CN107748872B - 一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置 - Google Patents
一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，包括外壳和检测机构，外壳上设有显示屏、语音播报器和若干控制按键，检测组件包括第一电机、升降板、第一红外灯管、第二红外灯管、两个驱动单元和两个从动单元，收缩机构包括第二电机、第一连杆、第二连杆和铰接块，该图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置通过伸缩机构带动检测板转动，使待检测的手掌位于图像传感器和检测组件之间，方便红外光投射，提高了采集图像的对比度，使成像更清晰，不仅如此，利用检测组件进行照射时，分两次发射不同波长的红外光进行照射，提供了全面的图像信息，保证了手掌静脉识别的准确度，提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及生物识别装置领域，特别涉及一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置。
背景技术
静脉识别，使用近红外线读取静脉模式，与存储的静脉模式进行比较，进行本人识别的识别技术。工作原理，是依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。利用这一固有的科学特征，将实现对获取的影像进行分析、处理，从而得到手指静脉的生物特征，再将得到的手指静脉特征信息与事先注册的手指静脉特征进行比对，从而确认登录者的身份，静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外线CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储。静脉比对时，实时采取静脉图，提取特征值，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中的静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人身份进行鉴定，确认身份。
现有的手掌静脉识别仪在使用过程中，只需将手掌放置于仪器上，就可获取静脉图像进行身份识别，但是现有的静脉识别装置在识别过程中，图像获取采用了光线反射法，通过反射光强度的细微差别形成了静脉图像，但是由于从皮肤表面和浅层强反射光穿透皮肤下，会导致图像的对比度变弱，图像不够清洗，不仅如此，在进行静脉识别时，采用的红外灯的发射的红外光波长单一，大都采用850nm进行红外成像，而人体中，血红蛋白在波长为850nm和760nm处具有两个吸收峰，因此采用单一波长的红外灯管进行照射时，也会导致采集的图像单一片面，无法提供全面的分析数据，致使采集的静脉图像成像单一片面，降低了设备判断的准确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，包括外壳和检测机构，所述外壳上设有显示屏、语音播报器和若干控制按键，所述显示屏位于控制按键的上方，所述检测机构设置在控制机构的下方，所述检测机构包括收缩机构、检测板、凹口、图像传感器、检测组件和两个连接单元，两个连接单元分别设置在检测板的上方和下方，所述检测组件设置在检测板上，所述凹口设置在外壳上，所述图像传感器固定在凹口内的底部，所述收缩机构位于凹口的上方，所述收缩机构与检测板传动连接；
所述检测组件包括第一电机、升降板、第一红外灯管、第二红外灯管、两个驱动单元和两个从动单元，两个驱动单元分别位于第一电机的两侧，所述驱动单元与从动单元一一对应，所述升降板设置在两个从动单元之间，所述第一红外灯管和第二红外灯管均固定在升降板上；
所述驱动单元包括第一驱动轴和第一锥齿轮，所述第一电机通过第一驱动轴与第一锥齿轮传动连接；
所述从动单元包括第二锥齿轮、螺杆、滑块和轴承，所述第二锥齿轮固定在螺杆的顶端，所述轴承套设在螺杆的底端，所述轴承固定在检测板上，所述滑块套设在螺杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述滑块与升降板固定连接，所述螺杆的外周设有外螺纹，所述滑块内设有内螺纹，所述滑块内的内螺纹与螺杆上的外螺纹相匹配；
所述收缩机构包括第二电机、第一连杆、第二连杆和铰接块，所述第二电机固定在外壳上，所述第二电机与第一连杆的一端传动连接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与铰接块铰接，所述铰接块固定在检测板的上方。
所述第一红外灯管的红外光的波长为760nm，所述第二红外灯管的红外光的波长为850nm。
作为优选，为了便于检测板的转动，所述连接单元包括侧杆、套管和固定杆，所述套管通过侧杆与外壳固定连接，所述固定杆的一端固定在检测板上，所述固定杆的另一端设置在套管内。检测板与固定杆固定连接，而固定杆能够在套管内转动，从而便于检测板的转动。
