CN105427159A - 基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统 - Google Patents

基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统，其中方法包括以下步骤：双眼靠近虹膜采集处，触发采集键；图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理；如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元输出的信号转化为特征值；与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；匹配不成功则退出；匹配成功则进行选车，选中某辆自行车后解锁该自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；用后还车时还车成功后进行语音及显示提示。本发明通过将虹膜识别技术融入公共自行车管理中，对现有必需IC卡租赁的不方便、管理低效、丢失等情况具有根本改善，使得人们出行更加方便环保。

Description

基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统
技术领域
本发明属于公共交通领域，涉及一种基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统。
背景技术
自行车是传统的代步交通工具，具有价格低廉、使用方便的优点。尤为重要的是，自行车出行不会带来任何排放污染，也不会给城市交通拥堵增加压力，还有助于锻炼身体。
近年来，在多方倡导之下，城市中兴建了相当数量的公共自行车站点，所有站点之间实现联网，市民可以在任意一个联网站点租用或者归还公共自行车，并且办理交费、退费等手续。
公共自行车站点的出现进一步为人们的出行提供了方便，提高了自行车的利用率，通过统一管理还解决了使用私人自行车时存在的乱停放、易丢失等问题，符合绿色、低碳、健康的新生活方式。
但是，目前的公共自行车站点在车辆借出、收回、登记、计时、收费等流程上仍然要依靠IC卡及人工管理。这样要投入大量不必要的人力资源，容易出现车辆编号发生混淆、计时收费误差大等问题，而且在没有带IC卡或IC卡丢失时，不能租车或他人用捡到的卡租车等情况会发生。可见，需要对公共自行车相关设施进行改进，提高其智能化水平，借助信息手段实现全自动服务。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够弥补现有IC卡租还公共自行车不方便等问题的，基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于虹膜识别的公共自行车管理方法，包括以下步骤：
双眼靠近虹膜采集处，触发采集键，摄像头对双眼拍摄采集影像；
图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给数字处理单元；
数字处理单元进一步编码和数字化后，判断是否采集到有效虹膜影像；
如果没有采集到有效虹膜影像，则启动定位单元，提示调整位置，调整后重新触发采集键；
如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元输出的信号转化为特征值；
与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；
匹配不成功则退出；
匹配成功则进行选车，选中某辆自行车后解锁该自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；
用后还车时，直接将该自行车放回锁定桩，系统自动上锁同时判断车辆信息及与用户信息的绑定状态，信息判断完成后认为用户还车成功，并将用户租用状态信息与用户数据解除绑定，还车成功后进行语音及显示提示。
优选地，所述摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。
优选地，所述图像传感器为CMOS式。
优选地，所述启动定位单元，提示调整位置，通过采集到的影像或雷达感应或红外感应，对使用者发出声音提示或距离杆移动提示。
优选地，每辆所述的自行车具有唯一的ID，租车成功时，前端进行匹配操作，并将用户信息及车辆ID进行绑定，匹配并绑定成功后将结果上传至后台。
与上述方法对应的，本发明还提供了一种基于虹膜识别的公共自行车管理系统，包括采集单元、数字处理单元、定位单元、匹配单元、锁定单元，其中，
所述采集单元包括摄像头和与摄像头连接的图像传感器，摄像头用于在双眼靠近虹膜采集处，触发采集键后，对双眼拍摄采集影像；图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给所述数字处理单元；
所述数字处理单元与采集单元连接，用于对数字图像信号进一步编码和数字化，判断是否采集到有效虹膜影像；
所述定位单元连接数字处理单元，如果没有采集到有效虹膜影像，则数字处理单元发出信号启动定位单元，提示调整位置，调整后重新触发采集键，采集单元再一次进行虹膜影像采集；如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元将编码和数字化后的信号转化为特征值，输出给所述匹配单元；
所述匹配单元与数字处理单元连接，用于与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；匹配不成功则退出；匹配成功则匹配单元向数据处理单元发出反馈信号，数字处理单元发出选车信号，使用者进行选车，选中某辆自行车后，数字处理单元对锁定单元发出解锁信号，解锁选中的自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；
