CN114267111A - 一种多合一通行管控方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多合一通行管控方法、系统及设备，该方法包括：采集步骤：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；综合查验步骤：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验，输出综合查验结果；管控步骤：基于综合查验结果，实时控制待通行人员进入或拒绝通过管控设备。本发明提供了一种集健康宝及行程码多种功能于一体的多合一通行管控方法及设备。
Description
技术领域
本申请涉及通行管控领域，特别是涉及一种多合一通行管控方法、系统及设备。
背景技术
目前，现有技术中，疫情造成在进入楼宇或车站时，需要进行身份认证，人们出入门禁时，需出示携带的身份证件等，还需要打开健康宝及查询大数据行程码等，并进行体温检测，需安排较多人力才能完成查验和值守工作。
由此可见，测温和健康宝查验等多项防疫措施，造成在楼宇或车站入口处出现排队拥堵的现象。因此，现有技术中的出入管控方法，不仅浪费了大量的人力物力，还降低了人们的出行体验度。
为了解决现有技术中存在的上述问题，亟需研制一种集“身份认证+测温+健康宝查验+佩戴口罩的人脸识别算法+行程码查验”多种功能于一体的多合一设备。
本发明专利提出了一种多合一通行管控方法及设备，支持基于人脸识别的身份认证，支持采用红外技术与人脸识别技术结合的测温功能，支持健康宝查验功能，支持佩戴口罩的人脸识别，并同时支持大数据行程码查验。
发明内容
本申请实施例提供了一种集“身份认证+测温+健康宝查验+佩戴口罩的人脸识别算法+行程码查验”多种功能于一体的多合一通行管控方法、系统及设备。
第一方面，本申请实施例提供了一种多合一通行管控方法，包括：
采集步骤：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验步骤：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验，输出综合查验结果；
管控步骤：基于综合查验结果，实时控制待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
本发明具体实施例中，上述多合一通行管控方法，还包括：
预采集步骤：待通行人员预先登录系统进行人脸图像及对应的个人身份信息采集，并存储于后台数据库中。
本发明具体实施例中，上述综合查验步骤包括：
测温步骤：采用红外技术及人脸识别技术结合进行测温，判断待通行人员是否满足人体体温正常范围；
人脸识别步骤：如果待通行人员体温正常，则基于佩戴口罩和不佩戴口罩人脸识别技术，进行待通行人员的人脸识别，将采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，获取个人身份信息。
本发明具体实施例中，上述综合查验步骤还包括：
健康宝查验步骤：基于个人身份信息，在大数据中心实时进行对应的健康宝状态及核酸检测结果查验，查验结果为正常，则返回健康宝查验成功信息；
行程码查验步骤：基于健康宝查验成功信息，采集行程码图像，基于图像识别技术对行程码图像中的关键信息进行查验，并匹配相应地区的疫情防控管理措施，查验结果为正常，则返回行程码查验成功信息。
本发明具体实施例中，上述测温步骤包括：
基于人脸识别技术划定人脸额头区域，进行红外区域定位后进行体温检测。
本发明具体实施例中，上述人脸识别步骤包括：
戴口罩人脸识别步骤：基于预设包含有戴口罩及不戴口罩人脸数据集，采用人脸识别的注意力机制，实现对戴口罩或不戴口罩的人脸识别。
本发明具体实施例中，上述管控步骤包括：
当综合查验的结果为成功，则开启管控设备，待通行人员通过管控设备；
当综合查验的结果为失败，则管控设备发出相应失败提示，并保持管控设备关闭状态。
第二方面，本申请实施例提供了一种多合一通行管控系统，采用如上所述多合一通行管控方法，包括：
采集模块：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验模块：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验，输出综合查验结果；
管控模块：基于综合查验结果，实时控制所述待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
本发明具体实施例中，上述多合一通行管控系统，还包括：
预采集模块：待通行人员预先登录系统进行人脸图像及对应的个人信息采集，并存储于后台数据库中。