作为优选，为了便于控制升降板的升降范围，所述升降板的上方和下方均设有两个位移检测单元，两个位移检测单元分别设置在升降板的两侧，所述位移检测单元包括凸板、压力传感器、弹簧、平板和滑杆，所述凸板固定在检测板上，所述压力传感器固定在升降板上，所述平板通过弹簧与压力传感器连接，所述滑杆固定在平板的远离升降板的一侧。
作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述位移检测单元还包括限位环和两个限位单元，两个限位单元分别设置在限位环的两侧，所述限位环套设在滑杆上，所述限位单元包括支杆和横杆，所述横杆的一端与限位环固定连接，所述横杆的另一端通过支杆与升降板固定连接。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。
作为优选，为了使第一驱动轴在固定的位置进行转动，所述驱动单元还包括固定环，所述固定环固定在检测板上，所述固定环套设在第一驱动轴上。
作为优选，利用蓝牙具有无线通讯的功能，为了便于对设备进行无线通讯，便于数据传输，所述外壳内设有蓝牙。
作为优选，利用轻触按键体积小、质量轻、方便启动的优势，为了便于操作控制按键，所述控制按键为轻触按键。
作为优选，为了便于设备外接手机、U盘、移动硬盘等存储设备，便于进行数据传输，所述外壳上设有USB接口。
作为优选，利用USB 3.0数据传输速率快的特点，为了保证USB接口的数据传输速率，所述USB接口的型号为USB 3.0。
该手掌静脉识别装置在对待检验人员的手掌静脉进行识别时，利用收缩机构带动检测板向外壳转动，使待检测的手掌位于图像传感器和检测组件之间，利用红外光透光照射，采集图像，从而使获得的图像对比度高且成像清晰，不仅如此，利用驱动单元带动两侧从动单元运行，使升降板上下移动，在向下移动过程中，利用第一红外灯管发出波长760nm的红外光进行照射，在向上移动过程中，利用第二红外灯管发出波长850nm的红外灯光进行照射，通过两次照射，提供了全面的图像信息，保证了手掌静脉识别的准确度。
本发明的有益效果是，该图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置通过伸缩机构带动检测板转动，使待检测的手掌位于图像传感器和检测组件之间，方便红外光投射，提高了采集图像的对比度，使成像更清晰，与传统的伸缩机构相比，该伸缩机构结构简单，操作方便快捷，不仅如此，利用检测组件进行照射时，分两次发射不同波长的红外光进行照射，提供了全面的图像信息，保证了手掌静脉识别的准确度，与传统的检测组件相比，该检测组件采用的第一电机的数量为一个，从而通过减小部件降低了设备的生产成本，提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置的结构示意图；
图2是本发明的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置的检测组件的结构示意图；
图3是本发明的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置的伸缩机构的结构示意图；
图4是本发明的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置的位移检测单元的结构示意图；
图中：1.外壳，2.显示屏，3.语音播报器，4.控制按键，5.检测板，6.凹口，7.图像传感器，8.第一电机，9.升降板，10.第一红外灯管，11.第二红外灯管，12.第一驱动轴，13.第一锥齿轮，14.第二锥齿轮，15.螺杆，16.滑块，17.轴承，18.第二电机，19.第一连杆，20.第二连杆，21.铰接块，22.侧杆，23.套管，24.固定杆，25.凸板，26.压力传感器，27.弹簧，28.平板，29.滑杆，30.限位环，31.支杆，32.横杆，33.固定环，34.USB接口。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，包括外壳1和检测机构，所述外壳1上设有显示屏2、语音播报器3和若干控制按键4，所述显示屏2位于控制按键4的上方，所述检测机构设置在控制机构的下方，所述检测机构包括收缩机构、检测板5、凹口6、图像传感器7、检测组件和两个连接单元，两个连接单元分别设置在检测板5的上方和下方，所述检测组件设置在检测板5上，所述凹口6设置在外壳1上，所述图像传感器7固定在凹口6内的底部，所述收缩机构位于凹口6的上方，所述收缩机构与检测板5传动连接；
在外壳1上，显示屏2用于显示识别信息，语音播报器3发出语音输出识别结果，而通过控制按键4，业主可对识别装置进行相关参数的设置。在检测机构中，利用收缩机构带动检测板5转动，在对手掌静脉进行识别时，将手掌按在外壳1的凹口6处，伸缩机构带动检测板5向外壳1转动后，外壳上的检测组件对手掌的动脉进行检测。
如图2所示，所述检测组件包括第一电机8、升降板9、第一红外灯管10、第二红外灯管11、两个驱动单元和两个从动单元，两个驱动单元分别位于第一电机8的两侧，所述驱动单元与从动单元一一对应，所述升降板9设置在两个从动单元之间，所述第一红外灯管10和第二红外灯管11均固定在升降板9上；
所述驱动单元包括第一驱动轴12和第一锥齿轮13，所述第一电机8通过第一驱动轴12与第一锥齿轮13传动连接；