所述锁定单元还用于在用后还车时，直接将自行车放回锁定桩，系统自动上锁同时判断车辆信息及与用户信息的绑定状态，信息判断完成后认为用户还车成功，并将用户租用状态信息与用户数据解除绑定，还车成功后进行提示。
优选地，所述采集单元还包括补光单元，用于在所述采集单元中的摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。
优选地，所述图像传感器为CMOS式。
优选地，所述定位单元包括影像识别模块或雷达模块或红外模块，还包括辅助模块，用于对使用者发出声音提示或距离杆移动提示。
优选地，每辆所述的自行车具有唯一的ID，租车成功时，将所租自行车的ID与匹配到的虹膜特征值在终端进行绑定。
本发明的有益效果如下：本发明与现有的使用IC卡租借公共自行车的方法和系统相比，避免了由于IC卡忘带、丢失、消磁等情况发生时导致的无法租车的问题，和租车时只认卡不认人导致的IC卡盗用、盗刷的问题，本发明虹膜识别处理速度快、匹配精确、不易混淆，使得本发明基于虹膜识别的公共自行车管理方法与系统能够有效、安全、快捷地完成公共自行车的租赁，且系统中所有单元都与数字处理单元连接，控制信号皆由数字处理单元发出，虹膜特征库在后台，前端设备需要下载特征库到本地，或将采集的虹膜数据发送到后台进行比对，很大程度上减小了控制难度及通信难度，系统结构简单、干扰小，方法实用、易实现。
附图说明
图1为本发明实施例的基于虹膜识别的公共自行车管理方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的基于虹膜识别的公共自行车管理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
参见图1，为本发明实施例的本发明的技术方案为基于虹膜识别的公共自行车管理方法的步骤流程图，包括以下步骤：
在使用自行车之前进行虹膜数据的采集和登记，对使用者的基本信息及保证金进行入库存储，将虹膜存储在后台虹膜数据库中，若是新用户也可在虹膜采集点进行虹膜采集及与身份信息采集和匹配并自动缴纳保证金，采集信息及缴纳保证金后方可进行虹膜租还车功能的使用。
S101，双眼靠近虹膜采集处，触发采集键，摄像头对双眼拍摄采集影像；
S102，图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给数字处理单元；
S103，数字处理单元进一步编码和数字化后，判断是否采集到有效虹膜影像；
S104，如果没有采集到有效虹膜影像，则启动定位单元，提示调整位置，调整后重新触发采集键；
S105，如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元输出的信号转化为特征值；
S106，与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；
S107，匹配不成功则退出；
S108，匹配成功则进行选车，选中某辆自行车后解锁该自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；
S109，用后还车时，直接将该自行车放回锁定桩，系统自动上锁同时判断车辆信息及与用户信息的绑定状态，信息判断完成后认为用户还车成功，并将用户租用状态信息与用户数据解除绑定，还车成功后进行语音及显示提示。
进一步地，数字处理单元作为其余各单元的中心，各单元的输出皆与其连接，数字处理单元与终端通过有线或无线的方式进行数据传输及通信；
进一步地，S101中所述摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。
进一步地，S102中所述图像传感器为CMOS式，现有技术中一般采用CCD式，本发明采用CMOS是因为其成本低、分辨率优秀、与硅基元器件无障碍集成。将采集到的图像进行预处理，排除干扰(拍摄到脸部其他部位及外部影响灯光等)，将虹膜信息从眼睛信息里分离出来。
进一步地，S104中所述启动定位单元，提示调整位置，通过采集到的影像或雷达感应或红外感应，对使用者发出声音提示或距离杆移动提示，具体实施例中阐明如下，用采集到的影像进行提示时，将采集到的影像显示在屏幕上，使用者可以根据影像的位置进行上、下、左、右的调整；用雷达或红外感应定位时，可以测量出使用者相对于采集单元的距离和位置，与预设在数据处理单元中的标准距离和位置进行对比后，对使用者发出提示，通过声音提示前、后、左、右移动或用距离杆抬起、放下、左移、右移进行提示。
进一步地，每辆所述的自行车具有唯一的ID，在S108租车成功时，将所租自行车的ID与匹配到的虹膜特征值在后台进行绑定，处理，以便对租车时间进行计时和租车后的费用结算。
在S107中在将采集到的虹膜特征值与虹膜数据库中的进行比较匹配后，如果没有匹配成功的时候，还可以将采集到的虹膜特征值存储到存储单元，进行不记名的租车，在还车时，同样可以通过如此不记名的方式进行还车计费。匹配失败可能是定位失败或是新用户(未进行登记虹膜租还车的用户)，新用户可在虹膜采集站点进行虹膜采集自动缴款，广泛接收新用户，方便市民租车。
与上述方法对应的，本发明还提供了一种基于虹膜识别的公共自行车管理系统，其具体实施例参见图2，包括采集单，101、数字处理单元102、定位单元103、匹配单元104、锁定单元105，其中，采集单元101包括摄像头和与摄像头连接图像传感器，摄像头用于在双眼靠近虹膜采集处，触发采集键后，对双眼拍摄采集影像；图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给所述数字处理单元102；数字处理单元102与采集单元连接，用于对数字图像信号进一步编码和数字化，判断是否采集到有效虹膜影像；数字处理单元102作为其余各单元的中心，各单元的输出皆与其连接，数字处理单元102与终端通过有线或无线的方式进行数据传输及通信；定位单元103连接数字处理单元102，如果没有采集到有效虹膜影像，则数字处理单元102发出信号启动定位单元103，提示调整位置，调整后重新触发采集键，采集单元101再一次进行虹膜影像采集；如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元102将编码和数字化后的信号转化为特征值，输出给所述匹配单元104；匹配单元104与数字处理单元102连接，用于与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；匹配不成功则退出；匹配成功则匹配单元104向数据处理单元102发出反馈信号，数字处理单元102发出选车信号，使用者进行选车，选中某辆自行车后，数字处理单元102对锁定单元105发出解锁信号，解锁选中的自行车一定时间，用户在解锁期间内从锁定桩移走该自行车，完成租车；锁定单元105还用于在用后还车时，直接将自行车放回锁定桩，还车成功后进行语音和显示提示。
