CN109977926A - 一种指静脉识别装置、智能门锁及智能开锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安防技术领域，特别涉及一种指静脉识别装置、智能门锁及智能开锁方法。该指静脉识别装置包括：用于同时获取用户至少一个手指指静脉图像的图像采集组件；用于接收图像采集组件的指静脉图像以根据指静脉图像识别用户身份的主控组件；图像采集组件和主控组件信号连接。相较于常见的指静脉识别技术，该指静脉识别装置的主控组件和图像采集组件分体式结构，不需要用户由于某个指静脉识别失败时进行多次操作，为用户提供了更为便捷的操作方式，为用户提供了更为优质的使用体验。

Description

一种指静脉识别装置、智能门锁及智能开锁方法

技术领域

本发明涉及安防技术领域，特别涉及一种指静脉识别装置、智能门锁及智能开锁方法。

背景技术

随着生物科技发展，生物特征识别技术愈加成熟，能够利用个人特征来鉴别或验证用户身份。其中，指静脉识别技术是利用手指静脉分布图像来进行识别的一种技术。其依据是人类手指中流动的血液可以吸收特定波长的光线，使用特定波长的光线对手指进行照射，可以得到手指静脉的清晰图像。对于每个个体，手指静脉的图像是独一无二的，而且是活体才具有的生物特征，应用于智能门锁识别具有更高识别成功率和安全性。

但是现有的指静脉识别技术一般为整体式结构，如果使用过程中用户识别失败，需要用户不断地重新操作，非常不便。

发明内容

本发明公开了一种指静脉识别装置、智能门锁及智能开锁方法，用于在应用指静脉识别技术的领域提高用户的使用便捷性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种指静脉识别装置，其特征在于，包括：

用于同时获取用户至少一个手指指静脉图像的图像采集组件；

用于接收所述图像采集组件的指静脉图像以根据所述指静脉图像识别用户身份的主控组件；

所述图像采集组件和所述主控组件信号连接。

上述指静脉识别装置采用了分体设置的图像采集组件和主控组件进行指静脉识别，图像采集组件能够同时采集用户至少一个手指指静脉图像，再由主控组件对上述指静脉图像进行比对确定用户身份，只要其中有一个指静脉图像识别通过，主控组件就能判别用户身份合法。相较于常见的指静脉识别技术，为用户提供了更为便捷的操作方式，为用户提供了更为优质的使用体验。

可选地，所述图像采集组件包括分别与所述主控组件相连接的感光触发镜片、红外光源以及至少一个红外摄像头；

所述感光触发镜片朝向所述主控组件，所述红外光源和所述红外摄像头设置于所述感光触发镜片背离所述主控组件的一侧，所述红外光源用于向所述识别空间内发射红外光线，所述红外摄像头用于采集被红外光线照射的用户手指的指静脉图像。

感光触发镜片用于触发主控组件启动红外光源和红外摄像头，红外光源发出红外光照射用户的手指，红外摄像头采集手指被红外光照射后的指静脉图像。

可选地，所述红外光源的数量为若干个，若干个所述红外光源环绕所述红外摄像头设置。

若干个红外光源能够满足使用需求。

可选地，所述红外摄像头数量为四个，四个所述红外摄像头分别对应采集用户伸入所述把手识别空间内的食指、中指、无名指和小拇指的指静脉图像。

四个红外摄像头可以同时采集用户一只手上除大拇指之外的其他所有手指的指静脉图像。

可选地，所述主控组件和所述图像采集组件相对设置，二者之间形成用于用户手指伸入的识别空间。

主控组件和图像采集组件分体式设置且能够形成识别空间进一步方便用户使用。

可选地，所述主控组件上还设置有与所述主控组件信号连接、用于向所述识别空间内发射红外光线的辅助红外光源。

主控组件上的辅助红外光源和图像采集组件上的红外光源能够从两个方向向识别空间内发射红外光线，有利于提高指静脉识别图像的显示效果。

可选地，所述辅助红外光源设置于所述主控组件背离所述图像采集组件的一侧，且所述主控组件上开设有与所述识别空间贯穿的红外光源窗口以使所述辅助红外光源的光线自所述红外光源窗口射入所述识别空间内。

