一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及一种门禁控制装置、系统及方法,特别是涉及一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置、系统及方法。
背景技术
家居门禁系统的发展历程经历了纯机械装置(钥匙)、接触式智能IC卡、非接触式智能IC卡、指纹、声音识别等,其安全性和可靠性等都逐步有了很大的提高。
随着人们生活水平的提高以及生物识别技术的飞速发展,人们对门禁系统的安全要求越来越高,越来越智能化,将生物识别技术应用到门禁系统的技术也应运而生,其中,目前最常见的就是将人脸识别技术应用于门禁系统。
随着计算机视觉以及生物识别技术的发展,步态识别是近年来计算机视觉以及生物特征识别领域的一个备受关注的研究方向,它旨在根据人走路的姿势进行身份识别。人具有相对稳定的行走动作,不同的人行走姿态各不相同,据此可识别人的身份。步态的非接触性、不易伪装、远距离等优点,具有在智能视频监控中应用的优势,因此,实有必要提出一种技术手段,以通过来访者的步态信息进行身份识别进而实现门禁控制的目的。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置、系统及方法,其实现了用户无需携带钥匙即可进行自动开锁的目的,同时也可对房屋安全进行远程控制,实现了远程监控,进而实现了门禁的智能化控制。
为达上述目的,本发明提出一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置,包括:
视频流采集单元,用于采集设定区域内的包括步态信息的视频流;
步态特征提取单元,根据该视频流采集单元采集的视频流,提取视频流中的人体的步态特征;
触摸感应单元,用于接收及检测人体的触摸动作,并产生一触摸信号至控制单元;
控制单元,于接收到触摸信号时,产生一触发指令至无线通信单元,同时,根据该无线通信单元接收的响应处理指令进行门禁控制;
无线通信单元,用于将接收到的触发指令通过无线传输至一手持设备端,同时,该无线通信单元还接收该手持设备端发送的响应处理指令,并将其传送至该控制单元。
进一步地,该视频流采集单元通过三维传感器捕捉相机,利用多角度摄像头于设定区域采集人体的行走视频。
进一步地,该触摸感应单元为设置于门把手上的触摸感应器。
进一步地,该步态特征的提取采用模型法或移动法。
为达到上述目的,本发明还提供一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统,包括:
门禁控制装置,利用三维传感器捕捉相机获取设定区域的视频流,并提取视频流中人体的步态特征传送至云端服务器,同时,该门禁控制装置于检测到人体的触摸动作时,产生一触发指令传送至手持设备端,并接收该手持设备端的响应处理指令进行门禁控制;
云端服务器,用于接收该门禁控制装置传送的步态特征,并于接收到该手持式设备端的步态特征获取请求时,将该步态特征发送至该手持式设备端;
手持式设备端,于接收到该触发指令时,向该云端服务器发送一步态特征获取请求,接收该云端服务器发送的步态特征,并将该步态特征与预设的步态数据库中的人体步态特征进行对比,根据对比结果发送响应处理指令至门禁控制装置。
进一步地,该手持式设备端包括:
第一接收单元,用于接收该门禁控制装置发送的触发指令,并接收该云端服务器发送的步态特征;
请求单元,于该第一接收单元接收到该触发指令后,向该云端服务器发送步态特征获取请求;
判断识别单元,于该第一接收单元接收到云端服务器发送的步态特征后,将该步态特征与该步态数据库中的所有人体步态特征进行对比分析,获得该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度,并将获得的相似度与一预设阈值进行比较;
响应处理单元,若该比较结果为获得的相似度大于该预设阈值,则发送该响应处理指令至该门禁控制装置,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,则不予相应或触发一报警信号;
步态数据库,用于采集并预先存储允许开启门禁的人员的步态特征。
为达到上述目的,本发明还提供一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统,包括:
门禁控制装置,利用三维传感器捕捉相机获取设定区域的视频流,并提取视频流中人体的步态特征传送至云端服务器,同时,该门禁控制装置于检测到人体的触摸动作时,产生一触发指令传送至手持设备端,并接收该手持设备端的响应处理指令进行门禁控制;
云端服务器,用于接收该门禁控制装置传送的步态特征,并于接收到手持式设备端的步态特征对比请求时,将获得的步态特征与预设的步态数据库中的人体步态特征进行对比,获得两者之间的相似度,并将对比结果发送至手持式设备端;
