CN108876990A

CN108876990A - 智能门锁及其控制方法、装置及可读存储介质

Info

Publication number: CN108876990A
Application number: CN201810553436.1A
Authority: CN
Inventors: 谢真
Original assignee: Shenzhen Lingdu Intelligent Control Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Lingdu Intelligent Control Technology Co Ltd
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2018-11-23

Abstract

本发明提供一种智能门锁，包括：控制单元、距离传感器、3D传感器、锁体机构；距离传感器，用于检测目标对象与智能门锁的间隔距离信息，并将间隔距离信息发送至控制单元；控制单元，用于确定目标对象与智能门锁的间隔距离；当间隔距离小于预设间隔距离时，控制3D传感器启动；3D传感器用于动态捕捉目标对象图像；控制单元，还用于基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象；若目标对象为预设类型对象，则控制锁体机构开启。本发明还提供了一种智能门锁的控制方法、装置及可读存储介质。本发明解决了现有门锁无法识别目标对象是否为低龄儿童的技术问题。

Description

智能门锁及其控制方法、装置及可读存储介质

技术领域

本发明涉及锁具安防的技术领域，尤其涉及一种智能门锁及其控制方法、装置及可读存储介质。

背景技术

众所周知，低龄儿童(例如年龄低于6岁的儿童，尤其是婴幼儿)自身的安全保护意识尚未建立或者完善，需要得到大人持续且细致的现场看护。但是，低龄儿童一般对外界事物有着浓厚的探索兴趣，喜欢四处走动；大人可能会因注意力下降或者要处理突发事情而暂时不能关注到低龄儿童的现场动向，容易使得低龄儿童因私自走动造成人身的伤害(如走出家门口、从楼梯摔倒)。

为此，很多大人会在家中加装通道门及配备机械类的门栓或者门锁。这样确实可以防范低龄儿童的私自走动。但是，由于大人也需要进出走动，不断地手动打开门栓或者门锁会增加大人的开门操作步骤、不利于提高大人的开门效率。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能门锁及其控制方法、装置及可读存储介质，旨在解决现有门锁无法识别目标对象是否为低龄儿童的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种智能门锁，包括：控制单元、距离传感器、3D传感器、锁体机构；

所述距离传感器，用于检测目标对象与所述智能门锁的间隔距离信息，并将所述间隔距离信息发送至所述控制单元；

所述控制单元，用于根据所述间隔距离信息，确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离；当所述间隔距离小于预设间隔距离时，控制所述3D传感器启动；

所述3D传感器，用于动态捕捉目标对象图像，并传输给所述控制单元

所述控制单元，还用于基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象；若目标对象为预设类型对象，则控制所述锁体机构开启。

优选地，所述距离传感器具体包括超声波传感器；所述距离传感器与所述3D传感器以预设间隔距离设置在所述智能门锁的同一侧。

优选地，所述锁体机构具体包括电动执行模块及锁芯；所述电动执行模块根据接收到的所述控制单元的控制信号控制所述锁芯开启。

优选地，所述智能门锁安装在门体；所述门体还设置有门体驱动机构；所述智能门锁还用于在所述锁体机构开启后，向所述门体驱动机构发送开启控制信号，以使所述门体驱动机构驱动所述门体。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能门锁的控制方法，智能门锁包括：控制单元、距离传感器、3D传感器、锁体机构；所述控制方法包括以下步骤：

控制所述距离传感器进行检测，以确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离；

当所述间隔距离小于预设间隔距离时，启动所述3D传感器，以使所述3D传感器动态捕捉目标对象图像；

基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；

根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象；

若目标对象为预设类型对象，则控制所述智能门锁的锁体机构开启。

优选地，所述距离传感器具体包括超声波传感器；所述控制所述距离传感器进行检测，以确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离的步骤，具体包括：

控制所述距离传感器周期性地执行检测任务，以使所述距离传感器发射检测信号；

当接收到与所述检测信号对应的回响信号时，确认所述距离传感器的检测范围内存在所述目标对象；

获取所述检测信号和所述回响信号的时间差，以确定所述目标对象与所述智能门锁的间隔距离。

优选地，所述基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息的步骤，具体包括：

对目标对象图像进行图像处理，确定在目标对象图像中的目标对象的头部、非头部的长度值；

根据目标对象的头部、非头部的长度值，计算出目标对象的头身比；其中，所述头身比为目标对象的头部的长度值与非头部的长度值的比值；

所述根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象的步骤，具体包括：

若目标对象的头身比小于预设阈值，则判定目标对象为预设类型对象。优选地，所述智能门锁安装在门体；所述门体还设置有门体驱动机构；

所述控制所述智能门锁的锁体机构开启的步骤之后，还包括：

向所述门体驱动机构发送开启控制信号，以使所述门体驱动机构驱动所述门体。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能门锁的控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能门锁的控制程序，其中：

