CN117575296B - 一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法及系统，涉及安检技术领域，包括：自助安检时，通过人脸识别，实现旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定；识别出需开包的旅客的随身行李，对旅客的随身行李进行检查；实现旅客自助安检，在旅客完成安检后，提取旅客证件和现场图片，建立旅客安检图像库；引入规则引擎，规则引擎设置流量控制算法，使用流量控制算法，完成旅客使用安检通道的调度；接入平台收集的硬件、旅客数据，实时对安检通道的硬件以及旅客流量进行监控展示。通过设置前端应用层和服务层，辅助旅客随身行李自助安检，提高安检系统的安全性和效率，并对通道旅客进行监控与分流。

Description

一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法及系统

技术领域

本发明涉及安检技术领域，具体是涉及一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法及系统。

背景技术

现有机场旅客安检和随身行李安检主要有几个方面的不足：目前机场随身行李安检只有X光机图片，没有将随身行李与人进行绑定安全性低、行李出现安全问题回溯困难；机场各个安检通道缺乏流量控制和引导，需要人工指挥；目前采用人工核验的方式，效率不高，行李框以及行李过完X光机传送带后，需要人搬动，安检效率低、安检人员体力耗费大；各个安检设备以及安检通道缺乏监控，设备损坏和未正常使用时无法实时知道。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有机场旅客安检和随身行李安检主要有几个方面的不足：目前机场随身行李安检只有X光机图片，没有将随身行李与人进行绑定安全性低、行李出现安全问题回溯困难；机场各个安检通道缺乏流量控制和引导，需要人工指挥；目前采用人工核验的方式，效率不高，行李框以及行李过完X光机传送带后，需要人搬动，安检效率低、安检人员体力耗费大；各个安检设备以及安检通道缺乏监控，设备损坏和未正常使用时无法实时知道的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，包括：

自助安检时，集成AI人脸识别算法、RFID阅读器、光感和摄像头，AI人脸识别算法识别人脸信息，摄像头捕获随身行李的实物照片和随身行李安检照片，随身行李经过X光机时，RFID阅读器和光感将随身行李进行编号；

所述RFID阅读器和光感将随身行李进行编号包括以下步骤：

随身行李经过X光机前，RFID阅读器读取随身行李上的RFID卡；

若读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入对应行李编号；

若未读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入空框编号；

随身行李经过X光机时，X光机发送安检照片和检测结果；

从队列中拿出随身行李，将X光机的安检照片信号与随身行李一一对应；

行李经过X光机后，RFID阅读器和光感读取随身行李上的RFID卡；

不论是否读取到随身行李上的RFID卡，均读取到光感信号；

根据实际读取到行李与从队列中取到的随身行李进行校正比对，并更新未绑定随身行李编号的图片信息；

通过人脸识别，实现旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定；

当旅客的随身行李需要开包检查时，根据绑定的信息，识别出需开包的旅客的随身行李，对旅客的随身行李进行检查；

配合随身行李位置计算，安检屏幕实时显示旅客的随身行李信息，随身行李信息包括随身行李安检状态和位置；

集成AI人脸识别算法、双门闸机、证件阅读器和摄像头，由旅客自助完成人证核验、行程校验，实现旅客自助安检，在旅客完成安检后，提取旅客证件和现场图片，建立旅客安检图像库，并标记旅客的航班、日期以及所通过的通道；

引入规则引擎，规则引擎设置流量控制算法，使用流量控制算法，完成旅客使用安检通道的调度；

流量控制算法如下：A、获取对应旅客航班的至少一个安检通道；B、计算安检通道最近20分钟通过旅客的总数，在允许通过的安检通道里选择人数最少的安检通道进行分配；

接入平台收集的硬件、旅客数据，实时对安检通道的硬件以及旅客流量进行监控展示。

一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，用于实现上述的基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，包括：

预安检智能前端模块，所述预安检智能前端模块用于实现旅客行程验证和旅客分流控制，其中证件阅读器采集旅客证件、人脸信息，通过人脸识别算法实现人证验证，并将获取到的证件信息调用后台接口进行行程验证，显示屏上动画引导旅客安检，单门闸机控制旅客进入安检通道，后台管理程序基于采集到的所有安检通道的旅客信息，基于繁忙度算法，计算出全部安检通道的繁忙状态，基于规则引擎对旅客进行分流，由前端应用程序控制显示屏的内容引导旅客到特定的安检通道进行安检；