手持式设备端,于接收到该触发指令时,向该云端服务器发送一步态特征对比请求,并接收该云端服务器发送的步态特征对比结果,将该步态特征对比结果与一预设阈值进行比较,根据比较结果进行相应处理。
进一步地,该云端服务器包括:
步态数据库,用于预先存储允许开启门禁的人员的步态特征;
第二接收单元,用于接收该门禁控制装置发送的步态特征,并接收该手持式设备端发送的步态特征对比请求;
特征对比单元,于接收到该步态特征对比请求时,将接收到的门禁控制装置发来的步态特征与该步态数据库的人体步态特征进行对比,计算该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度;
发送单元,将该特征对比单元获得的特征相似度发送至该手持式设备端。
进一步地,该手持式设备端包括:
第三接收单元,用于接收该门禁控制装置发送的触发指令,并接收该云端服务器发送的特征相似度;
特征对比请求单元,于该第三接收单元接收到触发指令后,向该云端服务器发送步态特征对比请求;
判断单元,于该第三接收单元接收到该云端服务器发送的特征相似度后,将该特征相似度与一预设阈值进行比较;
结果处理单元,若该比较结果为获得的特征相似度大于该预设阈值,则发送响应处理指令至该门禁控制装置,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,则不予响应或触发一报警信号。
为达到上述目的,本发明还提供一种通过步态信息识别身份的门禁控制方法,包括如下步骤:
采集设定区域内的包括步态信息的视频流;
根据采集到的视频流,提取视频流中的人体的步态特征并传送至云端服务器;
于获得触摸信号时,产生一触发指令通过无线传送至手持式设备端;
于接收到触发指令时,于该云端服务器获得该步态特征,并将该步态特征与步态数据库中预存的所有人体步态特征进行对比分析,获得该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度;
将获得的相似度与一预设阈值进行比较;
根据比较结果产生相应门禁控制处理动作。
与现有技术相比,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置、系统及方法通过采集提取设定区域的人体步态特征并传送至云端服务器,于接收到人体的触摸动作时,触发手持式设备端于云端服务器获取该步态特征并与步态数据库中的人体步态特征进行对比识别,以判断当前人员是否为允许开启门禁的人员,根据判断结果自动开启门禁或进行报警提示,实现用户无需携带钥匙即可进行自动开锁的目的,同时也可对房屋安全进行远程控制,实现了远程监控,进而实现了门禁的智能化控制。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置的系统架构图;
图2为本发明第二较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统的系统架构图;
图3为本发明第二较佳实施例中手持式设备端的结构示意图;
图4为本发明第三较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统的系统架构图;
图5为本发明第三较佳实施例中云端服务器的结构示意图;
图6为本发明第三较佳实施例中手持式设备端的结构示意图;
图7为本发明第四较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明第一较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置的系统架构图。如图1所示,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置,包括:视频流采集单元101、步态特征提取单元102、触摸感应单元103、无线通信单元104、控制单元105。
其中,视频流采集单元101,用于采集设定区域内的包括步态信息的视频流。具体地说,视频流采集单元101在设定区域内,通过三维传感器捕捉相机,通过多角度摄像头,采集访客(人体)的行走视频,在本发明较佳实施例中,主要是90°角的行走视频,也就是人体的侧面特征。
步态特征提取单元102,根据视频流采集单元101采集的视频流,提取视频流中的人体的步态特征,包括静态特征和动态特征。在本发明中,三维传感器捕捉相机获取的视频流中不同的人体都会展示出不同的特征,比如小腿抬起的高度、走路时胯的宽度、手臂及大腿摆动的角度、幅度等。具体地,步态特征的提取可采用模型法或移动法,模型法是指根据步态图像中人体的结构进行建模,将人体模型的移动特征作为步态特征,具体地说,模型法通过设置多个摄像头对人体步态进行全方位拍摄,将各个角度下拍摄到的2D图片通过重构、组合,还原成3D视角下的立体步态特征;移动法是指将包含步态的图片视为二维矩阵,通过数学中PCA、LDA等分析方法,对矩阵的特征进行分析,从而得到步态特征。当然,步态特征的识别与提取也可采用现有技术中的其他方法,在此不予赘述。