这种具体结构中，红外光源窗口方便辅助红外光源方便与图像识别组件上的红外光源配合向识别空间内发射红外光线。

可选地，所述主控组件包括主板以及设置于所述主板上的主控器以及数据处理器，所述主板与所述图像识别组件信号连接；

所述数据处理器用于将所述指静脉图像转换为指静脉数据；

所述主控器用于比对识别所述指静脉数据。

主控器对数据处理器转换得到的指静脉数据比对识别，只要有一组数据比对成功即可判断用户身份合法，不需要用户重复操作。

一种智能门锁，包括：锁体以及设置于所述锁体上的如上述技术方案提供的任一项所述的指静脉识别装置；

所述锁体与所述主控组件信号连接以根据所述主控组件的识别结果打开或关闭。

可选地，所述主控组件与所述锁体之间通过信号发送模块信号连接。

一种智能开锁方法，应用于如上述技术方案提供的任一种所述的智能门锁，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户至少一个手指的指静脉图像；

处理所述指静脉图像得到指静脉数据；

将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对；

当任一手指的指静脉数据与预存的指静脉数据比对成功，控制锁体开锁。

该智能开锁方法同时采集用户至少一个指静脉图像，相当于只进行了一次数据采集，方便了用户使用，而后处理得到的至少一个指静脉数据，对至少一个的指静脉数据则进行比对识别，只要有一组数据比对成功即可识别开锁，提高了数据识别的成功率，有效提升了用户体验，有利于增加用户对产品的认同感，具有良好的发展前景。

可选地，所述将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对包括：

将各手指的指静脉数据与预存的所述指静脉数据按顺序依次进行一一比对。

对至少一个的指静脉数据依次识别，在识别过程中只要有一组数据匹配即可判断用户身份合法，不需要进行下一组数据比对，能够有效提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种指静脉识别装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种指静脉识别装置另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种指静脉识别装置中图像采集组件去除感光触发镜片的立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种指静脉识别装置中图像采集组件去除感光触发镜片的俯视图；

图5为本发明实施例提供的一种智能门锁的外观结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种智能门锁的外观结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种智能门锁的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种智能门锁另一角度的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种智能门锁的透视结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种智能开锁方法的流程示意图；

图11为本发明实施例提供的一种智能开锁方法的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的指静脉识别技术一般为整体式结构，如果用户识别失败，需要用户不断地重新操作，使用非常不便。在此基础上，本发明实施例提供了一种指静脉识别装置，如图1至图4所示，该指静脉识别装置包括：

用于同时获取用户至少一个手指指静脉图像的图像采集组件；

用于接收图像采集组件的指静脉图像以根据指静脉图像识别用户身份的主控组件；

图像采集组件和主控组件信号连接。

本实施例提供的指静脉识别装置一般应用于安防结构，只有用户身份识别通过后才能进行对应的作业流程。图像采集组件采集到用户的指静脉图像后用将指静脉图像并传输到主控组件，主控组件接收该指静脉图像后根据其识别用户的身份，并根据识别结果进行下一流程作业。

此处，图像采集组件和主控组件分体设置，方便整个指静脉识别装置的灵活化设置，为用户的使用提供更多操作方式，提高了使用便捷性。

具体地，图像采集组件和主控组件信号连接的具体实现方式可以是有线连接，也可以是无线连接。如图1和2所示，图像采集组件和主控组件通过排线5连接，进行信息交互。

主控组件对指静脉图像的处理分析后只要有一个指静脉图像识别成功，主控组件即判别用户身份合法，不需要用户由于某个指静脉识别失败时进行多次操作。可见，上述指静脉识别装置相较于常见的指静脉识别结构，为用户提供了更为便捷的操作方式，为用户提供了更为优质的使用体验。

一种可能的实施例中，图像采集组件和主控组件相对设置且二者之间形成用于用户手指伸入的识别空间。

其中，识别空间能够提供供用户至少一个手指伸入的空间，图像采集组件可以同时采集置于识别空间内的至少一个手指的指静脉图像并将指静脉图像传输到主控组件由主控组件识别。并且，识别空间的具体实现形式不做限定，如图1或2所示，图像采集组件和主控组件相对设置且通过排线5信号连接，二者之间的间隙即为上述识别空间。当然，图像采集组件和主控组件之间也可以通过无线信号连接。

使用中，当用户的手指伸入识别空间内，图像采集组件能够获取到用户至少一个手指的指静脉图像，并将该指静脉图像传输到主控组件，由主控组件处理识别用户的身份。主控组件和图像采集组件合理的位置设置，进一步提高了使用的便捷性。

其中，如图1或图2所示，主控组件包括主板41以及设置于主板41上的主控器422和数据处理器421，主板41与上述图像采集组件信号连接；数据处理器421用于将图像采集组件的指静脉图像转换为指静脉数据；主控器422用于比对识别指静脉数据。

