CN113329163A - 一种基于人工智能的动态图像识别装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像识别技术领域，公开了一种基于人工智能的动态图像识别装置及其系统，包括底座，底座上固定设有伸缩支撑部，伸缩支撑部的顶端通过套筒可拆卸地固定有壳体，壳体包括下壳体和上壳体，上壳体以可旋转的方式固定设置在下壳体上；上壳体固定设有第一镜头和直角棱镜，直角棱镜的下方设有通道，下壳体内固定设有摄像机体，摄像机体上设有与直角棱镜相对应的第二镜头，还包括嵌入式AI图像检测识别控制单元。本发明整体结构简洁，体型小，布防简单易行，可对校园进行大面积布防，提高了布防的有效性和对校园的监控力度，采用嵌入AI图像检测识别技术，减少对云端服务器的依赖，降低云端服务器成本投入。

Description

一种基于人工智能的动态图像识别装置及系统

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种基于人工智能的动态图像识别装置及系统。

背景技术

图像作为视觉信息交换的主要手段，目前，图像处理在移动互联网、智能识别和多媒体信息交换等领域得到了广泛的应用，随着人工智能时代的到来，人工智能凭借强大的计算能力和数据处理能力，在动态图像的检测和识别方面得到广泛的应用，例如校园安防方面。

在校园安防方面的应用，近年来，校园内屡次出现外来人员入校盗窃、打架斗殴现象，由于缺少相应的外来人员检测识别系统，严重威胁校园师生的财产以及人身安全，现阶段，校园一般采用架设监控设备来实现视频图像监控，由于架设监控设备体型大，费用高，全面布控难度大，导致监控不够全面和彻底，另外，现有监控设备基本上仅具有单一的图像采集功能，需要基于云端来实现AI的应用，由于AI需要高性能的处理器，导致应用成本大，为此，我们提出一种基于人工智能的动态图像识别装置及系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在现有校园监控设备布防成本高，布防监控存在死角，无法独立进行AI动态图像检测识别的缺点，而提出的一种基于人工智能的动态图像识别装置及系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于人工智能的动态图像识别装置，包括底座，所述底座上固定设有呈柱形结构的伸缩支撑部，所述伸缩支撑部内设有用于驱动升降的直线驱动机构；

所述伸缩支撑部的顶端通过套筒可拆卸地固定有壳体；

所述壳体包括下壳体和上壳体，所述下壳体固定设置在所述套筒上，所述上壳体以可旋转的方式固定设置在所述下壳体上；

所述下壳体和上壳体之间设有旋转连接部，下壳体内设有用于驱动上壳体旋转的动力部；

所述上壳体的一侧固定设有第一镜头，所述上壳体的内部对应第一镜头的轴线位置固定设有直角棱镜，所述直角棱镜的下方设有通道，所述通道位于所述旋转连接部的轴线上；

所述下壳体内固定设有摄像机体，所述摄像机体上设有与所述直角棱镜相对应的第二镜头；

还包括嵌入式AI图像检测识别控制单元，所述嵌入式AI图像检测识别控制单元与摄像机体通过数据线相连。

进一步的，所述伸缩支撑部包括伸缩内管件和伸缩外管件，所述伸缩内管件固定设置在底座上，所述伸缩外管件套设在伸缩内管件上，所述伸缩外管件与伸缩内管件沿伸缩方向至少设有一个限位部。

进一步的，所述限位部包括第一凹槽和第二凹槽，所述伸缩内管件沿长度方向向内凹陷构成所述第一凹槽，所述伸缩外管件沿长度方向向内凹陷构成所述第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽的槽体尺寸大小相适配。

进一步的，所述直线驱动机构包括升降驱动电机、丝杆、悬架和内丝轴套，所述升降驱动电机固定设置在伸缩内管件的底部，所述丝杆通过联轴器固定在所述升降驱动电机的输出轴上，所述悬架呈“V”形结构，所述悬架的顶端固定在伸缩外管件的上部内壁上，悬架的底端延伸至伸缩内管件的内部，并固定所述内丝轴套，所述内丝轴套螺纹连接在所述丝杆上。

进一步的，所述旋转连接部包括旋转座和旋转套，所述旋转座呈管状结构固定设置在下壳体的顶面上，所述旋转套设置在上壳体的底面上，所述旋转套套设在旋转座上，且所述旋转座与旋转套之间连接有轴承，所述轴承的内圈固定在旋转座的外壁上，所述轴承的外圈固定在旋转套的内壁上。

