一种自动调节AI智能门禁系统及门禁检测方法

技术领域

本发明涉及智能门禁领域，尤其涉及一种自动调节AI智能门禁系统及门禁检测方法。

背景技术

智能门禁系统是新型现代化安全管理系统，集微机自动识别技术和现代安全管理措施于一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等多种新技术。适用于各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、办公间、智能化小区、工厂等。

随着生物识别技术的发展，智能门禁系统得到了飞跃式的发展，研制出指纹门禁系统，面部识别门禁系统，虹膜门禁系统等各类型的智能门禁系统，应用也越来越广泛。

但在目前的产品使用过程中，大部分的智能门禁系统均采用固定安装模式进行安装，在进行生物识别验证时，则出现识别不到或识别不准的情况，如何适应各种不同身高人群的验证识别，成为需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是：克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种自动调节AI智能门禁系统，包含图像采集模块、传感器模块、显示模块、语音模块、处理器模块、存储模块、门禁控制模块、通信模块，其中：

所述处理器模块分别与显示模块、图像采集模块、传感器模块、语音模块、存储模块、门禁控制模块、通信模块相连；

所述图像采集模块将采集的实时视频图像发送至处理器模块，并接收处理器模块发送的位置调节指令及视频获取指令；

所述传感器模块将人体接近检测数据实时发送至处理器模块，并接收处理器模块发送的参数配置指令；

所述语音模块发送采集的音频数据到处理器模块，并接收处理器模块发送的音频采集指令、播放控制指令及播放内容数据；

所述显示模块发送运行状态数据至处理器模块，并接收处理器模块发送的视频图像及处理信息数据；

所述门禁控制模块接收处理器模块发送的门禁控制指令，并将外部门禁系统状态数据发送至处理器模块；

所述存储模块接收处理器模块发送的视频图像及处理信息数据，并将存储状态数据及预设处理流程数据发送至处理器模块；

所述通信模块接收处理器模块发送的视频图像及处理信息数据，并将远端服务器发送的人脸数据、门禁控制指令数据及参数配置数据发送至处理器模块。

优选的，所述图像采集模块包含红外摄像头、云台模块和限位装置，其中：

所述红外摄像头与云台模块相连，红外摄像头接收处理器模块发送的位置调节指令并将其发送至云台模块，云台模块接收该位置调节指令进行位置调整，并反馈位置调整状态数据到红外摄像头，红外摄像头再将该位置调整状态数据发送至处理器模块；所述限位装置置于云台模块行程两端，用于对云台模块的行程进行限制，云台模块的位置调节仅能在限位装置范围内进行。

优选的，所述传感器模块为人体接近传感器。

优选的，所述处理器模块包含中央处理器、AI智能模组，中央处理器发送分析指令至AI智能模组，同时发送视频获取指令至图像采集模块，发送音频采集指令到语音模块，AI智能模组接收中央处理器发送的分析指令，同时开始接收由图像采集模块采集的实时视频图像、由语音模块采集的音频数据，AI智能模组依据预设智能分析规则对实时视频图像进行特征数据检测和识别，将识别结果数据发送给中央处理器，AI智能模组还对音频数据进行声纹分析和识别，再将识别结果数据发送给中央处理器，中央处理器接收识别结果数据，依据识别结果数据包含的内容获取存储模块存储的不同预设处理流程数据。

优选的，所述通信模块采用网络RJ45接口、5G数传模组及WIFI模组，分别通过网线、5G传输网络及WIFI传输网络收发数据。

本发明还提供一种自动调节AI智能门禁检测方法，包含以下步骤：

S1：传感器模块实时检测是否有人体接近；

S2：若检测到有人体接近，则传感器模块发送人体接近检测数据到处理器模块，处理器模块接收到该人体接近检测数据后发送视频获取指令到图像采集模块，图像采集模块将采集的实时视频图像发送至处理器模块，执行步骤S3，若未检测到人体接近，传感器模块发送无人体接近检测数据到处理器模块，继续执行步骤S1；

S3：处理器模块对接收的实时视频图像进行分析，判断实时视频图像中是否存在完整人脸数据，若存在完整人脸数据，执行步骤S5，若存在人脸数据但不完整，则执行步骤S4，若无人脸数据，则处理器模块发送提示信息到显示模块，并返回执行步骤S1；

S4：处理器模块判断实时视频图像中人脸在其中的位置，依据该位置信息，发送位置调节指令到图像采集模块，调节图像采集模块的位置；

S5：处理器模块将采集的人脸数据与通过通讯模块传送的远端服务器中授权人脸库的人脸数据进行比对验证，若比对验证成功，执行步骤S6，若比对验证失败，则处理器模块发送播放控制指令和语音音频数据到语音模块，发送提示信息到显示模块，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块，结束本次门禁检测；