图像采集组件通过主板41与数据处理器421之间发生信号传递与信息交互。

此处的主控器422可以是可编程控制器、单片机等，在主控器422内存储有正确的指静脉数据，当用户的某一个手指指静脉数据与该手指对应、预存的一个指静脉数据匹配成功，主控器422判别用户身份合法。并且，此处主控器422对用户指静脉数据与预存指静脉数据的比对分析是一一进行的，只要有一组数据匹配成功，主控器422即可判断用户身份合法，不需要用户重复操作，提高了工作效率，也方便了用户使用。

具体的，如图2至图4所示，上述图像采集组件包括分别与主控组件相连接的感光触发镜片31、红外光源32以及至少一个红外摄像头33；红外光源32和红外摄像头33设置于感光触发镜片31背离主控组件的一侧，红外光源32用于向识别空间内发射红外光线，红外摄像头33用于采集被红外光线照射的用户手指的指静脉图像。

红外光源32发出的红外光线穿过感光触发镜片31照射到识别空间内，红外摄像头33则通过感光触发镜片31获取识别空间内用户手指的指静脉图像。

其中，感光触发镜片31、红外光源32和红外摄像头33均分别与主板41相连接，感光触发镜片31通过主板41触发主控器422控制红外光源32和红外摄像头33工作。当用户的手指伸入识别空间内，识别空间内的光线发生变化，感光触发镜片31受到变化的光线触发主控器422控制红外光源32启动向识别空间内发射红外光线，同时触发红外摄像头33启动采集用户手指在红外光线的照射下显现的指静脉图像，红外摄像头33将采集到的指静脉图像通过主板41发送到数据处理器421。

一般地，指静脉识别装置安装到其他结构上时，设定图像采集组件的一侧靠近用户，此时图像采集组件所占空间有限，红外光源32选用较小的规格，而为了保证红外光源32的红外光线的强度和照射范围，本实施例中红外光源32的数量选用为若干个，具体的设置方式可以根据需要进行适应性调整，例如，如图6和图7示出了图像采集组件去除感光触发镜片31后的结构，若干个红外光源32环绕红外摄像头33设置。当然，根据使用需求，红外摄像头33中间也可以设置红外光源32。

在上述实施例的基础上，考虑到图像采集的精准性以及使用的便捷性，本实施例中的识别空间可供用户除大拇指以外的其他四个手指并排伸入，常识可知，用户的食指、中指、无名指和小拇指可以并排伸入识别空间内，在此情况下，为了提高识别的精准性以及便捷性，本实施例中的红外摄像头33数量设置为四个，分别对应于用户的食指、中指、无名指和小拇指，能够分别采集用户的食指、中指、无名指和小拇指的指静脉图像。

如图3或图4所示，四个红外摄像头33依次排列，其排列方向类似于用户并拢时的手指排列方向，当用户食指、中指、无名指和小拇指伸入识别空间内，四个手指能够恰好与四个红外摄像头33依次对应，四个红外摄像头33同时工作同时采集四个手指的指静脉图像。

另外，如图3或图4所示，图像采集组件还包括壳体34，按照需要将上述红外摄像头33、红外光源32设置于壳体34内，感光触发镜片31设置在壳体34面向主控组件的一侧。主控组件的主板41通过排线5与红外摄像头33、红外光源32以及感光触发镜片31信号连接，在主板41上设置有连接排线5的第一排线接口411，壳体34上设置有用于连接排线5的第二排线接口35。需要说明的是，当排线5自第二排线35接口接入图像采集组件的壳体34后，可以采用其他连接线分别连接上述红外摄像头33、红外光源32以及感光触发镜片31。

上述实施例中，设置于图像采集组件一侧的红外光源32只能自识别空间的其中一侧向识别空间内发射红外光线，置于识别空间内的用户手指只能接受该侧的红外光线照射，在上述实施例的基础之上，如图1和图2所示，主控组件上还设置有与主控组件信号连接、用于向识别空间内发射红外光线的辅助红外光源44。

设置于主控组件上的辅助红外光源44与设置于图像采集组件中的红外光源32相互对应，辅助红外光源44也能够向识别空间内发射红外光线，在红外光源32和辅助红外光源44的共同照射下，伸入识别空间内的手指会在指腹和指背前后两个方向受到红外光线照射，能够进一步提高指静脉图像的显示效果，方便红外摄像头33采集指静脉图像。