所述从动单元包括第二锥齿轮14、螺杆15、滑块16和轴承17，所述第二锥齿轮14固定在螺杆15的顶端，所述轴承17套设在螺杆15的底端，所述轴承17固定在检测板5上，所述滑块16套设在螺杆15上，所述第二锥齿轮14与第一锥齿轮13啮合，所述滑块16与升降板9固定连接，所述螺杆15的外周设有外螺纹，所述滑块16内设有内螺纹，所述滑块16内的内螺纹与螺杆15上的外螺纹相匹配；
检测组件在对手掌动脉检测时，利用第一电机8带动两侧驱动单元中的第一锥齿轮13旋转，使得第一锥齿轮13带动从动单元中的第二锥齿轮14转动，从而使得螺杆15旋转，螺杆上15的外螺纹与滑块16内的内螺纹作用，进而带动升降板9上下移动，在升降板9从上往下移动时，第一红外灯管11发出波长为760nm的红外光，利用红外光进行投射，并由凹口6中的图像传感器7接收透射的红外光，形成手掌静脉头像，而当升降板9从下往上移动时，第一红外灯管11停止照射，第二红外灯管12发出波长为850nm的红外光，通过光线透射，不仅增加了获得的静脉图像的对比度，使图像更为清晰，而且分两次进行红外光照射，且两次红外光的波长分别位于人体血红蛋白的红外光吸收率最高的波段，从而保证了图像采集的全面性，使手掌静脉检测更为精准全面。
如图3所示，所述收缩机构包括第二电机18、第一连杆19、第二连杆20和铰接块21，所述第二电机18固定在外壳1上，所述第二电机18与第一连杆19的一端传动连接，所述第一连杆19的另一端与第二连杆20的一端铰接，所述第二连杆20的另一端与铰接块21铰接，所述铰接块21固定在检测板5的上方。
第二电机18运行时，带动第一连杆19转动移动的角度，通过第二连杆20使铰接块21的位置发生变化，从而带动检测板5转动。
所述第一红外灯管10的红外光的波长为760nm，所述第二红外灯管11的红外光的波长为850nm。
作为优选，为了便于检测板5的转动，所述连接单元包括侧杆22、套管23和固定杆24，所述套管23通过侧杆22与外壳1固定连接，所述固定杆24的一端固定在检测板5上，所述固定杆24的另一端设置在套管23内。检测板5与固定杆24固定连接，而固定杆24能够在套管23内转动，从而便于检测板5的转动。
如图4所示，为了便于控制升降板9的升降范围，所述升降板9的上方和下方均设有两个位移检测单元，两个位移检测单元分别设置在升降板9的两侧，所述位移检测单元包括凸板25、压力传感器26、弹簧27、平板28和滑杆29，所述凸板25固定在检测板5上，所述压力传感器26固定在升降板9上，所述平板28通过弹簧27与压力传感器26连接，所述滑杆29固定在平板28的远离升降板9的一侧。
随着升降板9的上升距离或下降距离增加，位移检测单元中的滑杆29远离平板28的一端触碰到凸板25，升降板9继续移动，从而压缩弹簧27，使压力传感器26产生压力数据，此时升降板29停止移动，而后朝反方向移动。
作为优选，为了固定滑杆29的移动方向，所述位移检测单元还包括限位环30和两个限位单元，两个限位单元分别设置在限位环30的两侧，所述限位环30套设在滑杆29上，所述限位单元包括支杆31和横杆32，所述横杆32的一端与限位环30固定连接，所述横杆32的另一端通过支杆31与升降板9固定连接。
滑杆29在位置固定的限位环30中滑动，从而保证了压力传感器26检测到的压力数据的精度。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机18的驱动力，所述第二电机18为直流伺服电机。
作为优选，为了使第一驱动轴12在固定的位置进行转动，所述驱动单元还包括固定环33，所述固定环33固定在检测板5上，所述固定环33套设在第一驱动轴12上。
作为优选，利用蓝牙具有无线通讯的功能，为了便于对设备进行无线通讯，便于数据传输，所述外壳1内设有蓝牙。
作为优选，利用轻触按键体积小、质量轻、方便启动的优势，为了便于操作控制按键4，所述控制按键4为轻触按键。
作为优选，为了便于设备外接手机、U盘、移动硬盘等存储设备，便于进行数据传输，所述外壳1上设有USB接口34。
作为优选，利用USB 3.0数据传输速率快的特点，为了保证USB接口34的数据传输速率，所述USB接口34的型号为USB 3.0。
该手掌静脉识别装置在对待检验人员的手掌静脉进行识别时，利用收缩机构带动检测板5向外壳1转动，使待检测的手掌位于图像传感器7和检测组件之间，利用红外光透光照射，采集图像，从而使获得的图像对比度高且成像清晰，不仅如此，利用驱动单元带动两侧从动单元运行，使升降板9上下移动，在向下移动过程中，利用第一红外灯管10发出波长760nm的红外光进行照射，在向上移动过程中，利用第二红外灯管11发出波长850nm的红外灯光进行照射，通过两次照射，提供了全面的图像信息，保证了手掌静脉识别的准确度。
