CN215729794U - 面向疫情防控的多模态面部识别设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向疫情防控的多模态面部识别设备，包括壳体，壳体内设置有电机、电机支架、测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组，电机位于电机支架内，电机的外壳与所述电机支架固定连接，电机的转轴与所述壳体固定连接，测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组固定在所述电机支架上，虹膜镜头模组位于电机支架的中间位置，测温模组和人脸镜头模组间隔设置在所述虹膜镜头模组两侧。本实用新型通过电机带动测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组转动，无需用户摘掉口罩或者防护镜等遮挡物，降低了交叉感染的风险，能够快速、精准的采集戴口罩用户的虹膜图像进行身份识别，同时能够适应不同身高的用户，方便快捷的测量用户额头温度。

Description

面向疫情防控的多模态面部识别设备

技术领域

本实用新型涉及人体测温技术领域，特别是指一种面向疫情防控的多模态面部识别设备。

背景技术

疫情是指疫病的发生和发展情况，较大范围内出现的较大型疫情有重症急性呼吸综合征、甲型H1N1流感及新型冠状病毒肺炎等，而检测到新型冠状病毒肺炎的病症，就需要用到测温设备。

目前主流的人脸识别测温设备，大多数采用人脸识别模组与测温模组配合使用的方案。

如图1所示，图1是现有技术中主流的人脸识别测温设备的结构示意图，包括测温主体42，其中测温主体42内至少设置有人脸识别摄像头41，红外测温探头47，补光组件43，激光测距补偿探头44，显示屏45及控制板，其中，控制板上设置有测温模块，身份识别模块，存储模块，处理芯片及控制模块，其中测温模块获取红外测温探头的测温数据，身份识别模块获取人脸识别摄像头41得到的图像并识别得到身份数据，激光测距补偿探头44联通处理芯片，处理芯片联通测温模块及身份识别模块并发送对应的处理信号给控制模块，控制模块控制补光组件43，显示屏45，存储模块存储测温数据和身份数据。

然而，现有人脸识别测温设备大多要求用户主动将人脸置于显示屏45 上的人脸提示框46内才能采集到人体温度，但是由于疫情期间用户都佩戴口罩或者防护镜等遮挡物，这样会严重降低人脸检测率及身份识别率，导致系统检测不到人脸而无法精准的测量用户体温，或者需要用户摘掉口罩、防护镜等遮挡物，这样会增加交叉感染的风险，同时实际中由于用于采集人脸图像的人脸识别摄像头41通常安装在某一固定高度和固定位置，此时需要用户主动配合(弯腰/下蹲、踮脚等)才能顺利采集到人脸图像并测量用户额头温度，不能适应不同身高的用户，有时用户需要调整多次才能将人脸置于人脸提示框内，对于身高比较低的用户，甚至会出现无法采集用户体温的情况，因此现有人脸识别测温设备不能精准的测量用户体温，影响检测效果，实用性差，不适于疫情防控下的身份识别及体温测量。

实用新型内容

为解决现有技术中人脸识别测温设备无法快速检测、识别戴口罩用户，以及不能自适应用户身高导致测温不精准的问题，本实用新型提供一种面向疫情防控的多模态面部识别设备，无需摘掉口罩或者防护镜等遮挡物，能够利用虹膜进行用户身份识别，并且能够适应不同身高的用户，快速、精准的测量用户额头温度，提高用户体验。

本实用新型提供技术方案如下：

一种面向疫情防控的多模态面部识别设备，包括壳体，所述壳体内设置有电机、电机支架、测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组，其中：

所述电机位于电机支架内，所述电机的外壳与所述电机支架固定连接，所述电机的转轴与所述壳体固定连接，所述测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组固定在所述电机支架上，所述虹膜镜头模组位于所述电机支架的中间位置，所述测温模组和所述人脸镜头模组间隔设置在所述虹膜镜头模组两侧。

进一步地，所述面向疫情防控的多模态面部识别设备还包括控制板，以及与所述控制板连接的补光灯组、存储模块、发声模块和显示屏。

进一步地，所述补光灯组设置在所述电机支架上，所述补光灯组包括第一红外补光灯组和第二红外补光灯组，所述第一红外补光灯组设置在所述测温模组的另一侧，所述第二红外补光灯组设置在所述人脸镜头模组的另一侧。

