CN109446974A - 一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备 - Google Patents

一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，包括底座、靠板、踏板、移动机构、识别器和支撑机构，支撑机构包括平移组件、平移块、支杆和两个铰接组件，移动机构包括驱动组件、移动板和两个移动组件，移动组件包括凹口、设置在凹口内的驱动轮、从动轮、传送带、侧杆、滚轴和两个拉伸单元，该具有自动调节功能的高精度人脸识别设备通过支撑机构带动靠板向下倾斜转动，便于待识别人员的头部后脑靠在靠板上，保证识别器上的摄像头正对人脸拍摄，提高人脸识别精度，不仅如此，通过移动机构可带动识别器上下移动扫描，调节识别器位置，便于摄像头拍摄到不同身高的人脸图像，从而扩大了设备的适用范围，提高了设备的实用性。

Description

一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备
技术领域
本发明涉及人脸识别设备领域，特别涉及一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备。
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。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在运行时，需要人们配合设备进行身份认证工作，为了保证人脸图像采集的准确性，需要人们将人脸正对摄像头，但是在实际过程中，由于人脸识别设备的高度位置固定，而人们的身高各有不同，为了保证摄像头正对人们，人们通常需要抬头或低头，但是这样一来拍摄角度产生了偏差，容易降低人脸识别的精度，即使待识别人员的头部位置与设备的高度位置一致，但是检测时，人们的头部角度也容易发生转动，由于难以保证识别过程中人脸正对摄像头，从而导致了现有的人脸识别设备的精度降低。
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，提供一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，包括底座、靠板、踏板、移动机构、识别器和支撑机构，所述靠板位于底座的上方，所述支撑机构和移动机构分别位于靠板的两侧，所述踏板固定在靠板的底端的靠近识别机构的一侧，所述移动机构与识别器传动连接，所述识别器靠近靠板的一侧设有摄像头、显示屏、USB接口和若干按键，所述摄像头、显示屏和按键均与PLC电连接；
所述支撑机构包括平移组件、平移块、支杆和两个铰接组件，所述靠板的两侧分别通过两个铰接组件设置在靠板的上方，所述平移组件与平移块传动连接，所述平移块通过支杆与靠板铰接；
所述移动机构包括驱动组件、移动板和两个移动组件，所述驱动组件和移动板均位于两个移动组件之间，所述驱动组件包括空腔和设置在空腔内的第一电机和两个转轴，所述空腔设置在靠板内，所述第一电机固定在空腔内，所述第一电机与PLC电连接，两个转轴分别位于第一电机的两侧，所述第一电机与转轴传动连接，所述转轴与移动组件一一对应，所述移动组件包括凹口、设置在凹口内的驱动轮、从动轮、传送带、侧杆、滚轴和两个拉伸单元，所述凹口设置在靠板的靠近识别器的一侧，所述凹口与空腔连通，所述驱动轮固定在转轴上，所述驱动轮通过传送带与从动轮连接，所述从动轮套设在滚轴上，两个拉伸单元分别位于滚轴的两端，所述侧杆的一端与传送带固定连接，所述侧杆的另一端与移动板固定连接。
作为优选，为了驱动平移块进行移动，所述平移组件包括第二电机、轴承和丝杆，所述第二电机和轴承均固定在底座的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了便于靠板转动，所述铰接组件包括固定轴和支撑管，所述固定轴的一端固定在靠板上，所述固定轴的另一端设置在支撑管内，所述支撑管固定在底座的上方。
作为优选，为了检测踏板上是否站人，所述踏板内设有第一压力传感器，所述第一压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了实现转轴的稳定转动，所述第一电机的两侧设有固定环，所述固定环与转轴一一对应，所述固定环固定在空腔内，所述固定环套设在转轴上。
