一种智慧城市用人脸识别系统的制作方法

1.本发明涉及人脸识别技术领域，尤其涉及一种智慧城市用人脸识别系统。


背景技术：

2.旅客在机场通关时，需要进行必要的值机、安检、登机、到站等节点的流程。传统通关过程需要频繁出示证件和登机牌，例如：安检过程中需要出示有效身份证件及登机牌、值机过程中需要出示有效身份证件、登机过程需要出示登机牌，对旅客来说，频繁出示证件和登机牌容易造成丢失以及影响情绪，对机场来说，始终存在过检效率低的问题。目前机场已经开始推广在机场使用人脸识别系统来加快取票效率，但目前的人脸识别系统存在安全性的问题，并且人脸识别设备中，人脸识别摄像头基本都是单一设置，并且未配备专门的检修人员，而在摄像头故障和维修期间，人脸识别无法正常使用，同时目前人脸识别系统中的安全性仍然有待改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种智慧城市用人脸识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：一种智慧城市用人脸识别系统，包括图像信息采集装置、第一特征提取模块、身份证读取模块、第二脸部特征提取模块、国家身份数据库、身份证特征提取模块、第一匹配模块、第二匹配模块，
5.图像信息采集装置，用于采集使用者的面部图像情况；
6.所述第一特征提取模块，用于提取所述面部图像的第一人脸特征数据；
7.所述身份证读取模块，用于读取身份证上的文字信息以及图像信息；
8.所述身份证特征提取模块，用于提取所读取的身份证上的文字信息中的文字特征；
9.所述第二脸部特征数据，用于提取身份证上图像信息的第二人脸特征数据；
10.所述第一匹配模块，用于将文字特征与所述国家身份数据库中的文字信息进行匹配，获得第一范围人群；
11.所述第二匹配模块，用于将第一人脸特征数据、第二人脸特征数据与第一范围人群中的图像信息进行匹配，获得对应的人脸识别结果。
12.可选的，所述图像信息采集装置包括柜体以及摄像机，所述柜体底部设有第一伸缩机构，所述第一伸缩机构的顶部设有放置板，所述放置板一侧固定有第一推杆，所述第一推杆的末端连接有供电底座，所述供电底座上设有供电柱，所述摄像机底部设有供电孔，所述供电柱插入所述供电孔中将所述摄像机固定在所述供电底座上，所述柜体外壳一侧设有卡槽，所述摄像机一端从所述卡槽中伸出，并沿所述卡槽上下滑动，所述柜体顶部设有抓取机构，所述第一推杆的上方设有能放置所述摄像机的固定板，所述固定板处形成一个半开放式的容纳腔，与所述固定板同侧的柜体外壳上设有第一开口，所述第一开口与所述容纳
腔相连通，所述第一开口处铰接有放置门，所述供电底座通过导线与外部电源电性相连。
13.可选的，所述第一伸缩机构数量至少为两个，所述第一伸缩机构包括第一气缸、第一伸缩杆、套筒、滑动杆以及第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮以及第二齿轮同轴设置，所述第一伸缩杆与所述第一气缸的输出端相连，所述套筒固定在所述柜体底部，所述滑动杆套接在所述套筒内部，且与所述套筒滑动相连，所述套筒、第一伸缩杆上均设有与第一齿轮或第二齿轮啮合的齿条，所述套筒中部设有第二开口，所述第二齿轮穿过所述第二开口与所述滑动杆上的齿条相啮合，所述第一齿轮与所述第一伸缩杆上的齿条相啮合，所述放置板设置在所述滑动杆的顶部。
14.可选的，所述抓取机构包括移动组件以及吸附组件，所述移动组件包括移动块、旋转电机、转轴以及导轨，所述旋转电机固定在所述柜体一侧外部，所述转轴与所述旋转电机的输出端相连，所述移动块套设在所述转轴上，且与所述转轴螺纹相连，所述导轨固定在所述柜体内腔顶部，且所述移动块顶部与所述导轨滑动相连，所述吸附组件设置在所述导轨的底部。
15.可选的，所述吸附组件包括第二推杆、固定筒、吸盘、所述固定筒的底部设有出口，所述吸盘设置在所述出口处。所述固定筒内腔的顶部设有第二气缸、第二伸缩杆以及波纹管，所述第二推杆与所述固定筒相连，所述第二气缸设置在所述固定筒内腔顶部，所述第二伸缩杆与所述第二气缸的输出端相连，所述第二伸缩杆与所述波纹管相连，所述波纹管与所述出口相连通。
