CN213365616U - 一种虚拟闸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种虚拟闸机，它包括由等待区、警示区和通行区构成的无障碍通道，还包括用于动态采集行人红外图像的红外摄像机，用于拍摄人脸图像的第一摄像机，将人脸信息与人脸数据库的图像进行匹配的人脸识别模块，其并输出匹配结果；第二摄像机，其用于拍摄人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时位于等待区的行人图像；光线投影装置能够在警示区投影出通行标识；控制模块根据匹配结果控制光线投影装置在警示区投射与匹配结果对应的通行标识，并将第二摄像机拍摄的行人图像发送到后台服务中心。本实用新型通过取消实体闸机的设置，针对特殊应用场景重新设计了进出通道的结构，从而提高了通行效率，降低了设备维护成本。

Description

一种虚拟闸机

技术领域

本实用新型属于门禁系统领域，涉及通道阻挡装置，具体来说，是一种无实体闸门的虚拟闸机。

背景技术

闸机是一种通道阻挡装置，主要用于管理人流并规范行人出入，可用于各种收费、门禁场合的入口通道处。

现有的基于人脸识别的打卡闸机一般包括左右闸机主体，人脸识别装置、闸门和控制电路，当人脸识别装置识别出行人的人脸图像与人脸图像库匹配时，控制电路控制闸门打开，待闸门打开一定时间后，再关闭闸门。但是有的行人稍微行动缓慢或者有重物需要搬动，这种结构的闸门在关闭之前行人不一定已经路过闸门，如果把闸门打开关闭之间的间隔设置的较长，又会影响行人的通行效率，因此有的闸机在相对的闸机主体之间设置双红外感应装置，确保行人进入闸机并离开闸机后，才能关闭闸门，这可以有效解决通行效率问题。

对于一些要求不严格不涉及资费的闸门应用场景，比如企业门禁系统，高校小区这种控制外来人员的进入管理系统，具有实体闸门的闸机存在一些比较明显的问题：闸机要占一定的空间，而且闸机主体之间距离较窄，导致行人通过的宽度受限，如果通道设计的比较宽，闸门就会要求比较大，闸门也会更容易损坏，而且闸门反复的打开关闭会影响闸机的使用寿命，从而造成闸机的硬件维护成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的实体闸门在特殊应用场景通行效率低、维护成本高的问题，本实用新型提供了一种可以提高通行效率，降低维护成本的无实体闸门的虚拟闸机。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种虚拟闸机，包括无障碍通道，所述无障碍通道顺序设有等待区、警示区和通行区；还包括：

红外摄像机，用于动态采集等待区行人的红外图像，并判断等待区是否有行人；

第一摄像机，其用于拍摄等待区有行人时的人脸图像；

人脸识别模块，其将第一摄像机采集的人脸图像进行处理，并提取人脸图像中的人脸信息与人脸数据库的图像进行匹配，并输出匹配结果；

第二摄像机，其用于拍摄等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时位于等待区的行人图像；

至少一光线投影装置，其能够在警示区投影出通行标识；

控制模块，其根据人脸识别模块的匹配结果控制所述至少一光线投影装置在警示区投射与匹配结果对应的通行标识，并将第二摄像机拍摄的行人图像发送到后台服务中心。

优选地，所述虚拟闸机还包括：

行人识别模块，其根据红外摄像机采集的红外图像，识别统计红外图像中的行人人数；

所述控制模块根据人脸识别模块输出的匹配结果和行人识别模块输出的行人人数控制所述至少一光线投影装置在警示区投射出通行标识。

优选地，所述光线投影装置为两个，分别为前端光线投影装置和后端光线投影装置，所述控制模块在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时通过前端光线投影装置在警示区投射出不允许通过的通行标识，所述在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像匹配时通过后端光线投影装置在警示区投射出允许通过的通行标识。

优选地，警示区还包括红外感应装置，用于在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时，检测警示区是否有人，如果有，则通过报警装置发出警报信息，同时通知后台服务中心。

优选地，所述等待区设有显示装置，当等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时，所述控制模块将人脸信息中与人脸数据库的图像不匹配的人脸图像显示到显示装置上，同时将人脸信息中与人脸数据库的图像不匹配的人脸图像发送到后台服务中心进行存储。

本实用新型相比现有技术，具有如下有益效果：

本申请取消了实体闸机的设置，针对特殊应用场景重新设计了进出通道的结构，通过行人在不同区域的信息采集确保合法人员的进入，也能防止非法人员的闯入并进行取证保存，从而提高了通行效率，降低了设备维护成本。

附图说明

图1为本实用新型一种虚拟闸机的结构示意图；

图2位本实用新型一种虚拟闸机的模块结构示意图；

图3位本实用新型一种虚拟闸机的另一种实施例的结构示意图；

图4为本实用新型一种虚拟闸机的控制方法流程图。

图中标识分别对应为：1-等待区，11-红外摄像机，11a-行人识别模块，12-第一摄像机，12a-人脸识别模块，12b-人脸数据库，13-第二摄像机，14-显示装置，2-警示区，21-光线投影装置，21a-前端光线投影装置，21b-后端光线投影装置，22-红外感应装置，3-通行区，4-控制模块，5-后台服务中心，6-报警装置。

