CN111009067A - 一种基于人脸识别的门禁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于人脸识别的门禁系统，包括底座、门框、管理器、拦截机构和识别机构，拦截机构包括第一电机、转轴、拦截管、紧固组件和若干连杆，识别机构包括螺杆、套管、转杆、旋转组件、升降板、支撑组件、两个滑杆和若干识别组件，识别组件包括连接架和摄像头，该基于人脸识别的门禁系统通过拦截机构可控制门框的入口和出口打开或者关闭，并在人脸识别时进行封闭式拦截，避免摄像头受到外部环境光线的干扰影响，不仅如此，通过识别机构带动摄像头向下移动的过程中保持转动，便于在不同的角度和高度位置拍摄人脸，适用于不同身高的人员的身份识别，从而提高了设备的实用性。

Description

一种基于人脸识别的门禁系统

技术领域

本发明涉及安防设备领域，特别涉及一种基于人脸识别的门禁系统。

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。

由于人脸识别具有身份验证的功能，因此人脸识别技术常应用于各类安防门禁装置中，通过人脸识别，使身份合法的人进入，并阻止身份非法的人混入，从而达到安防的效果和目的。但是现有的人脸识别的门禁系统中，打动通过一个门禁杆的转动，来控制人员的拦截和放行，一些不法分子容易趁无人时钻过或者跨过拦截杆来通过门禁，导致门禁系统的拦截能力极为有限，不仅如此，在门禁系统的人脸识别设备中，识别用的摄像头大都角度位置固定，无法对不同身高的人员进行识别，且识别过程中容易受到外部环境的干扰影响，导致识别结果出错，进而降低了现有的人脸识别门禁系统的实用性。

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，提供一种基于人脸识别的门禁系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于人脸识别的门禁系统，包括底座、门框、管理器、拦截机构和识别机构，所述门框的竖向截面的形状为U形，所述门框的两端固定在底座的上方，所述识别机构设置在门框内的顶部，所述管理器固定在门框的上方，所述管理器内设有PLC；

所述拦截机构包括第一电机、转轴、拦截管、紧固组件和若干连杆，所述第一电机固定在门框的顶端，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转轴的底端传动连接，所述连杆周向均匀分布在转轴的外周，所述转轴通过连杆与拦截管内的顶部固定连接，所述门框位于拦截管的内侧，所述拦截管的下部的一侧设有缺口，所述拦截管通过紧固组件与底座连接，所述门框的水面截面的两侧的形状为弧形；

所述识别机构包括螺杆、套管、转杆、旋转组件、升降板、支撑组件、两个滑杆和若干识别组件，所述螺杆的顶端固定在门框内的顶部，所述螺杆的底端设置在套管内，所述套管的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的螺纹，所述转杆的顶端固定在套管的下方，所述识别组件周向均匀分布在转杆的下方，所述识别组件包括连接架和摄像头，所述摄像头通过连接架与转杆固定连接，所述升降板套设在转杆上，所述旋转组件位于升降板的上方，所述升降板与转杆传动连接，所述套管通过支撑组件与升降板连接，两个滑杆分别位于升降板的两端，所述滑杆的两端分别与门框内的顶部和底座固定连接，所述升降板套设在滑杆上。

作为优选，为了便于固定拦截管的位置，所述紧固组件包括两个气缸和四个插孔，四个插孔周向均匀分布在底座上，两个气缸分布位于缺口的两侧，所述气缸竖直向下设置，所述气缸的缸体固定在拦截管上，所述气缸的气杆设置在其中一个插孔内，所述气缸与PLC电连接。

作为优选，为了便于气缸的气杆插入插孔，所述气缸的气杆的底端的形状为半球形。

作为优选，为了便于支撑拦截管转动，所述拦截管的底端设有若干滚轮，所述滚轮周向均匀分布在拦截管的下方，所述滚轮抵靠在底座的上方。

作为优选，为了带动转杆转动，所述旋转组件包括第二电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第二电机固定在升降板的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮同轴固定在转杆上。