进一步地，采集单元101还包括补光单元，用于在所述采集单元101中的摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。补光可通过软件辅助调整定位对焦或光学辅助调整对焦。图像传感器为CMOS式。定位单元103包括影像识别模块或雷达模块或红外模块，还包括辅助模块，用于对使用者发出声音提示或距离杆移动提示。具体与方法实施例中阐述一致，此处不赘述。每辆所述的自行车具有唯一的ID，租车成功时，将所租自行车的ID与匹配到的虹膜特征值在后台进行绑定，处理。还包括与数字处理单元102连接的存储单元106，在将采集到的虹膜特征值与虹膜数据库中的进行比较匹配后，如果没有匹配成功的，还可以将采集到的虹膜特征值存储到存储单元106。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虹膜识别的公共自行车管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
双眼靠近虹膜采集处，触发采集键，摄像头对双眼拍摄采集影像；
图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给数字处理单元；
数字处理单元进一步编码和数字化后，判断是否采集到有效虹膜影像；
如果没有采集到有效虹膜影像，则启动定位单元，提示调整位置，调整后重新触发采集键；
如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元输出的信号转化为特征值；
与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；
匹配不成功则退出；
匹配成功则进行选车，选中某辆自行车后解锁该自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；
用后还车时，直接将该自行车放回锁定桩，系统自动上锁同时判断车辆信息及与用户信息的绑定状态，信息判断完成后认为用户还车成功，并将用户租用状态信息与用户数据解除绑定，还车成功后进行语音及显示提示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像传感器为CMOS式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动定位单元，提示调整位置，通过采集到的影像或雷达感应或红外感应，对使用者发出声音提示或距离杆移动提示。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每辆所述的自行车具有唯一的ID，租车成功时，前端进行匹配操作，并将用户信息及车辆ID进行绑定，匹配并绑定成功后将结果上传至后台。
6.一种基于虹膜识别的公共自行车管理系统，其特征在于，包括采集单元、数字处理单元、定位单元、匹配单元、锁定单元，其中，
所述采集单元包括摄像头和与摄像头连接的图像传感器，摄像头用于在双眼靠近虹膜采集处，触发采集键后，对双眼拍摄采集影像；图像传感器将采集到的影像进行匹配和初步图像信号处理，处理后的输出为数字图像信号，输出给所述数字处理单元；
所述数字处理单元与采集单元连接，用于对数字图像信号进一步编码和数字化，判断是否采集到有效虹膜影像；
所述定位单元连接数字处理单元，如果没有采集到有效虹膜影像，则数字处理单元发出信号启动定位单元，提示调整位置，调整后重新触发采集键，采集单元再一次进行虹膜影像采集；如果采集到有效虹膜影像，则将数字处理单元将编码和数字化后的信号转化为特征值，输出给所述匹配单元；
所述匹配单元与数字处理单元连接，用于与虹膜数据库中的虹膜特征值进行比较匹配；匹配不成功则退出；匹配成功则匹配单元向数据处理单元发出反馈信号，数字处理单元发出选车信号，使用者进行选车，选中某辆自行车后，数字处理单元对锁定单元发出解锁信号，解锁选中的自行车一定时间，如果用户在解锁时间内从锁定桩移走该自行车，则完成租车；
所述锁定单元还用于在用后还车时，直接将自行车放回锁定桩，系统自动上锁同时判断车辆信息及与用户信息的绑定状态，信息判断完成后认为用户还车成功，并将用户租用状态信息与用户数据解除绑定，还车成功后进行提示。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集单元还包括补光单元，用于在所述采集单元中的摄像头对双眼拍摄时，在光线不好的情况下自动补光。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述图像传感器为CMOS式。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述定位单元包括影像识别模块或雷达模块或红外模块，还包括辅助模块，用于对使用者发出声音提示或距离杆移动提示。
10.根据权利要求6-9任一所述的系统，其特征在于，每辆所述的自行车具有唯一的ID，租车成功时，将所租自行车的ID与匹配到的虹膜特征值在终端进行绑定。
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