作为优选，为了使传送带处于紧绷状态，所述拉伸单元包括第一弹簧、定向杆、定向环和插管，所述插管套设在滚轴上，所述插管通过第一弹簧与凹口的远离驱动轮的一侧的内壁连接，所述第一弹簧处于拉伸状态，所述定向杆固定在插管的另一侧，所述定向环套设在定向杆上，所述定向环固定在凹口内。
作为优选，为了矫正待识别人员的头部的姿势，所述靠板的远离支撑机构的一侧设有两个矫正组件，两个矫正组件分别位于识别器的两侧，所述矫正组件包括动力单元、滑板、第二压力传感器、第二弹簧和矫正板，所述动力单元与滑板传动连接，所述矫正板固定在滑板的靠近识别器的一侧，所述矫正板通过第二弹簧与滑板连接，所述第二压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了带动滑板移动，所述动力单元包括第三电机、第一连杆和第二连杆，所述第三电机固定在靠板上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑板铰接。
作为优选，为了固定滑板和矫正板的移动方向，所述矫正板的靠近动力单元的一侧的两端均设有滑杆和滑环，所述滑环固定在靠板上，所述滑环和滑板均套设在滑杆上，所述滑杆与矫正板固定连接。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
本发明的有益效果是，该具有自动调节功能的高精度人脸识别设备通过支撑机构带动靠板向下倾斜转动，便于待识别人员的头部后脑靠在靠板上，保证识别器上的摄像头正对人脸拍摄，提高人脸识别精度，与现有的支撑机构相比，该支撑机构更加稳固可靠，不仅如此，通过移动机构可带动识别器上下移动扫描，调节识别器位置，便于摄像头拍摄到不同身高的人脸图像，从而扩大了设备的适用范围，提高了设备的实用性，与现有的移动机构相比，该移动机构通过拉伸单元使传送带处于紧绷状态，保证了移动板和识别器的顺利移动。
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是本发明的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备的结构示意图；
图2是本发明的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备的侧视图；
图3是本发明的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备的识别器的结构示意图；
图4是图1的A部放大图；
图5是本发明的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备的矫正组件的结构示意图；
图中：1.底座，2.靠板，3.踏板，4.识别器，5.摄像头，6.显示屏，7.USB接口，8.按键，9.平移块，10.支杆，11.移动板，12.第一电机，13.转轴，14.驱动轮，15.从动轮，16.传送带，17.侧杆，18.滚轴，19.第二电机，20.轴承，21.丝杆，22.固定轴，23.支撑管，24.第一压力传感器，25.固定环，26.第一弹簧，27.定向杆，28.定向环，29.插管，30.滑板，31.第二压力传感器，32.第二弹簧，33.矫正板，34.第三电机，35.第一连杆，36.第二连杆，37.滑杆，38.滑环。
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1-3所示，一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，包括底座1、靠板2、踏板3、移动机构、识别器4和支撑机构，所述靠板2位于底座1的上方，所述支撑机构和移动机构分别位于靠板2的两侧，所述踏板3固定在靠板2的底端的靠近识别机构的一侧，所述移动机构与识别器4传动连接，所述识别器4靠近靠板2的一侧设有摄像头5、显示屏6、USB接口7和若干按键8，所述摄像头5、显示屏6和按键8均与PLC电连接；
该人脸识别设备使用时，待识别人员站在踏板3上，背靠靠板2，而后识别器4内的PLC控制支撑机构启动，带动靠板2向支撑机构的方向向下转动，从而使靠板2和靠板2上的待识别人员倾斜，便于待识别人员的头部后脑贴在靠板2上，而后移动机构带动识别器4移动，沿着靠板2的方向向下移动，便于扫描到不同身高的待识别人员的脸部，识别器4上，由摄像头5正对人脸，拍摄采集图像，并将图像传递给PLC，PLC提取图像特征数据进行分析比对，从而完成人脸识别的目的。由于人脸识别过程中，待识别人员的头部靠在靠板2上，且识别器4与靠板2保持平行，从而保证了识别器4的识别精度。在识别器4上，管理人员可通过USB接口7连接外部数据，便于将人脸特征数据进行存储，显示屏6可显示识别结果，按键8可对识别器4进行相关操作。