第三方面，本申请实施例提供了一种多合一通行管控设备，采用上多合一通行管控方法，包括：
摄像装置：用于采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及采集大数据行程码信息，摄像装置包括红外测温器；
管控装置：用于基于采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，查询待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验；
闸机设备：基于管控装置的控制信号，闸机设备实时打开或保持关闭，实时控制待通行人员进入或拒绝通过闸机设备。
相比于相关现有技术，具有以下突出的有益效果：
1、本发明支持基于人脸识别的身份认证；
2、本发明支持采用红外技术与人脸识别技术结合的测温功能；
3、本发明支持健康宝查验功能；
4、本发明支持佩戴口罩的人脸识别；
5、本发明支持大数据行程码查验；
6、本发明多合一通行管控方法及设备大大缩短了通行时间，减少了人工操作步骤。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明多合一通行管控方法的流程图；
图2是本发明实施例多合一通行管控方法的流程图；
图3为本发明实施例图像融合示意图；
图4为本发明实施例戴口罩图像示意图；
图5为本发明实施例图像模型示意图；
图6为本发明实施例注意力模型示意图；
图7为本发明实施例通道注意力模型示意图；
图8是本发明多合一通行管控系统示意图；
图9为根据本申请实施例的设备的硬件结构示意图。
以上图中：
100多合一通行管控系统
10采集模块 20综合查验模块
30管控模块
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
本发明旨在提供一种集成“身份认证+测温+健康宝查验+佩戴口罩的人脸识别算法+行程码查验”的多合一设备。
本发明方法及设备针对防疫要求，把需要查验的多项任务集成到同一个设备上，在身份认证后可以同时完成健康宝查验的功能。
图1为本发明方法流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供了一种多合一通行管控方法，包括：
采集步骤S10：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验步骤S20：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验，输出综合查验结果；
管控步骤S30：基于综合查验结果，实时控制待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
本发明具体实施例中，上述多合一通行管控方法，还包括：
预采集步骤：待通行人员预先登录系统进行人脸图像及对应的个人身份信息采集，并存储于后台数据库中。
本发明具体实施例中，上述综合查验步骤S20包括：
测温步骤：采用红外技术及人脸识别技术结合进行测温，判断待通行人员是否满足人体体温正常范围；
人脸识别步骤：如果待通行人员体温正常，则基于佩戴口罩和不佩戴口罩人脸识别技术，进行待通行人员的人脸识别，将采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，获取个人身份信息。
本发明具体实施例中，上述综合查验步骤S20还包括：
健康宝查验步骤：基于个人身份信息，在大数据中心实时进行对应的健康宝状态及核酸检测结果查验，查验结果为正常，则返回健康宝查验成功信息；
行程码查验步骤：基于健康宝查验成功信息，采集行程码图像，基于图像识别技术对行程码图像中的关键信息进行查验，并匹配相应地区的疫情防控管理措施，查验结果为正常，则返回行程码查验成功信息。
本发明具体实施例中，上述测温步骤包括：
基于人脸识别技术划定人脸额头区域，进行红外区域定位后进行体温检测。
本发明具体实施例中，上述人脸识别步骤包括：
戴口罩人脸识别步骤：基于预设包含有戴口罩及不戴口罩人脸数据集，采用人脸识别的注意力机制，实现对戴口罩或不戴口罩的人脸识别。
本发明具体实施例中，上述管控步骤包括：
当综合查验的结果为成功，则开启管控设备，待通行人员通过管控设备；
当综合查验的结果为失败，则管控设备发出相应失败提示，并保持管控设备关闭状态。
以下结合附图对本发明具体实施例进行详细说明：
如图2所示，主系统分为三个大步骤，各个步骤描述如下，
第一步，进行测温，满足要求进行下一步；例如：某高铁站准备进站的旅客张三，首先通过摄像头采集体温，并通过红外测温器，确定在摄像屏幕中的额头区域，检测体温是否处于正常体温范围内，如果超过体温正常范围，则发出旅客张三发热的报警信息；如果体温正常，则进行下一步；