与现有技术相比，该图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置通过伸缩机构带动检测板5转动，使待检测的手掌位于图像传感器7和检测组件之间，方便红外光投射，提高了采集图像的对比度，使成像更清晰，与传统的伸缩机构相比，该伸缩机构结构简单，操作方便快捷，不仅如此，利用检测组件进行照射时，分两次发射不同波长的红外光进行照射，提供了全面的图像信息，保证了手掌静脉识别的准确度，与传统的检测组件相比，该检测组件采用的第一电机8的数量为一个，从而通过减小部件降低了设备的生产成本，提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，包括外壳(1)和检测机构，所述外壳(1)上设有显示屏(2)、语音播报器(3)和若干控制按键(4)，所述显示屏(2)位于控制按键(4)的上方，所述检测机构设置在控制机构的下方，其特征在于，所述检测机构包括收缩机构、检测板(5)、凹口(6)、图像传感器(7)、检测组件和两个连接单元，两个连接单元分别设置在检测板(5)的上方和下方，所述检测组件设置在检测板(5)上，所述凹口(6)设置在外壳(1)上，所述图像传感器(7)固定在凹口(6)内的底部，所述收缩机构位于凹口(6)的上方，所述收缩机构与检测板(5)传动连接；
所述检测组件包括第一电机(8)、升降板(9)、第一红外灯管(10)、第二红外灯管(11)、两个驱动单元和两个从动单元，两个驱动单元分别位于第一电机(8)的两侧，所述驱动单元与从动单元一一对应，所述升降板(9)设置在两个从动单元之间，所述第一红外灯管(10)和第二红外灯管(11)均固定在升降板(9)上；
所述驱动单元包括第一驱动轴(12)和第一锥齿轮(13)，所述第一电机(8)通过第一驱动轴(12)与第一锥齿轮(13)传动连接；
所述从动单元包括第二锥齿轮(14)、螺杆(15)、滑块(16)和轴承(17)，所述第二锥齿轮(14)固定在螺杆(15)的顶端，所述轴承(17)套设在螺杆(15)的底端，所述轴承(17)固定在检测板(5)上，所述滑块(16)套设在螺杆(15)上，所述第二锥齿轮(14)与第一锥齿轮(13)啮合，所述滑块(16)与升降板(9)固定连接，所述螺杆(15)的外周设有外螺纹，所述滑块(16)内设有内螺纹，所述滑块(16)内的内螺纹与螺杆(15)上的外螺纹相匹配；
所述收缩机构包括第二电机(18)、第一连杆(19)、第二连杆(20)和铰接块(21)，所述第二电机(18)固定在外壳(1)上，所述第二电机(18)与第一连杆(19)的一端传动连接，所述第一连杆(19)的另一端与第二连杆(20)的一端铰接，所述第二连杆(20)的另一端与铰接块(21)铰接，所述铰接块(21)固定在检测板(5)的上方；
所述第一红外灯管(10)的红外光的波长为760nm，所述第二红外灯管(11)的红外光的波长为850nm。
2.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述连接单元包括侧杆(22)、套管(23)和固定杆(24)，所述套管(23)通过侧杆(22)与外壳(1)固定连接，所述固定杆(24)的一端固定在检测板(5)上，所述固定杆(24)的另一端设置在套管(23)内。
3.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述升降板(9)的上方和下方均设有两个位移检测单元，两个位移检测单元分别设置在升降板(9)的两侧，所述位移检测单元包括凸板(25)、压力传感器(26)、弹簧(27)、平板(28)和滑杆(29)，所述凸板(25)固定在检测板(5)上，所述压力传感器(26)固定在升降板(9)上，所述平板(28)通过弹簧(27)与压力传感器(26)连接，所述滑杆(29)固定在平板(28)的远离升降板(9)的一侧。
4.如权利要求3所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述位移检测单元还包括限位环(30)和两个限位单元，两个限位单元分别设置在限位环(30)的两侧，所述限位环(30)套设在滑杆(29)上，所述限位单元包括支杆(31)和横杆(32)，所述横杆(32)的一端与限位环(30)固定连接，所述横杆(32)的另一端通过支杆(31)与升降板(9)固定连接。
5.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述第二电机(18)为直流伺服电机。
6.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述驱动单元还包括固定环(33)，所述固定环(33)固定在检测板(5)上，所述固定环(33)套设在第一驱动轴(12)上。
7.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述外壳(1)内设有蓝牙。
8.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述控制按键(4)为轻触按键。
9.如权利要求1所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述外壳(1)上设有USB接口(34)。
10.如权利要求9所述的图像采集清晰且全面的智能型手掌静脉识别装置，其特征在于，所述USB接口(34)的型号为USB 3.0。
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