如图2所示，所述支撑机构包括平移组件、平移块9、支杆10和两个铰接组件，所述靠板2的两侧分别通过两个铰接组件设置在靠板2的上方，所述平移组件与平移块9传动连接，所述平移块9通过支杆10与靠板2铰接；
在调节靠板2的角度时，PLC控制平移组件启动，带动平移块9进行移动，平移块9通过支杆10作用在靠板2上，在铰接单元的支撑作用下，靠板2发生转动。
如图1所示，所述移动机构包括驱动组件、移动板11和两个移动组件，所述驱动组件和移动板11均位于两个移动组件之间，所述驱动组件包括空腔和设置在空腔内的第一电机12和两个转轴13，所述空腔设置在靠板2内，所述第一电机12固定在空腔内，所述第一电机12与PLC电连接，两个转轴13分别位于第一电机12的两侧，所述第一电机12与转轴13传动连接，所述转轴13与移动组件一一对应，所述移动组件包括凹口、设置在凹口内的驱动轮14、从动轮15、传送带16、侧杆17、滚轴18和两个拉伸单元，所述凹口设置在靠板2的靠近识别器4的一侧，所述凹口与空腔连通，所述驱动轮14固定在转轴13上，所述驱动轮14通过传送带16与从动轮15连接，所述从动轮15套设在滚轴18上，两个拉伸单元分别位于滚轴18的两端，所述侧杆17的一端与传送带16固定连接，所述侧杆17的另一端与移动板11固定连接。
待识别人员靠在靠板2上并向下倾斜后，PLC控制空腔内的第一电机12启动，通过两侧的转轴13作用在两侧凹口内的驱动轮14上，凹口内，通过拉伸单元拉动滚轴18，进而拉动从动轮15，从动轮15通过传送带16拉动固定位置的驱动轮14，使得传送带16保持紧绷的状态，当驱动轮14旋转时，驱动轮14作用在传送带16的内侧，带动传送带16进行转动，进而带动侧杆17转动，通过侧杆17带动移动板11进行移动，使得识别器4发生移动，便于识别器4对待识别人员上下扫描图像，拍摄到人脸，使得设备拍摄到不同身高的待识别人员的人脸，从而完成人脸识别。
如图2所示，所述平移组件包括第二电机19、轴承20和丝杆21，所述第二电机19和轴承20均固定在底座1的上方，所述第二电机19与PLC电连接，所述第二电机19与丝杆21的一端传动连接，所述丝杆21的另一端设置在轴承20内，所述平移块9套设在丝杆21上，所述平移块9的与丝杆21的连接处设有与丝杆21匹配的螺纹。
PLC控制第二电机19启动，带动丝杆21在轴承20的支撑作用下旋转，丝杆21通过螺纹作用在平移块9上，使得平移块9通过支杆10作用在靠板2上，带动靠板2转动。
作为优选，为了便于靠板2转动，所述铰接组件包括固定轴22和支撑管23，所述固定轴22的一端固定在靠板2上，所述固定轴22的另一端设置在支撑管23内，所述支撑管23固定在底座1的上方。支撑管23的高度位置固定不变，便于固定轴22沿着支撑管23的轴线转动，从而方便了靠板2的转动。
作为优选，为了检测踏板3上是否站人，所述踏板3内设有第一压力传感器24，所述第一压力传感器24与PLC电连接。当踏板3上站人后，踏板3内的第一压力传感器24检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，使得PLC确认踏板3上有人需要进行人脸识别，而后控制支撑机构和移动机构运行。
作为优选，为了实现转轴13的稳定转动，所述第一电机12的两侧设有固定环25，所述固定环25与转轴13一一对应，所述固定环25固定在空腔内，所述固定环25套设在转轴13上。通过将固定环25固定在空腔内，从而固定了转轴13的转动方向，便于转轴13以固定环25的轴线进行转动。
如图4所示，所述拉伸单元包括第一弹簧26、定向杆27、定向环28和插管29，所述插管29套设在滚轴18上，所述插管29通过第一弹簧26与凹口的远离驱动轮14的一侧的内壁连接，所述第一弹簧26处于拉伸状态，所述定向杆27固定在插管29的另一侧，所述定向环28套设在定向杆27上，所述定向环28固定在凹口内。
在拉伸单元中，通过拉伸状态的第一弹簧26拉动插管29，使得插管29向凹口的远离驱动轮14的一侧的内壁移动，进而带动定向杆27在定向环28的支撑作用下进行平稳移动，从而固定了插管29的移动方向，便于滚轴18和从动轮15向凹口的远离驱动轮14的一侧的内壁靠近，从而使传送带16处于紧绷状态。