S6：处理器模块发送音频采集指令、播放控制指令和播放内容数据到语音模块，同时发送确认开门提示信息到显示模块，语音模块在接收该指令后开启音频数据采集，在确认采集到音频数据后，语音模块将采集的音频数据打包发送至处理器模块，处理器模块对接收的音频数据进行声纹分析和识别，得到音频内容数据，若音频内容数据包含确认信息，则处理器模块发送门禁控制指令到门禁控制模块，同时发送播放控制指令和播放内容数据到语音模块，发送提示信息到显示模块，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块，结束本次门禁检测，若音频内容数据不包含确认开门信息，则处理器模块发送播放控制指令和语音音频数据到语音模块，发送提示信息到显示模块，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块，结束本次门禁检测。

优选的，所述步骤S3包含以下具体步骤：

S31：处理器模块从实时视频图像中提取预设时间区间内的若干视频关键帧；

S32：提取该若干视频关键帧中的人脸信息，若无人脸信息，则结束本次比对操作，发送提示信息到显示模块，执行步骤S1，若存在人脸信息，则将若干张视频关键帧合并为单帧图像；

S33：提取该单帧图像的人脸关键点数据，该数据包含人脸关键点在视频图像中的位置坐标信息；

S34：将确认的人脸关键点数据与预设人脸关键点进行比对，若提取的人脸关键点完整，则该人脸数据为完整人脸数据，则结束本次比对操作，执行步骤S5，否则执行步骤S35；

S35：判断视频图像中坐标轴y轴上人脸关键点是否完整，若完整则发送人员左右平移提示信息到显示模块，返回执行步骤S31-S34，否则执行步骤S36；

S36：判断视频图像中坐标轴y轴上缺失的具体人脸关键点，依据剩余人脸关键点位置获取人脸在视频图像中的位置，结束本次比对操作，执行步骤S4。

优选的，所述步骤S4包含以下步骤：

S41：处理器模块获取步骤S3得到的人脸在视频图像中的位置；

S42：若人脸位置在视频图像下半部分，则进一步判断是否缺失坐标轴中y轴方向最底部的人脸关键点，若是，则计算图像采集模块的转动角度，执行步骤S43，若否，则结束本次调节操作，执行步骤S5，若人脸位置在视频图像上半部分，则进一步判断是否缺失坐标轴中y轴方向最顶部的人脸关键点，若是，则计算图像采集模块的转动角度，执行步骤S43，若否，则结束本次调节操作，执行步骤S5；

S43:发送位置调节指令至图像采集模块。

优选的，所述步骤S42包含以下步骤：

S421：处理器模块获取人脸关键点的位置坐标；

S422：选择其中一个人脸关键点，计算该人脸关键点与其它人脸关键点之间的距离；

S423：选择预设的人脸关键点，进行关键点的位置匹配，得到当前人脸关键点对应的完整关键点在视频画面中的位置坐标；

S434：处理器模块获取图像采集模块的当前视角位置，依据缺失的人脸关键点坐标轴中y轴坐标与图像采集模块的当前视角位置计算图像采集模块从当前位置转到缺失人脸关键点位置的旋转角度。

优选的，所述人脸关键点为5个。

本发明产生的有益效果是：本发明自主研发了一种自动调节AI智能门禁系统及门禁检测方法，通过实时视频画面人脸检测对图像采集模块进行自动高度调节，解决了不同高度人群在进行生物识别验证时，出现识别不到或识别不准的情况，同时通过人脸比对授权开门，提高了识别准确率和门禁控制的准确性。

附图说明

图1为本发明提供的一种自动调节AI智能门禁系统整体框图；

图2为本发明提供的一种自动调节AI智能门禁检测方法流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

参考图1，图1为本实施例提供的一种自动调节AI(Artificial Intelligence人工智能)智能门禁系统，该系统包含处理器模块100、显示模块101、图像采集模块102、语音模块103、传感器模块104、存储模块105、通信模块106、门禁控制模块107，其中，处理器模块100分别与显示模块101、图像采集模块102、传感器模块104、语音模块103、存储模块105、门禁控制模块107、通信模块106相连；