旅客自助安检智能前端模块，所述旅客自助安检智能前端模块通过证件阅读器获取旅客证件信息与头像信息，通过人脸识别服务完成行程、人证合一验证，并通过双门闸机控制旅客的进入和退出安检通道，结合双门闸机的红外感应以及摄像头识别，对闸机内的旅客进行检测，防止尾随；

随身行李自助安检智能前端模块，所述随身行李自助安检智能前端模块通过集成人脸识别算法完成旅客1：N人脸比对，实现旅客与行李实物图片的绑定，通过读取RFID阅读器数据、接收光感应器信息，结合行李位置计算并完成安检机X光图片和旅客信息的绑定，在安检屏幕显示旅客的信息与对应随身行李的状态和随身行李的位置，对应随身行李的状态为正常或需开包，随身行李的位置为整理台、安检机中、开包台或行李拿取区；

后台服务模块，所述后台服务模块用于实现收集通道旅客的安检记录、安检行李位置和硬件状态，并在后台界面汇总数据通过图表方式展示给安检管理人员，提供硬件故障报警、行李通道启停控制和通道繁忙状态的显示服务；

硬件平台模块，所述硬件平台模块用于对所有模块中的硬件进行集成与控制，建立统一的对接标准，已接入的硬件包含闸机、证件阅读器、显示屏、摄像头和登机牌阅读器，硬件平台实现将同种设备不同品牌的硬件统一数据协议分发给上层系统；

消息中心交互服务模块，所述消息中心交互服务模块用于采用MQTT协议，与前端硬件设备进行实时消息传输；

版本控制中心模块，所述版本控制中心模块用于实现对前端软件的版本控制，后台只需要将需要更新的程序版本上载，即可完成更新，支持jar、exe和apk软件的版本的维护，结合消息中心交互服务模块，支持主动将版本推送给特定的前端，支持版本的回退；

人脸识别服务模块，所述人脸识别服务模块集成AI人脸识别算法，实现旅客安检图像库维护，并封装1：1和1：N人脸识别接口，提供统一的人脸识别服务；

数据库模块，所述数据库模块用于存储旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定关系及旅客安检图像库；

Redis缓存模块，所述Redis缓存模块用于缓存服务过程中的各类数据。

优选的，所述预安检智能前端模块、旅客自助安检智能前端模块、随身行李自助安检智能前端模块、硬件平台模块和版本控制中心模块汇总构成前端应用层。

优选的，所述后台服务模块和人脸识别服务模块构成服务层。

优选的，所述数据库模块和Redis缓存模块构成数据层。

优选的，所述服务层和前端应用层集成得到ITW运营管理界面。

优选的，所述繁忙度算法包括以下步骤：

以二十分钟作为统计距离，统计安检通道的旅客的数量；

若安检通道的旅客的数量大于预设值，则安检通道繁忙；

若安检通道的旅客的数量不超过预设值，则安检通道不繁忙。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过设置前端应用层和服务层，辅助旅客随身行李自助安检，实现了安检前所未有的精确人包绑定功能，并实现开包过程中旅客和行李的精确定位，支持行李全过程回溯，不仅提高安检系统的安全性，同时也减少了安检过程中的差错，提高了安检的效率；本系统软硬件集成，结合人脸识别集法，实现了旅客自助安检、旅客随身行李自助安检，提高旅客安检效率，实际测试结果：一条通道每分钟能过 5人；并结合流量规则与监控算法，对通道旅客进行监控与分流，提升机场安检的管理与旅客体验。

附图说明

图1为本发明的基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法流程示意图；

图2为本发明的RFID阅读器和光感将随身行李进行编号流程示意图；

图3为本发明的预安检智能前端模块流程示意图；

图4为本发明的旅客自助安检智能前端模块流程示意图；

图5为本发明的随身行李自助安检智能前端模块流程示意图；

图6为本发明的繁忙度算法流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1所示，一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，包括：

自助安检时，集成AI人脸识别算法、RFID阅读器、光感和摄像头，AI人脸识别算法识别人脸信息，摄像头捕获随身行李的实物照片和随身行李安检照片，随身行李经过X光机时，RFID阅读器和光感将随身行李进行编号，通过人脸识别，实现旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定；

当旅客的随身行李需要开包检查时，根据绑定的信息，识别出需开包的旅客的随身行李，对旅客的随身行李进行检查；

配合随身行李位置计算，安检屏幕实时显示旅客的随身行李信息，随身行李信息包括随身行李安检状态和位置；

集成AI人脸识别算法、双门闸机、证件阅读器和摄像头，由旅客自助完成人证核验、行程校验，实现旅客自助安检，在旅客完成安检后，提取旅客证件和现场图片，建立旅客安检图像库，并标记旅客的航班、日期以及所通过的通道；

