基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，包括图像采集终端；STM32处理模块，与所述的图像采集终端相连接；Wifi通信模块，与所述的STM32处理模块相连接；驱动电路，与所述的图像采集终端、STM32处理模块和Wifi通信模块均相连接。采用了本实用新型专利技术的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，能自动进行红外活体人脸检测，避免了直接拿照片进行识别情况的发生；能够向系统录入人脸图像；当设备识别到有效图像后，通过无线Wifi方式传入到客户处理端指定文件夹；保证摄像头在弱光环境下正常工作，具有广泛的应用范围。

A wireless face recognition device based on the detection of the motion trend of living body

【技术实现步骤摘要】
基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置
本技术涉及图像领域，尤其涉及人脸识别领域，具体是指一种基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置。
技术介绍
早期人脸信息采用的是传统拍摄设备进行拍取，并人工进行图像有效性的鉴别，然后将有效人脸图像通过存储设备转移到软件输入文件夹，再使用人脸识别算法进行人脸鉴别。随着技术的发展，尤其是各种嵌入式硬件开发设备的成熟，可以实现全自动化的人像拍摄以及光线辅助设备在各种场景下的实施运用。因此，可以将各种有效的硬件设备根据场景需求定制到人脸识别平台上。目前很多国家展开了有关人脸识别的研究，主要有美国，欧洲国家，日本等，著名的研究机构有美国麻省理工大学媒体实验室和人工智能实验室、美国卡耐基梅隆大学的机器人研究所、法国INRIA研究院、美国伊利诺斯大学Beckman研究所和MicrosoftResearchAsiaFaceGroup。美国国家标准技术局通过大规模的人脸数据测试表明，当今世界上人脸识别精度已经超过人类的平均水平。我国在人脸识别领域的研究虽然起步相对较晚，但是进展迅速，很多研究机构、高等院校及多家公司都成立了人脸识别技术的研究小组，如华中科技大学、国防科学技术大学、武汉大学、北京交通大学等等，都取得了一定的成果。由中科院自动化所的科研人员历时近一年研发的人脸识别信息比对系统，开创性地将国际先进的人脸识别技术引入奥运安保，实现了奥运会开闭幕式对门票持有者进行实名制查验和人员身份识别的功能，为奥运安保大系统提供了决策支持依据。我国的人脸识别技术正处在高速发展时期，在识别率和识别速度上也达到了举世瞩目的水平。常规的人脸识别装置硬件部分主控应当具有结合传感器实时控制摄像头并传输图像数据到PC端，且功耗低，成本低廉等要求。常见的有三种主控可以选型，Arduino，树莓派和单片机。树莓派功能丰富，但功耗太高，价格昂贵，相较其他两种不够底层，使用起来并不灵活；Arduino上手简单，价格低廉，但是常见的型号是16位CPU，带宽太低，传输图像数据太勉强。单片机种类繁多，价格低廉，容易购买，可以兼容此项目所使用的各类传感器，接近底层，开发灵活。因此，本装置基于同类技术状况进行分析后，使用带有DCMI接口的单片机STM32F407ZGT6作为主控，用摄像头，热释电传感器和超声波等模块组成外设电路，达到整个过程全自动化的效果。本装置硬件部分选型主要使用到的是一个高清摄像头，一个红外传感模块，一个数据传输模块，一个供电模块，一个液晶显示屏模块，一个语音播报模块，现分别进行说明：高清摄像头：考虑到人脸识别对像素的要求，需要快速完成数据解码和传输，于是采用OV2640进行图像采集，OV2640是具有FIFO的CMOS类型摄像头。该传感器支持最大为200万像素的图像(1600X1200分辨率)，输出图像的数据格式支持YUY，YCbCr422，RGB565和JEPG格式。热释电红外传感器：释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。热释电传感器是对温度敏感的传感器。本装置采用HC-SR501传感器，简单易用，无需通信协议，自动检测，价格低廉。数据传输模块：有线传输，单片机是TTL电平标准，PC端是RS232电平标准，采用有线方式，直接使用转口芯片可以完成电平转换，无需复杂的通讯协议，且传输稳定，不依赖网络，不会发生丢包，但传输距离有所限制，后期可改为Wifi传输。其电路图如图1所示。电源电路设计：考虑到摄像头模块，液晶屏，灯珠等模块工作功率都偏大，所以采用两块3S航模电池来供电，一块供电给主路单片机，一块供电给补光电路单片机，都使用稳压模块来保证各模块的正常工作电压。