所述传感器模块104将实时检测的人体接近检测数据发送至处理器模块100，处理器模块100接收该数据并对该数据进行分析处理，在接收的数据中出现包含人体接近的检测数据时，处理器模块100发送视频获取指令到图像采集模块102，图像采集模块102接收到该视频获取指令后，将采集的实时视频图像发送至处理器模块100，处理器模块100接收图像采集模块102发送的实时视频图像，并对该实时视频图像按照预设智能分析规则进行分析，处理器模块100再依据分析结果发送位置调节指令至图像采集模块102，同时发送播放控制指令及播放内容数据至语音模块103，发送提示信息至显示模块101，图像采集模块102接收处理器模块100发送的位置调节指令进行位置调节，调节完成后，图像采集模块102再将采集的实时视频图像发送至处理器模块100，处理器模块100再对接收的实时视频图像按照预设智能分析规则进行分析，处理器模块100依据分析结果发送播放控制指令、播放内容数据、音频采集指令至语音模块103，发送提示信息至显示模块101，处理器模块100接收语音模块103采集的音频数据，并对该数据按照预设智能分析规则进行分析，处理器模块100再依据分析结果发送门禁控制指令至门禁控制模块107，同时发送播放控制指令及播放内容数据至语音模块103，发送提示信息至显示模块101，处理器模块100最后将处理信息及实时视频数据发送至存储模块105进行存储，同时通过通信模块106将处理信息及视频图像发送至远端服务器。

进一步的，处理器模块100包含中央处理器、AI智能模组，中央处理器发送分析指令至AI智能模组，同时发送视频获取指令至图像采集模块102，发送音频采集指令到语音模块103，AI智能模组接收中央处理器发送的分析指令，同时开始接收由图像采集模块102采集的实时视频图像、由语音模块103采集的音频数据，AI智能模组依据预设智能分析规则对实时视频图像进行特征数据检测和识别，将识别结果数据发送给中央处理器，AI智能模组还对音频数据进行声纹分析和识别，再将识别结果数据发送给中央处理器，中央处理器接收识别结果数据，依据识别结果数据包含的内容获取存储模块105存储的不同预设处理流程数据，再依据该处理流程，中央处理器发送不同的控制指令及数据到显示模块101、门禁控制模块107、语音模块103、存储模块105、通信模块106；AI智能模组采用MeiG智能模组，包含高性能、低功耗的算法芯片，支持人脸检测、识别，面部表情分析，物体检测、识别，车牌识别，声纹识别等功能，中央处理器采用国产芯片，其操作系统采用Linux4.9。

进一步的，所述显示模块101接收处理器模块100发送的视频图像及处理信息数据，发送运行状态数据至处理器模块100，显示模块101采用5寸720*1280触摸显示。

进一步的，所述图像采集模块102将采集的实时视频图像发送至处理器模块100，并接收处理器模块100发送的位置调节指令及视频获取指令，图像采集模块102包含红外摄像头、云台模块，所述红外摄像头与云台模块相连，红外摄像头接收处理器模块100发送的云台控制指令并将其发送至云台模块，云台模块垂直方向由垂直电机驱动，云台模块将接收到的云台控制指令进行解码，转换为控制电机运行的控制信号，根据控制信号，驱动云台模块中的垂直电机进行相应的动作，在云台模块垂直转动的行程两端加上限位装置，控制云台模块在规定的行程范围内进行垂直调节，红外摄像头支持1080P，通过USB及板载数据通道与处理器模块100相连。

进一步的，所述语音模块103发送采集的音频数据到处理器模块100，并接收处理器模块100发送的音频采集指令、播放控制指令及播放内容数据，语音模块103包含拾音装置、音频播放装置，拾音装置和语音识别装置相连，发送采集的音频数据到处理器模块100，处理器模块100将播放控制指令及播放内容数据发送至音频播放装置，音频播放装置接收处理器模块100发送的音频数据。

进一步的，所述传感器模块104将人体接近检测数据实时发送至处理器模块100，并接收处理器模块100发送的参数设置指令，传感器模块104为人体接近传感器。

进一步的，所述存储模块105接收处理器模块100发送的视频图像及处理信息数据，并将存储状态数据及预设处理流程数据发送至处理器模块100；

进一步的，所述通信模块106接收处理器模块100发送的视频图像及处理信息数据，并将远端服务器发送的人脸数据、门禁控制指令数据及参数配置数据发送至处理器模块100，通信模块106采用网络RJ45接口、5G数传模组及WIFI模组，分别通过网线、5G传输网络及WIFI传输网络收发数据，5G数传模组为MeiG 5G数传模组，网线传输效率为100Mbps，5G传输速率为300Mbps，WIFI传输符合2.4G 802.11b/g/n。