16.可选的，所述吸盘处设有气体压力传感器。
17.可选的，所述波纹管上设有第一出气管，所述第一出气管上设有单向阀，所述出气管的出口端延伸至所述固定筒外部。
18.可选的，所述固定筒外壁处设有气体发生器以及第一气泵，所述气体发生器与所述第一气泵相连通，所述第一气泵通过进气管与所述波纹管相连通，所述进气管上设有第一电磁阀。
19.可选的，所述固定筒外壁处设有泄漏检测盒，所述泄露检测盒中设有第二气泵、隔板以及气体浓度传感器，所述第二气泵的入口端与所述第二出气管相连通，其隔板在所述泄露检测盒中形成隔离腔，所述第二气泵的出口与所述隔离腔相连通，所述气体浓度传感器设置在所述隔离腔中，所述第二出气管上设有第二电磁阀。
20.可选的，还包括主控单元以及电流传感器，所述电流传感器用于检测通过所述供电柱的电流，所述主控单元与所述摄像机、电流传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气泵、第二气泵、气体浓度传感器、压力传感器信号相连。
21.与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：
22.本发明提供的一种智慧城市用人脸识别系统，其主要用于机场等需要严格取票安检的区域，在进行识别时，将身份证放置于图像信息采集装置处，其图像信息采集装置处的身份证读取模块采集身份证芯片中的文字信息以及图像信息，通过身份证特征提取模块，提取所读取的身份证上的文字信息中的文字特征，同时图像信息采集装置会进一步采集人脸现场照片，通过第一特征提取模块，提取面部图像的第一人脸特征数据，通过第二特征提取模块，提取身份证芯片中的图像信息的第二人脸特征数据，通过第一匹配模块，将文字特征进行输入国家身份数据库中，可获得一定数量的范围人群，该范围人群为待进行人脸识
别的样本，然后通过第一匹配模块，将第一人脸特征数据、第二人脸特征数据、一定数量的范围人群的人脸特征数据进行对比，从而识别判断出唯一的人脸识别对象。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明提供的一种智慧城市用人脸识别系统的原理框图
25.图2为本发明提供的人脸信息采集装置的内部结构示意图；
26.图3为本发明提供的抓取机构的示意图；
27.图4为本发明提供的第一伸缩机构的示意图。
28.图中，101图像信息采集装置，102第一特征提取模块，103身份证读取模块，104第二脸部特征提取模块，105国家身份数据库，106身份证特征提取模块，107第一匹配模块，108第二匹配模块，1柜体，2摄像机，3放置板，4第一推杆，5供电底座，6供电柱，7卡槽，8固定板，9容纳腔，10第一开口，11放置门，12第一气缸，13第一伸缩杆，14套筒，15滑动杆，16第一齿轮，17第二齿轮，18齿条，19移动块，20旋转电机，21转轴，22导轨，23第二推杆，24固定筒，25吸盘，26第二气缸，27第二伸缩杆，28波纹管，29第一出气管，30单向阀，31气体发生器，32第一气泵，33泄漏检测盒，34第一电磁阀，35第二气泵，36隔板，37第二出气管，38隔离腔，39第二电磁阀，40进气管，41气压传感器。
具体实施方式
29.为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
30.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
31.应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
32.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所
有组合。
33.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