具体的，辅助红外光源44设置于主控组件的主板41背离图像采集组件的一侧，辅助红外光源44通过主板41与主控器422信号连接，主板41上开设有与识别空间贯穿的红外光源32窗口以使辅助红外光源44的光线自红外光源32窗口射入识别空间内。

需要说明的是，上述指静脉识别装置安装于其他结构时，主控组件一侧一般具有较大空间，所以辅助红外光源44可以选择较大的规格，如果能够达到使用需求，辅助红外光源44的数量可以只设置为一个。

对应于红外摄像头33同时采集至少一个指静脉图像的设置，本实施例中的主控器422对指静脉信息的识别判断则是针对每个手指依次进行的，即一次一只手指进行识别，只要有一只手指识别通过，即判断用户身份合法，这样的处理方式具有高效的识别效率。

基于同样的发明思路，如图5至图9所示，本发明实施例提供一种智能门锁，包括锁体以及设置于锁体上的如上述任一实施例提供的指静脉识别装置；该智能门锁的锁体与指静脉识别装置的主控组件信号连接以根据主控组件的识别结果打开或关闭。当指静脉识别装置的主控器422判断用户身份合法，主控器422控制锁体开锁，否则，主控器422不对锁体下达任何指令，锁体保持锁闭状态。该指静脉识别装置已在上文中做了详细介绍，此处不再赘述。该智能门锁包括有上述指静脉识别装置，能够取得该指静脉识别装置所能取得的所有技术效果。

具体的，主控组件与锁体之间通过信号发送模块信号连接。其中，信号发送模块设置于主板41上，当主控器422识别用户身份合法发出识别成功信号到信号发送模块，信号发送模块控制锁体开锁。

当指静脉识别装置中的图像采集组件和主控组件相对设置且二者之间形成识别空间时，根据智能门锁的结构，可以有多种具体的实施方式。如图5至图9所示为本实施例提供一种智能门锁的具体的结构，智能门锁具有面板1和把手2，面板1和把手2之间的把手槽21即可充当指静脉识别装置的识别空间，指静脉识别装置的主控组件设置在面板1上，图像识别装置设置在把手2上。

上述面板1与把手2之间可以是一体式连接，也可以是各自单独成型后组装连接。并且，面板1与把手2之间的把手槽21呈现的形态至少可以有封闭式(如图5、图7至图9所示)和敞开式(如图6所示)，在实际生产使用中可以做适应性选择。

需要说明的是，当智能门锁没有把手，指静脉识别装置可以安装在智能门锁内，智能门锁可以在面板1上形成一个向内凹的凹槽，指静脉识别装置的图像采集组件和主控组件分别位于凹槽的两侧，凹槽充当指静脉识别装置的识别空间，用户可以将手指伸入该凹槽内进行身份识别。其中，信号发送模块可以是有线连接组件431和/或无线连接组件432。当信号发送模块是无线连接组件432时，可以具体为蓝牙或WIFI。图3和图4示出了信号发送模块同时即包括有线连接组件431又包括无线连接组件432的可能设置方式。

此外，如图10和图11所示，本发明实施例还提供一种智能开锁方法，应用于如上述实施例提供的任一种智能门锁，包括以下步骤：

S1：获取用户至少一个手指的指静脉图像；在该步骤过程中，图像采集组件采集用户伸入识别空间内的手指的指静脉图像并反馈到主控组件。

具体过程为：用户手指伸入识别空间内，理想状态下，用户的食指、中指、无名指和小拇指伸入识别空间内，感光触发镜片31感受到识别空间内的光线变化，反馈到主控器422，主控器422控制红外光源32启动向识别空间内发射红外光线(当识别空间的第二侧壁设置有辅助红外光源44时，同时启动辅助红外光源44)，识别空间内的用户手指在红外光线照射下显现指静脉图像，红外摄像头33在主控器422的控制下启动采集指静脉图像并反馈到数据处理器421。

S2：处理指静脉图像得到指静脉数据；在此步骤中，主控组件将指静脉图像转换为指静脉数据。

具体过程为：数据处理器421对红外摄像头33传输来的至少一个指静脉(理想情况是食指、中指、无名指和小拇指四个手指，但是在特殊情况下可能少于四个)的指静脉图像进行分析处理得到指静脉数据。需要说明的是，在此步骤中，数据处理器421对指静脉图像的处理过程是同时进行的。

S3：将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对，当任一手指的指静脉数据与预存的指静脉数据比对成功，控制锁体开锁。

