CN104821022A - 一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，包括处理模块、驱动机构及门锁装置，还包括存储单元；手势识别模块，包括依次连接的感应屏幕、摄像单元、手势获取单元、手势识别单元；指纹识别模块，包括指纹采集模块和指纹提取模块；所述存储模块用于存储初始化设置的指纹图像和基于指纹下的手势图像；所述指纹采集模块对指纹进行采集，并通过指纹提取模块提取获得指纹图像；所述处理模块将指纹图像与初始化指纹图像进行匹配；在匹配成功时输出控制使其提供感应平台，对感应平台上的手势动作进行监控，及获取手势图像和识别，并将识别结果输入处理模块，根据识别结果控制解锁。本发明基于两种识别模式，提高系统的识别功能和安全系数。

Description

一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，属于门禁系统的技术领域。

背景技术

在生活中，门锁系统是必备的门禁工具，而门锁系统就是用来把门锁住以防止他人打开这个门的设备，这种设备可能是机械的，也可能是电动的，电动需要电能。随着科技的发展，智能门锁系统，已经成为大家熟悉的电磁锁、电控锁，其按分类可以分为酒店锁、公寓锁、智能门锁、指纹门锁，玻璃门锁等等用在各种电子门锁，但是其的主要还是用于对楼道单元或房间进行控制。

而电子门锁是随着电子技术的发展而出现的，在使用的方便性、防非法开启、智能管理等方面是机械锁无法比拟的，因此在对安全要求较高的行业得到广泛应用。市场上常见的主要是磁卡、IC卡、TM卡、射频卡电子门锁。因此，使得门锁系统更加方便的提供给用户使用，实现智能化的开启方式。

但是，尽管如此，现有的门锁系统在控制上仍然存在缺陷。如在中国实用新型专利名称为一种指纹门锁，申请号为201420179104.9，申请日为2014-04-14的文件中，公开了“一种指纹门锁，包括：指纹锁面板及把手，还包括指纹采集口、指纹识别电路、密码对比控制电路、键盘、LED屏幕及锁芯，所述指纹锁面板上设置所述LED屏幕、所述键盘及多个所述指纹采集口，每个所述指纹采集口均与所述指纹识别电路连接，所述指纹识别电路通过所述密码对比控制电路与所述锁芯连接，所述键盘用于输入文字信息，所述指纹门锁所述指纹门锁预设有每个指纹采集口的采集顺序和次数，每个所述指纹采集口均采集到正确顺序和次数的指纹时，所述密码对比控制电路控制所述LED屏幕自动显示预先输入的文字信息，且转动所述把手则可打开所述指纹门锁”，由此来解决指纹门锁无法通过指纹打卡的问题。由此成为一种提高安全性能的指纹门锁。

而在中国发明专利申请名称为基于指纹解门锁的系统及操作方法及装置

，申请号为201310561623.1，申请日为 2013-11-12的文件中，公开了“一种基于指纹解门锁的系统，包括指纹模块，指纹模块安装在可移动电子设备上，指纹模块用于输入用户的指纹；第一蓝牙模块，第一蓝牙模块安装于可移动电子设备上，可移动电子设备用于控制第一蓝牙模块；第二蓝牙模块，第二蓝牙模块安装在门锁上，第二蓝牙模块与第一蓝牙模块连接；以及门锁驱动模块，通过指纹模块、第一蓝牙模块和第二蓝牙模块控制门锁驱动模块，门锁驱动模块用于驱动门锁开启”，由此来解决门锁系统指纹解锁问题，该系统的使用方法将蓝牙技术与指纹模块的指纹识别技术集合起来，对门锁进行开启。基于指纹解门锁的解锁装置包括接收单元、蓝牙模块连接单元和解锁单元。本发明公开的基于指纹解门锁的系统及操作方法及装置具有使用安全，且人性化的特点。

综上，尽管现有技术中已经出现指纹解锁功能的门锁控制系统，但是其安全性不好，由于指纹容易被复制，使得门锁控制系统的识别功能存在隐患，识别过程单一，只要指纹识别正确即可打开门锁系统，由此使得系统的安全系数不好，不能很好的提供给用户使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，解决现有技术中门锁控制系统只进行指纹识别解锁的问题，提高安全系数，增强识别功能。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，包括处理模块、连接处理模块的驱动机构及连接驱动机构的门锁装置，还包括存储单元、手势识别模块和指纹识别模块，其中所述手势识别模块包括依次连接的感应屏幕、摄像单元、手势获取单元、手势识别单元；所述指纹识别模块包括指纹采集模块和与之连接的指纹提取模块；所述存储模块与处理模块相连，用于存储初始化设置的指纹图像和基于指纹下的手势图像；所述指纹识别模块利用指纹采集模块对指纹进行采集，并将采集后的指纹通过指纹提取模块提取获得指纹图像输入处理模块；所述处理模块将所述指纹图像与初始化存储的指纹图像进行匹配；在匹配成功时输出控制信号至感应屏幕使其提供感应平台，利用摄像单元对感应平台上的手势动作进行监控，及通过手势获取的单元采集手势动作获取手势图像，所述手势图像经手势识别单元识别并将识别结果输入处理模块，所述处理模块根据识别结果控制驱动结构驱动门锁装置解锁。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述指纹采集模块连接感应屏幕，用于对感应屏幕上的指纹进行采集。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述摄像单元用于获取3D手势动作。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述处理模块采用基于标志点的图像匹配方法对指纹图像与初始化存储的指纹进行匹配。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述处理模块为MCS-51型单片机。

