本实用新型涉及一种基于人脸表情识别及行为分析的家庭安全防护装置。
背景技术：
目前，城市化建设高楼林立，由于开放式阳台而导致的坠楼事件屡屡发生，而坠楼者在坠楼前(尤其是主动跳楼轻生者)其情绪状态一般会出异常。如果能够及时获知这种异常便能作出更好的处理，减少坠楼事件的发生。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种可提高安全性的基于人脸表情识别及行为分析的家庭安全防护装置。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种基于人脸表情识别及行为分析的家庭安全防护装置，包括安装于阳台上的具有打开状态和关闭状态的隐形防盗网、用于驱使隐形防盗网在打开状态与关闭状态之间切换的滑移驱动机构以及与滑移驱动机构信号连接的处理控制器，还包括用于采集并分析人的脸部表情信息的人脸表情识别装置和用于采集并分析人的动作行为信息的行为分析装置，该人脸表情识别装置和行为分析装置均与处理控制器信号连接。
人们的情绪状态(例如包括愤怒、厌恶、恐惧、高兴、悲伤等等)一般反映在表情和动作行为上，本实用新型使用隐形防盗网的基础上结合人脸表情识别装置和行为分析装置，具备隐形防盗网的优点(例如不影响瞭望视线、便于逃生等等)外，通过人脸表情识别装置和行为分析装置以通过监测人们的脸部表情和动作行为来获取并分析人们的情绪状态，以判断是否需要关闭防盗网，避免情绪状态异常者通过阳台坠楼，提高安全性。
附图说明
图1示出了本实用新型的处理控制器、人脸表情识别装置、行为分析装置、锁止驱动电机、滑移驱动电机、左侧感应装置和右侧感应装置的连接框图。
图2示出了本实用新型的框架的示意图；
图3示出了本实用新型的框架的局部剖视图；
图4示出了在图3的基础上置入栅栏和移动框边后的示意图，其中，栅栏处于折叠状态；
图5示出了在图4的基础上将移动框边移离左侧框边但未到达右侧框边的示意图；
图6示出了在图4的基础上将移动框边滑移到右侧框边后的示意图，其中，栅栏处于展开状态；
图7示出了在图2的基础上栅栏处于展开状态而关闭瞭望口的示意图；
图8至图10示出了本实用新型的滑移驱动机构的结构示意图，其中，图8和图10均隐藏了框架，而图9则显示出了框架；
图11和图12示出了本实用新型的锁机构的结构示意图，其中，图11示出了插销拔出盲孔，图12示出了插销插入盲孔。
附图标号：
10框架、101上框边、102下框边、103左侧框边、104右侧框边、105左侧框边的上端、106左侧框边的下端、107右侧框边的上端、108右侧框边的下端、109瞭望口、110左侧收容凹槽、111右侧收容凹槽；
20栅栏；
30滑移驱动电机、301第一转轴、302第二转轴、303第三转轴、304第四转轴、305第一链轮、306第二链轮、307第三链轮、308第四链轮、309第五链轮、310第六链轮、311第七链轮、312第八链轮、313主动齿轮、314从动齿轮、315第一链条、316第二链条、317第三链条、318第四链条；
40移动框边、401移动框边的上端、402移动框边的下端、403盲孔；
50锁止驱动电机、501锁止齿轮、502锁止齿条、503锁止滑板、504插销、505锁止导向机构；
60右侧感应装置；
70左侧感应装置；
80处理控制器；
801人脸表情识别装置；
802行为分析装置。
具体实施方式：
如图1至图12所示的一种基于人脸表情识别及行为分析的家庭安全防护装置，包括安装于阳台上的具有打开状态和关闭状态的隐形防盗网、用于驱使隐形防盗网在打开状态与关闭状态之间切换的滑移驱动机构、与滑移驱动机构信号连接的处理控制器80、用于采集并分析人的脸部表情信息的人脸表情识别装置801和用于采集并分析人的动作行为信息的行为分析装置802，该人脸表情识别装置801和行为分析装置802均与处理控制器信号连接。