34.参见图1，一种智慧城市用人脸识别系统，包括图像信息采集装置101、第一特征提取模块102、身份证读取模块103、第二脸部特征提取模块104、国家身份数据库105、身份证特征提取模块106、第一匹配模块107、第二匹配模块108，
35.图像信息采集装置101，用于采集使用者的面部图像情况；
36.所述第一特征提取模块102，用于提取所述面部图像的第一人脸特征数据；
37.所述身份证读取模块103，用于读取身份证上的文字信息以及图像信息；
38.所述身份证特征提取模块106，用于提取所读取的身份证上的文字信息中的文字特征；
39.所述第二脸部特征数据，用于提取身份证上图像信息的第二人脸特征数据；
40.所述第一匹配模块107，用于将文字特征与所述国家身份数据库105中的文字信息进行匹配，获得第一范围人群；
41.所述第二匹配模块108，用于将第一人脸特征数据、第二人脸特征数据与第一范围人群中的图像信息进行匹配，获得对应的人脸识别结果。
42.本发明所公开的一种智慧城市用人脸识别系统，其主要用于机场等需要严格取票安检的区域，在进行识别时，将身份证放置于图像信息采集装置101处，其图像信息采集装置101处的身份证读取模块103采集身份证芯片中的文字信息以及图像信息，通过身份证特征提取模块106，提取所读取的身份证上的文字信息中的文字特征，同时图像信息采集装置101会进一步采集人脸现场照片，通过第一特征提取模块102，提取面部图像的第一人脸特征数据，通过第二特征提取模块，提取身份证芯片中的图像信息的第二人脸特征数据，通过第一匹配模块107，将文字特征进行输入国家身份数据库105中，可获得一定数量的范围人群，该范围人群为待进行人脸识别的样本，然后通过第一匹配模块107，将第一人脸特征数据、第二人脸特征数据、一定数量的范围人群的人脸特征数据进行对比，从而识别判断出唯一的人脸识别对象。
43.进一步的，所述国家身份数据库105中包含国籍为中国的居民文字信息数据以及图像数据。
44.参见图2-图4，具体的，本发明的一个实施例中，图像信息采集装置101101包括柜体1以及摄像机2，所述柜体1底部设有第一伸缩机构，所述第一伸缩机构的顶部设有放置板3，所述放置板3一侧固定有第一推杆4，所述第一推杆4的末端连接有供电底座5，所述供电底座5上设有供电柱6，所述摄像机2底部设有供电孔，所述供电柱6插入所述供电孔中将所述摄像机2固定在所述供电底座5上，所述柜体1外壳一侧设有卡槽7，所述摄像机2一端从所述卡槽7中伸出，并沿所述卡槽7上下滑动，所述柜体1顶部设有抓取机构，所述第一推杆4的上方设有能放置所述摄像机2的固定板8，所述固定板8处形成一个半开放式的容纳腔9，与所述固定板8同侧的柜体1外壳上设有第一开口10，所述第一开口10与所述容纳腔9相连通，所述第一开口10处铰接有放置门11，所述供电底座5通过导线与外部电源电性相连。
45.通过摄像机2采集人脸的特征信息，并对特征信息进行分析识别进而判断人员身
份，其在使用时，首先通过第一伸缩机构带动所述放置板3整体上升/下降，从而带动设置在放置板3上的第一推杆4上升或下降，进而实现对摄像机2采集高度的调节，而在需要摄像机2工作时，通过第一推杆4推动所述供电底座5在所述放置板3上滑行，从而使摄像机2能从所述卡槽7中伸出，同时其卡槽7的设置能方便其摄像机2在进行上下移动时进行限位，在长期使用后，通过抓取机构抓取放置在所述供电底座5上的摄像机2，并将摄像机2运送至所述容纳腔9中，检修人员只需打开放置门11，将旧的摄像机2从所述容纳腔9中取出，并将新的摄像机2放置于容纳腔9内，通过抓取机构将新的摄像机2从容纳腔9中重新输送至供电底座5上。
46.具体的，在所述容纳腔9中能同时容纳两个摄像头，其中旧的摄像头靠近所述放置门11，新的摄像头靠近所述容纳腔9的端部。
