CN110933273A - 一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置及其系统，该人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞内，包括基座，设置在下沉孔洞底部，用于安装机械云台和布控信号线路，基座内设有控制器；机械云台，设置在基座上方并与控制器信号连接；摄像头，以仰拍角度固定安装在机械云台上并与控制器信号连接；透明防护罩，包裹摄像头以防止被踩踏破坏；弹性复位结构，连接在透明防护罩和基座之间，弹性复位结构带动透明防护罩在竖直方向上相对基座上下移动；本人脸拍摄装置位于地面以下，在使用时，仰拍角度安装的摄像头可以仰拍人脸，进行摄像和识别，解决有人故意低头、遮挡从而躲避视频监控和人脸识别的问题。
Description
技术领域
本发明涉及安保设备技术领域，尤其是涉及一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置及其系统。
背景技术
目前用于安保监视、人脸识别的摄像头一般是用悬挂臂安装在半空中，搭配可以灵活转动的云台，实现拍摄；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识别的一系列相关技术，但是，如果有人故意低头或用帽檐遮挡脸部，就可以规避监视拍摄，摄像头无法拍到人脸的全貌，由此现有的安保摄像头存在一定的使用缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置及其系统，以解决现有技术中如果有人故意低头或用帽檐遮挡脸部，就可以规避监视拍摄的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞内，包括：
基座，设置在下沉孔洞底部，用于安装机械云台和布控信号线路，基座内设有控制器；
机械云台，设置在基座上方并与控制器信号连接，用于安装摄像头并根据控制器的控制电路带动摄像头转动，调节取景角度；
摄像头，以仰拍角度固定安装在机械云台上并与控制器信号连接，用于拍摄图像并将拍摄图像传输给控制器；
透明防护罩，包裹摄像头以防止被踩踏破坏；
弹性复位结构，连接在透明防护罩和基座之间，所述弹性复位结构带动透明防护罩在竖直方向上相对基座上下移动。
本人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞内，位于地面以下，装置为一体结构，在安装时只需放置到下沉孔洞内即可，易于安装并且维修清洁方便；在使用时，仰拍角度安装的摄像头可以仰拍人脸，进行摄像和识别，解决有人故意低头、遮挡从而躲避视频监控和人脸识别的问题；机械云台可以根据控制器的控制信号带动摄像头转动，调整拍摄方向；组装完成后，透明防护罩可能略高于地面，这样可能会给人员通行带来阻碍，利用弹性复位结构实现弹性安装，如果透明防护罩被踩踏，弹性复位结构会收缩，进而透明防护罩下沉回缩到地面之下，从而避免完全刚性接触造成透明防护罩被踩碎踩裂。
可选地，弹性复位结构包括复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别连接在透明防护罩的底部和基座的上部；所述复位弹簧根据透明防护罩上施加外部压力的大小在自由状态和收缩状态转换，并支撑所述透明防护罩相对基座上下移动。在有人员或车辆踏过透明防护罩时，复位弹簧收缩，透明防护罩下移到下沉孔洞内，避免被压碎或踩碎，并且在人员和车辆离开后，透明防护罩通过复位弹簧自动恢复到初始状态。
可选地，弹性复位结构还包括电磁开关和超声波探测器，所述超声波探测器设置在透明防护罩上，所述电磁开关设置在复位弹簧的弹簧圈内，所述透明防护罩的底部设有金属棒，所述金属棒插在复位弹簧的弹簧圈内；所述超声波探测器将探测数据传送给控制器，控制器根据探测数据选择控制电磁开关的启闭，并在电磁开关开启后电磁开关吸引金属棒实现复位弹簧的收缩以及透明防护罩的下移。在常规复位弹簧的基础上，增设的电磁开关和超声波探测器，可以在人员踩踏透明防护罩之前的一定距离范围内，超声波探测器探测到物体靠近，将信号传递给控制器，控制器控制电磁开关接通，电磁开关产生强磁场吸引金属棒下降，进而控制透明防护罩自动下沉，由此使得透明防护罩不会被接触到，在防止被踩踏的同时，还可以避免人员在行走过程中踢到透明防护罩而摔倒的情况，并且在超声波探测器失灵的情况下，电磁开关不会产生强磁场，依然可以通过复位弹簧实现透明防护罩的下沉动作。