进一步的，所述门禁控制模块107接收处理器模块100发送的门禁控制指令，并将外部门禁系统状态数据发送至处理器模块100。

参考图2，图2为本发明提供的一种自动调节AI智能门禁检测方法，包含以下步骤：

S1：传感器模块104实时检测是否有人体接近，该检测过程中，只有在预设采集时间区间内均存在人体接近信号，则认为有人体接近，同时人体接近信号为开关量信号；

S2：若有人体接近，传感器模块104发送人体接近检测数据到处理器模块100，处理器模块100依据该人体接近检测数据发送视频获取指令到图像采集模块102，图像采集模块102将采集的实时视频图像发送至处理器模块100，执行步骤S3，若无人体接近，传感器模块104发送无人体接近检测数据到处理器模块100，继续执行步骤S1；

S3：处理器模块100对接收的实时视频图像进行分析，判断实时视频图像中是否存在完整人脸数据，若存在完整人脸数据，执行步骤S5，若存在人脸数据但不完整，则执行步骤S4，若无人脸数据，则发送提示信息到显示模块101，并返回执行步骤S1，具体包含以下步骤：

S31：处理器模块100从实时视频图像中提取预设时间区间内的若干视频关键帧，其中预设时间区间依据对实时性的要求和缓存大小来确定，此处设置为1秒；

S32：提取该若干视频关键帧中的人脸信息，若无人脸信息，则结束本次比对操作，发送提示信息到显示模块101，执行步骤S1，若存在人脸信息，则将若干张视频关键帧合并为单帧图像；

S33：提取该单帧图像的人脸关键点数据，该数据包含人脸关键点在视频画面中的位置坐标信息，其中，人脸关键点为5个；

S34：将确认的人脸关键点数据与预设人脸关键点进行比对，若提取的人脸关键点完整，则该人脸数据为完整人脸数据，则结束本次比对操作，执行步骤S5，否则执行步骤S35；

S35：判断视频画面坐标轴y轴上人脸关键点是否完整，若完整则发送人员左右平移提示信息到显示模块101，返回执行步骤S31-S34，否则执行步骤S36；

S36：判断视频画面坐标轴y轴上缺失的具体人脸关键点，依据剩余人脸关键点位置获取人脸在视频画面中的位置，结束本次比对操作，执行步骤S4。

S4：处理器模块100判断实时视频图像中人脸在视频画面中的位置，依据该位置信息，发送位置调节指令到图像采集模块102，调节图像采集模块102的位置，具体包含以下步骤：

S41：处理器模块100获取步骤S3得到的人脸在视频图像中的位置；

S42：若人脸位置在视频图像下半部分，则进一步判断是否缺失坐标轴中y轴方向最底部的人脸关键点，若是，则计算图像采集模块的转动角度，执行步骤S43，若否，则结束本次调节操作，执行步骤S5，若人脸位置在视频图像上半部分，则进一步判断是否缺失坐标轴中y轴方向最顶部的人脸关键点，若是，则计算图像采集模块的转动角度，执行步骤S43，若否，则结束本次调节操作，执行步骤S5；具体包含以下步骤：

S421：处理器模100块获取人脸关键点的位置坐标；

S422：选择其中一个人脸关键点，计算该人脸关键点与其它人脸关键点之间的距离；

S423：选择预设的人脸关键点，进行关键点的位置匹配，得到当前人脸关键点对应的完整关键点在视频画面中的位置坐标；

S424：处理器模块100获取图像采集模块102的当前视角位置，依据缺失的人脸关键点坐标轴中y轴坐标与图像采集模块102的当前视角位置计算图像采集模块102从当前位置转到缺失人脸关键点位置的旋转角度。

S43:发送位置调节指令至图像采集模块102。

S5：处理器模块100将采集的人脸数据与通过通信模块106传送的远端服务器中授权人脸库的人脸数据进行比对验证，若比对验证成功，执行步骤S6，若比对验证失败，则处理器模块100发送播放控制指令和语音音频数据到语音模块103，发送提示信息到显示模块101，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块105，结束本次门禁检测；

S6：处理器模块100发送音频采集指令、播放控制指令和播放内容数据到语音模块，同时发送确认开门提示信息到显示模块101，语音模块103接收该指令后开启音频数据采集，在确认采集到音频数据后，语音模块103将采集的音频数据发送至处理器模块100，处理器模块100对接收的音频数据进行声纹分析和识别，得到音频内容数据，若音频内容数据包含确认信息，则处理器模块100发送门禁控制指令到门禁控制模块107，同时发送播放控制指令和播放内容数据到语音模块103，发送提示信息到显示模块101，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块105，结束本次门禁检测，若音频内容数据不包含确认开门信息，则处理器模块100发送播放控制指令和语音音频数据到语音模块103，发送提示信息到显示模块101，再将本次门禁检测过程的处理信息及视频图像存储至存储模块105，结束本次门禁检测。

进一步的，处理器模块100定期将存储模块105的数据经通信模块106发送至远端服务器。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。

总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。