进一步地，所述电机的转轴在所述电机支架的一端通过联轴器或电机传力块与所述壳体固定连接，所述电机支架的另一端设置有测量电机支架转动角度的角度传感器。

进一步地，所述角度传感器包括转动端和固定端，所述转动端安装在所述电机支架上，所述固定端安装在壳体内壁上。

进一步地，所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板通过连接导线与所述角度传感器的固定端连接，所述连接导线包括靠近所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板的第一段以及靠近所述角度传感器的固定端的第二段，所述第一段沿着与所述电机支架的转动轴线平行的方向布设，所述第二段转向弯折后沿着与所述电机支架的径向平行的方向布设。

进一步地，所述壳体的顶壁和底壁内设置有将所述电机支架限制在第一极限位置和第二极限位置之间的第一组限位面，所述电机支架上设置有与第一组限位面配合的第二组限位面。

进一步地，所述壳体内还设置有电源线，所述电源线的一端与所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板连接，另一端伸出所述电机支架后与壳体顶壁或底壁的电源接口连接，其中：

当电机支架位于第一极限位置时，所述电源线被收入电机支架的圆弧形侧壁与壳体的顶壁或底壁之间，当电机支架位于第二极限位置时，电源线绕电机支架和人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板收线。

进一步地，所述壳体包括相互配合的前壳体和后壳体，所述前壳体上设置有显示屏，所述显示屏在所述测温模组、虹膜镜头模组和补光灯组对应的位置设置有滤光膜层。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型将测温模组设置在电机支架上，通过电机带动测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组转动，无需用户摘掉口罩或者防护镜等遮挡物，降低了交叉感染的风险，能够快速、精准的采集戴口罩用户的虹膜图像进行身份识别，同时能够适应不同身高的用户，能快速准确的采集用户额头温度，提高了测量准确度和用户体验，适于疫情防空下的身份识别及体温测量。

附图说明

图1为现有技术中人脸识别测温设备的结构示意图；

图2为本实用新型的面向疫情防控的多模态面部识别设备的结构图；

图3为本实用新型的面向疫情防控的多模态面部识别设备的上半部分在前后方向上的剖视图；

图4为本实用新型的面向疫情防控的多模态面部识别设备的上半部分的爆炸图；

图5为本实用新型的面向疫情防控的多模态面部识别设备的上半部分在左右方向上的剖视图；

图6为上极限位置处电源线的走线示意图；

图7为下极限位置处电源线的走线示意图；

图8为连接导线的走线示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“上(顶)”、“下(底)”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系的术语为基于附图3、5、6、 7所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的位置、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种面向疫情防控的多模态面部识别设备，如图2-4 所示，其包括壳体1，所述壳体1内设置有电机2、电机支架3、测温模组 7、人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6，其中，所述电机2位于电机支架3 内，所述电机2的外壳与所述电机支架3固定连接，所述电机的转轴34 与所述壳体1固定连接，所述测温模组7、人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6固定在所述电机支架3上，所述虹膜镜头模组6位于所述电机支架3 的中间位置，所述测温模组7和所述人脸镜头模组5间隔设置在所述虹膜镜头模组6两侧。

本实用新型在使用时，通过人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6采集用户的人脸图像和虹膜图像，对人脸图像和虹膜图像进行分析，根据人脸图像和虹膜图像中眼睛等特征点的位置计算需要转动的角度，电机2根据该角度进行旋转。

由于电机2与电机支架3以及壳体1的连接关系(电机2的外壳与电机支架3固定连接，电机2的转轴34伸出电机支架3与壳体1固定连接)，使得电机2转动的过程中，电机2的转轴34固定不动，而电机2的外壳相对于转轴34转动，带动电机支架3在壳体1内转动，从而带动位于电机支架3上的测温模组7、人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6一起转动，当电机2转动了相应的角度后，人脸镜头模组5中的人脸摄像头正对人脸区域，虹膜镜头模组6中的虹膜摄像头正对人眼区域，由于测温模组7与人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6均位于电机支架上，此时测温模组7能够精准的对准人脸的额头区域，不需要用户主动配合就能够准确的采集到用户额头温度。

