一种基于VCSEL激光的微表情识别终端的制作方法

一种基于vcsel激光的微表情识别终端
技术领域
1.本实用新型涉及一种基于vcsel激光的微表情识别终端。


背景技术：

2.自911事件以后，各个国家更加迫切需要行之有效的社会安全风险预警。随着人工智能技术的发展，机器智能可以利用海量的视频数据，结合模式识别、深度学习等先进算法，使视频分析精细化、可视化、自动化、智能化，针对人们真实情绪和意图的研究始终是心理学和社会学主要研究方向，面部表情是在人类进化过程中形成的，是人类之间传递社会信息的主要手段和直观手段。由于面部表情特征包含丰富直观的情绪信息，并且可以通过非接触的采集方式获取，从而对人的心理活动进行判断。
3.技术上述问题，采用有效稳定的识别设备对人的微表情进行有效的识别成为本领域技术人员面临的重要课题，传统的图像识别传感器采用红外led作为红外光源，其不具有谐振腔，导致光束更加发散，在耦合性方面较差，不能很好适应目前基于3d面部识别精细化的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，基于vcsel激光的微表情识别终端。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于vcsel激光的微表情识别终端，其特征在于：包括vcsel激光器、红外接收器以及处理器，所述的vcsel激光发射器通过vcsel激光驱动电路与处理器连接，所述的红外接收器通过图像信号处理电路与处理器连接，所述的vcsel激光器以及红外接收器封装设置在封装壳体，所述的vcsel激光器包括vcsel芯片组以及衍射光学透镜模组，所述的衍射光学透镜模组呈平行设置在vcsel 芯片的前侧，所述的红外接收器包括光学凸透镜阵列以及ccd芯片，所述的光学凸透镜阵列呈平行设置在ccd芯片的前侧，所述的vcsel芯片以及ccd芯片集成设置在走线基板上。
6.进一步的：所述处理器的通信端口设置有zigbee通信模块。
7.进一步的：所述的图像信号处理电路包括放大滤波器、a/d转换器以及cpld芯片，所述的放大滤波器与ccd芯片信号引脚连接，所述的放大滤波器、a/d转换器以及cpld芯片依次连接，所述的cpld芯片与处理器连接。
8.进一步的：所述的走线基板的后端贴合设置有散热翅片组，散热翅片组的端面与走线基板的端面通过散热硅脂贴合。
9.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
10.(1)结构简单，采用vcsel激光器，基于vcsel在精确度、小型化、低功耗、可靠性高的特点，本装置涉及的终端在集成制造成本、体积、功耗以及稳定性相比传统的面部识别终端具有良好的优势。
11.(2)处理器采用dsp处理器，同时设置有zigbee通信模块，zigbee通信模块具有功
耗低的特点，同时可在统一通信协议下自主无线网络，可通过自组无线网络将采集的图像数据发送至上位机进行综合的数据处理，使得无线额外架构网络，通信成本低。
12.附图编号：封装壳体1，vcsel芯片组2，衍射光学透镜模组3，光学凸透镜阵列4，ccd 芯片5，走线基板6，散热翅片组7，散热硅脂9。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例vcsel激光的微表情识别终端的结构框图。
14.图2是本实用新型实施例图像信号处理电路的结构框图。
15.图3是本实用新型实施例vcsel激光器和红外接收器的封装结构图。
具体实施方式
16.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
17.参见图1
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图3，本实施例一种基于vcsel激光的微表情识别终端，其特征在于：包括vcsel激光器、红外接收器以及处理器，所述的vcsel激光发射器通过vcsel激光驱动电路与处理器连接，所述的红外接收器通过图像信号处理电路与处理器连接，所述的vcsel激光器以及红外接收器封装设置在封装壳体1，所述的vcsel激光器包括vcsel芯片组2以及衍射光学透镜模组3，所述的衍射光学透镜模组3呈平行设置在vcsel芯片的前侧，所述的红外接收器包括光学凸透镜阵列4以及ccd芯片5，所述的光学凸透镜阵列4呈平行设置在 ccd芯片5的前侧，所述的vcsel芯片以及ccd芯片5集成设置在走线基板6上，本实施例涉及一种基于vcsel激光的微表情识别终端，其原理采用vcsel激光器发出激光，激光反射由红外接收器接受，并通过凸透镜阵列汇集由ccd芯片5采集，并通过图像处理信号进行信号处理至处理器进行处理以及缓存，本实施例中所述的vcsel激光器以及红外接收器独立设置在各自的密封腔体内，所述的封装壳体1内部的腔体避免采用黑化处理，避免外界光源的干扰以及光源的散射，本终端结构简单，采用vcsel激光器，基于vcsel在精确度、小型化、低功耗、可靠性高的特点，本装置涉及的终端在集成制造成本、体积、功耗以及稳定性相比传统的面部识别终端具有良好的优势。
18.本实施例中所述处理器的通信端口设置有zigbee通信模块，基于zigbee通信模块功耗定，且采用多组zigbee通信模块与无线节点在统一的通信协议下自组无线通信网络，便于多组本终端相互连接进行信息传输，避免了传统的传输网络架构的难度大，成本高的问题，多组终端通过自组无线通信网络将数据上传至上位机进行进一步的数据综合处理。
19.本实施例中所述的图像信号处理电路包括放大滤波器、a/d转换器以及cpld芯片，所述的放大滤波器与ccd芯片5信号引脚连接，所述的放大滤波器、a/d转换器以及cpld芯片依次连接，所述的cpld芯片与处理器连接，本实施例具体提供了图像信号处理电路的构成，ccd芯片5采集了图像信号，经过放大滤波器进行信号调制处理，在通过a/d转换器进行模数转换，本电路结构中设置了cpld芯片，用于控制ccd的驱动时钟，同步控制时钟以及存储器地址的产生，本实施例中所述的cpld芯片可采用成熟的altera公司的epm7128s 芯片，其针对于ccd传感器具有稳定性高，兼容性佳的特点，能够较好的实现本电路结果中的驱动时钟的控制。
20.本实施例中所述的走线基板6的后端贴合设置有散热翅片组7，散热翅片组7的端面与走线基板6的端面通过散热硅脂9贴合，保证了vcsel芯片以及ccd芯片5能够有效的散热，保证性能的稳定性。
21.本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。