触摸感应单元103,用于接收及检测人体的触摸动作,并产生一触摸信号至控制单元106,控制单元106于接收到触摸信号时,产生一触发指令至无线通信单元104,具体地,触摸感应单元103为一设置于门把手上的触摸感应器,于接收到人体的触摸动作后,产生一触摸信号至控制单元106,由控制单元106产生一触发指令通过无线通信单元104发送至手持设备端;无线通信单元104,用于将接收到的触发指令通过无线传输至手持设备端,同时,无线通信单元104还接收手持设备端发送的响应处理指令,并将其传送至控制单元105,控制单元105于接收到响应处理指令后,根据响应处理指令控制开锁,在本发明中,无线传输单元104可采用2G模块、3G模块或4G模块,本发明不以此为限。
图2为本发明第二较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统的系统架构图。如图2所示,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统,包括:门禁控制装置10、云端服务器20以及手持设备端30。
其中,门禁控制装置10,利用三维传感器的捕捉相机获取设定区域的视频流,并提取视频流中人体的步态特征传送至云端服务器20,同时,门禁控制装置10于检测到人体的触摸动作时,产生一触发指令传送至手持设备端30,并接收手持设备端30的响应处理指令进行门禁控制。
云端服务器20用于接收门禁控制装置10传送的步态特征,并于接收到手持式设备端30的步态特征获取请求时,将该步态特征发送至手持式设备端30;手持式设备端30,于接收到触发指令时,向云端服务器20发送一步态特征获取请求,接收云端服务器20发送的步态特征,并将该步态特征与预设的步态数据库中人体特征进行对比,根据对比结果发送响应处理指令至门禁控制装置10,具体地说,将获得的步态特征与预设的步态数据库中的人体特征进行对比,获得相似度,将该相似度与一预设阈值进行比较,若相似度大于该预设阈值,则表示当前人员为允许开启门禁的人员,手持式设备端30则发送响应处理指令至门禁控制装置,以控制开启门禁,若相似度小于该预设阈值,则表示不允许当前人员开启门禁,则不予响应或产生报警信号。
图3为本发明第二较佳实施例中手持式设备端的结构示意图。如图3所示,该手持式设备端包括:第一接收单元301、请求单元302、判断识别单元303、响应处理单元304、步态数据库305。其中,第一接收单元301,用于接收门禁控制装置10发送的触发指令,并接收云端服务器发送的步态特征;请求单元302,于第一接收单元301接收到触发指令后,向云端服务器发送步态特征获取请求;判断识别单元303,于第一接收单元301接收到云端服务器发送的步态特征后,将该步态特征与步态数据库305中的所有人体步态特征进行对比分析,获得该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度,并将获得的相似度与一预设阈值进行比较,特征相似度的计算一般采用距离度量法与相似性函数法,由于本发明中特征相似度的计算为现有技术,在此不予赘述;响应处理单元304根据比较结果进行相应处理,具体地说,若比较结果为获得的相似度大于该预设阈值,例如90%,则表示当前人员为允许开启门禁的人员,则发送响应处理指令至门禁控制装置10,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,则表示不允许当前人员开启门禁,则不响应,即不发送响应处理指令,较佳地,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,还可以触发一报警单元,以产生报警信号;步态数据库305,用于采集并预先存储允许开启门禁的人员的步态特征。
图4为本发明第三较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统的系统架构图。如图4所示,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制系统,包括:门禁控制装置40、云端服务器41以及手持设备端42。
其中,门禁控制装置40,利用三维传感器的捕捉相机获取设定区域的视频流,并提取视频流中人体的步态特征传送至云端服务器40,同时,门禁控制装置40于检测到人体的触摸动作时,产生一触发指令传送至手持设备端42,并接收手持设备端42的响应处理指令进行门禁控制。
云端服务器41用于接收门禁控制装置40传送的步态特征,并于接收到手持式设备端42的步态特征对比请求时,将获得的步态特征与预设的步态数据库中的人体步态特征进行对比,获得两者之间的相似度,并将对比结果发送至手持式设备端。