因此，本实用新型通过电机带动测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组转动，无需用户摘掉口罩或者防护镜等遮挡物，降低了交叉感染的风险，快速、精准的采集戴口罩用户的虹膜图像进行身份识别，同时能够适应不同身高的用户，将测温模组快速、精准的对准用户额头采集用户额头温度，并且电机与电机支架以及壳体的连接关系结构紧凑，能够节省空间，适于疫情防空下的身份识别及体温测量。

在一些实施例中，本实用新型提供的面向疫情防控的多模态面部识别设备还包括控制板(未图示)，以及与控制板连接的补光灯组、存储模块 (未图示)、发声模块(未图示)和显示屏11，测温模组7、人脸镜头模组5及虹膜镜头模组6也分别与控制板连接，其中，补光灯组用于为虹膜镜头模组6进行补光，存储模块用于存储用户的比对结果及测温结果，发声模块用于提示用户体温是否存在异常，显示屏11用于显示用户的虹膜图像及人脸图像以及额头温度。

本实用新型中不限制电机的转轴与壳体的连接结构，示例性的，电机 2的转轴34可以通过联轴器71与壳体1固定连接，也可以通过电机传力块与壳体1固定连接。

并且，电机2的转轴34优选在电机支架3的左右两端中的一端与壳体1固定连接，相应的，在电机支架3的左右两端中的另一端设置有测量电机支架3转动角度的角度传感器8。

在电机转动的过程中，通过角度传感器8检测电机2是否转动到相应的角度，如果没有转动到相应角度，则电机2继续转动，直到达到相应的角度为止。

前述的联轴器或电机传力块与角度传感器实物空间形成对称，保证电机支架的旋转以及角度传感器的测量。并且，虹膜镜头模组优选位于联轴器或电机传力块与角度传感器形成的对称空间的中间位置。

本实用新型不限制角度传感器的具体结构以及设置方式，在其中一个示例中，角度传感器8包括转动端9和固定端10，转动端9安装在电机支架3上，固定端10安装在壳体1内壁上。

转动端9随电机支架一同转动，固定端10检测转动端9转动的角度，从而获得电机支架3转动的角度。

例如，角度传感器可以是磁敏角度传感器，转动端为磁铁等磁路发生装置，固定端为检测磁场的敏感元件。当电机支架转动时，与电机支架固定在一起的磁铁一起转动，磁铁的磁场方向发生转动，进而对固定在壳体上的固定端敏感元件产生影响，该影响经过集成电路的处理，变成能被识别的电压信号或者电流信号，从而能够获得电机支架转动的角度。

本实用新型的人脸镜头模组包括镜头本体30和电路板11、虹膜镜头模组12包括镜头本体31和电路板12，二者均为固定镜头模组，电机支架 3上开设有安装人脸镜头模组安装孔32、安装虹膜镜头模组的安装孔33、以及安装测温模组的安装孔35，镜头本体30、31分别安装在安装孔32、33内，并且通过螺钉将电路板11、12固定到电机支架3上，测温模组安装在安装孔35内，可以通过粘贴的方式将测温模组固定在电机支架3上。

通过安装孔和电路板将电机支架内的人脸镜头模组和虹膜镜头模组固定在电机支架内，防止人脸镜头模组和虹膜镜头模组晃动，提高了设备的稳定性和可靠性。并且上述的通过安装孔和电路板固定镜头模组的方式，以及通过粘贴的方式将测温模组固定在电机支架上的方式只是举例说明，本实用新型不限制镜头模组的固定方式。

角度传感器8的固定端10需要供电并且需要信号传输，因此，本实用新型将人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6的电路板11、12通过连接导线13与角度传感器8的固定端10连接，如图8所示，实现供电和信号传输等功能。

由于电机支架来回转动，人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6的电路板 11、12一同来回转动，而角度传感器8的固定端10固定在壳体上不旋转，因此连接导线13会来回摆动，导致连接导线13磨损，从而影响面向疫情防控的多模态面部识别设备的使用寿命。

为减少连接导线13的磨损，本实用新型将连接导线按照如下方式进行走线，如图8所示：连接导线13包括靠近人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6的电路板11、12的第一段14以及靠近角度传感器8的固定端10 的第二段15，第一段14沿着与电机支架3的转动轴线平行的方向布设，第二段15转向弯折后沿着与电机支架3的径向平行的方向布设。