具体实施方式

本申请应用于企业打卡签到或者校园、小区进出口等应用场景，比如仅允许本公司员工、本校师生进出，防止外来人员混入，这些应用场景主要是为了核实确认进出人员的身份，一般不涉及扣除个人资费的情况。

如图1、图2所示，本申请的虚拟闸机一般是在进出口设置无障碍通道，在无障碍通道进入方向依次设置等待区1、警示区2和通行区3，等待区1属于行人需要核实身份的地方，警示区2则是根据等待区1对行人的核实情况进行相应的通行提示，通行区3属于则属于行人的安全活动区域，这里需要提示通过的行人不在此逗留或者不沿无障碍通道返回。

需要说明的是，等待区1不限定只允许一个行人核实身份，也可以多个行人同时对身份进行核实，行人容量上限要根据等待区1的大小以及核实技术水平决定，等待区1可以划分出对应不同行人所站位置的区域，从而方便身份核实。

在等待区1设置有位于上方的红外摄像机11、第一摄像机12和第二摄像机13，红外摄像机11动态采集等待区1行人的红外图像，并判断等待区1是否有行人；如果有人则通过第一摄像机12拍摄等待区1有行人时的人脸图像。

人脸识别模块12a对第一摄像机12拍摄的人脸图像进行处理，包括在人脸图像中提取出人脸信息，并将其与提前录入过人脸信息的人脸数据库12b中的图像进行匹配，输出匹配结构。如果匹配，该行人就允许进入，不匹配就不允许进入。

对于人脸信息与人脸数据库12b中的图像不匹配的行人来说，需要通过第二摄像机13对等待区1的行人进行拍摄，最好是能提取不匹配人员的人脸图像。

警示区2上方设有光线投影装置21，其根据人脸识别模块12a的匹配结果通过控制模块4控制工作，具体为：如果等待区1的行人允许进入时，光线投影装置21就在警示区2内投影出允许通过的通行标识，如果等待区1的行人不允许进入，则光线投影装置21就在警示区2内投影出不允许通过的通行标识，同时控制模块4将第二摄像机13拍摄的行人图像发送到后台服务中心5。

上述通行标识可以显示类似“安全通行”的文字标识，也可以显示类似“禁止通行”的文字标识。

当然如果要简化投影的复杂性，可以仅通过光线投影装置21在警示区2投射出不同颜色的线条，比如绿色的线条代表允许通过，红色线条代表不允许通过。

为了进一步提高进入人员能否进入的准确性，本申请还设有行人识别模块11a，其根据红外摄像机11采集的红外图像识别统计红外图像中的行人人数。

这样控制模块4在控制光线投影装置21在警示区2投射出通行标识时还要同时考虑根据行人识别模块11a输出的行人人数，具体为：只有在等待区1通过人脸识别模块12a识别出的与人脸数据库12b匹配的人数与通过行人识别模块11a识别统计的人数相同时，才能允许等待区1的行人通过，光线投影装置21才会在警示区2投射出允许行人通过的通行标识，那么也就是说即使人脸识别模块12a识别出的人脸信息与人脸数据库12b中的匹配都匹配，警示区2也不一定显示允许通过的通行标识，这是因为人脸识别模块12a所识别的来自人脸图像中的人数不一定与行人识别模块11a所识别的来自红外图像图中的人数相等，这主要是因为存在有行人尾随的情况。

比如行人A尾随在行人B背后从而避开第一摄像装置获取人脸图像，人脸识别模块12a就无法识别出尾随行人B，但是此时如果在第一摄像装置拍摄方向的垂直方向设置红外摄像机11获取红外图像，其就能够很容易发现尾随行人B，如果行人A尾随在行人B背后避开红外摄像机11获取红外图像(完美避开难度很大)，那么行人识别模块11a就无法识别出尾随行人B，此时位于垂直方向的第一摄像装置就容易获取尾随行人B的人脸图像，也就是说第一摄像机12和红外摄像机11的配合获取等待区1的人脸图像和红外图像有利于保证虚拟闸机的识别成功率。

考虑到等待区1允许多人核实身份的情况，红外摄像机11优先选择安装在等待区1的正上方，这样更能准确的识别统计等待区1的行人人数；而一般行人人脸朝向都是水平，那么用于获取人脸图像的第一摄像机12一般设置水平方向朝上的角度拍摄行人。

如图3所示，上述提到光线投影装置21可以通过设置一个即可完成，本实例中光线投影装置21为两个，分别为前端光线投影装置21a和后端光线投影装置21b，在等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，通过前端光线投影装置21a在警示区2投射出不允许通过的通行标识(有必要的情况下后端光线投影装置21b也可以不允许通过的通行标识)，比如代表禁止通行的红色光线，在等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像匹配时，通过后端光线投影装置21b在警示区2投射出允许通过的通行标识(有必要的情况下前端光线投影装置21a也可以投射允许通过的通行标识)。