47.具体的，所述第一伸缩机构数量至少为两个，所述第一伸缩机构包括第一气缸12、第一伸缩杆13、套筒14、滑动杆15以及第一齿轮16、第二齿轮17，所述第一齿轮16以及第二齿轮17同轴设置，所述第一伸缩杆13与所述第一气缸12的输出端相连，所述套筒14固定在所述柜体1底部，所述滑动杆15套接在所述套筒14内部，且与所述套筒14滑动相连，所述套筒14、第一伸缩杆13上均设有与第一齿轮16或第二齿轮17啮合的齿条18，所述套筒14中部设有第二开口，第二开口能方便第二齿轮17与所述滑动杆15上的齿条18相接触，使第二齿轮17不受套筒14的影响，特别的，所述第二齿轮17穿过所述第二开口与所述滑动杆15上的齿条18相啮合，所述第一齿轮16与所述第一伸缩杆13上的齿条18相啮合，所述放置板3设置在所述滑动杆15的顶部。
48.在第一伸缩机构工作时，第一气缸12带动第一伸缩杆13进行往复的伸缩运动，其第一伸缩杆13上升设置的齿条18会带动第一齿轮16旋转，由于第一齿轮16与第二齿轮17同轴设置，因此第一齿轮16转动时，第二齿轮17也会随之旋转，并且第二齿轮17会与滑动杆15上的齿条18相啮合，从而导致滑动杆15在所述套筒14中上下移动，通过滑动杆15驱动所述放置板3上下移动。
49.具体的，所述抓取机构包括移动组件以及吸附组件，所述移动组件包括移动块19、旋转电机、转轴21以及导轨22，所述旋转电机固定在所述柜体1一侧外部，所述转轴21与所述旋转电机的输出端相连，所述移动块19套设在所述转轴21上，且与所述转轴21螺纹相连，所述导轨22固定在所述柜体1内腔顶部，且所述移动块19顶部与所述导轨22滑动相连，所述吸附组件设置在所述导轨22的底部。
50.其移动组件的作用是将吸附组件移动至摄像机2的上方，方便吸附组件吸附所述摄像机2，在完成吸附后，继续将吸附组件移动至所述容纳腔9中，方便检修人员取走，移动组件的具体工作原理为：通过旋转电机驱动所述转轴21旋转，从而使所述移动块19沿所述转轴21往复移动，通过移动块19带动所述吸附组件运动。
51.进一步的，其导轨22能对所述移动块19起到限位的作用，避免移动块19自身发生自转。
52.具体的，所述吸附组件包括第二推杆23、固定筒24、吸盘25，所述固定筒24的底部设有出口，所述吸盘25设置在所述出口处。所述固定筒24内腔的顶部设有第二气缸26、第二伸缩杆27以及波纹管28，所述第二推杆23与所述固定筒24相连，所述第二气缸26设置在所述固定筒24内腔顶部，所述第二伸缩杆27与所述第二气缸26的输出端相连，所述第二伸缩
杆27与所述波纹管28相连，所述波纹管28与所述出口相连通，波纹管28上设有第一出气管29，所述第一出气管29上设有单向阀30，所述出气管的出口端延伸至所述固定筒24外部。
53.通过第二推杆23调节固定筒24以及吸盘25的位置，使得吸盘25能正好接触所述摄像机2的外壳，其吸盘25与所述摄像机2的外壳之间会形成一个密闭空间，通过第二气缸26为第二伸缩杆27提供动力，使第二伸缩杆27不间断的挤压所述波纹管28，波纹管28在挤压过程中，会不间断的抽取所述密闭空间中的气体，并通过第一出气管29排出，使密闭空间形成负压，从而使吸盘25牢牢的吸附在摄像机2的外壳处。
54.进一步的，通过在所述出气管上设置的单向阀30，能避免外部气体从所述第一出气管29处进入密闭空间中。
55.具体的，所述固定筒24上还设有能对波纹管28进行泄露检测的装置，由于波纹管28在不间断的挤压过程中，其波纹管28必须要处于密封状态，才能使密闭空间中的气体沿所述第一出气管29排出，若波纹管28上出现破损，外界的气体就可以自由的进入所述密闭空间，无法形成能吸附摄像机2外壳的负压，因此通过气体发生器31、第一气泵32以及泄漏检测盒33的互相配合，来实现对波纹管28的破损检测。其具体的工作原理为，首先通过气体发生器31生成特殊无毒无害气体，例如二氧化碳或氮气等，将气体发生器31生成的特殊气体输入第一气泵32中，同时第一气泵32具有两个入口，其中一个入口与所述气体发生器31相连，另一个入口用于抽取外界气体，启动第一电磁阀34，通过第一气泵32将外界气体与外界气体进行混合后通过进气管40输入波纹管28中，若波纹管28上出现破损，其混合气体会从破损处排出进入到固定筒24中，通过泄漏检测盒33抽取固定筒24中的气体进行检测，若固定筒24的中的特殊气体浓度含量超过阈值，则说明波纹管28出现破损。