如图5所示，所述靠板2的远离支撑机构的一侧设有两个矫正组件，两个矫正组件分别位于识别器4的两侧，所述矫正组件包括动力单元、滑板30、第二压力传感器31、第二弹簧32和矫正板33，所述动力单元与滑板30传动连接，所述矫正板33固定在滑板30的靠近识别器4的一侧，所述矫正板33通过第二弹簧32与滑板30连接，所述第二压力传感器31与PLC电连接。
在踏板3上站人后，靠板2的两侧的矫正组件运行，PLC控制动力单元启动，使得滑板30向靠板2的中心位置进行平移，通过第二压力传感器31和第二弹簧32带动矫正板33移动，使得矫正板33推动人脸的一侧，进而使第二弹簧32受压缩，第二压力传感器31检测到压力，将压力数据传递给PLC，PLC比对两个矫正组件中的压力数据，当两个压力数据相等时，表明此时头部背面正靠在靠板2上，而后PLC控制移动机构带动识别器4进行移动。
作为优选，为了带动滑板30移动，所述动力单元包括第三电机34、第一连杆35和第二连杆36，所述第三电机34固定在靠板2上，所述第三电机34与PLC电连接，所述第三电机34与第一连杆35传动连接，所述第一连杆35通过第二连杆36与滑板30铰接。PLC控制第三电机34启动，带动第一连杆35转动，第一连杆35通过第二连杆36作用在滑板30上，从而带动滑板30进行移动。
作为优选，为了固定滑板30和矫正板33的移动方向，所述矫正板33的靠近动力单元的一侧的两端均设有滑杆37和滑环38，所述滑环38固定在靠板2上，所述滑环38和滑板30均套设在滑杆37上，所述滑杆37与矫正板33固定连接。在滑板30和矫正板33移动过程中，矫正板33带动滑杆37进行移动，由于滑杆37穿过滑板30，从而使滑板30与矫正板33时刻保持平行移动，同时固定在靠板2上的滑环38套设在滑杆37上，从而使滑杆37保持固定方向的移动，进而固定了滑板30和矫正板33的移动方向。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机12的驱动力，所述第一电机12为直流伺服电机。
该人脸识别设备使用时，待识别人员站在踏板3上，背靠背板，而后平移组件带动平移块9远离靠板2，使得支杆10拉动靠板2向下转动，便于使人体倾斜后，待识别人员的头部靠在靠板2上，而后通过矫正组件矫正头部，使得头部正面面对识别器4，而后驱动组件运行，带动两侧的移动组件进行移动，使得识别器4上下移动，扫描人脸，使设备能从正面拍摄到不同身高的人脸，扩大使用范围，同时提高了识别精度。
与现有技术相比，该具有自动调节功能的高精度人脸识别设备通过支撑机构带动靠板2向下倾斜转动，便于待识别人员的头部后脑靠在靠板2上，保证识别器4上的摄像头5正对人脸拍摄，提高人脸识别精度，与现有的支撑机构相比，该支撑机构更加稳固可靠，不仅如此，通过移动机构可带动识别器4上下移动扫描，调节识别器4位置，便于摄像头5拍摄到不同身高的人脸图像，从而扩大了设备的适用范围，提高了设备的实用性，与现有的移动机构相比，该移动机构通过拉伸单元使传送带16处于紧绷状态，保证了移动板11和识别器4的顺利移动。
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)

1.一种具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，包括底座(1)、靠板(2)、踏板(3)、移动机构、识别器(4)和支撑机构，所述靠板(2)位于底座(1)的上方，所述支撑机构和移动机构分别位于靠板(2)的两侧，所述踏板(3)固定在靠板(2)的底端的靠近识别机构的一侧，所述移动机构与识别器(4)传动连接，所述识别器(4)靠近靠板(2)的一侧设有摄像头(5)、显示屏(6)、USB接口(7)和若干按键(8)，所述摄像头(5)、显示屏(6)和按键(8)均与PLC电连接；
所述支撑机构包括平移组件、平移块(9)、支杆(10)和两个铰接组件，所述靠板(2)的两侧分别通过两个铰接组件设置在靠板(2)的上方，所述平移组件与平移块(9)传动连接，所述平移块(9)通过支杆(10)与靠板(2)铰接；