可选地，控制器包括超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、单片机控制电路和电磁开关控制电路；所述超声波发射与回波接收电路用于收发超声波并完成超声波和电信号的转换；所述超声波电信号放大电路用于接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压；所述单片机控制电路和电磁开关控制电路根据脉冲电压选择开闭电磁开关。
可选地，控制器还包括信号收发模块，用于收发拍摄图像数据以及控制机械云台的远程操控信号。
可选的，基座上表面设有环形凹槽，所述弹性复位结构设置在环形凹槽内，所述透明防护罩的底部开口扣合在环形凹槽内。
可选的，透明防护罩的罩体内水平设有支撑板，所述机械云台设置在支撑板上并随着透明防护罩同步移动。设置的支撑板，可以在透明防护罩上升下降的过程中，带动机械云台和摄像头同步移动，其优点在于，如果只是透明防护罩上下移动，那摄像头的拍摄视角是固定的，而如果摄像头和透明防护罩同步移动，则在复位弹簧处于自由状态时，摄像头可以处于更高的位置，其拍摄视野和视角更好，拍摄画面更具可用性。
可选的，透明防护罩的顶部为弧面，所述复位弹簧在自由状态时所述弧面的边缘与下沉孔洞的洞口边缘平滑对接。透明防护罩的顶部形状如果为立方体，则会有一定的棱角，行人在行走过程中容易踢到防护罩，不仅对透明防护罩会造成损坏，还可能会绊倒行人，而改设为弧面后，其表面为流线型结构，并且与下沉孔洞的边缘对接，行人在踩到透明防护罩时不会出现磕绊的情况，同时外型更加美观。
可选地，摄像头通过角度调节装置设置在机械云台上，所述角度调节装置包括与机械云台固定连接的固定座和与固定座轴连接的调节座，所述摄像头设置在调节座上。
一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄系统，包括远程操控平台以及上述的人脸拍摄装置，所述远程操控平台与控制器的信号收发模块网络连接，用于接收拍摄图像数据以及发送机械云台的远程操控信号。
本发明提供的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置及其系统，其有益效果为：本人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞内，位于地面以下，在使用时，仰拍角度安装的摄像头可以仰拍人脸，进行摄像和识别，解决有人故意低头、遮挡从而躲避视频监控和人脸识别的问题；装置为一体结构，在安装时只需放置到下沉孔洞内即可，易于安装并且维修清洁方便；组装完成后，透明防护罩利用弹性复位结构实现弹性安装，如果透明防护罩被踩踏，弹性复位结构会收缩，进而透明防护罩下沉回缩到地面之下，从而避免完全刚性接触造成透明防护罩被踩碎踩裂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明人脸拍摄装置在透明防护罩下移时的剖面结构示意图；
图2是本发明人脸拍摄装置在透明防护罩自由状态时的剖面结构示意图；
图3是本发明人脸拍摄装置设置环形凹槽时的剖面结构示意图；
图4是本发明人脸拍摄装置设置支撑板时的剖面结构示意图；
图5是本发明人脸拍摄装置设置支撑板时的另一个剖面结构示意图；
图6是本发明人脸拍摄装置的立体结构示意图；
图7是本发明人脸拍摄装置设置环形凹槽的立体结构示意图；
图8是本发明超声波发射与回波接收电路的电路原理图；
图9是本发明超声波电信号放大电路的电路原理图；
图10是本发明人脸拍摄系统的系统结构示意图。
图中1-下沉孔洞，2-基座，3-机械云台，4-摄像头，5-透明防护罩，6-复位弹簧，7-电磁开关，8-超声波探测器，9-金属棒，10-信号收发模块，11-环形凹槽，12-支撑板，13-固定座，14-调节座，15-远程操控平台。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1:
如图1-9所示，一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞1内，包括：
基座2，设置在下沉孔洞1底部，用于安装机械云台3和布控信号线路，基座2内设有控制器；
机械云台3，设置在基座2上方并与控制器信号连接，用于安装摄像头4并根据控制器的控制电路带动摄像头4转动，调节取景角度；
摄像头4，以仰拍角度固定安装在机械云台3上并与控制器信号连接，用于拍摄图像并将拍摄图像传输给控制器；
透明防护罩5，包裹摄像头4以防止被踩踏破坏；