在此步骤中，主控组件调用上述采集到的指静脉数据与设备中预存的指静脉的预存指静脉数据进行比对识别，并根据得到的比对结果判别是否向锁体发出开锁信号。

具体过程中：主控器422接收到的指静脉数据至少为一个，主控器422将接收到的指静脉数据与预存的指静脉数据对应比对识别，若任一组数据比对成功，主控器422判定用户身份合法，控制信号发送模块向锁体发送开锁信号。

该智能开锁方法同时采集用户至少一个指静脉图像，相当于只进行了一次数据采集，方便了用户使用，而后处理得到的至少一个指静脉数据，对至少一个的指静脉数据则进行比对识别，只要有一组数据比对成功即可识别开锁，提高了数据识别的成功率，有效提升了用户体验，有利于增加用户对产品的认同感，具有良好的发展前景。

优选地，上述步骤S3中主控器422将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对具体包括：

将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据按顺序依次进行一一比对。

本实施例中主控器422得到的指静脉数据至少为一个，主控器422先调用第一个指静脉数据与预存的指静脉数据作为第一组数据进行比对，若第一组数据比对成功，则主控器422不再调取其他指静脉数据比对判别，直接判定用户身份合法，主控器422控制信号发送模块向锁体发送开锁信号；若第一组指静脉数据比对失败，主控器422调用第二个指静脉数据与预存的指静脉数据作为第二组数据进行比对，根据第二组指静脉数据的判别结果判断是开锁还是继续调取判断第三个指静脉数据，依次类推。如图11示出了图像采集组件能够同时采集用于食指、中指、无名指和小拇指指静脉图像的情况下，本实施例中的智能门锁开锁方法的工作原理图。

对至少一个的指静脉数据依次识别，在识别过程中只要有一组数据匹配即可判断用户身份合法，不需要进行下一组数据比对，能够有效提高工作效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种指静脉识别装置，其特征在于，包括：

用于同时获取用户至少一个手指指静脉图像的图像采集组件；

用于接收所述图像采集组件的指静脉图像以根据所述指静脉图像识别用户身份的主控组件；

所述图像采集组件和所述主控组件信号连接。

2.根据权利要求1所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述图像采集组件包括分别与所述主控组件相连接的感光触发镜片、红外光源以及至少一个红外摄像头；

所述感光触发镜片朝向所述主控组件，所述红外光源和所述红外摄像头设置于所述感光触发镜片背离所述主控组件的一侧，所述红外光源用于发射红外光线，所述红外摄像头用于采集被红外光线照射的用户手指的指静脉图像。

3.根据权利要求2所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述红外光源的数量为若干个，若干个所述红外光源环绕所述红外摄像头设置。

4.根据权利要求3所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述红外摄像头数量为四个，四个所述红外摄像头分别对应采集用户食指、中指、无名指和小拇指的指静脉图像。

5.根据权利要求1所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述主控组件和所述图像采集组件相对设置，二者之间形成用于用户手指伸入的识别空间。

6.根据权利要求5所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述主控组件上还设置有与所述主控组件信号连接、用于向所述识别空间内发射红外光线的辅助红外光源。

7.根据权利要求6所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述辅助红外光源设置于所述主控组件背离所述图像采集组件的一侧，且所述主控组件上开设有与所述识别空间贯穿的红外光源窗口以使所述辅助红外光源的光线自所述红外光源窗口射入所述识别空间内。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的指静脉识别装置，其特征在于，所述主控组件包括主板以及设置于所述主板上的主控器以及数据处理器，所述主板与所述图像识别组件信号连接；

所述数据处理器用于将所述指静脉图像转换为指静脉数据；

所述主控器用于比对识别所述指静脉数据。

9.一种智能门锁，其特征在于，包括：锁体以及设置于所述锁体上的如权利要求1-8中任一项所述的指静脉识别装置；

所述锁体与所述主控组件信号连接以根据所述主控组件的识别结果打开或关闭。

10.根据权利要求9所述的智能门锁，其特征在于，所述主控组件与所述锁体之间通过信号发送模块信号连接。

11.一种智能开锁方法，应用于如权利要求9或10所述的智能门锁，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户至少一个手指的指静脉图像；

处理所述指静脉图像得到指静脉数据；

将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对；

当任一手指的指静脉数据与预存的指静脉数据比对成功，控制锁体开锁。

12.根据权利要求11所述的智能开锁方法，其特征在于，所述将各手指的指静脉数据与预存的指静脉数据进行比对包括：

将各手指的指静脉数据与预存的所述指静脉数据按顺序依次进行一一比对。