CN107633589B - 用于行李箱的虹膜识别系统 - Google Patents

Abstract

用于行李箱的虹膜识别系统，属于虹膜识别领域，包括行李箱体和设置在行李箱体上的控制面板和锁紧装置；所述控制面板上设置有中央处理器、与中央处理器通信连接的虹膜图像处理模块、摄像头、存储器和电动锁驱动模块；中央处理器通过电动锁驱动模块控制锁紧装置打开或关闭；所述控制面板上设置有与中央处理器通信连接的第一无线通信模块；所述控制面板上设有安装槽以及卡接在安装槽中并可从安装槽中取离行李箱体的移动块；所述摄像头设置在移动块上；所述移动块上设置有与摄像头通信连接的微控制器以及与微控制器通信连接的第二无线通信模块。

Description

用于行李箱的虹膜识别系统

技术领域

本发明属于虹膜识别领域，具体涉及一种用于行李箱的虹膜识别系统。

背景技术

虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细 丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是 保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

现有的虹膜识别系统一般包括用来采集虹膜图像的摄像头，用来对采集图像进行处理和 图像特征提取的虹膜图像处理模块，以及与虹膜图像处理模块通信连接的中央处理器，与中 央处理器通信连接的存储器；通过摄像头对准用户的眼睛，采集用户虹膜图像，并将虹膜图像传送给虹膜图像处理模块，由虹膜图像处理模块对虹膜图像进行处理和特征提取得到当前 图像特征，将提取的当前图像特征发送给中央处理器，中央处理器将接收到的当前图像特征， 与预先存储在存储器中的初始图像特征进行对比，当采集到的当前图像特征和初始图像特征 相同的时候，虹膜识别验证通过。

现有的虹膜识别系统主要用在门禁系统上，很少用在其他领域。究其原因，是因为虹膜 识别的先决条件是需要用摄像头拍摄到眼睛中的虹膜图像，要想快速获取准确的虹膜图像， 需要找到摄像头拍摄的最佳平衡点，最佳平衡点是指摄像头能够拍摄到虹膜图像的位置。门禁系统上的摄像头同虹膜图像处理模块都要固定在适合摄像头找到眼睛的高度位置。若摄像 头的位置安装得不合适，用户则需要根据摄像头的位置不断调节自身的位置以便能够使摄像 头清楚地拍摄到虹膜图像，操作十分麻烦，不能快速完成虹膜图像采集。而其他领域的设备 很难像门禁系统这样能够找到满足适合所有人进行眼睛拍摄的位置，因此，这给虹膜识别系统运用到其他具体领域中带来了困难。

行李箱，是我们日常使用的，用来装运行李的箱子。现有的行李箱已经能够通过在中央 处理器上通信连接指纹模块和电动锁驱动模块，来通过指纹识别进行开锁。虽然，指纹同虹 膜一样，都是重要的人体识别特征，但是相较于虹膜，指纹可复制，且指纹若是沾水、划伤便不能让指纹识别模块正常识别。相比于虹膜识别，指纹识别的安全性和可靠性都较低。

鉴于此，现在十分有必要提出一种用于行李箱的虹膜识别系统。

发明内容

本发明意在提供一种能够快速进行虹膜图像采集的用于行李箱的虹膜识别系统。

本发明公开了一种行李箱用虹膜识别系统，包括行李箱体和设置在行李箱体上的控制 面板和锁紧装置；还包括设置在行李箱体上的中央处理器以及分别与中央处理器通信连接的 虹膜图像处理模块、存储器、第一无线通信模块和电动锁驱动模块；中央处理器通过电动锁驱动模块控制锁紧装置打开或关闭；

所述控制面板上设有安装槽以及卡接在安装槽中并可从安装槽中取离行李箱体的移动 块；所述移动块上设置有微控制器以及分别与微控制器通信连接的摄像头和第二无线通信模 块；

微控制器将摄像头拍摄到的当前虹膜图像发送给第二无线通信模块并使第二无线通信 模块与第一无线通信模块建立通信连接；第二无线通信模块将当前虹膜图像传送给第一无线 通信模块；中央处理器将第一无线通信模块接收到的当前虹膜图像发送给虹膜图像处理模块，虹膜图像处理模块从当前虹膜图像中提取当前图像特征，中央处理器对比当前图像特征 和预先存储在存储器中的初始图像特征；若当前图像特征与初始图像特征相同，中央处理器 通过电动锁驱动模块控制锁紧装置打开行李箱体。