弹性复位结构，连接在透明防护罩5和基座2之间，所述弹性复位结构带动透明防护罩5在竖直方向上相对基座2上下移动。
本人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞1内，位于地面以下，装置为一体结构，在安装时只需放置到下沉孔洞1内即可，易于安装并且维修清洁方便；在使用时，仰拍角度安装的摄像头4可以仰拍人脸，进行摄像和识别，解决有人故意低头、遮挡从而躲避视频监控和人脸识别的问题；机械云台3可以根据控制器的控制信号带动摄像头4转动，调整拍摄方向；组装完成后，透明防护罩5可能略高于地面，这样可能会给人员通行带来阻碍，利用弹性复位结构实现弹性安装，如果透明防护罩5被踩踏，弹性复位结构会收缩，进而透明防护罩5下沉回缩到地面之下，从而避免完全刚性接触造成透明防护罩5被踩碎踩裂。
实施例2：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图1-2所示，弹性复位结构包括复位弹簧6，所述复位弹簧6的两端分别连接在透明防护罩5的底部和基座2的上部；所述复位弹簧6根据透明防护罩5上施加外部压力的大小在自由状态和收缩状态转换，并支撑所述透明防护罩5相对基座2上下移动。在有人员或车辆踏过透明防护罩5时，复位弹簧6收缩，透明防护罩5下移到下沉孔洞1内，避免被压碎或踩碎，并且在人员和车辆离开后，透明防护罩5通过复位弹簧6自动恢复到初始状态。
实施例3：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图1-9所示，弹性复位结构还包括电磁开关7和超声波探测器8，所述超声波探测器8设置在透明防护罩5上，所述电磁开关7设置在复位弹簧6的弹簧圈内，所述透明防护罩5的底部设有金属棒9，所述金属棒9插在复位弹簧6的弹簧圈内；所述超声波探测器8将探测数据传送给控制器，控制器根据探测数据选择控制电磁开关7的启闭，并在电磁开关7开启后电磁开关7吸引金属棒9实现复位弹簧6的收缩以及透明防护罩5的下移。在常规复位弹簧6的基础上，增设的电磁开关7和超声波探测器8，可以在人员踩踏透明防护罩5之前的一定距离范围内，超声波探测器8探测到物体靠近，将信号传递给控制器，控制器控制电磁开关7接通，电磁开关7产生强磁场吸引金属棒9下降，进而控制透明防护罩5自动下沉，由此使得透明防护罩5不会被接触到，在防止被踩踏的同时，还可以避免人员在行走过程中踢到透明防护罩5而摔倒的情况，并且在超声波探测器8失灵的情况下，电磁开关7不会产生强磁场，依然可以通过复位弹簧6实现透明防护罩5的下沉动作。
实施例4：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图8-9所示，控制器包括超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、单片机控制电路和电磁开关7控制电路；所述超声波发射与回波接收电路用于收发超声波并完成超声波和电信号的转换；所述超声波电信号放大电路用于接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压；所述单片机控制电路和电磁开关7控制电路根据脉冲电压选择开闭电磁开关7；
具体的，超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波探测器8的脉冲电压幅值，有效地进行电/声转换，增大超声波的发射距离，并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号，超声波发射与回波接收电路如图2所示；
EFR40RS是收发一体封闭(防水)型超声波传感器，其中心频率f0＝(40.0±1.0)kHz，-3dB带宽1kHz。驱动电压峰一峰值要求60～150V。CD4052是双路四选一模拟开关，单片机的P3.4和P3.5端口输出选通信号，单片机的P3.3端口输出一串40kHz的脉冲电压，通过CD4052的X路加到选通的开关三极管Q1基极，经脉冲变压器T1升压至100VP-P左右，驱动超声波传感器EFR40RS发射超声波，发射时的脉冲电压幅值大小直接影响测距的远近，应变成毫伏级的一串脉冲电信号，由于回波电信号的幅值小，VD3和VD4二极管截止，该信号不会通过T1变压器副边线圈形成短路，VD1和VD2二极管也截止，所以回波电信号经R1和C1，通过CD4052的Y路送到超声波电信号放大与整形电路，R1和VD1，VD2组成双向限幅电路，避免发射时的大信号造成超声波放大与整形电路阻塞，甚至损坏电路；
