CN109389731A - 一种可视化操作的虹膜锁 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可视化操作的虹膜锁，包括：锁本体、主控单元、触控显示屏、摄像头、虹膜识别模组、驱动电机以及接近检测传感器；当接近检测传感器检测到人体靠近至预设距离时，主控单元控制摄像头开启摄像功能；摄像头用于采集用户的面部图像信息；虹膜识别模组用于对面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息，并对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息，主控单元用于将虹膜特征信息与预先存储的虹膜样本信息进行对比，当虹膜特征信息与虹膜样本信息的对比相似度高于预设值时，主控单元控制驱动电机转动以实现开启锁；触控显示屏用于响应用户的本地操作请求以及显示摄像头采集的视频信息。该可视化操作的虹膜锁用户体验好。

Description

一种可视化操作的虹膜锁
技术领域
本发明涉及门锁技术领域，尤其是涉及一种可视化操作的虹膜锁。
背景技术
对于现有虹膜锁的操作，用户都是通过扬声器的语音提示和实体键来进行操作，由于语音提示信息容易受到环境干扰，导致用户误操作或无法进行正确操作，再加上用户还需要通过按压实体键来激活虹膜识别功能，导致用户体验效果差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述问题，提供了一种可视化操作的虹膜锁用于解决现有技术的不足。
具体地，本发明实施例提供了一种可视化操作的虹膜锁，包括：锁本体、主控单元、触控显示屏、摄像头、虹膜识别模组、驱动电机以及接近检测传感器；
所述触控显示屏、所述摄像头、所述虹膜识别模组、所述驱动电机以及所述接近检测传感器均与所述主控单元电性连接；
当所述接近检测传感器检测到人体靠近至预设距离时，所述主控单元控制所述摄像头开启摄像功能；所述摄像头用于采集用户的面部图像信息；所述虹膜识别模组用于对所述面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息，并对所述虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息，所述主控单元用于将所述虹膜特征信息与预先存储的虹膜样本信息进行对比，当所述虹膜特征信息与所述虹膜样本信息的对比相似度高于预设值时，所述主控单元控制所述驱动电机转动以实现开启锁；所述触控显示屏用于响应用户的本地触控操作请求以及显示所述摄像头采集的视频信息。
作为上述技术方案的进一步改进，所述虹膜识别模组用于对所述面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息具体包括：
获取包括睁眼的面部图像信息；
从所述面部图像信息中获取包含眼睛图像的两个非重叠最小矩形区域；
从所述最小矩形区域中提取出对应的椭圆形区域，并将所述椭圆形区域选定虹膜图像信息。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括存储单元；所述存储单元与所述主控单元电性连接；所述存储单元用于存储用户的虹膜样本信息。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括：光线强度传感器和红外照明灯；所述光线强度传感器和所述红外照明灯均与所述主控单元电性连接；当主控单元检测到所述光线强度传感器采集的光强低于预设光强值时控制所述红外照明灯开启照明为所述摄像头采集图像提供照明。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括：无线通讯单元；所述无线通讯单元与所述主控单元电性连接；所述无线通讯单元用于将所述虹膜锁接入云端服务器以实现远程开门。
作为上述技术方案的进一步改进，所述无线通讯单元包括：蓝牙、wifi、NB-loT以及Zigbee。
作为上述技术方案的进一步改进，所述锁本体设置有用于钥匙开锁的钥匙锁组件。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括：电源管理单元；所述电源管理单元与所述主控单元电性连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述虹膜识别模组基于现场可编程门阵列实现。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控单元采用STM32F4单片机。
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：该可视化操作的虹膜锁检测到人体接近时，自动激活虹膜识别功能，用户通过触控显示屏提供的图形化界面进行可视化操作，使用方便快捷，用户体验好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提出的可视化操作的虹膜锁的模块示意图；
图2为本发明另一实施例提出的可视化操作的虹膜锁的模块示意图。
主要元件符号说明：
10-主控单元；20-触控显示屏；30-摄像头；40-虹膜识别模组；50-驱动电机；60-接近检测传感器；70-存储单元；80-光线强度传感器；90-红外照明灯；100-wifi通信单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种可视化操作的虹膜锁，包括：锁本体、主控单元10、触控显示屏20、摄像头30、虹膜识别模组40、驱动电机50以及接近检测传感器60。