即连接导线先与电机支架3的转动轴线平行布设，然后转向弯折后沿着径向布设，连接导线转向弯折的布线方式能够减小角度传感器连接导线的摆动角度，从而能够延长使用寿命。

本实用新型中，电机支架3外还可以设置有包裹电机支架3的电机支架壳，电机支架壳的两端与电机支架3固定连接，电机2的外壳通过电机支架壳与电机支架3固定连接。设置电机支架壳后，电机的转轴优选通过电机传力块与壳体连接，电机的转轴设置在电机传力块上，电机传力块固定在壳体上。

如图5-7所示，本实用新型在壳体1的顶壁16和底壁17内设置有将电机支架3限制在第一极限位置和第二极限位置之间的第一组限位面18，电机支架3上设置有与第一组限位面18配合的第二组限位面19，使得电机支架环绕电机转轴在预设范围内转动，其中，第一极限位置和第二极限位置之间的预设角度可以为±28°。

人脸镜头模组5、虹膜镜头模组6、测温模组7、电机2等元器件都需要供电，其供电通过壳体1内的电源线输20送，电源线通过USB等电源接口与外部供电连接，电源接口一般设置在壳体上。电机支架上的人脸镜头模组、虹膜镜头模组、测温模组、电机等会随着电机支架一起转动，而电源接口不转动，因此导致电源线也会跟着转动，如果电源线的设置不合理，则会导致电源线磨损，缩短设备的使用寿命，同时会影响内部元器件运行的可靠性。因此，如何设置电源线的走线方式显得尤为重要。

如图6、7所示，本实用新型设置的电源线的走线方式如下：

电源线20的一端与人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6的电路板11、 12连接，另一端伸出电机支架3后与壳体顶壁16或底壁17的电源接口 21连接。优选的，电源线20的一端与电路板11、12的前表面连接，并且电源线20从电路板的侧面绕至电路板后表面后，伸出电机支架并绕过电机支架的圆弧形侧面与电源接口连接。

下面以电源接口位于壳体的顶壁为例进行详细说明，电机带动电机支架连同电机支架上的人脸镜头模组和虹膜镜头模组一起转动，当电机支架 3转动到位于第一极限位置(即上极限位置)时，通过壳体的顶壁内表面及电机支架圆弧面的滑动，多余的电源线20被收入电机支架3的圆弧形侧壁22与壳体1的顶壁16之间，如图6所示。

当电机支架3位于第二极限位置(即下极限位置)时，通过电源线的拉收，电源线20绕电机支架3和人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6的电路板11、12收线，如图7所示。

当电源接口位于壳体的底壁时与电源接口位于壳体的顶壁时对称，此时，第一极限位置为下极限位置，第二极限位置为上极限位置，当处于下极限位置时，多余的电源线被收入电机支架的圆弧形侧壁与壳体的底壁之间，当处上极限位置于时，电源线绕电机支架和电路板收线。

上述电源线的走线方式能够减少电源线的磨损，提高电机支架内部元器件运行的可靠性，同时提高生物识别设备的使用寿命。

在一些实施例中，电机支架3上还固定设置有第一近红外补光灯组24 和第二近红外补光灯组25进行补光，第一近红外补光灯组24和第二近红外补光灯组25与虹膜镜头模组6的光束轴线之间设置有预设角度，预设角度使得补光灯组的补光光线与虹膜镜头模组6的轴线有交点，从而能够更好的为虹膜镜头补光，同时，能够避免在用户眼睛内部反光形成光斑，提高虹膜图像的质量。

人脸镜头模组5和虹膜镜头模组6相邻并排设置，第一红外补光灯组 24设置在测温模组的一侧，第二红外补光灯组25设置在人脸镜头模组的另一侧。第一红外补光灯组24和第二红外补光灯组25可以包含若干颗近红外补光灯。

具体的，虹膜镜头模组6设置在电机支架3的中间部位，第二红外补光灯组25设置在电机支架3的右侧，由于第二红外灯组25的下方有空间，因此将电机设置在第二红外补光灯组25下方，一方面能够充分利用电机支架3里面的空间，另一方面，将电机2固定在电机支架3上，电机转轴 34伸出电机支架3，通过联轴器或电机传力块固定在壳体1上，实现电机 2外壳转，电机转轴34、联轴器和电机传力块不转，能够节省空间。