本实施例中，人脸表情识别装置和行为分析装置属于现有技术，如中国发明专利申请公布说明书CN103544468A公开的一种3D人脸表情识别方法和装置以及中国发明专利申请公布说明书CN103369303A公开的一种动作行为分析记录即重现系统及方法，此处不再赘述。
本实施例中，隐形防盗网处于打开状态时，阳台处于开放状态，人们可以通过阳台；而隐形防盗网处于关闭状态时，阳台被防盗网遮挡，人们不能通过阳台。
本实施例中，处理控制器控制滑移驱动机构的工作或者停止工作，滑移驱动机构工作时可以驱使隐形防盗网在打开状态与关闭状态之间切换。
本实施例中，处理控制器依据人脸表情识别装置和行为分析装置发送的信号来控制滑移驱动机构的工作。具体地：
人脸表情识别装置通过采集并分析人的脸部表情信息来判断人们的情绪状态是否异常(例如，将人们的情绪状态为愤怒、厌恶、恐惧或者悲伤判断为情绪状态异常)，若是，则向处理控制器发送关闭防盗网信号，处理控制器于接收到关闭防盗网信号后控制滑移驱动机构工作，将隐形防盗网从打开状态切换至关闭状态；
行为分析装置通过采集并分析人的动作行为信息来判断人们的情绪状态是否异常(比如，通过采集摇头、来回步行的频率的高低以判断为情绪状态异常)，若是，则向处理控制器发送关闭防盗网信号，处理控制器于接收到关闭防盗网信号后控制滑移驱动机构工作，将隐形防盗网从打开状态切换至关闭状态；
由此以实现禁止情绪状态异常者通过阳台，以避免其坠楼，提高安全性。
该隐形防盗网包括呈方框状的框架10、可折叠及展开的栅栏20以及移动框边40，该框架10由水平设置的上框边101、与上框边101平行的下框边102、竖直设置的左侧框边103以及与左侧框边103平行的右侧框边104合围而成，该上框边101连接于右侧框边的上端107与左侧框边的上端105之间，而下框边102则连接于右侧框边的下端108与左侧框边的下端106之间，且上框边101、下框边102、左侧框边103以及右侧框边104围成一瞭望口109，该移动框边40竖直设置且横跨于上框边101与下框边102之间，该移动框边的上端401与上框边10之间设有用于引导移动框边40沿水平方向滑移的上导向机构(图中未示出)，该移动框边的下端402与下框边102之间设有也用于引导移动框边40沿水平方向滑移的下导向机构(图中未示出)，该滑移驱动机构设于框架10与移动框边40之间而用于驱使移动框边40在左侧框边103与右侧框边104之间滑移，该栅栏20的一侧与移动框边40连接，该栅栏20的另一侧与左侧框边103连接，该栅栏20于移动框边40滑移至左侧框边103时处于折叠状态以打开瞭望口109，该栅栏20于移动框边40滑移至右侧框边104时处于展开状态以关闭瞭望口109；
该滑移驱动机构包括滑移驱动电机30、第一转轴301、第二转轴302、第三转轴303、第四转轴304、第一链轮305、第二链轮306、第三链轮07、第四链轮308、第五链轮309、第六链轮310、第七链轮311、第八链轮312、主动齿轮313、从动齿轮314、第一链条315、第二链条316、第三链条317和第四链条318；
该第一转轴301、第二转轴302、第三转轴303和第四转轴304均彼此间隔平行地可转动地安装于右侧框边104内，且第一转轴301位于右侧框边的上端107，第四转轴304位于右侧框边的下端108，而第二转轴302和第三转轴303位于右侧框边104的中部位置，该滑移驱动电机30固定地安装于右侧框边104内，且该滑移驱动电机30的输出轴与第二转轴302固定相连以驱使第二转轴302转动，该滑移驱动电机30为双向输出电机，以驱使第二转轴302能够可选择地正转或者反转；
