一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置

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1.本实用新型涉及图像识别设备的技术领域，尤其是涉及一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置。

背景技术：

2.医用防护口罩作为一种医用防护用品，可过滤空气中的微粒，预防某些呼吸道传染性微生物传播，阻隔环境中的飞沫、血液、体液、分泌物等，从而保护人体健康。2020年新型冠状病毒爆发后，口罩已成为人们出行随身携带的必需品。正确佩戴口罩是有效降低传播风险、防止疫情扩散蔓延、保障身体健康最简单有效的措施。
3.目前，大部分的公共场所出入监控多采用人工现场观测的主观判断方式，这种方法费时费力、效率低，尤其在人流量大的场景中，且当观察者疲劳时容易出现目标遗漏的情况，岗位本身也带有一定的风险性。相比之下，采用图像识别技术对监控区域进行是否佩戴口罩、口罩是否正确佩戴判定的方法，效率、准确率更高。然而，现有的监控设备仅具有监控和提醒功能，并不能自动提供备用口罩，这给急需进入场所却忘记佩戴口罩的人带来困扰，且一般的人工分发、售卖口罩存有较大的安全隐患，不能保证良好的防疫效果。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，利用公共场所已有的图像采集设备 (摄像头)、监控显示设备(应用场所内监控显示屏)，通过图像识别技术精确识别公共场所行人的口罩佩戴情况，对监控区域内未正确佩戴口罩的行人发出警告；若检测到行人未佩戴口罩，系统发出警告的同时运行口罩推送装置，使得口罩掉落指定区域供行人使用，当装置内储备的口罩用尽时，向终端设备发送提醒，便于及时补充口罩。
5.为实现上述目的，本实用新型的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置的具体技术方案如下：
6.一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，包括装置本体，所述装置本体上部设有口罩储备盒，所述装置本体下部设有口罩取用槽；所述口罩储备盒底部设有支撑板，所述支撑板一侧与口罩储备盒的内壁固定连接，所述支撑板另一侧设有口罩滑落口，所述支撑板上方靠近口罩滑落口的一侧设有独立包装式口罩组，所述独立包装式口罩组远离口罩滑落口的一侧抵接有推送板，所述推送板固定连接有推送机构，所述推送机构固定安装在口罩储备盒的内壁上。
7.进一步，所述口罩储备盒位于口罩滑落口上方的内壁固定安装有感应模块。
8.进一步，所述感应模块为压力传感器。
9.进一步，所述口罩储备盒位于推送机构上方的内壁固定安装有主控模块、图像处理模块、无线通信模块以及语音提醒设备。
10.进一步，所述支撑板靠近口罩滑落口的一端固定连接有圆弧滑片。
11.进一步，所述图像处理模块采用树莓派。
12.进一步，所述主控模块的型号为stm32f103c8t6微控制器。
13.进一步，所述推送机构包括伸缩步进电机以及电机控制器，所述伸缩步进电机设有伸缩杆，所述伸缩杆与所述推送板固定连接。
14.进一步，所述口罩储备盒顶部设有开口，所述开口上设有盒盖，所述盒盖上设有把手。
15.进一步，所述装置本体背部通过螺丝固定在墙体上，所述墙体还安装有图像采集设备和监控显示设备。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型相比单纯人工的工作方式，精简人力资源，大大提高了识别的可靠性和抗干扰性、检测的精度和效率，从而降低疫情常态化情况下社会防疫成本；缓解了进入公共场所时因忘记佩戴口罩人员不能入内从而导致办事效率降低的社会问题；相对传统的面对面接触防疫工作，避免了由工作人员手动分发口罩导致的细菌传播，装置采用独立包装式口罩，减少口罩使用中的二次污染，能在一定程度上取代有较高危险的人工工作内容、岗位，从而多方位控制公共场所的病毒传播可能途径。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的系统框图；
19.图2为本实用新型图像处理的流程图；
20.图3为本实用新型的外部结构示意图；
21.图4为本实用新型的俯视结构示意图；
22.图5为本实用新型的侧视结构示意图；
23.图中标记说明：1、口罩储备盒；2、口罩滑落口；3、口罩取用槽；4、推送机构；5、独立包装式口罩组；6、感应模块；7、主控模块；8、图像处理模块；9、无线通信模块；10、推送板；11、圆弧滑片；12、语音提醒设备。
具体实施方式
24.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图和具体较佳实施方式，对本实用新型一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置做进一步详细的描述。
25.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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方位、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。