56.进一步的，通过第一气泵32还能解除密闭空间所形成的负压，当密闭空间形成负压时，通过第一气泵32向波纹管28中通入气体，气筒会沿波纹管28上的开口进入密闭空间中，从而密闭空间解除负压状态。
57.具体的，所述泄露检测盒中设有第二气泵35、隔板36以及气体浓度传感器，所述第二气泵35的入口端与所述第二出气管37相连通，其隔板36在所述泄露检测盒中形成隔离腔38，所述第二气泵35的出口与所述隔离腔38相连通，所述气体浓度传感器设置在所述隔离腔38中，所述第二出气管37上设有第二电磁阀39。使用时，通过第二气泵35抽取固定筒24中的气体输送至隔离腔38中，通过隔离腔38中的气体浓度传感器进行气体浓度检测。
58.具体的，所述吸盘25处设有气压传感器41，通过气压传感器41检测吸盘25所形成的密闭空间处的气压，判断是否形成负压状态，若形成负压状态，则停止第二气缸26的工作。
59.具体的，还包括主控单元以及电流传感器，所述主控单元与所述电流传感器、第一电磁阀34、第二电磁阀39、第一气泵32、第二气泵35、气体浓度传感器、压力传感器信号相连，所述电流传感器用于检测通过所述供电柱6的电流，所设置的电流传感器可以用于检测是否有电能输送到摄像机2处，从而判断摄像机2是否能正常通电使用，同时通过主控单元对通电时间进行累计，进一步判断是否需要更换摄像机2。
60.工作原理为：在使用时，第一气缸12带动第一伸缩杆13进行往复的伸缩运动，其第一伸缩杆13上升设置的齿条18会带动第一齿轮16旋转，由于第一齿轮16与第二齿轮17同轴设置，因此第一齿轮16转动时，第二齿轮17也会随之旋转，并且第二齿轮17会与滑动杆15上
的齿条18相啮合，从而导致滑动杆15在所述套筒14中上下移动，通过滑动杆15驱动所述放置板3上下移动，进而实现对摄像机2采集高度的调节，而在需要摄像机2工作时，通过第一推杆4推动所述供电底座5在所述放置板3上滑行，从而使摄像机2能从所述卡槽7中伸出，同时其卡槽7的设置能方便其摄像机2在进行上下移动时进行限位；
61.通过电流传感器检测是否有电能输送到摄像机2处，从而判断摄像机2是否能正常通电使用，同时通过主控单元对通电时间进行累计，进一步判断是否需要更换摄像机2，若需要更换时摄像机2时，通过旋转电机驱动所述转轴21旋转，从而使所述移动块19沿所述转轴21往复移动，通过移动块19带动所述吸附组件运动至摄像机2的正上方，通过第二推杆23调节固定筒24以及吸盘25的位置，使得吸盘25能正好接触所述摄像机2的外壳，其吸盘25与所述摄像机2的外壳之间会形成一个密闭空间，通过第二气缸26为第二伸缩杆27提供动力，使第二伸缩杆27不间断的挤压所述波纹管28，波纹管28在挤压过程中，会不间断的抽取所述密闭空间中的气体，并通过第一出气管29排出，使密闭空间形成负压，通过气压传感器41检测吸盘25所形成的密闭空间处的气压，判断是否形成负压状态，若形成负压状态，则停止第二气缸26的工作，从而使吸盘25牢牢的吸附在摄像机2的外壳处，继续调节第二推杆23使得摄像机2被从供电底座5上提起；
62.通过旋转电机带动移动块19使被提起的摄像机2移动到所述容纳腔9的正上方，调节第二推杆23使得摄像机2被放置在所述容纳腔9处，通过第一气泵32向波纹管28中通入气体，气筒会沿波纹管28上的开口进入密闭空间中，从而密闭空间解除负压状态，重新调节移动组件以及吸附组件，从容纳腔9中抓取新的摄像机2移动至所述供电底座5的上方，并将摄像机2放入供电底座5上，使得
63.并将摄像机2运送至所述容纳腔9中，检修人员只需打开放置门11，将旧的摄像机2从所述容纳腔9中取出，并将新的摄像机2放置于容纳腔9内，通过抓取机构将新的摄像机2从容纳腔9中重新输送至供电底座5处，通过供电柱6插入所述供电孔中将所述摄像机2固定在所述供电底座5上，最终完成摄像机2的更换。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。