手持式设备端42,于接收到触发指令时,向云端服务器20发送一步态特征对比请求,并接收云端服务器41发送的步态特征对比结果,将步态特征对比结果与一预设阈值进行比较,根据比较结果进行相应处理。具体地说,当手持式设备端42接收到云端服务器41发送的步态特征对比结果,即特征相似度时,将该特征相似度与一预设阈值进行比较,若该特征相似度大于该预设阈值,则表示当前人员为允许开启门禁的人员,手持式设备端30则发送响应处理指令至门禁控制装置,以控制开启门禁,若该特征相似度小于该预设阈值,则表示不允许当前人员开启门禁,则不予响应或产生报警信号。
图5为本发明第三较佳实施例中云端服务器的结构示意图。如图5所示,该云端服务器包括:步态数据库410、第二接收单元411、特征对比单元412、发送单元413。步态数据库410用于预先存储允许开启门禁的人员的步态特征;第二接收单元411,用于接收门禁控制装置40发送的步态特征,并接收手持式设备端42发送的步态特征对比请求;特征对比单元412,于接收到步态特征对比请求时,将接收到的门禁控制装置发来的步态特征与步态数据库410的人体步态特征进行对比,计算该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度,特征相似度的计算一般采用距离度量法与相似性函数法,由于本发明中特征相似度的计算为现有技术,在此不予赘述;发送单元413将特征对比单元413获得的特征相似度发送至手持式设备端42。
图6为本发明第三较佳实施例中手持式设备端的结构示意图。如图6所示,该手持式设备端包括:第三接收单元601、特征对比请求单元602、判断单元603、结果处理单元604。其中,第三接收单元601,用于接收门禁控制装置40发送的触发指令,并接收云端服务器41发送的特征对比结果,即特征相似度;特征对比请求单元602,于第三接收单元601接收到触发指令后,向云端服务器41发送步态特征对比请求;判断单元603,于第三接收单元601接收到云端服务器41发送的特征相似度后,将该特征相似度与一预设阈值进行比较;结果处理单元604根据比较结果进行相应处理,具体地说,若比较结果为获得的特征相似度大于该预设阈值,例如90%,则表示当前人员为允许开启门禁的人员,则发送响应处理指令至门禁控制装置10,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,则表示不允许当前人员开启门禁,则不响应,即不发送响应处理指令,较佳地,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,还可以触发一报警单元,以产生报警信号。
图7为本发明第四较佳实施例一种通过步态信息识别身份的门禁控制方法的步骤流程图。如图7所示,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制方法,包括如下步骤:
步骤701,采集设定区域内的包括步态信息的视频流。具体地说,通过三维传感器捕捉相机,利用多角度摄像头采集访客的行走视频,在本发明较佳实施例中,主要采集的是90°角的行走视频,也就是人体的侧面特征。
步骤702,根据采集到的视频流,提取视频流中的人体的步态特征,包括静态特征和动态特征,并将该步态特征传送至云端服务器。在本发明中,三维传感器捕捉相机获取的视频流中不同的人体都会展示出不同的特征,比如小腿抬起的高度、走路时胯的宽度、手臂及大腿摆动的角度、幅度等。
步骤703,于获得触摸信号时,产生一触发指令通过无线传送至手持式设备端;
步骤704,于接收到触发指令时,于云端服务器获得该步态特征,并将该步态特征与步态数据库中预存的所有人体步态特征进行对比分析,获得该步态特征与步态数据库中各人体步态特征之间的相似度;特征相似度的计算一般采用距离度量法与相似性函数法,由于本发明中特征相似度的计算为现有技术,在此不予赘述;在此需说明的是,该步态数据库中预先存储允许开启门禁的人员的步态特征。
步骤705,将获得的相似度与一预设阈值进行比较;
步骤706,根据比较结果产生相应处理动作。具体地说,若比较结果为获得的相似度大于该预设阈值,例如90%,则表示当前人员为允许开启门禁的人员,则产生响应处理指令控制开启门禁;若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,则表示不允许当前人员开启门禁,则不予响应,即不产生响应处理指令,较佳地,若比较结果为获得的相似度小于该预设阈值时,还可以触发报警单元,以产生报警信号。
综上所述,本发明一种通过步态信息识别身份的门禁控制装置、系统及方法通过采集提取设定区域的人体步态特征并传送至云端服务器,于接收到人体的触摸动作时,触发手持式设备端于云端服务器获取该步态特征并与步态数据库中的人体步态特征进行对比识别,以判断当前人员是否为允许开启门禁的人员,根据判断结果自动开启门禁或进行报警提示,实现用户无需携带钥匙即可进行自动开锁的目的,同时也可对房屋安全进行远程控制,实现了远程监控,进而实现了门禁的智能化控制。
任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。