引入规则引擎，规则引擎设置流量控制算法，使用流量控制算法，完成旅客使用安检通道的调度；

流量控制算法如下：A、获取对应旅客航班的至少一个安检通道；B、计算安检通道最近20分钟通过旅客的总数，在允许通过的安检通道里选择人数最少的安检通道进行分配；

接入平台收集的硬件、旅客数据，实时对安检通道的硬件以及旅客流量进行监控展示。

参照图2所示，RFID阅读器和光感将随身行李进行编号包括以下步骤：

随身行李经过X光机前，RFID阅读器读取随身行李上的RFID卡；

若读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入对应行李编号；

若未读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入空框编号；

随身行李经过X光机时，X光机发送安检照片和检测结果；

从队列中拿出随身行李，将X光机的安检照片信号与随身行李一一对应；

行李经过X光机后，RFID阅读器和光感读取随身行李上的RFID卡；

不论是否读取到随身行李上的RFID卡，均读取到光感信号；

根据实际读取到行李与从队列中取到的随身行李进行校正比对，并更新未绑定随身行李编号的图片信息。

一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，用于实现上述的基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，包括：

参照图3所示，预安检智能前端模块，所述预安检智能前端模块用于实现旅客行程验证和旅客分流控制，其中证件阅读器采集旅客证件、人脸信息，通过人脸识别算法实现人证验证，并将获取到的证件信息调用后台接口进行行程验证，显示屏上动画引导旅客安检，单门闸机控制旅客进入安检通道，后台管理程序基于采集到的所有安检通道的旅客信息，基于繁忙度算法，计算出全部安检通道的繁忙状态，基于规则引擎对旅客进行分流，由前端应用程序控制显示屏的内容引导旅客到特定的安检通道进行安检；

参照图4所示，旅客自助安检智能前端模块，所述旅客自助安检智能前端模块通过证件阅读器获取旅客证件信息与头像信息，通过人脸识别服务完成行程、人证合一验证，并通过双门闸机控制旅客的进入和退出安检通道，结合双门闸机的红外感应以及摄像头识别，对闸机内的旅客进行检测，防止尾随；

参照图5所示，随身行李自助安检智能前端模块，所述随身行李自助安检智能前端模块通过集成人脸识别算法完成旅客1：N人脸比对，实现旅客与行李实物图片的绑定，通过读取RFID阅读器数据、接收光感应器信息，结合行李位置计算并完成安检机X光图片和旅客信息的绑定，在安检屏幕显示旅客的信息与对应随身行李的状态和随身行李的位置，对应随身行李的状态为正常或需开包，随身行李的位置为整理台、安检机中、开包台或行李拿取区；

后台服务模块，所述后台服务模块用于实现收集通道旅客的安检记录、安检行李位置和硬件状态，并在后台界面汇总数据通过图表方式展示给安检管理人员，提供硬件故障报警、行李通道启停控制和通道繁忙状态的显示服务；

硬件平台模块，所述硬件平台模块用于对所有模块中的硬件进行集成与控制，建立统一的对接标准，已接入的硬件包含闸机、证件阅读器、显示屏、摄像头和登机牌阅读器，硬件平台实现将同种设备不同品牌的硬件统一数据协议分发给上层系统；

消息中心交互服务模块，所述消息中心交互服务模块用于采用MQTT协议，与前端硬件设备进行实时消息传输；

版本控制中心模块，所述版本控制中心模块用于实现对前端软件的版本控制，后台只需要将需要更新的程序版本上载，即可完成更新，支持jar、exe和apk软件的版本的维护，结合消息中心交互服务模块，支持主动将版本推送给特定的前端，支持版本的回退；

人脸识别服务模块，所述人脸识别服务模块集成AI人脸识别算法，实现旅客安检图像库维护，并封装1：1和1：N人脸识别接口，提供统一的人脸识别服务；

数据库模块，所述数据库模块用于存储旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定关系及旅客安检图像库；

Redis缓存模块，所述Redis缓存模块用于缓存服务过程中的各类数据。

上述基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统的工作过程分为预安检业务流程、旅客自助安检业务流程和随身行李安检业务流程；

预安检业务流程如下：

预安检智能前端模块界面显示欢迎语，硬件平台模块读取旅客登机牌并发送至预安检智能前端模块，硬件平台模块读取旅客证件信息并发送至预安检智能前端模块；

预安检智能前端模块解析处理旅客信息，验证旅客信息，获取旅客安检结果，判断安检结果是否通过，若否，提示旅客不通过原因，若是，判断安检通道中是否有人，若是，提示等待，若否，控制闸机开门，返回闸机开门结果以及关门信号，发送旅客通过结果；