作为优选，为了连接套管和升降板，所述支撑组件包括环形槽和若干滑块，所述滑块周向均匀分布在套管的外周，所述环形槽固定在升降板的上方，所述滑块与环形槽滑动连接，所述环形槽为燕尾槽。

作为优选，为了检测人们的身高，所述转杆的底端设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。

作为优选，为了提高设备的智能化程度，所述识别器上设有显示屏、若干按键和若干数据接口，所述显示屏和按键均与PLC电连接。

作为优选，为了便于进行语音提示，所述识别器的上方设有扬声器，所述扬声器与PLC电连接。

作为优选，为了方便使用，所述识别机构的下方设有踏板，所述踏板固定在底座的上方，所述踏板内设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该基于人脸识别的门禁系统通过拦截机构可控制门框的入口和出口打开或者关闭，并在人脸识别时进行封闭式拦截，避免摄像头受到外部环境光线的干扰影响，不仅如此，通过识别机构带动摄像头向下移动的过程中保持转动，便于在不同的角度和高度位置拍摄人脸，适用于不同身高的人员的身份识别，从而提高了设备的实用性。

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是本发明的基于人脸识别的门禁系统的结构示意图；

图2是本发明的基于人脸识别的门禁系统的俯视图；

图3是本发明的基于人脸识别的门禁系统的识别机构的结构示意图；

图4是本发明的基于人脸识别的门禁系统的管理器的结构示意图；

图中：1.底座，2.门框，3.管理器，4.第一电机，5.转轴，6.拦截管，7.连杆，8.螺杆，9.套管，10.转杆，11.升降板，12.滑杆，13.连接架，14.摄像头，15.气缸，16.滚轮，17.第二电机，18.第一齿轮，19.第二齿轮，20.环形槽，21.滑块，22.超声波测距仪，23.显示屏，24.按键，25.数据接口，26.扬声器，27.踏板，28.压力传感器。

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，一种基于人脸识别的门禁系统，包括底座1、门框2、管理器3、拦截机构和识别机构，所述门框2的竖向截面的形状为U形，所述门框2的两端固定在底座1的上方，所述识别机构设置在门框2内的顶部，所述管理器3固定在门框2的上方，所述管理器3内设有PLC；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该人脸识别门禁系统在应用时，人们进入门框2的内侧后，拦截机构和识别机构同时运行，通过拦截机构对门框2的入口端和出口端进行包围，防止识别机构运行时受到外部光线的干扰影响，利用识别机构进行人脸识别，根据人脸识别的结果，管理器3内部的PLC控制拦截机构运行，拦截非法人员通过该门禁，而对合法人员则进行放行，从而实现该门禁装置的安防功能。

如图1-2所示，所述拦截机构包括第一电机4、转轴5、拦截管6、紧固组件和若干连杆7，所述第一电机4固定在门框2的顶端，所述第一电机4与PLC电连接，所述第一电机4与转轴5的底端传动连接，所述连杆7周向均匀分布在转轴5的外周，所述转轴5通过连杆7与拦截管6内的顶部固定连接，所述门框2位于拦截管6的内侧，所述拦截管6的下部的一侧设有缺口，所述拦截管6通过紧固组件与底座1连接，所述门框2的水面截面的两侧的形状为弧形；