警示区2还包括红外感应装置22，当光线投影装置21在警示区2投射禁止通行的标识时，红外感应装置22需要检测警示区2是否有人，防止非法穿过警示区2，如果有行人在不允许通过的的时候通过警示区2，则控制模块4控制报警装置6发出警报信息，同时通知后台服务中心5，当光线投影装置21在警示区2投射可通行的通行标识时，红外感应装置22需要检测警示区2是否还有人通过，如果在行人通过后一端时间内，再没有检测到行人，则可以进行下一次的通过虚拟闸机的过程，对于允许通过的情况，红外感应装置22可以采用现有的双红外感应方法，即警示区2前后位置分别设置有红外感应装置22来检测行人，从而确保行人均安全通过警示区2。

在光线投影装置21为前端光线投影装置21a和后端光线投影装置21b21的情况下，红外感应装置22感应位于前端光线投影装置21a和后端光线投影装置21b21能投射的区域之间的行人。

考虑到要及时找到不匹配的禁行人员(非识别错误导致)，防止其进入公司、校园或者小区等地方，除了可以安排人员值守外，还可以在等待区1设有显示装置14，如果等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，控制模块4将人脸信息中与人脸数据库12b的图像不匹配的人脸图像显示到显示装置14上，这样可以通过周围的行人对禁行人员进行监督和查找，告知其不允许进入。

对于人脸信息中与人脸数据库12b的图像不匹配的人脸图像，后台服务中心5需要接收进行存储。

图4示出了一种虚拟闸机的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

S100：动态采集等待区行人的红外图像，并判断等待区是否有行人；

S200：拍摄等待区有行人时的人脸图像；

S300：将人脸图像进行处理，并提取人脸图像中的人脸信息与人脸数据库的图像进行匹配，并输出匹配结果；

S400：根据匹配结果在等待区前方的警示区投射与匹配结果对应的通行标识。

人脸图像中的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，拍摄等待区1的行人图像，并将行人图像发送到后台服务中心5。

在警示区2投射通行标识之前还包括识别统计红外图像中的行人人数，当等待区1的行人人数与等待区1的人脸信息匹配数量相同时，在警示区2投射允许等待区1行人通过警示区2的通行标识；当等待区1的行人人数与等待区1的人脸信息匹配数量不同时，在警示区2投射不允许等待区1行人通过警示区2的通行标识。

根据匹配结果在等待区1前方的警示区2投射与匹配结果对应的通行标识具体为：

当等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，在警示区2投射出不允许通过的通行标识；当等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像均匹配时，在警示区2投射出允许通过的通行标识。

当等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，还要检测警示区2是否有人，如果有，则发出警报信息，同时通知后台服务中心5。

当等待区1行人的人脸信息与人脸数据库12b的图像不匹配时，将人脸信息中与人脸数据库12b的图像不匹配的人脸图像进行显示，同时将人脸信息中与人脸数据库12b的图像不匹配的人脸图像进行存储。

以上对本申请提供的一种虚拟闸机进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种虚拟闸机，其特征在于，包括无障碍通道，所述无障碍通道顺序设有等待区、警示区和通行区；还包括：

红外摄像机，用于动态采集等待区行人的红外图像，并判断等待区是否有行人；

第一摄像机，其用于拍摄等待区有行人时的人脸图像；

人脸识别模块，其将第一摄像机采集的人脸图像进行处理，并提取人脸图像中的人脸信息与人脸数据库的图像进行匹配，并输出匹配结果；

第二摄像机，其用于拍摄等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时位于等待区的行人图像；

至少一光线投影装置，其能够在警示区投影出通行标识；

控制模块，其根据人脸识别模块的匹配结果控制所述至少一光线投影装置在警示区投射与匹配结果对应的通行标识，并将第二摄像机拍摄的行人图像发送到后台服务中心。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟闸机，其特征在于，所述虚拟闸机还包括：

行人识别模块，其根据红外摄像机采集的红外图像，识别统计红外图像中的行人人数；

所述控制模块根据人脸识别模块输出的匹配结果和行人识别模块输出的行人人数控制所述至少一光线投影装置在警示区投射出通行标识。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟闸机，其特征在于，所述光线投影装置为两个，分别为前端光线投影装置和后端光线投影装置，所述控制模块在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时通过前端光线投影装置在警示区投射出不允许通过的通行标识，所述在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像匹配时通过后端光线投影装置在警示区投射出允许通过的通行标识。

4.根据权利要求3所述的一种虚拟闸机，其特征在于，还包括红外感应装置，其设置在警示区，用于在等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时，检测警示区是否有人，如果有，则通过报警装置发出警报信息，同时通知后台服务中心。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种虚拟闸机，其特征在于，所述等待区设有显示装置，当等待区行人的人脸信息与人脸数据库的图像不匹配时，所述控制模块将人脸信息中与人脸数据库的图像不匹配的人脸图像显示到显示装置上，同时将人脸信息中与人脸数据库的图像不匹配的人脸图像发送到后台服务中心进行存储。

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