硬件平台模块定时监控与上传硬件信息。

旅客自助安检业务流程如下：

旅客自助安检智能前端模块界面显示欢迎语，硬件平台模块读取旅客登机牌、证件并发送；

旅客自助安检智能前端模块接收处理旅客信息，并验证旅客行程信息，接收旅客行程信息，判断行程校验是否通过，若否，则提示旅客不通过原因，若是，则判断安检通道中是否有人，若是，则提示等待，若否，则更新旅客过检记录，控制闸机打开第一道门，发送闸机监控尾随信号；

判断是否有尾随，若是，则声控警告，提示旅客退出，并抓拍现场照片，若否，则打开摄像头，发送证件照与实时照片比对请求；

提取照片特征值比对，判断比对结果是否大于阙值，若否，则提示人脸识别不通过，重试人脸识别，重试不超过三次，若是，发送旅客的证件图片和实时抓拍图片；

接收并验证旅客人脸证件信息，并返回安检结果，若安检结果通过，则控制闸机打开第二道门，否则控制闸机打开第一道门，提示旅客退出。

随身行李安检业务流程如下：

随身行李自助安检智能前端模块界面显示欢迎语，通过人脸识别获取旅客信息，绑定人与行李框，硬件平台模块控制行李挡板，提示旅客推出行李；

随身行李自助安检智能前端模块通过读取RFID阅读器、光感获取行李在轨道位置，发送安检图片和安检结果，计算行李在安检机中位置，根据安检机信号与行李位置进行安检图片与人信息的绑定，判断行李是否需要开包，若是，开包台读取行李框信息，若否，则解绑行李。

预安检智能前端模块、旅客自助安检智能前端模块、随身行李自助安检智能前端模块、硬件平台模块和版本控制中心模块汇总构成前端应用层。

后台服务模块和人脸识别服务模块构成服务层。

数据库模块和Redis缓存模块构成数据层。

服务层和前端应用层集成得到ITW运营管理界面。

参照图6所示，繁忙度算法包括以下步骤：

以二十分钟作为统计距离，统计安检通道的旅客的数量；

若安检通道的旅客的数量大于预设值，则安检通道繁忙；

若安检通道的旅客的数量不超过预设值，则安检通道不繁忙。

再进一步的，本方案还提出一种存储介质，其上存储有计算机可读程序，计算机可读程序被调用时执行上述的基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法。

可以理解的是，存储介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；光介质例如，DVD；或者半导体介质例如固态硬盘SolidStateDisk，SSD等。

综上所述，本发明的优点在于：通过设置前端应用层和服务层，辅助旅客随身行李自助安检，实现了安检前所未有的精确人包绑定功能，并实现开包过程中旅客和行李的精确定位，支持行李全过程回溯，不仅提高安检系统的安全性，同时也减少了安检过程中的差错，提高了安检的效率；本系统软硬件集成，结合人脸识别集法，实现了旅客自助安检、旅客随身行李自助安检，提高旅客安检效率，实际测试结果：一条通道每分钟能过 5人；并结合流量规则与监控算法，对通道旅客进行监控与分流，提升机场安检的管理与旅客体验。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，其特征在于，包括：

自助安检时，集成AI人脸识别算法、RFID阅读器、光感和摄像头，AI人脸识别算法识别人脸信息，摄像头捕获随身行李的实物照片和随身行李安检照片，随身行李经过X光机时，RFID阅读器和光感将随身行李进行编号；

所述RFID阅读器和光感将随身行李进行编号包括以下步骤：

随身行李经过X光机前，RFID阅读器读取随身行李上的RFID卡；

若读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入对应行李编号；

若未读取到随身行李上的RFID卡，则读取到光感信号，并往队列中放入空框编号；

随身行李经过X光机时，X光机发送安检照片和检测结果；

从队列中拿出随身行李，将X光机的安检照片信号与随身行李一一对应；

行李经过X光机后，RFID阅读器和光感读取随身行李上的RFID卡；

不论是否读取到随身行李上的RFID卡，均读取到光感信号；

根据实际读取到行李与从队列中取到的随身行李进行校正比对，并更新未绑定随身行李编号的图片信息；

通过人脸识别，实现旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定；

当旅客的随身行李需要开包检查时，根据绑定的信息，识别出需开包的旅客的随身行李，对旅客的随身行李进行检查；

配合随身行李位置计算，安检屏幕实时显示旅客的随身行李信息，随身行李信息包括随身行李安检状态和位置；

集成AI人脸识别算法、双门闸机、证件阅读器和摄像头，由旅客自助完成人证核验、行程校验，实现旅客自助安检，在旅客完成安检后，提取旅客证件和现场图片，建立旅客安检图像库，并标记旅客的航班、日期以及所通过的通道；