所述移动机构包括驱动组件、移动板(11)和两个移动组件，所述驱动组件和移动板(11)均位于两个移动组件之间，所述驱动组件包括空腔和设置在空腔内的第一电机(12)和两个转轴(13)，所述空腔设置在靠板(2)内，所述第一电机(12)固定在空腔内，所述第一电机(12)与PLC电连接，两个转轴(13)分别位于第一电机(12)的两侧，所述第一电机(12)与转轴(13)传动连接，所述转轴(13)与移动组件一一对应，所述移动组件包括凹口、设置在凹口内的驱动轮(14)、从动轮(15)、传送带(16)、侧杆(17)、滚轴(18)和两个拉伸单元，所述凹口设置在靠板(2)的靠近识别器(4)的一侧，所述凹口与空腔连通，所述驱动轮(14)固定在转轴(13)上，所述驱动轮(14)通过传送带(16)与从动轮(15)连接，所述从动轮(15)套设在滚轴(18)上，两个拉伸单元分别位于滚轴(18)的两端，所述侧杆(17)的一端与传送带(16)固定连接，所述侧杆(17)的另一端与移动板(11)固定连接。
2.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述平移组件包括第二电机(19)、轴承(20)和丝杆(21)，所述第二电机(19)和轴承(20)均固定在底座(1)的上方，所述第二电机(19)与PLC电连接，所述第二电机(19)与丝杆(21)的一端传动连接，所述丝杆(21)的另一端设置在轴承(20)内，所述平移块(9)套设在丝杆(21)上，所述平移块(9)的与丝杆(21)的连接处设有与丝杆(21)匹配的螺纹。
3.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述铰接组件包括固定轴(22)和支撑管(23)，所述固定轴(22)的一端固定在靠板(2)上，所述固定轴(22)的另一端设置在支撑管(23)内，所述支撑管(23)固定在底座(1)的上方。
4.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述踏板(3)内设有第一压力传感器(24)，所述第一压力传感器(24)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述第一电机(12)的两侧设有固定环(25)，所述固定环(25)与转轴(13)一一对应，所述固定环(25)固定在空腔内，所述固定环(25)套设在转轴(13)上。
6.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述拉伸单元包括第一弹簧(26)、定向杆(27)、定向环(28)和插管(29)，所述插管(29)套设在滚轴(18)上，所述插管(29)通过第一弹簧(26)与凹口的远离驱动轮(14)的一侧的内壁连接，所述第一弹簧(26)处于拉伸状态，所述定向杆(27)固定在插管(29)的另一侧，所述定向环(28)套设在定向杆(27)上，所述定向环(28)固定在凹口内。
7.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述靠板(2)的远离支撑机构的一侧设有两个矫正组件，两个矫正组件分别位于识别器(4)的两侧，所述矫正组件包括动力单元、滑板(30)、第二压力传感器(31)、第二弹簧(32)和矫正板(33)，所述动力单元与滑板(30)传动连接，所述矫正板(33)固定在滑板(30)的靠近识别器(4)的一侧，所述矫正板(33)通过第二弹簧(32)与滑板(30)连接，所述第二压力传感器(31)与PLC电连接。
8.如权利要求7所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述动力单元包括第三电机(34)、第一连杆(35)和第二连杆(36)，所述第三电机(34)固定在靠板(2)上，所述第三电机(34)与PLC电连接，所述第三电机(34)与第一连杆(35)传动连接，所述第一连杆(35)通过第二连杆(36)与滑板(30)铰接。
9.如权利要求7所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述矫正板(33)的靠近动力单元的一侧的两端均设有滑杆(37)和滑环(38)，所述滑环(38)固定在靠板(2)上，所述滑环(38)和滑板(30)均套设在滑杆(37)上，所述滑杆(37)与矫正板(33)固定连接。
10.如权利要求1所述的具有自动调节功能的高精度人脸识别设备，其特征在于，所述第一电机(12)为直流伺服电机。
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