进一步的，所述动力部包括旋转驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述旋转驱动电机固定设置在下壳体内，所述主动齿轮的输出端延伸至旋转连接部的一侧，并固定所述主动齿轮，所述从动齿轮固定在旋转套的周向上，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合，所述下壳体的底部还设有用于容纳从动齿轮和主动齿轮的环形槽。

进一步的，还包括散热机构，所述散热机构包括散热风扇、进气孔、出气孔和散热孔，所述散热风扇的周向上通过密封座固定设置在套筒内，所述套筒位于开口一侧的周向上均布设有所述进气孔，所述套筒与下壳体连接处，并位于摄像机体的周向上均布有所述出气孔，所述下壳体的周向上均布有所述散热孔。

进一步的，所述进气孔和散热孔的下方均设有防水槽。

进一步的，所述摄像机体内置有感光模块，所述感光模块对应设置在第二镜头的后方，所述感光模块通过模数转换器连接至DSP控制模块，所述DSP控制模块还连接有存储器和电机驱动电路，所述电机驱动电路与第二镜头内的变焦电机模组和聚焦电机模组相连。

本发明还提供了一种基于人工智能的动态图像识别装置系统，包括云端服务器和所述基于人工智能的动态图像识别装置，所述基于人工智能的动态图像识别装置内置的嵌入式AI图像检测识别控制单元通过网络控制器以无线的方式与所述云端服务器数据连接；

所述嵌入式AI图像检测识别控制单元包括图像读取模块、图像处理模块和无线收发模块，所述无线收发模块与所述云端服务器数据连接。

与现有技术相比，采用上述方案的基于人工智能的动态图像识别装置及系统，有益效果在于：

（1）、本发明采用呈柱形结构的动态图像采集装置，整体结构简洁，体型小，方便安装，不受地形影响，地域上可进行密集布控，相对传统的架设监控设备造价低，布防简单易行，可对校园进行大面积布防，提高了布防的有效性和对校园的监控力度。

（2）、本发明通过伸缩支撑部实现动态图像采集高度的调整，对动态图像实现精准采集，通过旋转的方式实现监控点的360度无死角动态图像信息采集，形成周向上的全景图像，扩大了监控范围。

（3）、本发明通过嵌入AI图像检测识别模块完成全景图像的检测识别，减少对云端服务器的依赖，降低云端服务器成本投入。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的基于人工智能的动态图像识别装置的结构示意图；

图2是本发明的关于壳体的半剖结构示意图；

图3是本发明的关于伸缩支撑部的半剖结构示意图；

图4是本发明关于壳体以及套筒的内部结构示意图；

图5是本发明关于伸缩支撑部的俯视结构示意图；

图6是本发明中关于摄像机体采集图像的示意图；

图中标记为：1、底座，11、升降驱动电机，12、丝杆，13、悬架，14、内丝轴套，2、伸缩内管件，21、第一凹槽，3、伸缩外管件，31、第二凹槽，4、套筒，41、散热风扇，42、进气孔，43、出气孔，45、密封座，46、防水槽，5、下壳体，51、摄像机体，510、感光模块，511、模数转换器，512、DSP控制模块，513、存储器，514、电机驱动电路，52、第二镜头，520、变焦透镜，521、聚焦透镜，522、变焦电机模组，523、聚焦电机模组，53、旋转座，54、散热孔，6、上壳体，61、旋转套，62、通道，63、轴承，7、第一镜头，71、第一透镜，72、第二透镜，8、直角棱镜，9、旋转驱动电机，91、主动齿轮，92、从动齿轮，93、环形槽，10、嵌入式AI图像检测识别控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