引入规则引擎，规则引擎设置流量控制算法，使用流量控制算法，完成旅客使用安检通道的调度；

流量控制算法如下：A、获取对应旅客航班的至少一个安检通道；B、计算安检通道最近20分钟通过旅客的总数，在允许通过的安检通道里选择人数最少的安检通道进行分配；

接入平台收集的硬件、旅客数据，实时对安检通道的硬件以及旅客流量进行监控展示。

2.一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，用于实现如权利要求1所述的基于人脸识别和通道流量控制的自助安检方法，其特征在于，包括：

预安检智能前端模块，所述预安检智能前端模块用于实现旅客行程验证和旅客分流控制，其中证件阅读器采集旅客证件、人脸信息，通过人脸识别算法实现人证验证，并将获取到的证件信息调用后台接口进行行程验证，显示屏上动画引导旅客安检，单门闸机控制旅客进入安检通道，后台管理程序基于采集到的所有安检通道的旅客信息，基于繁忙度算法，计算出全部安检通道的繁忙状态，基于规则引擎对旅客进行分流，由前端应用程序控制显示屏的内容引导旅客到特定的安检通道进行安检；

旅客自助安检智能前端模块，所述旅客自助安检智能前端模块通过证件阅读器获取旅客证件信息与头像信息，通过人脸识别服务完成行程、人证合一验证，并通过双门闸机控制旅客的进入和退出安检通道，结合双门闸机的红外感应以及摄像头识别，对闸机内的旅客进行检测，防止尾随；

随身行李自助安检智能前端模块，所述随身行李自助安检智能前端模块通过集成人脸识别算法完成旅客1：N人脸比对，实现旅客与行李实物图片的绑定，通过读取RFID阅读器数据、接收光感应器信息，结合行李位置计算并完成安检机X光图片和旅客信息的绑定，在安检屏幕显示旅客的信息与对应随身行李的状态和随身行李的位置，对应随身行李的状态为正常或需开包，随身行李的位置为整理台、安检机中、开包台或行李拿取区；

后台服务模块，所述后台服务模块用于实现收集通道旅客的安检记录、安检行李位置和硬件状态，并在后台界面汇总数据通过图表方式展示给安检管理人员，提供硬件故障报警、行李通道启停控制和通道繁忙状态的显示服务；

硬件平台模块，所述硬件平台模块用于对所有模块中的硬件进行集成与控制，建立统一的对接标准，已接入的硬件包含闸机、证件阅读器、显示屏、摄像头和登机牌阅读器，硬件平台实现将同种设备不同品牌的硬件统一数据协议分发给上层系统；

消息中心交互服务模块，所述消息中心交互服务模块用于采用MQTT协议，与前端硬件设备进行实时消息传输；

版本控制中心模块，所述版本控制中心模块用于实现对前端软件的版本控制，后台只需要将需要更新的程序版本上载，即可完成更新，支持jar、exe和apk软件的版本的维护，结合消息中心交互服务模块，支持主动将版本推送给特定的前端，支持版本的回退；

人脸识别服务模块，所述人脸识别服务模块集成AI人脸识别算法，实现旅客安检图像库维护，并封装1：1和1：N人脸识别接口，提供统一的人脸识别服务；

数据库模块，所述数据库模块用于存储旅客与随身行李的实物照片、随身行李安检照片的绑定关系及旅客安检图像库；

Redis缓存模块，所述Redis缓存模块用于缓存服务过程中的各类数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，其特征在于，所述预安检智能前端模块、旅客自助安检智能前端模块、随身行李自助安检智能前端模块、硬件平台模块和版本控制中心模块汇总构成前端应用层。

4.根据权利要求3所述的一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，其特征在于，所述后台服务模块和人脸识别服务模块构成服务层。

5.根据权利要求4所述的一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，其特征在于，所述数据库模块和Redis缓存模块构成数据层。

6.根据权利要求5所述的一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，其特征在于，所述服务层和前端应用层集成得到ITW运营管理界面。

7.根据权利要求6所述的一种基于人脸识别和通道流量控制的自助安检系统，其特征在于，所述繁忙度算法包括以下步骤：

以二十分钟作为统计距离，统计安检通道的旅客的数量；

若安检通道的旅客的数量大于预设值，则安检通道繁忙；

若安检通道的旅客的数量不超过预设值，则安检通道不繁忙。