触控显示屏20、摄像头30、虹膜识别模组40、驱动电机50以及接近检测传感器60均与主控单元10电性连接。
当接近检测传感器60检测到人体靠近至预设距离时，主控单元10控制摄像头30开启摄像功能。
摄像头30用于采集用户的面部图像信息。
虹膜识别模组40用于对摄像头30采集的面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息；并对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息。
主控单元10用于将虹膜特征信息与预先存储的虹膜样本信息进行对比，当虹膜特征信息与虹膜样本信息的对比相似度高于预设值时，主控单元10控制驱动电机50转动以实现开启锁。
触控显示屏20用于响应用户的本地触控操作请求以及显示摄像头采集的视频信息。用户在触控显示屏20进行本地各种设置查询操作，不需要使用物理实体按键进行操作。
在触控显示屏上实时显示摄像头采集的视频信息，增加该视频回显功能有利于用户判断自身是否处于虹膜识别的识别范围内。方便用户调整在摄像头前的位置。
接近检测传感器60可以选用红外距离传感器或者人体接近传感器等接近检测传感器。优选人体接近传感器。
人体接近传感器是基于多普勒技术原理，采用微波专用微处理器和平面型感应天线；采用非接触探测，性能稳定、寿命长传感器不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境。抗射频干扰能力强、穿透能起强。体积小，便于灵活安装。
虹膜识别模组40用于对面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息具体包括：获取包括睁眼的面部图像信息；从面部图像信息中获取包含眼睛图像的两个非重叠最小矩形区域；从最小矩形区域中提取出对应的椭圆形区域，并将椭圆形区域选定虹膜图像信息。
由于采集虹膜信息需要人处于睁眼状态，处于睁眼状态时，人的2个眼睛为类椭圆形。从摄像头采集的面部图像信息中提取出包含眼睛的虹膜图像信息，有利于较少后期虹膜识别模组40对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息的提取效率。
对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息具体包括：
从虹膜图像信息中确定内圆、外圆的位置以确定虹膜的内外边界。其中，内圆为虹膜与瞳孔的边界，外圆为虹膜与巩膜的边界。对于虹膜的内外边界的确定可以使用预设算法进行边界检测，例如：Hough变换算法。
对虹膜区域进行归一化，可以基于Rubber-Sheet”模型。该模型算将虹膜区域表示成一个具有各向同性和柔韧性的弹性模型。利用该方法将虹膜圆环区域拉伸成指定大小的矩形区域。
对归一化后的图像进行亮度、对比度和平滑度等图像增强处理，以提高图像中虹膜信息的识别率。
采用预设的算法从经过图像增强处理提取后的图像中识别所需的特征点以得到虹膜特征信息。
在本实施例中，可视化操作的虹膜锁还包括存储单元70；存储单元70与主控单元10电性连接；存储单元70用于存储用户的虹膜样本信息。
虹膜识别模组40采用基于现场可编程门阵列实现。
主控单元10采用STM32F4单片机。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM-M0，M0+，M3,M4和M7内核。
实施例2
如图2所示，本发明实施例提供了一种可视化操作的虹膜锁，包括：锁本体、主控单元10、触控显示屏20、摄像头30、虹膜识别模组40、驱动电机50、接近检测传感器60以及wifi通信单元100。
触控显示屏20、摄像头30、虹膜识别模组40、驱动电机50、接近检测传感器60以及wifi通信单元100均与主控单元10电性连接。
当接近检测传感器60检测到人体靠近至预设距离时，主控单元10控制摄像头30开启摄像功能。
摄像头30用于采集用户的面部图像信息。
虹膜识别模组40用于对摄像头30采集的面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息；并对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息。
主控单元10用于将虹膜特征信息与预先存储的虹膜样本信息进行对比，当虹膜特征信息与虹膜样本信息的对比相似度高于预设值时，主控单元10控制驱动电机50转动以实现开启锁。
触控显示屏20用于响应用户的本地触控操作请求以及显示摄像头采集的视频信息。
wifi通信单元100用于将虹膜锁接入云端服务器以实现远程开门。在本实施例中，无线通讯单元具体为wifi通信单元，在其他实施例中，无线通讯单元还可以为蓝牙通信单元、NB-loT通信单元或Zigbee通信单元中的任何一种。
用户首先将虹膜锁通过wifi通信单元100与家中接入互联网的路由器建立无线连接，用户可以通过移动终端提供的app软件进行虹膜锁的云端注册。注册成功后，用户就可以通过移动终端连接云端服务器进行远程开门处理。虹膜锁本地设置有是否支持远程开门的控制开关，用户可以通过虹膜锁触控显示屏提供的设置界面来操作是否开启远程开门开关。
虹膜锁不仅支持远程开门以及虹膜生物识别开门，虹膜锁还支持密码开锁。通过在虹膜锁触控显示屏上输入预存的密码还可以实现密码开门。设置密码开门防止在虹膜识别开门失效的情况下进行开门处理。