超声波电信号放大电路采用集成电路CX20106A构成，通过外部所接电阻，将其内部带通滤波电路的中心频率f0设置为40kHz，就可以接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压，
超声波测距应用电路图如图3所示，1脚是超声波电信号输入端，2脚与地之间连接RC串联网络，是内部前置放大电路负反馈网络的组成部分，电阻R5的数值确定前置放大电路的增益，R5电阻值减小，负反馈减弱，放大倍数增大；反之，则放大倍数减小，3脚与地之间连接检波电容C3，适当改变电容C3的大小，改变超声波电信号放大和整形电路的灵敏度和抗干扰能力，C3电容量大，灵敏度低，抗干扰能力强；C3容量小，灵敏度高，抗干扰能力弱，易造成误动作；5脚与电源间接入一个电阻，用以设置内部带通滤波电路的中心频率f0，当R6＝200kΩ时，f0＝40kHz，6脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容值取得太大，会使探测距离变短，7脚是电路集电极开路输出端，R7是该引脚的上拉电阻，集成电路CX20106A无信号输入时，7脚输出高电平，当输入的超声波电信号经放大、整形后，7脚输出一个负脉冲电压；
值得说明的是，单片机控制电路和电磁开关7控制电路除了选择电磁开关7，还可以选择使用继电器开关，其工作原理与电磁开关7基本相同，通过高低电平控制通电使它动作，电磁铁带动金属棒9移动。
实施例5：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图10所示，控制器还包括信号收发模块10，用于收发拍摄图像数据以及控制机械云台3的远程操控信号。
实施例6：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图3、图7所示，基座2上表面设有环形凹槽11，所述弹性复位结构设置在环形凹槽11内，所述透明防护罩5的底部开口扣合在环形凹槽11内。设置的环形凹槽11可以收纳透明防护罩5的底部开口，在复位弹簧6处于自由状态时，透明防护罩5的底部开口边缘与环形凹槽11边缘对齐或者位于环形凹槽11内部，在复位弹簧6处于收缩状态时，透明防护罩5的底部开口下沉到环形凹槽11内部，并且可以在环形凹槽11的槽壁上设置软胶层，以提高密封性和防水防尘的性能。
实施例7：
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：透明防护罩5的顶部为弧面，所述复位弹簧6在自由状态时所述弧面的边缘与下沉孔洞1的洞口边缘平滑对接，透明防护罩5的罩体内水平设有支撑板12，所述机械云台3设置在支撑板12上并随着透明防护罩5同步移动。透明防护罩5的顶部形状如果为立方体，则会有一定的棱角，行人在行走过程中容易踢到防护罩，不仅对透明防护罩5会造成损坏，还可能会绊倒行人，而改设为弧面后，其表面为流线型结构，并且与下沉孔洞1的边缘对接，行人在踩到透明防护罩5时不会出现磕绊的情况，同时外型更加美观；而设置的支撑板12，可以在透明防护罩5上升下降的过程中，带动机械云台3和摄像头4同步移动，其优点在于，如果只是透明防护罩5上下移动，那摄像头4的拍摄视角是固定的，而如果摄像头4和透明防护罩5同步移动，则在复位弹簧6处于自由状态时，摄像头4可以处于更高的位置，其拍摄视野和视角更好，拍摄画面更具可用性。
可选地，摄像头4通过角度调节装置设置在机械云台3上，所述角度调节装置包括与机械云台3固定连接的固定座13和与固定座13轴连接的调节座14，所述摄像头4设置在调节座14上。
实施例8：
一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄系统，如图10所示，包括远程操控平台15以及上述的人脸拍摄装置，所述远程操控平台15与控制器的信号收发模块10网络连接，用于接收拍摄图像数据以及发送机械云台3的远程操控信号。人员可以在远程操控平台15对人脸拍摄装置进行操控，具体的，可以利用按键发送控制信号给控制器，控制器进一步控制调整机械云台3的转向，来调整摄像头4的拍摄方向，同时可以接收图像数据，完成图像采集和储存。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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 (10)