实施例1

参见图1、3和5，一种基于人工智能的动态图像识别装置，包括底座1，底座1上固定设有呈柱形结构的伸缩支撑部，伸缩支撑部包括伸缩内管件2和伸缩外管件3，伸缩内管件2固定设置在底座1上，伸缩外管件3套设在伸缩内管件2上，这样设计可减少外部雨水或灰尘进入到伸缩支撑部的内部，伸缩外管件3与伸缩内管件2沿伸缩方向对称设有两个限位部，限位部分布在伸缩支撑部的两侧，起到限位平衡的作用，限位部包括第一凹槽21和第二凹槽31，伸缩内管件2沿长度方向向内凹陷构成第一凹槽21，伸缩外管件3沿长度方向向内凹陷构成第二凹槽31，第一凹槽21与第二凹槽31的槽体尺寸大小相适配，伸缩外管件3可以在伸缩内管件2上进行上下滑动，限位部的作用可确保伸缩外管件3不在伸缩内管件2上进行转动，为了减少伸缩支撑部的整体重量，伸缩内管件2和伸缩外管件3采用铝合金或碳纤维材料制成，使伸缩支撑部具有良好的耐候性。

参见图3，伸缩支撑部内设有用于驱动升降的直线驱动机构，直线驱动机构包括升降驱动电机11、丝杆12、悬架13和内丝轴套14，升降驱动电机11固定设置在伸缩内管件2的底部，丝杆12通过联轴器固定在升降驱动电机11的输出轴上，悬架13呈“V”形结构，悬架13的顶端固定在伸缩外管件3的上部内壁上，悬架13的底端延伸至伸缩内管件2的内部，并固定内丝轴套14，内丝轴套14螺纹连接在丝杆12上，通过升降驱动电机11带动丝杆12正向转动或反向转动，来实现伸缩外管件3的升降。

参见图2和4，伸缩支撑部的顶端通过套筒4采用螺纹连接的方式可拆卸地固定有壳体，壳体包括下壳体5和上壳体6，下壳体5固定设置在套筒4上，上壳体6以可旋转的方式固定设置在下壳体5上。下壳体5和上壳体6之间设有旋转连接部，旋转连接部包括旋转座53和旋转套61，旋转座53呈管状结构固定设置在下壳体5的顶面上，旋转套61设置在上壳体6的底面上，旋转套61套设在旋转座53上，且旋转座53与旋转套61之间连接有轴承63，轴承63的内圈固定在旋转座53的外壁上，轴承63的外圈固定在旋转套61的内壁上。下壳体5内设有用于驱动上壳体6旋转的动力部，动力部包括旋转驱动电机9、主动齿轮91和从动齿轮92，旋转驱动电机9固定设置在下壳体5内，主动齿轮91的输出端延伸至旋转连接部的一侧，并固定主动齿轮91，从动齿轮92固定在旋转套61的周向上，从动齿轮92与主动齿轮91相啮合，下壳体5的底部还设有用于容纳从动齿轮92和主动齿轮91的环形槽93，上壳体6在旋转驱动电机9的驱动下，可在下壳体5上进行360度的旋转。

参见图4和6，上壳体6的一侧固定设有第一镜头7，第一镜头7由第一透镜71和第二透镜72组成，第一透镜71为正的光焦度且凸面朝向物侧，第二透镜72为负的光焦度且凹面朝向第一透镜71，上壳体6的内部对应第一镜头7的轴线位置固定设有直角棱镜8，直角棱镜8的下方设有通道62，通道62位于旋转连接部的轴线上，下壳体5内固定设有摄像机体51，摄像机体51内设有感光模块510，感光模块510对应设置在第二镜头52的后方，感光模块510通过模数转换器511连接至DSP控制模块512，DSP控制模块512还连接有存储器513，存储器513用于图像的存储，摄像机体51上设有与直角棱镜8相对应的第二镜头52，第二镜头52由变焦透镜520和聚焦透镜521组成，变焦透镜520上设有用于自动变焦的变焦电机模组522，聚焦透镜521上设有用于自动聚焦的聚焦电机模组523，变焦电机模组522和聚焦电机模组523通过电机驱动电路514连接至摄像机体51的DSP控制模块512，变焦电机模组522和聚焦电机模组523实现第二镜头52的自动变焦以及自动聚焦，在进行动态图像采集时，第一镜头7将外部检测区域的图像信息投递到直角棱镜8，经过直角棱镜8的反射，将需要采集的图像反射至第二镜头52，最终反馈至摄像机体51内，完成动态图像的采集，在这一过程中，第一镜头7和直角棱镜8会随着上壳体6一起进行转动，第一镜头7将监测点周向上的图像通过直角棱镜8反射至摄像机体51内形成一个连续的动态图像信息，摄像机体51内部的处理器便会将一周上的连续动态图像合成一张全景图像，存储到存储器513内，每转动一周，完成一次动态图像的采集。