原理及效果：

使用时，首先，将移动块从安装槽中取出；然后，将移动块上的摄像头对准人眼进行虹 膜图像采集；摄像头将采集到的当前虹膜图像传送给微控制器，微控制器将当前虹膜图像传 送给第二无线通信模块并使第二无线通信模块与第一无线通信模块建立通信连接；第二无线通信模块将当前虹膜图像传送给行李箱体上的第一无线通信模块；第一无线通信模块将当前 虹膜图像传送给中央处理器，中央处理器将当前虹膜图像传送给虹膜图像处理模块；虹膜图 像处理模块对当前虹膜图像进行处理和特征提取，得到当前图像特征并将其传送给中央处理 器；中央处理器从存储器中提取初始图像特征与当前图像特征进行对比；若当前图像特征与初始图像特征相同，则虹膜识别验证通过，中央处理器通过电动锁驱动模块驱动设置在行李 箱体上的锁紧装置打开。此时，行李箱体打开，用户能够在行李箱体中取放行李。

本系统将采集虹膜图像的摄像头和处理虹膜图像的虹膜图像处理模块以及与虹膜图像 处理模块通信连接的其他结构分开设置，使摄像头设置在位置可变的移动块上，这样能够更 加方便用户通过移动移动块将摄像头与人眼对准，使用户能够更快地找到最佳平衡点进行虹膜图像采集，进而快速完成虹膜图像采集。

进一步，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙通信模块。

蓝牙通信模块是一种常用的无线通信模块，且体积较小，传播范围恰当，是最适合用来 进行移动块和行李箱体之间的无线通信传输的通信模块。

进一步，所述控制面板中设有用来为控制面板中各个电子器件进行供电的第一电源模 块；所述安装槽的底部设有与第一电源模块连通的充电口；所述移动块上设有用来为移动块 中各个电子器件进行供电的第二电源模块，所述第二电源模块上连接有用来插入充电口的充电头。

通过将充电头插入到充电口中，在增加安装槽与移动块之间卡紧力的同时，使第一电源 模块通过充电头与充电口的连接，为第二电源模块充电。使移动块卡接在安装槽的过程中， 对移动块充电，保证移动块随时取离行李箱体的时候都有电进行虹膜图像采集。

进一步，所述移动块插入到安装槽中的一面为移动块的底面，所述摄像头与充电头设置 在移动块的底面上；所述安装槽的底面与移动块的底面形状相匹配。

摄像头与充电口一起伸入到安装槽中，能够保护摄像头，避免露出外面受到碰撞损坏。 安装槽的底面与移动块的底面形状相匹配，使移动块能够牢固插入到安装槽内，且移动块底 面上连接的摄像头不会阻碍充电头插入到充电口中充电。

进一步，所述移动块插入安装槽时露出来的一面为移动块的顶面，移动块的顶面上开有供手指插入的插槽，所述插槽内设有用来夹住手指的夹爪。

将手指伸入到插槽中，通过夹爪夹住手指，使移动块牢固套在手指上，将移动块取离安 装槽，操作方便。

进一步，所述夹爪包括设置在插槽底部的触发块以及分别铰接在插槽底部的多个爪条； 所述触发块包括固定连接在插槽底部的固定部以及能够相对固定部上下运动的活动部；每个 爪条均呈放射状，爪条的大端铰接在触发块的活动部，爪条的小端伸出插槽；所有爪条在活动部的周向均匀分布；按动活动部，活动部与固定板合拢，所有爪条收拢夹紧；再次按动活 动部，活动部与固定板分开，所有爪条放松张开。

当手指伸进插槽的时候，手指按动触发块，使所有爪条向内合拢夹住手指，此时用户可 以通过被夹住的手指将移动块取出。当使用完毕后，将移动块伸入到安装槽中，用力将移动 块向下顶入使其卡接在安装槽中，在手指用力顶移动块的同时手指向前按动触发块，使所有爪条向外分开不再夹住手指，将手指从夹爪中取出，此时移动块就被安装回安装槽中了。通 过夹爪可以很方便地将移动块取出和放入安装槽中。

进一步，所述移动块的底面为向外凸的光滑金属表面。

向外凸的光滑金属平面构成一个凸面镜，当用户将摄像头朝向眼睛进行对准操作的时 候，底面形成的凸面镜正对人脸，能够使用户通过凸面镜上照射出来的人脸图像调整摄像头 的位置，使摄像头能够正对人眼，方便快速找到采集虹膜图像的最佳平衡点。采用金属表面，能够根据需要将底面向外凸的弧度进行精确设置，有利于移动块的底面形成的凸面镜能够准 确地照射出人脸，方便摄像头对准人眼。