在本实用新型的一些实施例中，壳体1包括相互配合的前壳体和后壳体，前壳体上设置有显示屏11，显示屏11在所述测温模组7、虹膜镜头模组6和第一红外补光灯组24以及第二红外补光灯组25对应的位置设置有滤光膜层12，以通过虹膜镜头模组及第一红外补光灯组和第二红外补光灯组所需要的光线，滤除其他波段的杂波，提高成像质量。所述显示屏可以为TP屏，制作工艺上一体成型后再在所述测温模组7、虹膜镜头模组6 和第一红外补光灯组24以及第二红外补光灯组25对应的位置涂覆滤光膜层12。

本实用新型中的面向疫情防控的多模态面部识别设备可以是设置在企业入口的门禁识别设备，此时该设备可以固定在墙体上；所述面向疫情防控的多模态面部识别设备也可以设置在商场、地铁入口等公共场所，此时该设备可以固定在支撑杆上，本实用新型对于面向疫情防控的多模态面部识别设备的使用形态不做限定。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、利用虹膜镜头模组采集的虹膜图像进行身份识别，无需用户摘掉口罩或者防护镜等遮挡物，降低了交叉感染的风险。

2、利用人脸镜头模组采集的人脸图像以及虹膜镜头模组采集的虹膜图像获得电机转动的角度，能够自适应用户身高，无需用户配合，自动采集虹膜图像，并且能够自动对准用户额头，提高了测温的准确度，适于疫情防控下的身份识别及体温测量。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设置有电机、电机支架、测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组，其中：

所述电机位于电机支架内，所述电机的外壳与所述电机支架固定连接，所述电机的转轴与所述壳体固定连接，所述测温模组、人脸镜头模组和虹膜镜头模组固定在所述电机支架上，所述虹膜镜头模组位于所述电机支架的中间位置，所述测温模组和所述人脸镜头模组间隔设置在所述虹膜镜头模组两侧。

2.根据权利要求1所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述面向疫情防控的多模态面部识别设备还包括控制板，以及与所述控制板连接的补光灯组、存储模块、发声模块和显示屏。

3.根据权利要求2所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述补光灯组设置在所述电机支架上，所述补光灯组包括第一红外补光灯组和第二红外补光灯组，所述第一红外补光灯组设置在所述测温模组的另一侧，所述第二红外补光灯组设置在所述人脸镜头模组的另一侧。

4.根据权利要求1所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述电机的转轴在所述电机支架的一端通过联轴器或电机传力块与所述壳体固定连接，所述电机支架的另一端设置有测量电机支架转动角度的角度传感器。

5.根据权利要求4所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述角度传感器包括转动端和固定端，所述转动端安装在所述电机支架上，所述固定端安装在壳体内壁上。

6.根据权利要求5所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板通过连接导线与所述角度传感器的固定端连接，所述连接导线包括靠近所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板的第一段以及靠近所述角度传感器的固定端的第二段，所述第一段沿着与所述电机支架的转动轴线平行的方向布设，所述第二段转向弯折后沿着与所述电机支架的径向平行的方向布设。

7.根据权利要求1所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述壳体的顶壁和底壁内设置有将所述电机支架限制在第一极限位置和第二极限位置之间的第一组限位面，所述电机支架上设置有与第一组限位面配合的第二组限位面。

8.根据权利要求1所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述壳体内还设置有电源线，所述电源线的一端与所述人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板连接，另一端伸出所述电机支架后与壳体顶壁或底壁的电源接口连接，其中：

当电机支架位于第一极限位置时，所述电源线被收入电机支架的圆弧形侧壁与壳体的顶壁或底壁之间，当电机支架位于第二极限位置时，电源线绕电机支架和人脸镜头模组和虹膜镜头模组的电路板收线。

9.根据权利要求8所述的面向疫情防控的多模态面部识别设备，其特征在于，所述壳体包括相互配合的前壳体和后壳体，所述前壳体上设置有显示屏，所述显示屏在所述测温模组、虹膜镜头模组和补光灯组对应的位置设置有滤光膜层。

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