该主动齿轮313和第一链轮305固定地安装于第二转轴302上，该第二链轮306和第三链轮307固定地安装于第一转轴301上，该第四链轮308可转动地安装于左侧框边的上端105，该第一链条315套装于第一链轮305和第二链轮306上，该第二链条316套装于第三链轮307和第四链轮308上，且第二链条316贯穿上框边101；
该从动齿轮314和第五链轮309固定地安装于第三转轴303上，该第六链轮310和第七链轮311固定地安装于第四转轴304上，该第八链轮312可转动地安装于左侧框边的下端106，该从动齿轮314与主动齿轮313啮合，该第三链条317套装于第五链轮309和第六链轮310上，该第四链条318套装于第七链轮311与第八链轮312之间，且第四链条318贯穿下框边102；
该移动框边的上端401与第二链条316固定相连以使第二链条316转动时带动移动框边40滑移，本实施例中，以第三链轮的转动中心与第四链轮的转动中心的连线为界，第二链条被划分成上半链条和下半链条，其中该移动框边的上端与第二链条固定相连是指，该移动框边的上端与第二链条的下半链条固定相连；
该移动框边的下端402与第四链条318固定相连以使第四链条318转动时带动移动框边40滑移，本实施例中，以第七链轮的转动中心与第八链轮的转动中心的连线为界，第四链条也被划分成上半链条和下半链条，其中该移动框边的下端与第四链条固定相连是指，该移动框边的下端与第四链条的上半链条固定相连。
该隐形防盗网采用一个滑移驱动电机实现驱动移动框边的上端和下端同步滑移，与现有技术中双电机驱动相比可以减少电机的使用以节省制造成本；本实用新型采用链传动方式可以避免传动过程出现打滑现象，与现有技术中采用齿轮传动相比可降低生产制造难度和降低制造成本。
该左侧框边103内设有一用于容纳移动框边40和处于折叠状态的栅栏20的左侧收容凹槽110，该右侧框边104内设有一用于容纳移动框边40的右侧收容凹槽111。该技术方案通过设置左侧收容凹槽和右侧收容凹槽可以起到保护移动框边和处于折叠状态的栅栏的作用，同时可以使得整体外观更加整洁。
该右侧框边104与移动框边40之间设有于移动框边40进入右侧收容凹槽111后可选择地允许或者阻止移动框边滑移的锁机构；
该锁机构包括锁止驱动电机50、锁止齿轮501、锁止齿条502、锁止滑板503以及设于移动框边40上的盲孔403；
该锁止滑板503可沿纵深方向滑移地安装于右侧框边104内，本实施例中，该右侧框边104内还设有用于引导锁止滑板503沿纵深方向滑移的锁止导向机构505，该纵深方向同时垂直于水平方向和竖直方向，实际上，该纵深方向、水平方向和竖直方向彼此垂直而构成空间三维坐标系；本实施例中，上导向机构、下导向机构和锁止导向机构均可采用现有技术中的平移导向机构，此处不再赘述；
该锁止驱动电机50固定地安装于右侧框边104内，该锁止齿轮501固定地安装于锁止驱动电机50的输出轴上，该锁止齿条502与锁止滑板503固定连接，且该锁止齿条502的长度方向平行于纵深方向，锁止齿轮501与锁止齿条502啮合；
该移动框边上的盲孔403的深度方向平行于纵深方向，本实施例中，盲孔被布置在移动框边背向站立于阳台上的用户的一面上，这样可以减少盲孔对移动框边的外观影响；
该锁止滑板503上设有于锁止滑板503滑移时可选择地插入或者拔出盲孔403的插销504；
该进入右侧收容凹槽111的移动框边40于插销504插入盲孔403时被阻止滑移；
该进入右侧收容凹槽111的移动框边40于插销504拔出盲孔403时被允许滑移。该技术方案通过设置锁机构能够使得移动框边稳定地牢固地锁定在右侧框边内，这样可以提高防盗系数。
