(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210638342.0 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 冯浩洋　许晓荣　包佳旭　陈坤龙　 冯申奥　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 朱月芬 (51)Int.Cl. G06V 40/16(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06K 17/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于Maixdu ino AI K210开发板的口罩监测 与二维码识别系统设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于MaixduinoAIK210开 发板的口罩监测与二维码识别系统设计方法。 本 发明利用MaixduinoAIK210开发板对人工智能、 视觉目标识别和深度学习等功能的支持， 设计出 有效便捷实用的口罩监测与二维码识别系统。 本 发明使用的算法为K ‑Means算法， 它是一种无监 督的聚类算法， 实现简单， 聚类效果好。 以此设计 出来的系统也具有简便高效的特点， 实际安装使 用的成本低， 非常适合当前对于公共防疫常态化 工作中覆盖面大、 可靠性、 实时性要求高的需求。 同时本发明拥有更高的可读性 以及更广的兼容 性， 能够根据不同的应用场景和实际需要， 对系 统进行完善和增加所需的基础功能， 非常适合在 各种复杂的现实场景中进行按需拓展和使用。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114944001 A 2022.08.26 CN 114944001 A 1.基于Maixduino  AI K210开发板的口罩监测与二维码识别系统设计方法， 其特征在 于包括以下步骤： 步骤1、 口罩 监测的机器视 觉学习库的建立； 步骤2、 口罩 监测系统的搭建； 步骤3、 二维码识别系统的搭建。 2.如权利要求1所述的基于Maixduino  AI K210开发板的口罩监测与二维码识别系统 设计方法， 其特征在于步骤1所述的口罩监测的机器视觉学习库的建立基于Maixduino  AI  K210人工智能开源硬件平台基础上， 利用YOLOv2模型， 采用K ‑Means聚类算法进行口罩目标 的识别， 具体如下： YOLOv2模型中BN层能够得到更高的平均准确率， 并且拥有不错的每秒传输帧数； 因此 在进行图像准备 数据抓取识别后， 进行锚点 参数的计算与配置， 便开始模型的初步训练； BN层在进行卷积前对数据进行预处理， 具体是在卷积池化之后， 激活函数之前， 对每个 数据输出进行规范化； 其中， 是Batch内数据归一化结果， E[x(k)是Batch均值， Var为方差； γ和β 为引入的 附加参数； 同时引入锚框算法进行物体预测， anchors  boxes算法把图像进行压缩的同时使得特 征图的维度变为奇数， 在 进行一些大物体运算的预测时， 使中心 点落在图片的中心 位置， 从 而更容易得使用特 征图的一个中心点去预测这些物体的边界框； K‑Means算法使anchor  boxes和临近的真实框有更大的交并比值； 同时由于加入锚点 机制， 并采用直接预测偏移量 offsets对于网络单 元的相对位置DLP； bx＝σ(tx)+cx       (3) by＝σ(ty)+cy       (4) Pr(object)*IOU(b,object)＝σ(to)        (7) 其中， bx、 by、 bw、 bh是预测边框的中心和宽高， Pr(object)是网格目标对象， IOU(b, object)是IOU得分， Pr(object)*IOU(b,object)则是预测边框的置信度， 此处对参数to进 行σ 变换后 作为置信度的值； cx、 cy是当前网格左上角到图像左上角的距离， 要先将网格大小 归一化， 即令一个网格的宽为1， 高为1； pw、 ph是先验框的宽和高； σ 是 sigmoid函数； tx、 ty、 tw、 th、 to是要学习的参数， 分别用于预测边框的中心和宽高以及置信度。 3.如权利要求2所述的基于Maixduino  AI K210开发板的口罩监测与二维码识别系统 设计方法， 其特 征在于口罩识别系统具体实现如下： 当摄像头监测到有效人脸目标后， Maixduino  AI K210人工智能开源硬件平台开发板 进行机器视觉目标识别与处理； 具体处理： 在屏幕中用线条框出口罩的有效识别区域， 并在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114944001 A 2识别区域正上方输出口罩识别结果， 从而判断目标是否佩戴口罩； 若为已佩戴口罩， 则不报 警， 系统继续正常运作； 若未佩戴口罩， 系统将通过指示灯闪烁报警， 记录报警数据并上传 至上位设备。 4.如权利要求3所述的基于Maixduino  AI K210开发板的口罩监测与二维码识别系统 设计方法， 其特 征在于二维码识别系统具体实现如下： 当摄像头监测到有效二维码目标后， Maixduino  AI K210人工智能开源硬件平台开发 板进行机器视觉目标识别与处理； 具体处理： 在屏幕中用线 条框出二维码的有效识别区域， 并在识别区域 正上方输出二维码识别结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114944001 A 3