进一步，所述安装槽的底面上设有用来吸附移动块的吸盘，所述吸盘的顶面向内凹。

因为移动块的底面向外凸，设置顶面向内凹的吸盘刚好可以与之契合，在移动块插入到 安装槽的时候，移动块通过向外凸的顶面能够挤走吸盘内的空气，使吸盘和移动块底面之间 吸附得更加紧密，使移动块能够牢固连接在安装槽中，避免移动块掉落。

进一步，所述控制面板上设置有与中央处理器通信连接的报警模块；中央处理器中预先 设置有报警距离阈值，中央处理器通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间连接的信 号强弱得到第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的实际距离，当实际距离大于报警距离阈值，中央处理器启动报警模块报警。

这样能够有效避免安装着第二无线通信模块的移动块丢失。报警模块可以选择语音报警 模块、声音报警模块或者声光综合报警模块。

附图说明

图1为本发明用于行李箱的虹膜识别系统实施例的结构示意图。

图2为本发明用于行李箱的虹膜识别系统实施例的移动块与控制面板的连接示意图。

图3为本发明用于行李箱的虹膜识别系统实施例的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：上箱体1、下箱体2、锁紧装置3、控制面板4、显示屏5、移动块6、爪条7、触发块8、摄像头9、充电头10、中央处理器11、虹膜图像处理模块 12、电动锁驱动模块13、第一无线通信模块14、微控制器15、第二无线通信模块16、第一 电源模块17、第二电源模块18、充电口19、第一GPS模块20、第二GPS模块21、存储器 22。

如图1和图2所示，行李箱用虹膜识别系统，包括行李箱体和嵌合在行李箱体上的控制 面板4以及用来锁紧上箱体1和下箱体2的锁紧装置3。为了方便用户查看位置信息，在控 制面板4上焊接有显示屏5。控制面板4上开有一个安装槽以及卡接在安装槽中并可从安装 槽中取离行李箱体的移动块6。

安装槽的底面上开有用来充电的充电口19。移动块6上安装有用来插入充电口19的充 电头10。充电口19和充电头10可以选用USB接口和USB接头。

通过将充电头10插入到充电口19中，在增加安装槽与移动块6之间卡紧力的同时，使 第一电源模块17通过充电头10与充电口19的连接，为第二电源模块18充电。使移动块6卡接在安装槽的过程中，对移动块6充电，保证移动块6随时取离行李箱体的时候都有电进行虹膜图像采集。

移动块6插入到安装槽中的一面为移动块6的底面，摄像头9与充电口19设置在移动 块6的底面上；充电头10插入充电口19时，安装槽的底面与移动块6底面以及移动块6底面上安装的摄像头9的轮廓相形状匹配。

摄像头9与充电口19一起伸入到安装槽中，能够保护摄像头9，安装槽的底面与摄像头 9的轮廓匹配，能够摄像头9不会阻碍保证充电头10插入到充电口19中充电。

移动块6插入安装槽时露出来的一面为移动块6的顶面，移动块6的顶面上开有供手指 插入的插槽，插槽内设有用来夹住手指的夹爪。

将手指伸入到插槽中，通过夹爪夹住手指，使移动块6牢固套在手指上，将移动块6取 离安装槽，操作方便。

夹爪包括设置在插槽底部的触发块以及分别铰接在插槽底部的多个爪条；所述触发块包 括固定连接在插槽底部的固定部以及能够相对固定部上下运动的活动部；每个爪条均呈放射 状，爪条的大端铰接在触发块的活动部，爪条的小端伸出插槽；所有爪条在活动部的周向均匀分布；按动活动部，活动部与固定板合拢，所有爪条收拢夹紧；再次按动活动部，活动部 与固定板分开，所有爪条放松张开。

当手指伸进插槽的时候，手指按动触发块8，使所有爪条7向内合拢夹住手指，此时用 户可以通过被夹住的手指将移动块6取出。当使用完毕后，将移动块6伸入到安装槽中，使 其卡接，手指向前按动触发块8，使所有爪条7向外分开，将手指从夹爪中取出，此时移动块6就被安装回安装槽中了。