所述智能门锁的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的智能门锁的控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有智能门锁的控制程序，所述智能门锁的控制程序被处理器执行时实现如上所述的智能门锁的控制方法的步骤。

本发明实施例提出的一种智能门锁及其控制方法、装置及可读存储介质，通过距离传感器实现对目标对象与智能门锁的间隔距离的确定，从而方便快速地确定检测区域内是否存在目标对象。同时，基于目标对象的存在确定，启动3D传感器进行检测，动态捕捉目标对象图像。也即，通过距离传感器实现目标对象的身高判断，通过3D传感器实现身体形态特征的检测与分析，进而实现了非低龄儿童的识别，也提高了对非低龄儿童的识别准确性。同时，在确定目标对象为非低龄儿童时实现自动解锁，简化了开门解锁操作，提高了开门效率。

附图说明

图1为本发明智能门锁的各组成部分的框图；

图2为本发明智能门锁的控制装置的运行环境的结构示意图；

图3为本发明智能门锁的控制方法的流程示意图；

图4为本发明智能门锁的控制方法的现场实施示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

在本发明中，低龄儿童具体是指年龄低于6岁的儿童，其身高低于某一身高数值(如1.0米)、且存在某些与正常成年人差异较大的身体形态特征(如面部轮廓面积较小、头身比较大)。而非低龄儿童与低龄儿童为一相对概念，具体可以是指年龄超过6岁的儿童或者正常成年人。

请参照图1，图1为本发明智能门锁的各组成部分的框图，具体包括：控制单元10、距离传感器20、3D传感器30、锁体机构40；此外，智能门锁具有其它必要部件如内外壳体、电源模块等。

所述距离传感器20，用于检测目标对象与所述智能门锁的间隔距离信息，并将所述间隔距离信息发送至所述控制单元10；优选地，所述距离传感器20具体包括超声波传感器。

所述控制单元10，用于根据所述间隔距离信息，确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离；当所述间隔距离小于预设间隔距离时，控制所述3D传感器30启动；

所述3D传感器30，用于动态捕捉目标对象图像，并传输给所述控制单元；所述3D传感器可以是Kinect3D传感器或者其它3D传感器。

确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离小于预设间隔距离之后启动3D传感器30的有益效果在于：避免3D传感器长时间处于扫描检测状态，节约电能，提高3D传感器的使用寿命。

需要说明的是，所述距离传感器与所述3D传感器以预设间隔距离设置在所述智能门锁的同一侧。距离传感器与3D传感器的间隔距离应保持在适当范围，间隔距离过大则不利于减小智能门锁的体积，间隔距离过小则不同传感器容易产生干扰。其中，间隔距离是指距离传感器与3D传感器的外边缘的最小间隔距离，优选的间隔距离可以是5mm-10mm。

所述控制单元10，还用于基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象；若目标对象为预设类型对象，则控制所述锁体机构20开启。优选地，所述锁体机构40具体包括电动执行模块410及锁芯420；所述电动执行模块根据接收到的所述控制单元的控制信号控制所述锁芯开启。

其中，预设类型对象为非低龄儿童。可理解地，本发明智能门锁安装在门体上，安装的高度可以根据实际需要进行设置，一般高于6岁儿童的平均身高即可，例如1.0米至1.3米，这主要是兼顾考虑低龄儿童的平均身高特点和成人用户的人体工学使用舒适性。而3D传感器获取的目标对象图像，具体可以是目标对象的面部三维图像或者全身三维图像。3D传感器的一大特点在于可以进行动态捕捉多张目标对象图像，也即提供数量更多、图像质量更优的目标对象图像，有助于获得更为准确的目标对象的身体形态特征，进而实现更准确的目标对象的类型判断。

更具体地，基于3D传感器获取的目标对象的全身三维图像，确定出目标对象的头部与非头部身体的长度比值(也即头身比)，还可以是其它类型的特征。需要说明的是，距离传感器与3D传感器均设置在智能门锁的同一侧，以保证二者进行检测的准确度。

控制单元10的具体实现方式请阅下文的本发明智能门锁的控制方法各实施例。

也即，首先通过距离传感器实现对目标对象与智能门锁的间隔距离的确定，从而方便快速地确定检测区域内是否存在目标对象。同时，基于目标对象的存在确定，启动3D传感器进行检测，获取目标对象的面部面积。也即，通过距离传感器实现目标对象的身高判断，通过3D传感器实现目标对象的身体形态特征的检测与分析，进而实现了非低龄儿童的识别，也提高了对非低龄儿童的识别准确性。同时，在确定目标对象为非低龄儿童时实现自动解锁，简化了解锁操作，提高了开门效率。