该移动框边上的盲孔403有三个，其中，移动框边的上端401、中部以及下端402分别布置一个盲孔403；
锁止滑板503上的插销504也有三个，每一个插销分布与一个盲孔位置对应。该技术方案可以进一步提高移动框边被锁定的稳定性和牢固性，进一步提高防盗系数。
该右侧收容凹槽111内设有于检测移动框边40是否进入右侧收容凹槽111的右侧感应装置60，该左侧收容凹槽110内设有于检测移动框边40是否进入左侧收容凹槽110的左侧感应装置70；
该右侧框边104内还设有处理控制器80，该滑移驱动电机30、锁止驱动电机50、右侧感应装置60和左侧感应装置70均与处理控制器80信号连接。该技术方案通过设置右侧感应装置和左侧感应装置可以提高控制的准确性，实现智能化控制。
本实施例中，通过设置处理控制器来控制滑移驱动电机和锁止驱动电机可选择地工作或者停止工作，并且处理控制器也可以依据右侧感应装置和左侧感应装置发送的信号来控制滑移驱动电机和锁止驱动电机可选择地工作或者停止工作。
例如，当移动框边滑移至左侧收容凹槽时，左侧感应装置发送其检测到移动框边到达左侧收容凹槽的信号至处理控制器，处理控制器控制滑移驱动电机停止工作，此时，栅栏处于折叠状态，瞭望口被打开。
当需要关闭瞭望口时，处理控制器控制滑移驱动电机开始工作，使移动框边往右侧框边滑移，当移动框边滑移至右侧收容凹槽时，右侧感应装置发送其检测到移动框边到达右侧收容凹槽的信号至处理控制器，处理控制器控制滑移驱动电机停止工作，且处理控制器还会控制锁止驱动电机工作，使锁止滑板移动以让插销插入盲孔，此时，移动框边被锁定，栅栏处于展开状态，瞭望口被关闭；
当再次需要打开瞭望口时，处理控制器控制锁止驱动电机工作，使锁止滑板移动以让插销拔出盲孔，此时，移动框边被解锁，且处理控制器再控制滑移驱动电机工作，使移动框边往左侧框边滑移，当移动框边滑移至左侧收容凹槽时，左侧感应装置发送其检测到移动框边到达左侧收容凹槽的信号至处理控制器，处理控制器控制滑移驱动电机停止工作，此时，栅栏处于折叠状态，瞭望口被打开。
该左侧感应装置70和右侧感应装置60均为行程开关。
本实施例中，将处理控制器80、滑移驱动电机30、锁止驱动电机50和右侧感应装置60均布置在右侧框边104内以便于电线排布。
本实用新型可以通过收集用户的日常行为轨迹及面部表情的正常状态，集成数据库录入到芯片(CPU)中。摄像头(人脸表情识别装置和行为分析装置均可具有)采集的连续帧，获取多组连续的静态图像，通过红外热成像技术，对多组图像进行滤波去噪，图像增强处理。通过人体运动目标检测，运动轨迹跟踪，特征行为提取，集成处理数据，输入芯片算法中，通过预先采集的正常行为轨迹等信息进行对比，分析出监测对象的行为是否符合常态，输出分析结果，同时对获取的多组图像自动进行表情识别，通过芯片自动算法拾取图像的捕捉的人脸面部表情，通过Stasm构建表情识别系统，比对数据库内部存储的人脸面部表情特征输出比对结果，结合行为轨迹分析和面部表情分析的结果，对当前获取的图像的状态评分进行输出相应的分数值。
芯片可以嵌入在摄像机内部，摄像机配备红外探测器和光学成像物镜，用于接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，摄像机获取连续帧的图像。
通过开关量控制隐形防盗网，该隐形防盗网使用高级合成材料，防止遭人为破坏，可伸缩控制，在打开状态下折叠收缩，受控于处理控制器和滑移驱动机构，根据嵌入芯片计算出的分数值，对应控制隐形防盗网的打开或者关闭。
摄像机内置通讯模块(例如wifi模块)，可以通过设置与用户事先设置的电话号码，在检测人体动作行为及脸部表情低于一定数值时，同步发送短信到用户的移动端。通知到用户，采取紧急的防范措施。