PLC可控制拦截机构中的第一电机4启动，带动转轴5转动，使得转轴5通过连杆7带动拦截管6进行转动，拦截管6的下方设置缺口，在设备使用时，首先由第一电机4带动拦截管6转动，使得缺口正对门框2的入口端，此时方便人们通过拦截管6的缺口进入门框2内，同时门框2的出口端被拦截管6堵住，防止他人未经检测通过门框2，当人们进入门框2内部后，PLC控制第一电机4带动转轴5向任意方向转动90°，使得拦截管6的缺口转动至门框2的侧面部位，而门框2的入口和出口两端被拦截管6的内壁堵住，如此，对门框2内部进行封闭，防止人脸识别时受到外部的光线干扰，影响检测精度，而后识别机构启动，对门框2内侧的人员进行检测，若检测人员身份合法，则第一电机4带动拦截管6按照原先的转动方向再次转动90°，使得拦截管6的缺口正对门框2的出口端，方便合法人员从缺口通过门框2，此时门框2的入口端被拦截管6堵住，防止他人进入门框2，在合法人员通过后，第一电机4带动拦截管6按照圆心的方向再次转动90°，从而回到原位；若检测人员身份非法，则PLC控制第一电机4带动拦截管6反向转动90°，使得拦截管6的缺口正对门框2的入口端，而门框2的出口端被拦截管6堵住，从而拦截非法人员，时非法人员从缺口离开门框2，由于拦截管6能够对门框2的入口端和出口端进行封闭式的拦截，与传统的门禁杆相比，该拦截方式更加安全可靠，且还能在人脸识别时提供抗干扰的功能，从而提高了该门禁系统的实用性。

如图3所示，所述识别机构包括螺杆8、套管9、转杆10、旋转组件、升降板11、支撑组件、两个滑杆12和若干识别组件，所述螺杆8的顶端固定在门框2内的顶部，所述螺杆8的底端设置在套管9内，所述套管9的与螺杆8的连接处设有与螺杆8匹配的螺纹，所述转杆10的顶端固定在套管9的下方，所述识别组件周向均匀分布在转杆10的下方，所述识别组件包括连接架13和摄像头14，所述摄像头14通过连接架13与转杆10固定连接，所述升降板11套设在转杆10上，所述旋转组件位于升降板11的上方，所述升降板11与转杆10传动连接，所述套管9通过支撑组件与升降板11连接，两个滑杆12分别位于升降板11的两端，所述滑杆12的两端分别与门框2内的顶部和底座1固定连接，所述升降板11套设在滑杆12上。

当需要对门框2内侧的人员进行人脸识别时，PLC控制旋转组件启动，带动转杆10转动，使得转杆10通过连接架13带动摄像头14转动，并使得转杆10带动套管9进行转动，由于套管9的与螺杆8的连接处设有与螺杆8匹配的螺纹，且螺杆8固定在门框2内的顶部，使得套管9沿着螺杆8向下移动，并进行转动，通过支撑组件方便连接套管9和升降板11，同时升降板11沿着滑杆12的轴线稳定向下移动，从而带动下方的摄像头14转动的过程中向下移动，如此，方便对不同身高的人员进行人脸识别，并通过摄像头14的转动从不同的角度位置进行拍摄，便于提高人脸识别的精度，从而提高了设备的实用性，在人脸识别完毕后，旋转组件带动转杆10反向转动，使得套管9沿着螺杆8转动并向上移动，带动摄像头14和升降板11向上移动，而后由第一电机4带动拦截管6转动，方便人们从拦截管6的缺口处通过门框2的入口端或者出口端。

作为优选，为了便于固定拦截管6的位置，所述紧固组件包括两个气缸15和四个插孔，四个插孔周向均匀分布在底座1上，两个气缸15分布位于缺口的两侧，所述气缸15竖直向下设置，所述气缸15的缸体固定在拦截管6上，所述气缸15的气杆设置在其中一个插孔内，所述气缸15与PLC电连接。

在拦截管6转动完毕后，可通过紧固组件固定拦截管6的位置，防止拦截管6发生偏转，在紧固组件中，设置四个插孔和两个气缸15，使得拦截管6在执行多次正向或者反向转动90°后，当气缸15启动，带动气杆向下移动，气杆可以插入插孔内，从而固定气缸15的角度位置，使得拦截管6的位置固定，防止拦截管6偏转。

