CN211602178U - 基于人脸识别的自动人体测温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于人脸识别的自动人体测温系统，属于电子技术领域，包括可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、探测器控制云台、人脸识别自动测温模块、门禁接口、声光显示屏、通信模块和云服务器。在疫情或一些特殊场所下需要人体测温时，操作人员可对在移动过程中的被测温人员进行远距离人体测温；系统自动识别并自动对人脸无遮挡区域的裸露皮肤多个测温点进行精准测温，如果温度异常则报警，把测试结果上传到云平台，保存检测结果，可远程实时看到测温情况，可结合现有的门禁功能在门禁允许开门情况下判断体温正常方可开启门禁允许通行。结合市场上各种门禁，达到刷卡、测温满足后打开门禁，避免在大门出入口近距离测温造成的交叉感染隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及基于人脸识别的自动人体测温系统。
背景技术
疫情当前，人体测温均需要操作人员拿着测温仪表面对面的进行测温，增加了人与人之间的接触可能会引起疫情的传播；或是机场、火车站等需要进行大流量快速测温采用红外成像方式进行，但是成本高昂让大众普通测温点不能使用；或有些点测温设备只能在固定的方位且拆除脸上保护措施才能进行测温，增加了可能引发疫情的感染的可能。因此需要设计一种价格便宜，可以给大众实用的、不需要近距离、自动监测移动中人脸裸露皮肤区域、多点精确测温的测温装置，可以减少因人员近距离接触、摘除保护措施、驻足在某个方位等测温造成人员相互感染的情况，还可以结合现有的门禁系统，实现门禁需要体温正常后才能通过现有的门禁刷卡等方式进行开启。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供基于人脸识别的自动人体测温系统，解决疫情期间社区大门出入口近距离测温或摘除保护设施等问题存在交叉感染隐患的技术问题。
基于人脸识别的自动人体测温系统，包括可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、红外探测器控制云台、人脸识别自动测温模块、门禁接口、声光显示屏、通信模块和云服务器，所述可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、门禁接口、声光显示屏均与人脸识别自动测温模块连接，所述人脸识别自动测温模块经通信模块与云服务器连接，所述人脸识别自动测温模块经与门禁接口与外部门禁系统连接。
所述测距模块为超声波测距模块。
所述红外测温传感器安装在探测器控制云台上并与人脸识别自动测温模块的连接。
上述方案还包括电源模块，电源模块分别与系统各个部件连接供电。
所述探测器控制云台包括基座、与所述基座转动连接的连接架、用于驱动所述连接架相对所述基座偏航旋转的第一驱动件、与所述连接架转动连接的探测器壳体、用于驱动所述探测器壳体相对所述连接架俯仰转动的第二驱动件、设于所述探测器壳体内的红外测温探测器、以及用于驱动所述红外测温探测器相对所述探测器壳体翻滚转动的第三驱动件，所述红外测温探测器相对所述探测器壳体转动的转动轴与所述红外测温探测器的光轴平行或者重合，且所述探测器壳体呈封闭状且其内部具有用于容纳所述红外测温探测器的容纳腔，连接架为U形支架。
所述U形支架包括底部、以及分别连接于所述底部两侧的两个侧部，所述底部与所述第一驱动件连接，所述探测器壳体夹设于两个所述侧部之间，且所述探测器壳体的转动轴线穿过两个所述侧部设置。
所述第一驱动件的输出轴与所述底部固定连接，且所述U形支架的转动轴穿过所述底部的中心及所述基座的中心设置，所述红外测温探测器与所述探测器壳体可拆卸连接，两个所述侧部上均开设有第一通孔，所述第二驱动件的输出轴穿过其中一个所述第一通孔且与所述探测器壳体固定连接，另一个所述第一通孔中设有第一轴承，所述第一轴承与所述探测器壳体固定连接，所述探测器壳体包括第一平面、第二平面、以及连接所述第一平面和所述第二平面的弧面，所述第一平面和所述第二平面相互平行，所述第一平面和所述第二平面分别与两个所述侧部正对设置，所述第一平面与所述第二驱动件的输出轴固定连接，所述第二平面与所述第一轴承固定连接，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件均为空心杯电机。
本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：
本实用新型通过可以使得在疫情需要测温时，操作人员和被测温人员进行远距离测温，通过远程终端可实时看到测温结果，并且可以结合门禁功能在门禁允许开门情况下判断体温正常方可开启门禁通行，自动对移动的人脸无遮挡的裸露皮肤区域多个测温点进行精确测温，如果温度异常则报警，结合目前市场上的门禁，可以达到刷卡测温满足后打开门禁，从而避免在大门出入口近距离测温造成的交叉感染隐患。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构框图。
图2是本实用新型的云台结构示意图。
图3是本实用新型的云台爆炸图。
图4是本实用新型的剖视图。
图中标号：1-基座；2-第一驱动件；3-U形支架；31-底部；32-侧部；320-第一通孔；4-第二驱动件；5-第一轴承；6-探测器壳体；60-第二通孔；61-上盖；62-下盖；7-第三驱动件；8-红外测温探测器；9-第二轴承。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