参见图2和4，还包括嵌入式AI图像检测识别控制单元10，嵌入式AI图像检测识别控制单元10与摄像机体51通过数据线相连，嵌入式AI图像检测识别控制单元10采用树莓派4B作为核心嵌入式控制单元。

实施例2

参照图1和4，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于还包括散热机构，散热机构包括散热风扇41、进气孔42、出气孔43和散热孔54，散热风扇41的周向上通过密封座45固定设置在套筒4内，套筒4位于开口一侧的周向上均布设有进气孔42，套筒4与下壳体5连接处，并位于摄像机体51的周向上均布有出气孔43，下壳体5的周向上均布有散热孔54。散热机构可对下壳体5内部的摄像机体51和嵌入式AI图像检测识别控制单元10进行有效的散热，使其可正常的运作，在散热时，气流从进气孔42进入流经出气孔43在下壳体5内形成一个环形气帘，气帘可将摄像机体51和嵌入式AI图像检测识别控制单元10产生的热量及时的带走，并从散热孔54内排出。进气孔42和散热孔54的下方均设有防水槽46，防水槽46可防止外部的雨水从进气孔42和散热孔54进入到伸缩支撑部内。

本发明还提出一种基于人工智能的动态图像识别系统，包括云端服务器和基于人工智能的动态图像识别装置，基于人工智能的动态图像识别装置内置的嵌入式AI图像检测识别控制单元10通过网络控制器以无线的方式与云端服务器数据连接。

嵌入式AI图像检测识别控制单元10包括图像读取模块、图像处理模块和无线收发模块，无线收发模块与云端服务器数据连接。图像读取模块用于嵌入式AI图像检测识别控制单元10从存储器513内读取已采集到的图像信息，图像处理模块作为整个系统的关键模块，完成图像帧的初始化、运动物体检测和运动物体识别等功能，无线收发模块用于将结果上传至云端服务器。

本发明的基于人工智能的动态图像识别装置及系统，采用呈柱形结构的动态图像采集设备，整体结构简洁，体型小，方便安装，不受地形环境影响，可对校园进行大面积布防，布防简单易行，可对校园进行大面积布防，提高了布防的有效性和对校园的监控力度，一方面通过伸缩支撑部实现动态图像采集高度的调整，对动态图像实现精准采集，通过旋转的方式实现监控点的360度无死角动态图像信息采集，形成周向上的全景图像，扩大了监控范围，另一方面，通过嵌入AI图像检测识别模块完成全景图像的检测识别，减少对云端服务器的依赖，降低云端服务器成本投入。

具体地，使用时，将该装置安装在路口或道路旁，调节伸缩支撑部对壳体的支撑高度，调到动态图像采集的最佳位置，然后，设定上壳体6的旋转速度，控制每分钟在60-120转，上壳体6每旋转一周采集到一张周向上的全景图像，在采集过程中，第二镜头52和摄像机体51在下壳体5内保持静止状态，第一镜头7和直角棱镜8在上壳体6进行旋转，第一镜头7将监测点周向上的景象通过直角棱镜8反射至摄像机体51内形成一个连续的动态图像信息，摄像机体51内部的处理器将一周上的连续动态图像合成一张全景图像，然后存储到存储器513内，完成图像采集后，嵌入式AI图像检测识别控制单元10从存储器513内读取采集到的图像信息，然后将读取的图像按照采集时间顺序利用OpenCV函数进行检测跟踪与识别，检测算法可以采用帧差法，识别相邻图像的动态变化，最后将结果通过无线收发模块上传至云端服务器进行共享。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，包括底座（1），所述底座（1）上固定设有呈柱形结构的伸缩支撑部，所述伸缩支撑部内设有用于驱动升降的直线驱动机构；

所述伸缩支撑部的顶端通过套筒（4）可拆卸地固定有壳体；

所述壳体包括下壳体（5）和上壳体（6），所述下壳体（5）固定设置在所述套筒（4）上，所述上壳体（6）以可旋转的方式固定设置在所述下壳体（5）上；

所述下壳体（5）和上壳体（6）之间设有旋转连接部，下壳体（5）内设有用于驱动上壳体（6）旋转的动力部；

所述上壳体（6）的一侧固定设有第一镜头（7），所述上壳体（6）的内部对应第一镜头（7）的轴线位置固定设有直角棱镜（8），所述直角棱镜（8）的下方设有通道（62），所述通道（62）位于所述旋转连接部的轴线上；