移动块6的底面为向外凸的光滑金属表面。

向外凸的光滑金属平面构成一个凸面镜，当用户将摄像头9朝向眼睛进行对准操作的时 候，底面形成的凸面镜正对人脸，能够使用户通过凸面镜上照射出来的人脸图像调整摄像头 9的位置，使摄像头9能够正对人眼，方便快速找到采集虹膜图像的最佳平衡点。采用金属 表面，能够根据需要将底面向外凸的弧度进行精确设置，有利于移动块6的底面形成的凸面 镜能够准确地照射出人脸，方便摄像头9对准人眼。

安装槽的底面上设有用来吸附移动块的吸盘，所述吸盘的顶面向内凹。因为移动块的底 面向外凸，设置顶面向内凹的吸盘刚好可以与之契合，在移动块插入到安装槽的时候，移动 块通过向外凸的顶面能够挤走吸盘内的空气，使吸盘和移动块底面之间吸附得更加紧密，再 加上移动块的底面为光滑的金属表面，使移动块的底面与吸盘连接得更加紧密，使移动块能 够牢固连接在安装槽中，避免移动块掉落。

如图1和图3所示，控制面板4上焊接有中央处理器11、与中央处理器11通信连接的虹膜图像处理模块12、存储器22、电动锁驱动模块13、显示屏5、第一GPS模块20和第一 无线通信模块14。其中，虹膜图像处理模块12、存储器22、第一GPS模块20、显示屏5和 驱动模块都焊接在控制面板4上。中央处理器11通过电动锁驱动模块13控制锁紧装置3打 开或关闭。

控制面板4中设有用来为控制面板4中各个电子器件进行供电的第一电源模块17；安装 槽的底部的充电口19与第一电源模块17连通。

控制面板4上设置有与中央处理器11通信连接的报警模块；中央处理器11中预先设置 有报警距离阈值，报警手段为现有技术，在此不赘述。

如图3所示，移动块6上安装有微控制器15，以及分别与微控制器15连接的摄像头9和第二无线通信模块16。

微控制器15将摄像头9拍摄到的当前虹膜图像通过第二无线通信模块16发送给第一无 线通信模块14；中央处理器11将第一无线通信模块14接收到的当前虹膜图像发送给虹膜图 像处理模块12，虹膜图像处理模块12从当前虹膜图像中提取当前图像特征，中央处理器11 对比当前图像特征和预先存储在存储器22中的初始图像特征；若当前图像特征与初始图像特征相同，中央处理器11通过电动锁驱动模块13控制锁紧装置3打开行李箱体。

中央处理器11通过第一无线通信模块14和第二无线通信模块16之间连接的信号强弱 得到第一无线通信模块14和第二无线通信模块16之间的实际距离，当实际距离大于报警距 离阈值，中央处理器11启动报警模块报警。

这样能够有效避免安装着第二无线通信模块16的移动块6丢失，这种超出距离就报警 的手段为现有技术，此处不赘述。报警模块可以选择语音报警模块、声音报警模块或者声光 综合报警模块。

其中，第一无线通信模块14和第二无线通信模块16均为蓝牙通信模块。

蓝牙通信模块是一种常用的无线通信模块，且体积较小，传播范围恰当，是最适合用来 进行移动块6和行李箱体之间的无线通信传输的通信模块。

本系统将采集虹膜图像的摄像头9和处理虹膜图像的虹膜图像处理模块12以及与虹膜 图像处理模块12通信连接的其他结构分开设置，使摄像头9设置在位置可变的移动块6上， 这样能够更加方便用户通过移动移动块6将摄像头9与人眼对准，使用户能够更快地找到最 佳平衡点进行虹膜图像采集，进而快速完成虹膜图像采集。

为了方便分别定位行李箱体和移动块6，还可分别在行李箱体和移动块6上安装与中央 处理器11通信连接的第一GPS模块20以及和微控制器15通信连接的第二GPS模块21。通 过显示屏5，可以看到中央处理器11传递给显示屏5的行李箱体和移动块6的位置信息，以 及预先存储在存储器22中的行李箱体打开或者闭合的信息提示，这些信息提示是中央处理 器11在控制电动锁驱动模块13打开锁紧装置3或者闭合锁紧装置3的同时，发送给显示屏 5的。

电动锁驱动模块13控制锁紧装置3打开或闭合的结构为现有技术，在此不赘述。

用于行李箱的虹膜识别系统的虹膜识别方法，包括以下步骤：

步骤一，将移动块6从安装槽中取出；

步骤二，将移动块6上的摄像头9对准人眼进行虹膜图像采集；

步骤三，摄像头9将采集到的当前虹膜图像传送给微控制器15，微控制器15将当前虹 膜图像传送给第二无线通信模块16；第二无线通信模块16将当前虹膜图像传送给行李箱体 上的第一无线通信模块14；