如图1所示，根据本实用新型的基于人脸识别的自动人体测温系统，包括可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、探测器控制云台、人脸识别自动测温模块、门禁接口、声光显示屏、通信模块、云服务器和电源模块，所述可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、门禁接口、声光显示屏均与人脸识别自动测温模块连接，所述人脸识别自动测温模块经通信模块与云服务器连接，所述人脸识别自动测温模块经与门禁接口与外部门禁系统连接。
所述测距模块为超声波测距模块，超声波测距模块使用型号为HC-SR04模块。所述红外测温探测器使用型号为TS105-3的红外测温传感器，所述红外测温传感器安装在探测器控制云台上并与人脸识别自动测温模块的连接。所述电源模块使用JAA系列的5-20W电源模块，电源模块分别与系统各个部件连接供电。人脸识别自动测温模块使用STM32系列单片机最小系统，HC-SR04模块分别与最小系统主控芯片的IO口P0.0和P0.1连接，最小系统使用型号为STM32F103ZET6的单片机系统。红外测温探测器分别与IO口P0.2和P0.3连接，IO口P0.4、P0.5和P0.6用于控制探测器控制云台的三个电机转动。在测温时，即是设定探测器控制云台第一次测温后，再控制探测器控制云台上下转动或者左右，转动后，人体上的测温点为偏移5mm-10mm的距离，一般测温进行测3次，然后取最高值。通信模块可以为WIFI模块或4G模块，也可以使用以太网接口把系统接入网然后把数据传上服务器，经过测试，使用以太网有线的形式最好安装，同时使用时比较稳定。门禁接口为串口接口或者气体的IO接口均可以，本方案实时过程通过串口与已有的门禁系统进行串口连接。
超声波测距模块检测人员与探测器的距离(该距离根据实际设定，一般为0.5m到1m)，该距离即为系统启动测温和人脸识别。可见光摄像头使用现有的摄像头，并通过公知的人脸识别算法完成识别，识别到是有人过来，人脸识别主要是用来识别无遮挡的皮肤部分，通过云台转动探测器进行精确区域检测体温，保存的图像是为了记录下到底测量了哪几个部分的裸露皮肤位置。操作人员可以远程移动终端察看结果；具有报警(设置有现有的声光报警器)和保存功能，保存不需要识别出具体的人，仅仅是识别到人及人裸露皮肤的部位进行测温；保存也是保存测温点及测量值；具有结合现有已经按照门禁功能；最大的特点就是性价比很高，而且方便快捷。
如图2所示，探测器控制云台包括基座1、连接架、第一驱动件2、探测器壳体6、第二驱动件4、红外测温探测器8以及第三驱动件7。连接架由第一驱动件2驱动旋转，使连接架与基座1转动连接，连接架的转动轴即为偏航轴Y；探测器壳体6由第二驱动件4驱动旋转，使探测器壳体6与连接架转动连接，探测器壳体6相对连接架的转动轴即为俯仰轴P；红外测温探测器8由第三驱动件7驱动旋转，使红外测温探测器8与探测器壳体6转动连接，红外测温探测器8相对探测器壳体6转动的转动轴即为翻转轴R。探测器壳体6呈封闭状，探测器壳体6的内部具有容纳腔，该容纳腔用于容纳红外测温探测器8，如此，使得探测器壳体6的整体性更强，不会卡线。
探测器壳体6呈封闭状，红外测温探测器8设于探测器壳体6内部且与其转动连接，结构简单紧凑，探测器壳体6具有很好的防水的功能。
请参阅图3至图4，连接架为U形支架3，U形支架3包括底部31和两个侧部32，两个侧部32分别连接于底部31的两侧，使底部31和侧部32组合成U形。可选地，底部31和侧部32垂直连接。底部31与第一驱动件2连接，探测器壳体6夹设于两个侧部32之间，且探测器壳体6的转动轴穿过两个侧部32设置，如此，探测器壳体6及红外测温探测器8均夹设于U形支架3的两个侧部32之间，无需采用悬臂避让翻转空间，结构紧凑，占用的空间小，进一步减小卡线的可能性。
请参阅图3及图4，第一驱动件2的输出轴与底部31固定连接，且U形支架3的转动轴穿过底部31的中心及基座1的中心设置，使U形支架3的转动中心为其底部31的中心，保证U形支架3在基座1的其中一个方向延伸设置，第一驱动件2固定连接于基座1，第一驱动件2的输出轴伸入底部31与底部31固定连接。
第一驱动件2也可固定连接于底部31，第一驱动件2的输出轴与基座1固定连接，也可实现基座1和U形支架3的转动连接。
第二驱动件4设于第一通孔320中，第二驱动件4输出轴伸入探测器壳体6中，并与探测器壳体6固定连接，另一个第一通孔320中的第一轴承5的外圈与第一通孔320的内壁固定连接，第一轴承5的内圈与探测器壳体6固定连接。
两个侧部32面向探测器壳体6一侧为平面，背向探测器壳体6一侧为弧面，且该弧面的弧度与基座1的外周弧度相同。
请参阅图4，探测器壳体6包括第一平面、第二平面、以及连接第一平面和第二平面的弧面，第一平面和第二平面相互平行，第一平面和第二平面分别与两个侧部32正对设置，第一平面与第二驱动件4的输出轴固定连接，第二平面与第一轴承5固定连接。弧面可呈球形。U形支架3两个侧部32之间的距离固定，在该距离固定的情况下，第一平面和第二平面的设置使得探测器壳体6的直径增大，内部空间增大，所能容纳的红外测温探测器8也更大。
探测器壳体6的第一平面和其中一个侧部32的平面相正对，探测器壳体6的第二平面和另一个侧部32的平面相正对，使得第二驱动件4及第一轴承5等更容易安装，结构也更稳定。
