所述从动齿与齿轮9啮合；
在移动机构中，利用支板4上的升降组件可带动底板5和滑轨7同步升降，滑环6可沿着滑轨7滑动，当需要调节识别器3的角度时，由PLC控制识别器3下方的第一电机8启动，带动齿轮9旋转，齿轮9作用在底板5内的滑槽内壁上的从动齿，使齿轮9沿着滑道22滑动，进而带动识别器3移动，使识别器3移动至多个角度位置，方便识别器3上的摄像头10采集齐全的人脸图像，提高装置的识别精度。
如图4所示，所述识别器3上设有摄像头10、显示屏11、补光灯12和若干按键13，所述摄像头10、显示屏11、补光灯12和按键13均与PLC电连接，所述识别器3内设有供电机构；
识别器3上，摄像头10用于采集人脸图像，并将人脸图像反馈给PLC，供身份识别，人脸识别完成后，通过显示屏11显示识别结果，利用按键13可方便管理人员进行相关参数设置，并查询设备运行历史，识别器3上的补光灯12可根据识别环境的亮暗，进行功率调整，使人脸位于一个稳定的光照环境中，从而进一步提高人脸识别的精度。
如图5所示，所述供电机构包括电源14、固定电阻器15、滑线变阻器16、滑杆17和调节组件，所述电源14的正极与滑线变阻器16的一端电连接，所述滑线变阻器16的滑动端通过固定电阻器15与电源14的负极电连接，所述调节组件与滑杆17的一端传动连接，所述滑杆17的另一端与滑线变阻器16的滑动端固定连接，所述电源14的正极和固定电阻器15的与滑线变阻器16的电连接的一端分别与补光灯12的两端电连接。
供电机构中，由电源14给滑线变阻器16和固定电阻器15供电，利用线变阻器16向补光灯12提供供电电压，由PLC控制调节组件运行，带动滑杆17移动，通过滑杆17带动滑线变阻器16的滑动端移动，改变滑线变阻器16的电阻，由于滑线变阻器16与固定电阻器15采用串联方式，因此流过滑线变阻器16和固定电阻器15的电流相等，而电源14的电压固定不变，因此当滑线变阻器16的电阻增大后，滑线变阻器16的输出电压增大，进而提高了补光灯12的两端电压，使得补光灯12的功率增加，发出的光亮增加，反之，当滑线变阻器16的电阻减小后，滑线变阻器16的输出电压减小，进而减小了滑线变阻器16的两端电压，使得补光灯12的功率减小，进而减弱了发出的光亮，因此通过供电机构可灵活调节补光灯12的工作功率和发出的光亮。
如图1所示，所述遮光机构包括第二电机18、第一连杆19、第二连杆20和遮板21，所述第二电机18固定在顶板2的上方，所述第二电机18与PLC电连接，所述第二电机18与第一连杆19传动连接，所述第一连杆19通过第二连杆20与遮板21铰接。
PLC控制第二电机18启动，带动第一连杆19转动，第一连杆19通过第二连杆20作用在遮板21上，使得遮板21升降，遮板21上升时，可方便人们进出两个支板4之间，遮板21下降时，遮板21可对周围环境的光线进行部分遮挡，防止人脸识别时受大量的外部光线干扰。
作为优选，为了实现遮板21的平稳升降，所述遮光机构还包括两个滑道22，两个滑道22分别位于遮板21的两侧，所述滑道22固定在顶板2上。通过两个位置固定的滑道22，固定了遮板21的移动方向，使得遮板21保持平稳的移动。
作为优选，为了便于检测遮板21所处的环境位置的光亮，所述遮板21的底端的靠近顶板2的一侧设有亮度传感器23，所述亮度传感器23与PLC电连接。利用亮度传感器23检测人脸识别所处的环境亮度，并将亮度数据反馈给PLC，使得PLC根据亮度灵活调节补光灯12的功率。
作为优选，为了便于确定待识别人员的身高，所述顶板2的下方设有超声波测距仪24，所述超声波测距仪24与PLC电连接。通过超声波测距仪24获取待检测人员的头顶与顶板2的距离，并将距离数据反馈给PLC，使得PLC确定待检测人员的头顶位置，进而确认头部位置，PLC根据头部位置，确定身高后，控制升降组件运行，使识别器3上升至人脸的同一高度，便于进行人脸识别。
作为优选，为了带动底板5和滑轨7升降，所述升降组件包括升降单元、支架25、框架26和套环27，所述框架26的形状为U形，所述框架26的两端固定在支板4上，所述套环27套设在框架26上，所述升降单元与支架25的底端传动连接，所述支架25的顶端与套环27固定连接，所述套环27与滑轨7和底板5固定连接。