1.一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述人脸拍摄装置设置在建筑物地面开设的下沉孔洞(1)内，包括：
基座(2)，设置在下沉孔洞(1)底部，用于安装机械云台(3)和布控信号线路，基座(2)内设有控制器；
机械云台(3)，设置在基座(2)上方并与控制器信号连接，用于安装摄像头(4)并根据控制器的控制电路带动摄像头(4)转动，调节取景角度；
摄像头(4)，以仰拍角度固定安装在机械云台(3)上并与控制器信号连接，用于拍摄图像并将拍摄图像传输给控制器；
透明防护罩(5)，包裹摄像头(4)以防止被踩踏破坏；
弹性复位结构，连接在透明防护罩(5)和基座(2)之间，所述弹性复位结构带动透明防护罩(5)在竖直方向上相对基座(2)上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述弹性复位结构包括复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)的两端分别连接在透明防护罩(5)的底部和基座(2)的上部；所述复位弹簧(6)根据透明防护罩(5)上施加外部压力的大小在自由状态和收缩状态转换，并支撑所述透明防护罩(5)相对基座(2)上下移动。
3.根据权利要求2所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述弹性复位结构还包括电磁开关(7)和超声波探测器(8)，所述超声波探测器(8)设置在透明防护罩(5)上，所述电磁开关(7)设置在复位弹簧(6)的弹簧圈内，所述透明防护罩(5)的底部设有金属棒(9)，所述金属棒(9)插在复位弹簧(6)的弹簧圈内；所述超声波探测器(8)将探测数据传送给控制器，控制器根据探测数据选择控制电磁开关(7)的启闭，并在电磁开关(7)开启后电磁开关(7)吸引金属棒(9)实现复位弹簧(6)的收缩以及透明防护罩(5)的下移。
4.根据权利要求3所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述控制器包括超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、单片机控制电路和电磁开关控制电路；所述超声波发射与回波接收电路用于收发超声波并完成超声波和电信号的转换；所述超声波电信号放大电路用于接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压；所述单片机控制电路和电磁开关控制电路根据脉冲电压选择开闭电磁开关(7)。
5.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述控制器还包括信号收发模块(10)，用于收发拍摄图像数据以及控制机械云台(3)的远程操控信号。
6.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述基座(2)上表面设有环形凹槽(11)，所述弹性复位结构设置在环形凹槽(11)内，所述透明防护罩(5)的底部开口扣合在环形凹槽(11)内。
7.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述透明防护罩(5)的罩体内水平设有支撑板(12)，所述机械云台(3)设置在支撑板(12)上并随着透明防护罩(5)同步移动。
8.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述透明防护罩(5)的顶部为弧面，所述复位弹簧(6)在自由状态时所述弧面的边缘与下沉孔洞(1)的洞口边缘平滑对接。
9.根据权利要求1所述的一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄装置，其特征在于，所述摄像头(4)通过角度调节装置设置在机械云台(3)上，所述角度调节装置包括与机械云台(3)固定连接的固定座(13)和与固定座(13)轴连接的调节座(14)，所述摄像头(4)设置在调节座(14)上。
10.一种适于建筑物地面安装的人脸拍摄系统，其特征在于，包括远程操控平台(15)以及权利要求1-9任一项所述的人脸拍摄装置，所述远程操控平台(15)与控制器的信号收发模块(10)网络连接，用于接收拍摄图像数据以及发送机械云台(3)的远程操控信号。
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