第二步，进行人脸识别，确认当前人的身份，本部分支持佩戴口罩的人脸识别功能；同时，人脸识别摄像头可自动识别当前的逆光条件，通过调整摄像头的曝光时间，完成曝光调节。
旅客张三的人脸图像与存储在后台服务器的预存的人脸图像匹配，如果匹配成功，则获取张三对应的身份信息，包括：身份证号及对应的手机号；如果匹配失败，则返回人脸识别失败提示信息；
第三步，使用当前人的身份进行健康宝查验和行程码查验。系统根据旅客张三的身份信息在大数据中心查询张三对应的健康宝状态和核酸检测结果信息，如果健康宝状态正常并且核酸检测信息通过，则返回查验成功信息，如果失败，则返回查验失败提示信息；
系统根据健康宝和核酸检测成功信息，继续提示旅客张三出示大数据行程码信息，摄像头基于OCR图像识别技术采集张三出示的行程码信息中的手机号进行核对，并且提取行程码中的旅行地及出行时间等关键信息，与当地的防疫管理政策相比对，如果比对成功，则行程码查验成功，发出开启闸机控制信号；如果比对失败，则行程码查验失败，发出行程码查验失败提示信息，并保持闸机关闭，拒绝张三通过。
此外，本发明支持的戴口罩和不戴口罩人脸识别的具体算法，如下详细说明：
1、数据预处理
使用现有公开数据集，包括CASIA_Webface，UMDFace，MS1M，Glint360K等，对其进行重复ID清洗并合成戴口罩的人脸数据，分别按以下方式进行：
1.1、数据清洗
首先采用预训练好的人脸识别模型对上述数据集求解各类的特征值，按照类内清洗和类外融合的顺序对数据进行处理。
1.1.1、类内清洗
根据求解出的特征值，在每一类中进行聚类(一般可采用KNN或DBSCAN等)，取元素最多的簇，并删除其他簇。
1.1.2、类外融合
根据求解出的特征值，计算每一类的平均特征，再计算类间相似度(一般取余弦相似度)，当相似度大于0.8时，对两类进行融合。
1.2、合成戴口罩的人脸数据
为解决戴口罩数据不足的问题，本发明采用一种图像融合方案来获取更符合真实情况的戴口罩图像，如图3所示；
该方案的原理是将口罩图像和原图像通过3D重建分别生成UV Texture Map，然后借助纹理空间合成戴口罩图像。本发明在数据生成过程中使用8种类型的口罩。基于UV映射的方案克服了传统平面投影方式中原图像和口罩图像间的不理想衔接和变形等问题。此外，由于渲染过程的存在，戴口罩图像可以获得不同的渲染效果，比如调整口罩角度及光照效果等。生成的戴口罩图像示例如图4所示；
2、模型设计
通过在模型中引入空间注意力和通道注意力信息，在抑制模型对口罩部分信息的同时，提高模型表征能力，本发明采用的模型如图5所示；
其中，position attention module空间注意力计算如图6所示；channelattention module通道注意力计算模型如图7所示；最终将两者进行求和，并映射到最终特征空间。
3、优化目标
在优化模型时，采用下述目标函数进行优化：
其中m为分类边界惩罚项。
第二方面，如图8所示，本申请实施例提供了一种多合一通行管控系统100，采用如上所述多合一通行管控方法，包括：
采集模块10：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验模块20：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的所述待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的所述大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成所述行程码查验，输出综合查验结果；
管控模块30：基于所述综合查验结果，实时控制所述待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
本发明具体实施例中，上述多合一通行管控系统，还包括：
预注册模块：待通行人员预先登录系统进行人脸图像及对应的个人信息采集，并存储于后台数据库中。
第三方面，如图9所示，本申请实施例提供了一种多合一通行管控设备，采用上多合一通行管控方法，包括：
摄像装置200：用于采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及采集大数据行程码信息，摄像装置包括红外测温器；
管控装置300：用于基于采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，查询待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成行程码查验；