利用升降单元带动支架25，使得支架25推动或拉动套环27在固定在支板4上的框架26移动，从而带动底板5和滑轨7进行升降。
如图1所示，所述升降单元包括气泵28、气缸29和活塞30，所述气缸29固定在底座1上，所述气泵28与PLC电连接，所述气泵28与气缸29连通，所述活塞30的顶端与支架25固定连接，所述活塞30的底端设置在气缸29内。
PLC控制气泵28运行，改变气缸29中的气压，根据气缸29内的气压，活塞30发生相应的移动，进而带动支架25移动。
如图5所示，所述调节组件包括第三电机31、轴承32、第三驱动轴33和滑块34，所述第三驱动轴33和轴承32分别固定在滑线变阻器16的两端，所述第三电机31与PLC电连接，所述第三电机31与第三驱动轴33的一端传动连接，所述第三驱动轴33的另一端设置在轴承32内，所述滑块34套设在第三驱动轴33上，所述滑块34的连接处设有与第三驱动轴33的连接处设有与第三驱动轴33匹配的螺纹，所述滑块34与滑杆17固定连接。
PLC控制第三电机31启动，带动第三驱动轴33旋转，第三驱动轴33通过螺纹作用在滑块34上，使得滑块34沿着第三驱动轴33的轴线进行移动，进而带动滑杆17移动。
作为优选，利用定焦镜头在特定距离内图像拍摄清晰的特点，为了保证摄像头10采集清晰的人脸图像，所述摄像头10的镜头为定焦镜头。
作为优选，利用恒压电源输出电源14稳定的特点，为了提供稳定的电压，所述电源14为恒压电源。
该人脸识别装置在运行时，通过遮光机构带动遮板21下降，由遮板21和顶板2阻挡大部分的外部光线，并通过识别器3内的调节组件带动滑线变阻器16的滑动端移动，调节滑线变阻器16的输出电压，方便设备根据人脸所处的环境的光亮控制补光灯12的光亮，使人脸识别在稳定的光亮环境中进行，进而提高了装置的识别精度，不仅如此，通过升降组件使得识别器3移动至待检测人员的头部的高度位置，而后通过第一电机8运行，使得齿轮9在滑槽内滑动，进而带动识别器3转动，使摄像头10以多个位置和角度进行人脸的拍摄，便于设备采集到全面的人脸图像，进而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该光照量稳定的人脸识别装置通过遮光机构防止外部光线干扰，并利用供电机构调节补光灯12的工作功率，进而使人脸识别在稳定的光亮环境中进行，提高了识别精度，与现有的供电机构相比，该供电机构结构简单，运行可靠，不仅如此，通过移动机构带动识别器3移动，使摄像头10从不同的角度对人脸进行拍摄，便于采集到全面的人脸图像，进一步提高了设备的识别精度，与现有的移动机构相比，该移动机构结构灵活，可进行高度调节，适用于各种身高的人员进行人脸识别。
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)

1.一种光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，包括底座(1)、顶板(2)、识别器(3)、移动机构、遮光机构和两个支板(4)，两个支板(4)分别固定在底座(1)的上方的两侧，所述顶板(2)架设在两个支板(4)上，所述遮光机构位于顶板(2)的上方，所述移动机构与识别器(3)传动连接，所述识别器(3)内设有PLC；
所述移动机构包括底板(5)、滑环(6)、滑轨(7)、第一电机(8)、齿轮(9)和两个升降组件，所述升降组件与支板(4)一一对应，所述底板(5)位于滑轨(7)的上方，所述滑轨(7)的两端分别与两个升降组件连接，所述底板(5)的两端分别与两个升降组件连接，所述底板(5)的形状为滑轨(7)的形状均为圆弧形，所述滑环(6)套设在滑轨(7)上，所述滑环(6)固定在识别器(3)的上方，所述第一电机(8)固定在识别器(3)的下方，所述第一电机(8)与PLC电连接，所述第一电机(8)与齿轮(9)传动连接，所述底板(5)上设有滑槽，所述滑槽的靠近支板(4)的一侧的内壁设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在滑槽的内壁上，所述从动齿与齿轮(9)啮合；