第一驱动件2、第二驱动件4、第三驱动件7均为空心杯电机，空心杯电机的体积小、节能性好、灵敏度强，增强其便携性。
系统通过可见光摄像头采集图像，识别到图像内的人脸；通过测距模块采集到人脸和红外测温模块的直接距离，并且提示测温人员到达测温区域；从可见光图像检测脖子和人脸裸露皮肤区域；控制装载红外测温探测器的云平台精确对准裸露皮肤区域；红外测温探测器读取当前检测的裸露皮肤温度；控制云台对裸露的皮肤多点进行检测；保存图像及点测温结果；判断是否在合理的温度范围内，如果在合理的温度范围内，则通过门禁接口输出可开启门禁信号(结合门禁功能，在门禁刷卡或刷脸开启需要测温结果合格才开启门禁放行)；如果温度异常则通过声光模块报警，提示附近的工作人员处理，并且输出门禁关闭信号禁止通行；系统通过4G模块上传到云平台；可以通过Web服务或APP实时监视某一个或多个设备的情况，也可以通过历史查询查询到某个设备的历史情况。
通过该系统可以使得在疫情需要测温时，操作人员和被测温人员进行原距离测温，通过远程实时看到测温结果，并且可以结合门禁功能在门禁允许开门情况下判断体温正常方可开启门禁通行。实现远距离无需接触，不需要拆除口罩和其他保护的东西，只要有裸露的皮肤即可测量。被测人员在距离范围内走动过程即可测温，不需要停留或等待一段时间。
以上所述仅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 (7)
1.基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：包括可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、探测器控制云台、人脸识别自动测温模块、门禁接口、声光显示屏、通信模块和云服务器，所述可见光摄像头、测距模块、红外测温探测器、门禁接口、声光显示屏均与人脸识别自动测温模块连接，所述人脸识别自动测温模块经通信模块与云服务器连接，所述人脸识别自动测温模块经与门禁接口与外部门禁系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：所述测距模块为超声波测距模块并与人脸识别自动测温模块的连接。
3.根据权利要求1所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：所述红外测温传感器安装在探测器控制云台上并与人脸识别自动测温模块的连接。
4.根据权利要求1所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：还包括电源模块，电源模块分别与系统各个部件连接供电。
5.根据权利要求1所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：所述探测器控制云台包括基座、与所述基座转动连接的连接架、用于驱动所述连接架相对所述基座偏航旋转的第一驱动件、与所述连接架转动连接的探测器壳体、用于驱动所述探测器壳体相对所述连接架俯仰转动的第二驱动件、设于所述探测器壳体内的红外测温探测器、以及用于驱动所述红外测温探测器相对所述探测器壳体翻滚转动的第三驱动件，所述红外测温探测器相对所述探测器壳体转动的转动轴与所述红外测温探测器的光轴平行或者重合，且所述探测器壳体呈封闭状且其内部具有用于容纳所述红外测温探测器的容纳腔,所述连接架为U形支架。
6.根据权利要求5所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：所述U形支架包括底部、以及分别连接于所述底部两侧的侧部，所述底部与所述第一驱动件连接，所述探测器壳体夹设于两个所述侧部之间，且所述探测器壳体的转动轴线穿过两个所述侧部。
7.根据权利要求6所述的基于人脸识别的自动人体测温系统，其特征在于：所述第一驱动件的输出轴与所述底部固定连接，且所述U形支架的转动轴穿过所述底部的中心及所述基座的中心；所述红外测温探测器与所述探测器壳体可拆卸连接；两个所述侧部上均开设有第一通孔，所述第二驱动件的输出轴穿过其中一个所述第一通孔且与所述探测器壳体固定连接，另一个所述第一通孔中设有第一轴承，所述第一轴承与所述探测器壳体固定连接；所述探测器壳体包括第一平面、第二平面、以及连接所述第一平面和所述第二平面的弧面，所述第一平面和所述第二平面相互平行，所述第一平面和所述第二平面分别与两个所述侧部正对设置，所述第一平面与所述第二驱动件的输出轴固定连接，所述第二平面与所述第一轴承固定连接；所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件均为空心杯电机。
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| CN113432720A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 深圳市迈斯泰克电子有限公司 | 基于人体识别的温度检测方法、装置以及温度检测仪器 |
| AU2021107342B4 (en) * | 2020-11-20 | 2022-09-01 | David Urquhart | A Temperature Check Cell and a Checking Method Thereof |
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