本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：

（1）、本发明提供的基于指纹及手势识别的门锁控制系统，通过在指纹识别的基础上，增加手势识别功能，在指纹识别后同时对手势进行识别，在手势识别也成功后才控制门锁装置的打开，增加手势识别功能，使得整个系统基于两种识别模式，提高系统的识别功能和安全系数，解决现有技术中门锁控制系统只进行指纹识别解锁的问题，增强识别功能，使得系统可以更好的为人们所用。

（2）、并且，系统还可以将指纹识别技术和手势识别技术相融合，指纹采集模块连接感应屏幕后，对感应屏幕上的指纹进行采集，由此进行指纹和手势的两重识别，增强系统的识别难度，便于进一步提高安全系数。

附图说明

图1为本发明的基于指纹及手势识别的门锁控制系统的模块示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。

 如图1所示，本发明设计了一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，包括处理模块、连接处理模块的驱动机构及连接驱动机构的门锁装置，还包括存储单元、手势识别模块和指纹识别模块，其中所述手势识别模块包括依次连接的感应屏幕、摄像单元、手势获取单元、手势识别单元；所述指纹识别模块包括指纹采集模块和与之连接的指纹提取模块；所述存储模块与处理模块相连，用于存储初始化设置的指纹图像和基于指纹下的手势图像；所述指纹识别模块利用指纹采集模块对指纹进行采集，并将采集后的指纹通过指纹提取模块提取获得指纹图像输入处理模块；所述处理模块将所述指纹图像与初始化存储的指纹图像进行匹配；在匹配成功时输出控制信号至感应屏幕使其提供感应平台，利用摄像单元对感应平台上的手势动作进行监控，及通过手势获取的单元采集手势动作获取手势图像，所述手势图像经手势识别单元识别并将识别结果输入处理模块，所述处理模块根据识别结果为成功时，控制驱动结构驱动门锁装置解锁；而所述处理模块根据识别结果为失败时，处理模块不输出控制信号，门锁装置仍然处于锁闭状态。由此，通过在指纹识别的基础上，增加手势识别功能，在指纹识别后同时对手势进行识别，在手势识别也成功后才控制门锁装置的打开，增加手势识别功能，使得整个系统基于两种识别模式，提高系统的识别功能和安全系数。

并且，系统还可以将指纹识别技术和手势识别技术相融合，即系统将所述指纹采集模块连接感应屏幕，用于对感应屏幕上的指纹进行采集，指纹采集模块连接感应屏幕后，对感应屏幕上的指纹先进行采集，同时在采集到指纹后获取手势动作，由此进行指纹和手势的两重识别，增强系统的识别难度，便于进一步提高安全系数。

 对于手势识别模块中的摄像单元，用于获取3D手势动作，可以是一种3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与手势间距相近，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，由此实现手势动作的立体化效果，便于整个系统的手势识别过程。

在系统中，处理模块可以优选采用基于标志点的图像匹配方法对指纹图像与初始化存储的指纹进行匹配。所述标志点可分为编码与非编码,其中编码标志点依靠周围图形进行编码而获得唯一标识。而本文采用一种利用普通非编码标志点进行深度图像匹配的方法,该方法利用图像处理及模式识别技术提取标志点的亚像素位置,并对其进行匹配;通过最小二乘法得到各个视场深度图像的初始位置变换关系,最后利用一个全局迭代优化算法得到全局的精确位置变换关系,避免了误差积累。 由于该方法仅通过标志点的提取和匹配来完成深度图像的精确匹配,一方面,该方法无需初值,可完全自动的完成深度图像匹配;另一方面,该方法计算速度快,通过标志点便可精确定位,而ICP方法需要对庞大的数据进行大量的计算迭代过程。由此，可以使得系统很好的实现图像匹配过程。

以及，系统的处理模块可以优选为MCS-51型单片机，具备高性能的集成电路，可编程式的芯片，可一次性将程序写入单片机，具备高灵活性，且成本低，响应速度快。由此可以为系统快速执行控制能。

综上，本发明增加手势识别功能，使得整个系统基于两种识别模式，提高系统的识别功能和安全系数，解决现有技术中门锁控制系统只进行指纹识别解锁的问题，增强识别功能，使得系统可以更好的为人们所用。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于指纹及手势识别的门锁控制系统，包括处理模块、连接处理模块的驱动机构及连接驱动机构的门锁装置，其特征在于，还包括存储单元、手势识别模块和指纹识别模块，其中所述手势识别模块包括依次连接的感应屏幕、摄像单元、手势获取单元、手势识别单元；所述指纹识别模块包括指纹采集模块和与之连接的指纹提取模块；所述存储模块与处理模块相连，用于存储初始化设置的指纹图像和基于指纹下的手势图像；所述指纹识别模块利用指纹采集模块对指纹进行采集，并将采集后的指纹通过指纹提取模块提取获得指纹图像输入处理模块；所述处理模块将所述指纹图像与初始化存储的指纹图像进行匹配；在匹配成功时输出控制信号至感应屏幕使其提供感应平台，利用摄像单元对感应平台上的手势动作进行监控，及通过手势获取的单元采集手势动作获取手势图像，所述手势图像经手势识别单元识别并将识别结果输入处理模块，所述处理模块根据识别结果控制驱动结构驱动门锁装置解锁。

2. 根据权利要求1所述基于指纹及手势识别的门锁控制系统，其特征在于：所述指纹采集模块连接感应屏幕，用于对感应屏幕上的指纹进行采集。

3. 根据权利要求1所述基于指纹及手势识别的门锁控制系统，其特征在于：所述摄像单元用于获取3D手势动作。

4. 根据权利要求1所述基于指纹及手势识别的门锁控制系统，其特征在于：所述处理模块采用基于标志点的图像匹配方法对指纹图像与初始化存储的指纹进行匹配。

5. 根据权利要求1所述基于指纹及手势识别的门锁控制系统，其特征在于：所述处理模块为MCS-51型单片机。