液晶显示屏选型：为了能良好展现摄像头拍摄的效果，考虑到单片机核心板预留的34个引脚支持最大4.3寸彩屏，工作环境在室外，电容屏精度不如电阻屏，但是抗干扰能力更强，故采用4.3寸电容屏来显示，语音播报电路设计：由于液晶实时显示摄像头采集的图像数据，另需要一个状态机来直观的描述。考虑流水灯等视觉效应不直观，且采集图像时，人的双眼更会关注液晶屏的实时图像，故采用语音播报。语音播报部分可独立工作，且能作为从机被PC端直接控制。本装置采用MH-M3蓝牙模块自带功放电路，价格低廉，只需要一个小喇叭器件就将数字信号转换为模拟信号发声。一些同类常规的人脸图像采集方案通常对静态图片能确保有较好的采集比对效果，但是针对自然环境变化及室内外不同光线条件下，运动状态的人体面部图像的拍摄和录入性能并不良好。故在常规人脸采集基础上，本装置还针对性的增加了活体运动状态的瞬时图像捕捉功能和补光功能。运动趋势检测模块选型：为了更有效的抑制误触发，通过代码实现运动趋势检测功能。使用超声波模块模拟运动趋势检测，范围可调，使用灵活，但常规的超声波判断运动的完成需要时间，故本装置从算法上进行优化实现迅速响应。测距模块选型：热释电感应的范围是3米内，角度大于80度，为了限制误触发，需要使用测距模块进行限制。红外测距，无封锁时间且响应时间高于方案1，精度10cm到1.2米，价格低廉，容易购买。补光电路设计：补光电路应该具有实时采集光照，针对不同光环境，对摄像头有不同的补光措施，保证主电路采集图像数据不失真。综合考虑，补光电路应当独立于主电路进行测量，故采用STM32F1C8T6作为主控，传感器使用嵌有BH1750光感芯片的模块GY302，将测量的光照度分级，用PWM调制技术控制一个1W功率的灯珠模拟补光光源。灯珠驱动电流在50～350mA之间，考虑到单片机引脚输出电流为20ma，采用三极管S8050放大电流，集电极多个电阻并联分流减少热量。补光电路硬件框图如图2所示。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足效率高、准确度高、适用范围广泛的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置。为了实现上述目的，本技术的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置如下：该基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，其主要特点是，所述的装置包括图像采集终端；STM32处理模块，与所述的图像采集终端相连接；Wifi通信模块，与所述的STM32处理模块相连接；驱动电路，与所述的图像采集终端、STM32处理模块和Wifi通信模块均相连接。较佳地，所述的图像采集终端包括摄像头，与所述的STM32处理模块相连接；补光电路，与所述的摄像头相连接。较佳地，所述的图像采集终端还包括热释电传感器与红外测距单元，均与所述的STM32处理模块相连接。较佳地，所述的图像采集终端还包括超声波单元，与所述的STM32处理模块相连接。较佳地，所述的装置还包括图像识别模块，与所述的STM32处理模块相连接。较佳地，所述的装置还包括语音播报电路，与所述的图像识别模块相连接。较佳地，所述的装置还包括液晶屏和电池，均与所述的STM32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，其特征在于，所述的装置包括图像采集终端；STM32处理模块，与所述的图像采集终端相连接；Wifi通信模块，与所述的STM32处理模块相连接；驱动电路，与所述的图像采集终端、STM32处理模块和Wifi通信模块均相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，其特征在于，所述的装置包括图像采集终端；STM32处理模块，与所述的图像采集终端相连接；Wifi通信模块，与所述的STM32处理模块相连接；驱动电路，与所述的图像采集终端、STM32处理模块和Wifi通信模块均相连接。


2.根据权利要求1所述的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，其特征在于，所述的图像采集终端包括摄像头，与所述的STM32处理模块相连接；补光电路，与所述的摄像头相连接。


3.根据权利要求1所述的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识别装置，其特征在于，所述的图像采集终端还包括热释电传感器与红外测距单元，均与所述的STM32处理模块相连接。


4.根据权利要求1所述的基于活体感应运动趋势检测的无线传感人脸识...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄薇，高翠芬，王钰童，黄晶晶，柳亚东，潘蜜，
申请(专利权)人：武昌理工学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42