26.实施例1：
27.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种面部口罩识别及自动推送适配
口罩装置，包括装置本体，所述装置本体上部设有口罩储备盒1，用于放置主要工作模块和储备口罩，所述装置本体下部设有口罩取用槽3；所述口罩储备盒1底部设有支撑板，所述支撑板一侧与口罩储备盒1的内壁固定连接，所述支撑板另一侧设有口罩滑落口2，被推送的口罩由口罩滑落口2掉落，所述支撑板上方靠近口罩滑落口2的一侧设有独立包装式口罩组 5，所述独立包装式口罩组5远离口罩滑落口2的一侧抵接有推送板10，所述推送板10固定连接有推送机构4，所述推送机构4固定安装在口罩储备盒 1的内壁上。
28.进一步，所述口罩储备盒1位于口罩滑落口2上方的内壁固定安装有感应模块6。
29.进一步，所述感应模块6为压力传感器，当口罩储备盒1内的口罩数量为零时，推送板10直接触碰到其对应面的感应模块6，压力传感器上的压力大于预置阈值，将信号转换为数字信号输出，可供主控模块7识别。
30.进一步，所述口罩储备盒1位于推送机构4上方的内壁固定安装有主控模块7、图像处理模块8、无线通信模块9以及语音提醒设备12；无线通信模块9连接主控模块7，通过云服务器与终端设备建立双向无线通信，当口罩储备盒1内口罩用完时，主控模块7接收到感应模块6发出的信号，向无线通信模块9发出指令提醒系统管理人员补充口罩，口罩未完成补充前，装置将停止后续的推进工作。
31.进一步，所述支撑板靠近口罩滑落口2的一端固定连接有圆弧滑片11，所述圆弧滑片11的大小为四分之一圆且圆弧滑片11的表面光滑。
32.进一步，所述图像处理模块8采用树莓派，从而进行系统内图像的处理，将行人图像输入基于改进yolov4-tiny的轻量型目标检测方法的口罩佩戴识别模型，生成所述行人图像数据的识别类别；其中，所述识别类别包括正确佩戴口罩类别、未正确佩戴口罩类别、未佩戴口罩类别。
33.进一步，所述主控模块7的型号为stm32f103c8t6微控制器，用于接收图像处理模块8发送的处理结果，同时负责控制盒体内推送机构4、语音提醒设备12、感应模块6以及无线通信模块9的运行状态。
34.进一步，所述推送机构4包括伸缩步进电机以及电机控制器，所述伸缩步进电机设有伸缩杆，所述伸缩杆与所述推送板10固定连接；电机控制器在接收到主控模块7给出的运行指令后，可驱动伸缩步进电机运转由此控制伸缩杆向前、向后或是停止，由此实现精准推送口罩数量或是补充口罩等功能。
35.进一步，所述口罩储备盒1顶部设有开口，所述开口上设有盒盖，所述盒盖上设有把手。
36.进一步，所述装置本体背部通过螺丝固定在墙体等与地面垂直的板面上使用，所述墙体还安装有图像采集设备和监控显示设备；所述图像采集设备为目标场所已有的摄像头，采集待检测区域的视频流数据，并跟踪所述视频流数据中的目标行人，生成行人图像数据；警报模块由与摄像头采集内容同步的监控显示设备(应用场所内监控显示屏)和语音提醒设备构成。当接收到主控模块7发送的警告信号时，将未佩戴口罩、未正确佩戴口罩的图像数据以图片的形式展示到监控画面中，同时进行语音提醒。
37.具体工作步骤为：
38.步骤一、公共场所监控系统通过已有的摄像头获取视频流数据，并跟踪所述视频流数据中的目标行人，生成行人图像数据。
39.步骤二、图像处理模块8将上述行人图像输入基于改进yolov4-tiny的轻量型目标检测方法口罩佩戴识别模型，生成所述行人图像数据的识别类别；其中，所述识别类别包括正确佩戴口罩类别、未正确佩戴口罩类别、未佩戴口罩类别。若识别结果为正确佩戴口罩，不再处理；若为未佩戴口罩类型，树莓派向主控模块7发送“警报1”指令；若为未正确佩戴口罩类型，树莓派向主控模块7发送“警报2”指令。
40.步骤三、主控模块7接受图像处理模块的处理结果，若接收到“警报1”指令，即检测到行人未佩戴口罩，在该监控区域显示屏幕上输出该行人图片，语音设备发出“请到指定地点内取用口罩”提醒(可具体说明位置)，同时，主控模块7向推送机构4发送指令；若接收到“警报2”指令，即检测到行人未正确佩戴口罩，在该监控区域显示屏幕上输出该行人图片，语音设备发出“请正确佩戴口罩”提醒。
41.步骤四、当推送机构4接收指令后，推送机构4向前推动口罩，每次推送距离为一个该类型口罩厚度，将该口罩推入口罩滑落区。
42.步骤五、口罩滑落口2处设有圆弧滑片11，与装置上部的支撑板相连，当口罩被推入该曲面区域时即发生掉落。
43.步骤六、被推送的口罩从装置上半部分的口罩储备盒1经过光滑曲面滑片掉落至下方的口罩取用槽3。
44.步骤七、装置下半部分的口罩取用槽3的长度为上半部分3/4，既保证口罩不会掉落地面，又方便使用者不接触盒体即可获取口罩，避免取用口罩时不必要的接触，减少细菌污染口罩的途径。
45.步骤八、当装置内口罩数量为零时，装置上半部分的推送机构4向前推送时，推送板10上部直接触碰其对应面的感应模块6，感应模块6所感受到的压力达到预置阈值，反馈给主控模块7向无线通信模块9发送消息提醒终端设备管理人员及时对口罩进行补充，此时，装置暂停推送。
46.步骤九、管理人员接收到提醒补充消息后，可通过装置上方的把手打开盒体，对口罩进行补充，补充后装置恢复正常工作。
47.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