步骤四，第一无线通信模块14将当前虹膜图像传送给中央处理器11，中央处理器11 将当前虹膜图像传送给虹膜图像处理模块12；虹膜图像处理模块12对当前虹膜图像进行处 理和特征提取，得到当前图像特征并将其传送给中央处理器11；

步骤五，中央处理器11从存储器22中提取初始图像特征与当前图像特征进行对比；若 当前图像特征与初始图像特征相同，中央处理器11通过电动锁驱动模块13驱动设置在行李 箱体上的锁紧装置3打开。

本方法使用方便，不再需要用户将人眼与固定的摄像头9对齐进行虹膜图像采集，直接 将移动块6取出，通过移动块6上的摄像头9快速对齐人眼，进行虹膜图像采集。

本发明通过虹膜的唯一性来辨识解锁，可以达到高精度和唯一性，既能快速的打开行李 箱，又能保证行李箱的安全，由于箱体内配备有GPS模块和报警模块，即使在行李箱丢失的 情况下也能快速找到行李箱。

Claims (8)

1.用于行李箱的虹膜识别系统，包括行李箱体和设置在行李箱体上的控制面板和锁紧装置；其特征在于：还包括设置在行李箱体上的中央处理器以及分别与中央处理器通信连接的虹膜图像处理模块、存储器、第一无线通信模块和电动锁驱动模块；中央处理器通过电动锁驱动模块控制锁紧装置打开或关闭；

所述控制面板上设有安装槽以及卡接在安装槽中并可从安装槽中取离行李箱体的移动块；所述移动块插入安装槽时露出来的一面为移动块的顶面，移动块的顶面上开有供手指插入的插槽，所述插槽内设有用来夹住手指的夹爪；

所述移动块上设置有微控制器以及分别与微控制器通信连接的摄像头和第二无线通信模块；

微控制器将摄像头拍摄到的当前虹膜图像发送给第二无线通信模块并使第二无线通信模块与第一无线通信模块建立通信连接；第二无线通信模块将当前虹膜图像传送给第一无线通信模块；中央处理器将第一无线通信模块接收到的当前虹膜图像发送给虹膜图像处理模块，虹膜图像处理模块从当前虹膜图像中提取当前图像特征，中央处理器对比当前图像特征和预先存储在存储器中的初始图像特征；若当前图像特征与初始图像特征相同，中央处理器通过电动锁驱动模块控制锁紧装置打开行李箱体；

所述控制面板中设有用来为控制面板中各个电子器件进行供电的第一电源模块；所述安装槽的底部设有与第一电源模块连通的充电口；所述移动块上设有用来为移动块中各个电子器件进行供电的第二电源模块，所述第二电源模块上连接有用来插入充电口的充电头；所述夹爪包括设置在插槽底部的触发块以及分别铰接在插槽底部的多个爪条；所述触发块包括固定连接在插槽底部的固定部以及能够相对固定部上下运动的活动部；每个爪条均呈放射状，爪条的大端铰接在触发块的活动部，爪条的小端伸出插槽；所有爪条在活动部的周向均匀分布；按动活动部，活动部与固定板合拢，所有爪条收拢夹紧；再次按动活动部，活动部与固定板分开，所有爪条放松张开。

2.根据权利要求1所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙通信模块。

3.根据权利要求1所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述移动块插入到安装槽中的一面为移动块的底面，所述摄像头与充电头设置在移动块的底面上；所述安装槽的底面与移动块的底面形状相匹配。

4.根据权利要求3所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述移动块的底面为向外凸的光滑金属表面。

5.根据权利要求4所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述安装槽的底面上设有用来吸附移动块的吸盘，所述吸盘的顶面向内凹。

6.根据权利要求1所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述控制面板上设置有与中央处理器通信连接的报警模块；中央处理器中预先设置有报警距离阈值，中央处理器通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间连接的信号强弱得到第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的实际距离，当实际距离大于报警距离阈值，中央处理器启动报警模块报警。

7.根据权利要求6所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：所述报警模块包括语音报警模块、声音报警模块或声光综合报警模块。

8.根据权利要求1所述的用于行李箱的虹膜识别系统，其特征在于：还包括第一GPS模块和第二GPS模块；所述第一GPS模块与所述行李箱体之间采用通信连接，所述第二GPS模块与所述移动块之间采用通信连接。