所述下壳体（5）内固定设有摄像机体（51），所述摄像机体（51）上设有与所述直角棱镜（8）相对应的第二镜头（52）；

还包括嵌入式AI图像检测识别控制单元（10），所述嵌入式AI图像检测识别控制单元（10）与摄像机体（51）通过数据线相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述伸缩支撑部包括伸缩内管件（2）和伸缩外管件（3），所述伸缩内管件（2）固定设置在底座（1）上，所述伸缩外管件（3）套设在伸缩内管件（2）上，所述伸缩外管件（3）与伸缩内管件（2）沿伸缩方向至少设有一个限位部。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述限位部包括第一凹槽（21）和第二凹槽（31），所述伸缩内管件（2）沿长度方向向内凹陷构成所述第一凹槽（21），所述伸缩外管件（3）沿长度方向向内凹陷构成所述第二凹槽（31），所述第一凹槽（21）与第二凹槽（31）的槽体尺寸大小相适配。

4.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述直线驱动机构包括升降驱动电机（11）、丝杆（12）、悬架（13）和内丝轴套（14），所述升降驱动电机（11）固定设置在伸缩内管件（2）的底部，所述丝杆（12）通过联轴器固定在所述升降驱动电机（11）的输出轴上，所述悬架（13）呈“V”形结构，所述悬架（13）的顶端固定在伸缩外管件（3）的上部内壁上，悬架（13）的底端延伸至伸缩内管件（2）的内部，并固定所述内丝轴套（14），所述内丝轴套（14）螺纹连接在所述丝杆（12）上。

5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述旋转连接部包括旋转座（53）和旋转套（61），所述旋转座（53）呈管状结构固定设置在下壳体（5）的顶面上，所述旋转套（61）设置在上壳体（6）的底面上，所述旋转套（61）套设在旋转座（53）上，且所述旋转座（53）与旋转套（61）之间连接有轴承（63），所述轴承（63）的内圈固定在旋转座（53）的外壁上，所述轴承（63）的外圈固定在旋转套（61）的内壁上。

6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述动力部包括旋转驱动电机（9）、主动齿轮（91）和从动齿轮（92），所述旋转驱动电机（9）固定设置在下壳体（5）内，所述主动齿轮（91）的输出端延伸至旋转连接部的一侧，并固定所述主动齿轮（91），所述从动齿轮（92）固定在旋转套（61）的周向上，所述从动齿轮（92）与主动齿轮（91）相啮合，所述下壳体（5）的底部还设有用于容纳从动齿轮（92）和主动齿轮（91）的环形槽（93）。

7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，还包括散热机构，所述散热机构包括散热风扇（41）、进气孔（42）、出气孔（43）和散热孔（54），所述散热风扇（41）的周向上通过密封座（45）固定设置在套筒（4）内，所述套筒（4）位于开口一侧的周向上均布设有所述进气孔（42），所述套筒（4）与下壳体（5）连接处，并位于摄像机体（51）的周向上均布有所述出气孔（43），所述下壳体（5）的周向上均布有所述散热孔（54）。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述进气孔（42）和散热孔（54）的下方均设有防水槽（46）。

9.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的动态图像识别装置，其特征在于，所述摄像机体（51）内置有感光模块（510），所述感光模块（510）对应设置在第二镜头（52）的后方，所述感光模块（510）通过模数转换器（511）连接至DSP控制模块（512），所述DSP控制模块（512）还连接有存储器（513）和电机驱动电路（514），所述电机驱动电路（514）与第二镜头（52）内的变焦电机模组（522）和聚焦电机模组（523）相连。

10.一种基于人工智能的动态图像识别系统，其特征在于，包括云端服务器和权利要求1-9任一项所述基于人工智能的动态图像识别装置，所述基于人工智能的动态图像识别装置内置的嵌入式AI图像检测识别控制单元（10）通过网络控制器以无线的方式与所述云端服务器数据连接；

所述嵌入式AI图像检测识别控制单元（10）包括图像读取模块、图像处理模块和无线收发模块，所述无线收发模块与所述云端服务器数据连接。

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