技术特征：

1.一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于：包括装置本体，所述装置本体上部设有口罩储备盒(1)，所述装置本体下部设有口罩取用槽(3)；所述口罩储备盒(1)底部设有支撑板，所述支撑板一侧与口罩储备盒(1)的内壁固定连接，所述支撑板另一侧设有口罩滑落口(2)，所述支撑板上方靠近口罩滑落口(2)的一侧设有独立包装式口罩组(5)，所述独立包装式口罩组(5)远离口罩滑落口(2)的一侧抵接有推送板(10)，所述推送板(10)固定连接有推送机构(4)，所述推送机构(4)固定安装在口罩储备盒(1)的内壁上；所述口罩储备盒(1)位于推送机构(4)上方的内壁固定安装有主控模块(7)、图像处理模块(8)、无线通信模块(9)以及语音提醒设备(12)。2.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述口罩储备盒(1)位于口罩滑落口(2)上方的内壁固定安装有感应模块(6)。3.根据权利要求2所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述感应模块(6)为压力传感器。4.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述支撑板靠近口罩滑落口(2)的一端固定连接有圆弧滑片(11)。5.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述图像处理模块(8)采用树莓派。6.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述主控模块(7)的型号为stm32f103c8t6微控制器。7.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述推送机构(4)包括伸缩步进电机以及电机控制器，所述伸缩步进电机设有伸缩杆，所述伸缩杆与所述推送板(10)固定连接。8.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述口罩储备盒(1)顶部设有开口，所述开口上设有盒盖，所述盒盖上设有把手。9.根据权利要求1所述的面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，其特征在于，所述装置本体背部通过螺丝固定在墙体上，所述墙体还安装有图像采集设备和监控显示设备。

技术总结

本实用新型公开了一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，包括装置本体，装置本体上部设有口罩储备盒，装置本体下部设有口罩取用槽；所述口罩储备盒底部设有支撑板，支撑板一侧与口罩储备盒的内壁固定连接，支撑板另一侧设有口罩滑落口，支撑板上方靠近口罩滑落口的一侧设有独立包装式口罩组，独立包装式口罩组一侧抵接有推送板，推送板固定连接有推送机构，推送机构固定安装在口罩储备盒的内壁上。本实用新型设计了一种面部口罩识别及自动推送适配口罩装置，通过图像识别技术精确识别公共场所行人的口罩佩戴情况，对监控区域内未正确佩戴口罩的行人发出警告并发放口罩，避免了由工作人员手动分发口罩导致的细菌传播。由工作人员手动分发口罩导致的细菌传播。由工作人员手动分发口罩导致的细菌传播。