作为优选，为了便于气缸15的气杆插入插孔，所述气缸15的气杆的底端的形状为半球形。采用半球形的设计，减小了气缸15的气杆的底端的尺寸，方便气缸15的气杆向下移动后，能够插入插孔内。

作为优选，为了便于支撑拦截管6转动，所述拦截管6的底端设有若干滚轮16，所述滚轮16周向均匀分布在拦截管6的下方，所述滚轮16抵靠在底座1的上方。利用滚轮16与底座1接触，便于支撑拦截管6，方便拦截管6转动。

如图3所示，所述旋转组件包括第二电机17、第一齿轮18和第二齿轮19，所述第二电机17固定在升降板11的上方，所述第二电机17与PLC电连接，所述第二电机17与第一齿轮18传动连接，所述第一齿轮18与第二齿轮19啮合，所述第二齿轮19同轴固定在转杆10上。

PLC控制第二电机17启动，带动第一齿轮18转动，第一齿轮18作用在与之啮合的第二齿轮19上，使得第二齿轮19发生转动，带动与其同轴固定连接的转杆10进行转动。

作为优选，为了连接套管9和升降板11，所述支撑组件包括环形槽20和若干滑块21，所述滑块21周向均匀分布在套管9的外周，所述环形槽20固定在升降板11的上方，所述滑块21与环形槽20滑动连接，所述环形槽20为燕尾槽。

通过滑块21在环形槽20内滑动，方便套管9与升降板11发生相对转动，而环形槽20为燕尾槽，使得滑块21无法脱离环形槽20，进而保证了套管9与升降板11之间的同步升降移动。

作为优选，为了检测人们的身高，所述转杆10的底端设有超声波测距仪22，所述超声波测距仪22与PLC电连接。利用超声波测距仪22检测其与人们的头顶的距离，并将距离数据传递给PLC，方便PLC根据距离数据确定人们的升高，控制旋转组件运行，调整升降板11的高度位置。

如图4所示，所述识别器上设有显示屏23、若干按键24和若干数据接口25，所述显示屏23和按键24均与PLC电连接。

管理人员可通过识别器上的按键24进行操作，利用显示屏23显示进出人员的信息，方便管理人员查看，通过数据接口25方便连接外部设备进行数据传输。

作为优选，为了便于进行语音提示，所述识别器的上方设有扬声器26，所述扬声器26与PLC电连接。在进行人脸识别时，PLC通过控制扬声器26发生，便于对人们进行语音提示，方便设备的使用。

作为优选，为了方便使用，所述识别机构的下方设有踏板27，所述踏板27固定在底座1的上方，所述踏板27内设有压力传感器28，所述压力传感器28与PLC电连接。在通过门禁时，利用踏板27可规范人们的站立位置，当人们站在踏板27上后，踏板27内的压力传感器28检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，PLC即可确定踏板27上站人，而后控制拦截机构和识别机构运行。

该门禁系统使用时，可通过第一电机4带动拦截管6转动，对门框2的入口端和出口端的进行封闭式的拦截，并利用紧固组件固定拦截管6的位置，防止人们未经检测通过门框2，并通过封闭式拦截防止人脸识别时受到外部环境光线的干扰影响，提高人脸识别精度，同时也可控制拦截管6转动，使得缺口对准门框2上的入口或者出口，方便合法人员通过出口和其他未检测的人员通过入口进入门框2内进行检测，不仅如此，利用旋转组件带动转杆10旋转，使得升降板11下方的摄像头14在向下移动的同时保持转动，便于对不同身高的人员从不同的角度进行拍摄，提高了人脸识别的精度，进而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该基于人脸识别的门禁系统通过拦截机构可控制门框2的入口和出口打开或者关闭，并在人脸识别时进行封闭式拦截，避免摄像头14受到外部环境光线的干扰影响，不仅如此，通过识别机构带动摄像头14向下移动的过程中保持转动，便于在不同的角度和高度位置拍摄人脸，适用于不同身高的人员的身份识别，从而提高了设备的实用性。

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)