所述识别器(3)上设有摄像头(10)、显示屏(11)、补光灯(12)和若干按键(13)，所述摄像头(10)、显示屏(11)、补光灯(12)和按键(13)均与PLC电连接，所述识别器(3)内设有供电机构；
所述供电机构包括电源(14)、固定电阻器(15)、滑线变阻器(16)、滑杆(17)和调节组件，所述电源(14)的正极与滑线变阻器(16)的一端电连接，所述滑线变阻器(16)的滑动端通过固定电阻器(15)与电源(14)的负极电连接，所述调节组件与滑杆(17)的一端传动连接，所述滑杆(17)的另一端与滑线变阻器(16)的滑动端固定连接，所述电源(14)的正极和固定电阻器(15)的与滑线变阻器(16)的电连接的一端分别与补光灯(12)的两端电连接。
2.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述遮光机构包括第二电机(18)、第一连杆(19)、第二连杆(20)和遮板(21)，所述第二电机(18)固定在顶板(2)的上方，所述第二电机(18)与PLC电连接，所述第二电机(18)与第一连杆(19)传动连接，所述第一连杆(19)通过第二连杆(20)与遮板(21)铰接。
3.如权利要求2所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述遮光机构还包括两个滑道(22)，两个滑道(22)分别位于遮板(21)的两侧，所述滑道(22)固定在顶板(2)上。
4.如权利要求2所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述遮板(21)的底端的靠近顶板(2)的一侧设有亮度传感器(23)，所述亮度传感器(23)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述顶板(2)的下方设有超声波测距仪(24)，所述超声波测距仪(24)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述升降组件包括升降单元、支架(25)、框架(26)和套环(27)，所述框架(26)的形状为U形，所述框架(26)的两端固定在支板(4)上，所述套环(27)套设在框架(26)上，所述升降单元与支架(25)的底端传动连接，所述支架(25)的顶端与套环(27)固定连接，所述套环(27)与滑轨(7)和底板(5)固定连接。
7.如权利要求6所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述升降单元包括气泵(28)、气缸(29)和活塞(30)，所述气缸(29)固定在底座(1)上，所述气泵(28)与PLC电连接，所述气泵(28)与气缸(29)连通，所述活塞(30)的顶端与支架(25)固定连接，所述活塞(30)的底端设置在气缸(29)内。
8.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述调节组件包括第三电机(31)、轴承(32)、第三驱动轴(33)和滑块(34)，所述第三驱动轴(33)和轴承(32)分别固定在滑线变阻器(16)的两端，所述第三电机(31)与PLC电连接，所述第三电机(31)与第三驱动轴(33)的一端传动连接，所述第三驱动轴(33)的另一端设置在轴承(32)内，所述滑块(34)套设在第三驱动轴(33)上，所述滑块(34)的连接处设有与第三驱动轴(33)的连接处设有与第三驱动轴(33)匹配的螺纹，所述滑块(34)与滑杆(17)固定连接。
9.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述摄像头(10)的镜头为定焦镜头。
10.如权利要求1所述的光照量稳定的人脸识别装置，其特征在于，所述电源(14)为恒压电源。
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