闸机设备400：基于管控装置的控制信号，闸机设备实时打开或保持关闭，实时控制待通行人员进入或拒绝通过闸机设备。
相比于现有技术，本发明主要实现了：本发明本发明支持基于人脸识别的身份认证；本发明支持采用红外技术与人脸识别技术结合的测温功能；本发明支持健康宝查验功能；本发明支持佩戴口罩的人脸识别；本发明支持大数据行程码查验；本发明多合一通行管控方法及设备大大缩短了通行时间，减少了人工操作步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种多合一通行管控方法，其特征在于，包括：
采集步骤：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验步骤：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的所述待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的所述大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成所述行程码查验，输出综合查验结果；
管控步骤：基于所述综合查验结果，实时控制所述待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
2.根据权利要求1所述多合一通行管控方法，其特征在于，还包括：
预采集步骤：预先登录系统进行人脸图像及对应的个人身份信息采集，并存储于后台数据库中。
3.根据权利要求1所述多合一通行管控方法，其特征在于，所述综合查验步骤包括：
测温步骤：采用红外技术及人脸识别技术结合进行测温，判断待通行人员是否满足人体体温正常范围；
人脸识别步骤：基于佩戴口罩和不佩戴口罩人脸识别技术，进行所述待通行人员的人脸识别，将采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，获取个人身份信息。
4.根据权利要求3所述多合一通行管控方法，其特征在于，所述综合查验步骤还包括：
健康宝查验步骤：基于所述个人身份信息，在大数据中心实时进行对应的健康宝状态及核酸检测结果查验，查验结果为正常，则返回健康宝查验成功信息；
行程码查验步骤：采集行程码图像，基于图像识别技术对所述行程码图像中的关键信息进行查验，并匹配相应地区的疫情防控管理措施，查验结果为正常，则返回行程码查验成功信息。
5.根据权利要求3所述多合一通行管控方法，其特征在于，所述测温步骤包括：
基于人脸识别技术划定人脸额头区域，进行红外区域定位后进行体温检测。
6.根据权利要求3所述多合一通行管控方法，其特征在于，所述人脸识别步骤包括：
戴口罩人脸识别步骤：基于预设包含有戴口罩及不戴口罩人脸数据集，采用人脸识别的注意力机制，实现对戴口罩或不戴口罩的人脸识别。
7.根据权利要求2所述多合一通行管控方法，其特征在于，所述管控步骤包括：
当所述综合查验结果为成功，则开启所述管控设备，所述待通行人员通过所述管控设备；
当所述综合查验结果为失败，则所述管控设备发出相应失败提示，并保持所述管控设备关闭状态。
8.一种多合一通行管控系统，采用如权利要求1-7中任意一项所述多合一通行管控方法，其特征在于，包括：
采集模块：采集待通行人员的体温，采集人脸图像以及大数据行程码信息；
综合查验模块：针对待通行人员完成测温及实时人脸识别，基于获取的所述待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的所述大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成所述行程码查验，输出综合查验结果；
管控模块：基于所述综合查验结果，实时控制所述待通行人员进入或拒绝通过管控设备。
9.根据权利要求8所述多合一通行管控系统，其特征在于，还包括：
预采集模块：待通行人员预先登录系统进行人脸图像及对应的个人信息采集，并存储于后台数据库中。
10.一种多合一通行管控设备，采用如权利要求1-7中任意一项所述多合一通行管控方法，其特征在于，包括：
摄像装置：用于采集所述待通行人员的体温，采集人脸图像以及采集大数据行程码信息，所述摄像装置包括红外测温器；
管控装置：用于基于所述摄像装置采集的人脸图像与后台数据库的图像进行比对，查询所述待通行人员的身份信息，实时在远程大数据中心进行健康宝状态和核酸检测结果查验，并基于采集到的所述大数据行程码实时匹配防疫相关政策完成所述行程码查验；
闸机设备：基于所述管控装置的控制信号，所述闸机设备实时打开或保持关闭，实时控制所述待通行人员进入或拒绝通过闸机设备。
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