其中，门体驱动机构具体包括电机及电机与门体的连接传动结构。在智能门锁进行目标对象的识别判断、且锁体结构开启之后，向所述门体驱动机构发送开启控制信号；基于该开启控制信号，触发门体驱动机构的电机启动。电机启动后，通过电机与门体的连接传动结构，驱动门体进行开启。也即，在识别出目标对象为预设类型对象，自动执行门锁开启、门体开启，从而达到自动感应开门，免去了用户进行手动的解锁及开门动作，进一步提高开门效率。

请参照图2，图2为本发明智能门锁的控制装置的运行环境的结构示意图。本发明实施例涉及的智能门锁的控制装置可以是各类计算机、单片机、MCU(MicrocontrollerUnit，即微控制单元)、智能手机、平板电脑、笔记本电脑，优选设置在上文所述的智能门锁的内部的MCU。可理解地，所述智能门锁的控制装置包括上文所述的智能门锁的控制单元10。运行环境的结构具体可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的运行环境的结构并不构成对智能门锁的控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图2所示，作为一种可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及智能门锁的控制程序。

在图2所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的智能门锁的控制程序，并执行以下操作：

基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的智能门锁的控制程序，还执行以下操作：

若目标对象的头身比小于预设阈值，则判定目标对象为预设类型对象。

请参照图3，图3为本发明智能门锁的控制方法的流程示意图。在本发明智能门锁的控制方法的第一实施例中，所述控制方法应用于如上文所述的智能门锁，所述控制方法包括以下步骤：

步骤S10，控制所述距离传感器进行检测，以确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离；

需要注意的是，本发明先假定智能门锁以合适的安装高度安装在门体上。优选地，距离传感器、3D传感器分别设置在智能门锁上。同时，距离传感器优选为超声波传感器。步骤S10的具体实施包括：

步骤S11，控制所述距离传感器周期性地执行检测任务，以使所述距离传感器发射检测信号；

步骤S12，当接收到与所述检测信号对应的回响信号时，确认所述距离传感器的检测范围内存在所述目标对象；

其中，执行检测任务的周期可以根据实际需要进行设置。距离传感器重复地发送检测信号；当距离传感器的检测范围内存在物体时，可以相应地接收到从物体反射回来的回响信号。此时，该物体被视为目标对象。

步骤S13，获取所述检测信号和所述回响信号的时间差，以确定所述目标对象与所述智能门锁的间隔距离。

一种间隔距离的计算公式为：间隔距离＝(高电平时间*声速)/2

其中，距离传感器(超声波传感器)采用I/O触发测距，发射时长至少10us的高电平信号；当检测到返回的回响信号时，通过I/O输出一高电平信号，由此获取发射高电平信号的时间点及检测到回响信号的时间点，并计算得到二者的时间差，即为高电平时间。声速可以取340m/s。

步骤S20，当所述间隔距离小于预设间隔距离时，启动所述3D传感器，以使所述3D传感器动态捕捉目标对象图像；

预设间隔距离可以根据实际需要进行设置，例如0.5m。当所述间隔距离小于预设间隔距离时，可以表明：(1)检测到目标对象，且目标对象的高度超过智能门锁中的距离传感器的垂直高度；(2)目标对象具有靠近智能门锁的可能性。此时，可以启动3D传感器，通过3D传感器扫描环境区域，以获取目标对象图像，3D传感器获取的目标对象图像，具体可以是目标对象的面部三维图像或者全身三维图像。3D传感器的一大特点在于可以进行动态捕捉多张目标对象图像，也即提供数量更多、图像质量更优的目标对象图像，有助于获得更为准确的目标对象的身体形态特征，进而实现更准确的目标对象的类型判断。

更具体地，基于3D传感器获取的目标对象的全身三维图像，确定出目标对象的头部与非头部身体的长度比值(也即头身比)，还可以是其它类型的特征。需要说明的是，距离传感器与3D传感器均设置在智能门锁的同一侧，以保证二者进行检测的准确度。也即，基于3D传感器获取的目标对象图像，确定目标对象是否为活体，以及目标对象是否为预设类型对象。

需要说明的是，距离传感器与3D传感器均设置在智能门锁的同一侧，以保证二者进行检测的准确度。距离传感器与3D传感器的间隔距离应保持在适当范围，间隔距离过大则不利于减小智能门锁的体积，间隔距离过小则不同传感器容易产生干扰。其中，间隔距离是指距离传感器与3D传感器的外边缘的最小间隔距离，优选的间隔距离可以是5mm-10mm。