在触控显示屏上实时显示摄像头采集的视频信息，增加该视频回显功能有利于用户判断自身是否处于虹膜识别的识别范围内。方便用户调整在摄像头前的位置。
接近检测传感器60可以选用红外距离传感器或者人体接近传感器等接近检测传感器。优选人体接近传感器。
人体接近传感器是基于多普勒技术原理，采用微波专用微处理器和平面型感应天线；采用非接触探测，性能稳定、寿命长传感器不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境。抗射频干扰能力强、穿透能起强。体积小，便于灵活安装。
虹膜识别模组40用于对面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息具体包括：获取包括睁眼的面部图像信息；从面部图像信息中获取包含眼睛图像的两个非重叠最小矩形区域；从最小矩形区域中提取出对应的椭圆形区域，并将椭圆形区域选定虹膜图像信息。
由于采集虹膜信息需要人处于睁眼状态，处于睁眼状态时，人的2个眼睛为类椭圆形。从摄像头采集的面部图像信息中提取出包含眼睛的虹膜图像信息，有利于较少后期虹膜识别模组40对虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息的提取效率。
在本实施例中，可视化操作的虹膜锁还包括存储单元70；存储单元70与主控单元10电性连接；存储单元70用于存储用户的虹膜样本信息。
虹膜识别模组40采用基于现场可编程门阵列实现。
主控单元10采用STM32F4单片机。
在本实施例中，可视化操作的虹膜锁还包括：光线强度传感器80和红外照明灯90；光线强度传感器80和红外照明灯90均与主控单元10电性连接；当主控单元检测到光线强度传感器80采集的光强低于预设光强值时控制红外照明灯90开启照明为摄像头采集图像提供照明。
当光线强度较弱时开启红外照明灯用利用有效的采集虹膜图形信息。
锁本体设置有用于钥匙开锁的钥匙锁组件。虹膜锁还可以通过实体钥匙实现开锁。
在本实施例中，可视化操作的虹膜锁还包括：电源管理单元；电源管理单元与主控单元10电性连接。电源管理单元实现节电管理，以便延长虹膜锁的待机时间。
虹膜锁采用可充电的锂离子供电。用户可以通过虹膜锁预留的usb口为虹膜锁进行充电处理。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可视化操作的虹膜锁，其特征在于，包括：锁本体、主控单元、触控显示屏、摄像头、虹膜识别模组、驱动电机以及接近检测传感器；
所述触控显示屏、所述摄像头、所述虹膜识别模组、所述驱动电机以及所述接近检测传感器均与所述主控单元电性连接；
当所述接近检测传感器检测到人体靠近至预设距离时，所述主控单元控制所述摄像头开启摄像功能；所述摄像头用于采集用户的面部图像信息；所述虹膜识别模组用于对所述面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息，并对所述虹膜图像信息进行处理以提取出虹膜特征信息，所述主控单元用于将所述虹膜特征信息与预先存储的虹膜样本信息进行对比，当所述虹膜特征信息与所述虹膜样本信息的对比相似度高于预设值时，所述主控单元控制所述驱动电机转动以实现开启锁；所述触控显示屏用于响应用户的本地触控操作请求以及显示所述摄像头采集的视频信息。
2.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，所述虹膜识别模组用于对所述面部图像信息进行预处理得到虹膜图像信息具体包括：
获取包括睁眼的面部图像信息；
从所述面部图像信息中获取包含眼睛图像的两个非重叠最小矩形区域；
从所述最小矩形区域中提取出对应的椭圆形区域，并将所述椭圆形区域选定虹膜图像信息。
3.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，还包括存储单元；所述存储单元与所述主控单元电性连接；所述存储单元用于存储用户的虹膜样本信息。
4.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，还包括：光线强度传感器和红外照明灯；所述光线强度传感器和所述红外照明灯均与所述主控单元电性连接；当主控单元检测到所述光线强度传感器采集的光强低于预设光强值时控制所述红外照明灯开启照明为所述摄像头采集图像提供照明。
5.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，还包括：无线通讯单元；所述无线通讯单元与所述主控单元电性连接；所述无线通讯单元用于将所述虹膜锁接入云端服务器以实现远程开门。
6.根据权利要求5所述的虹膜锁，其特征在于，所述无线通讯单元包括：蓝牙、wifi、NB-loT以及Zigbee。
7.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，所述锁本体设置有用于钥匙开锁的钥匙锁组件。
8.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，还包括：电源管理单元；所述电源管理单元与所述主控单元电性连接。
9.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，所述虹膜识别模组基于现场可编程门阵列实现。
10.根据权利要求1所述的虹膜锁，其特征在于，所述主控单元采用STM32F4单片机。
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