1.一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，包括底座（1）、门框（2）、管理器（3）、拦截机构和识别机构，所述门框（2）的竖向截面的形状为U形，所述门框（2）的两端固定在底座（1）的上方，所述识别机构设置在门框（2）内的顶部，所述管理器（3）固定在门框（2）的上方，所述管理器（3）内设有PLC；

所述拦截机构包括第一电机（4）、转轴（5）、拦截管（6）、紧固组件和若干连杆（7），所述第一电机（4）固定在门框（2）的顶端，所述第一电机（4）与PLC电连接，所述第一电机（4）与转轴（5）的底端传动连接，所述连杆（7）周向均匀分布在转轴（5）的外周，所述转轴（5）通过连杆（7）与拦截管（6）内的顶部固定连接，所述门框（2）位于拦截管（6）的内侧，所述拦截管（6）的下部的一侧设有缺口，所述拦截管（6）通过紧固组件与底座（1）连接，所述门框（2）的水面截面的两侧的形状为弧形；

所述识别机构包括螺杆（8）、套管（9）、转杆（10）、旋转组件、升降板（11）、支撑组件、两个滑杆（12）和若干识别组件，所述螺杆（8）的顶端固定在门框（2）内的顶部，所述螺杆（8）的底端设置在套管（9）内，所述套管（9）的与螺杆（8）的连接处设有与螺杆（8）匹配的螺纹，所述转杆（10）的顶端固定在套管（9）的下方，所述识别组件周向均匀分布在转杆（10）的下方，所述识别组件包括连接架（13）和摄像头（14），所述摄像头（14）通过连接架（13）与转杆（10）固定连接，所述升降板（11）套设在转杆（10）上，所述旋转组件位于升降板（11）的上方，所述升降板（11）与转杆（10）传动连接，所述套管（9）通过支撑组件与升降板（11）连接，两个滑杆（12）分别位于升降板（11）的两端，所述滑杆（12）的两端分别与门框（2）内的顶部和底座（1）固定连接，所述升降板（11）套设在滑杆（12）上。

2.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述紧固组件包括两个气缸（15）和四个插孔，四个插孔周向均匀分布在底座（1）上，两个气缸（15）分布位于缺口的两侧，所述气缸（15）竖直向下设置，所述气缸（15）的缸体固定在拦截管（6）上，所述气缸（15）的气杆设置在其中一个插孔内，所述气缸（15）与PLC电连接。

3.如权利要求2所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述气缸（15）的气杆的底端的形状为半球形。

4.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述拦截管（6）的底端设有若干滚轮（16），所述滚轮（16）周向均匀分布在拦截管（6）的下方，所述滚轮（16）抵靠在底座（1）的上方。

5.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述旋转组件包括第二电机（17）、第一齿轮（18）和第二齿轮（19），所述第二电机（17）固定在升降板（11）的上方，所述第二电机（17）与PLC电连接，所述第二电机（17）与第一齿轮（18）传动连接，所述第一齿轮（18）与第二齿轮（19）啮合，所述第二齿轮（19）同轴固定在转杆（10）上。

6.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述支撑组件包括环形槽（20）和若干滑块（21），所述滑块（21）周向均匀分布在套管（9）的外周，所述环形槽（20）固定在升降板（11）的上方，所述滑块（21）与环形槽（20）滑动连接，所述环形槽（20）为燕尾槽。

7.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述转杆（10）的底端设有超声波测距仪（22），所述超声波测距仪（22）与PLC电连接。

8.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述识别器上设有显示屏（23）、若干按键（24）和若干数据接口（25），所述显示屏（23）和按键（24）均与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述识别器的上方设有扬声器（26），所述扬声器（26）与PLC电连接。

10.如权利要求1所述的基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述识别机构的下方设有踏板（27），所述踏板（27）固定在底座（1）的上方，所述踏板（27）内设有压力传感器（28），所述压力传感器（28）与PLC电连接。

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