步骤S30，基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；

步骤S40，根据目标对象的身体形态特征信息，判断目标对象是否为预设类型对象；

在本实施例中，所述3D传感器可以是Kinect3D传感器或者其它3D传感器。

其中，预设类型对象为非低龄儿童。

下面，以基于3D传感器获取的目标对象的全身三维图像为例，进行举例说明：

也即，根据3D传感器扫描得到的全身三维图像，区分出目标对象的头部与非头部。根据目标对象的头部与非头部的长度值，进一步计算出目标对象的头身比；其中，所述头身比为目标对象的头部的长度值与非头部的长度值的比值。在正常情况下，低龄儿童具有较大的头身比(也即头部相对比例较大)，非低龄儿童的头身比较小。当目标对象的头身比小于某一预设阈值时，判定目标对象为预设类型对象(即非低龄儿童)。预设阈值可以设置为1/5。

这样，基于目标对象的身体形态特征信息实现了目标对象的类型确认，具有简便可靠的特点。

步骤S40，若目标对象为预设类型对象，则控制所述智能门锁的锁体机构开启。

也即，在判定目标对象为预设类型对象时，向智能门锁的锁体机构下发开启信号，以使得锁体机构开启。从而实现智能门锁的自动解锁。此外，在判定目标对象不是预设类型对象时，保持智能门锁的锁闭状态。

在本实施例中，首先通过距离传感器实现对目标对象与智能门锁的间隔距离的确定，从而方便快速地确定检测区域内是否存在目标对象。同时，基于目标对象的存在确定，启动3D传感器进行检测，动态捕捉目标对象图像。也即，通过距离传感器实现目标对象的身高判断，通过3D传感器实现目标对象的身体形态特征的检测与分析，进而实现了非低龄儿童的识别，也提高了对非低龄儿童的识别准确性。同时，在确定目标对象为非低龄儿童时实现自动解锁，简化了解锁操作，提高了开门效率。

优选地，，所述智能门锁安装在门体；所述门体还设置有门体驱动机构；

本发明的智能门锁的控制方法具体实施举例：

如图4所示，图4为智能门锁的控制方法的现场实施示意图。智能门锁安装在门体上，智能门锁的安装高度为H0。假定目标对象A1为低龄儿童，A2为非低龄儿童(具体可以正常成人)，对应的身高分别为H1、H2。可理解的，低龄儿童身高较低(即H2＞H1)。在一般情况下，设置H0≥低龄儿童的身高平均上限值(如1.0米)。此时，若目标对象走进距离传感器的检测范围内，若目标对象身高低于H0，则距离传感器无法检测到该目标对象，此时智能门锁保持锁闭状态，门体无法开启。若目标对象身高不低于H0，距离传感器检测到该目标对象，并启动3D传感器进行扫描，并得到目标对象的面部图像(如S1或者S2)。进一步地，确定目标对象的面部面积；当目标对象面部面积低于某一面积阈值时，判定该目标对象为低龄儿童；反之，判定该目标对象为非低龄儿童。这样，即使智能门锁的安装高度设置为一较低值时，也可以通过3D传感器的扫描及对目标对象的面部面积的确定判定目标对象是否为低龄儿童，增强了智能门锁的识别准确性和场景适用性。

此外，本发明实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有智能门锁的控制程序，所述智能门锁的控制程序被处理器执行时实现如下操作：

基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；

进一步地，所述智能门锁的控制程序被处理器执行时还实现如下操作：

优选地，所述距离传感器具体包括超声波传感器。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种智能门锁，其特征在于，包括：控制单元、距离传感器、3D传感器、锁体机构；

所述3D传感器，用于动态捕捉目标对象图像，并传输给所述控制单元；

2.如权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述距离传感器具体包括超声波传感器；所述距离传感器与所述3D传感器以预设间隔距离设置在所述智能门锁的同一侧。

3.如权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述锁体机构具体包括电动执行模块及锁芯；所述电动执行模块根据接收到的所述控制单元的控制信号控制所述锁芯开启。

4.如权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述智能门锁安装在门体；所述门体还设置有门体驱动机构；所述智能门锁还用于在所述锁体机构开启后，向所述门体驱动机构发送开启控制信号，以使所述门体驱动机构驱动所述门体。

5.一种智能门锁的控制方法，其特征在于，智能门锁包括：控制单元、距离传感器、3D传感器、锁体机构；所述控制方法包括以下步骤：

基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息；

6.如权利要求5所述的智能门锁的控制方法，其特征在于，所述距离传感器具体包括超声波传感器；所述控制所述距离传感器进行检测，以确定目标对象与所述智能门锁的间隔距离的步骤，具体包括：

7.如权利要求5所述的智能门锁的控制方法，其特征在于，所述基于目标对象图像获得目标对象的身体形态特征信息的步骤，具体包括：

8.如权利要求5所述的智能门锁的控制方法，其特征在于，所述智能门锁安装在门体；所述门体还设置有门体驱动机构；

9.一种智能门锁的控制装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能门锁的控制程序，其中：

所述智能门锁的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的智能门锁的控制方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有智能门锁的控制程序，所述智能门锁的控制程序被处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的智能门锁的控制方法的步骤。