CN110889913B - 一种人脸识别的智能门锁及其人脸录入方法 - Google Patents

Abstract

一种人脸识别的智能门锁，包括智能门锁本体及其内部的锂蓄电池、蓝牙模块，还具有用户端手机APP、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块；蓝牙模块、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块安装在电路板上，并和锂蓄电池之间经导线连接。一种人脸识别的智能门锁人脸录入方法，包括六个步骤。本发明应用中，当用户人脸部和摄像头之间的方位角度不能满足摄像头模块对用户图像信息的采集时，手机APP会自动提示用户调节，用户能在较短时间内调节好人脸和摄像头之间的方位角度，利于摄像头模块的摄像头对图片信息的采集，进而智能门锁本体的电磁锁芯能在相对短的时间内打开，给用户带来了便利，并丰富了产品功能，提高了产品竞争力。

Description

一种人脸识别的智能门锁及其人脸录入方法

技术领域

本发明涉及智能锁具及应用方法领域，特别是一种人脸识别的智能门锁及其人脸录入方法。

背景技术

随着科技的发展，智能门锁的应用越来越广泛。由于其可以不通过钥匙开锁(一般通过手机APP或人脸识别、指纹识别等方式开锁)，且具有更好的防盗性能，因此在家庭或生产领域的应用越来越多。

基于人脸识别的智能门锁，一般分为两种，一种是在自身其外侧端具有显示屏幕，另一种不具有显示屏幕。其中，不带显示屏幕的人脸识别智能门锁，在人脸录入的时候，由于用户不知道人脸所在的位置对于摄像头模块的摄像头来说是否最佳，用户比较盲目，导致摄像头难以快速的抓到高质量的、符合要求的图片，进而造成人脸录入的成功率低，主控模块无法有效输出开锁指令到电磁锁芯机构，需要重试的时间长，体验差。带有小型显示屏幕的智能门锁，在用户进行人脸信息录入过程中，可以在屏幕上实时显示人脸图像，进而引导用户将人脸图像移动到图像正中，便于摄像头模块抓到质量最高的图像，利于后续主控模块的有效识别并输出控制指令，进而较快时间内打开门锁。但这种方式存在以下缺点，由于其显示屏幕较小，用户观察视角有限，无法起到好的引导用户的目的，进而对主控模块的人脸信息判别带来影响，导致开锁时间的延误。如果采用屏幕大的显示屏幕，虽然能便于用户的人脸信息录入，但是大屏显示屏幕由于存在耗电大、成本高的缺点，不但导致智能门锁本体的成本增加，而且由于耗电量大使智能门锁的待机时间缩短，用户更换电池或者充电的频率会增加，给用户带来了极大不便。基于上述，提供一种能通过手机屏幕显示摄像头模块的摄像头拍摄的图片信息，引导用户进行正确方位调节的人脸识别的智能门锁及其人脸录入方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有的智能门锁因结构所限，采用小显示屏幕引导用户人脸图片信息录入中存在的弊端，本发明提供了不需要显示屏引导进行人脸图片信息录入，节省了智能门锁整体的成本，应用中，用户能经手机APP和智能门锁本体进行配对连接，在智能门锁本体内摄像头模块及其主控模块、图像处理模块等共同作用下，能将用户经摄像头模块摄像头拍摄的图片信息实时传递给手机，手机APP能自动提示用户调节人脸和智能门锁本体摄像头前的方位角度，进而用户能在较短时间内调节好人脸和摄像头之间的方位角度，利于摄像头模块的摄像头对图片信息的采集，智能门锁本体的电磁锁芯能在相对短的时间内打开，给用户带来了便利，并丰富了产品功能，提高了产品市场竞争力的一种人脸识别的智能门锁及其人脸录入方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种人脸识别的智能门锁，包括智能门锁本体及其内部的锂蓄电池、蓝牙模块，其特征在于还具有用户端手机APP、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块；所述蓝牙模块、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块安装在电路板上，电路板和锂蓄电池安装在智能门锁本体的内部，摄像头模块、主控模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的电源输入端和锂蓄电池的电源两极分别经导线连接；所述摄像头模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的信号输入及输出端和主控模块的多个信号输入及输出端分别经信号线连接。

进一步地，所述蓝牙模块能实现用户手机APP和智能门锁本体之间的信息交互。

进一步地，所述摄像头模块能实时拍摄用户的人脸图片信息，并将图片信息输出至主控模块。

进一步地，所述主控模块能接收并处理蓝牙模块、摄像头模块、图像处理模块输入的信息。

进一步地，所述储存模块能将用户人脸特征信息储存，利于主控模块对图片信息的调取，储存模块内预先存有允许经脸部图像信息打开智能门锁本体若干用户的图片信息。

进一步地，所述图像处理模块能将摄像头模块采集到的图像信息进行处理计算，计算出人脸位置信息，以及提取出人脸特征信息。

一种人脸识别的智能门锁人脸录入方法，其特征在于包括如下步骤，A：用户操作手机APP，通过手机蓝牙功能与智能门锁本体的蓝牙模块进行配对连接，发起人脸图片信息录入流程；B；用户人脸对准摄像头模块的摄像头，摄像头工作抓取人脸图像；C：图像处理模块评估获得的人脸图像质量，判断是否满足人脸录入角度及清晰度最佳标准，应用中，图像处理模块在内部应用单元作用下，计算人脸的位置信息、人脸的角度信息、人脸离摄像头的距离信息，并将这些信息实时通过蓝牙模块传递给手机APP；D：手机经蓝牙接收到信息后，手机APP在屏幕上展示出人脸所在的位置，如果位置不好APP提示用户进行适应性调节；E：主控模块经图像处理模块获取人脸部最佳位置、最佳角度、最佳距离信息，并提取人脸特征信息，保存在存储模块中；F：主控模块在图像处理模块输入比对的人脸信息达到标准后，经蓝牙模块给手机APP上报录入结果，APP提示用户录入成功，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的人脸信息作比对，比对正确时，主控模块输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，进而智能门锁本体的锁芯打开，用户进门。

进一步地，所述步骤C中，图像处理模块评估人脸图像质量，当判断满足人脸录入角度及清晰度为最佳标准时，主控模块直接经蓝牙模块给手机APP上报录入结果，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的允许经脸部图像信息打开智能门锁本体的人脸信息作比对，比对正确时，输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，电磁锁芯得电一段时间、智能门锁本体打开，进而用户能进入室内，主控模块提取的人脸特征信息保存在存储模块中，利于后续主控模块调取人脸部图片信息作比对。

进一步地，所述步骤D中，手机APP在屏幕上展示出人脸所在的位置，如果人脸不在图像正中时，则提示用户将人脸位置调整到屏幕正中；如果人脸的三个角度水平角、俯仰角、旋转角不在最佳位置，则提示用户将人脸角度调整至最佳；如果人脸离门锁摄像头的距离位置偏远或者偏近，则提示用户将人脸距离摄像头位置调整至最合适的位置。

本发明有益效果是：本发明应用中，不需要显示屏引导进行人脸图片信息录入，智能门锁本体的结构更加简单紧凑，并节省了智能门锁整体的成本。应用中，用户能经手机APP和智能门锁本体进行配对连接，在智能门锁本体内摄像头模块及其主控模块、图像处理模块等共同作用下，能将用户经摄像头模块摄像头拍摄的图片信息实时传递给手机，当用户人脸部和摄像头之间的方位角度不能满足摄像头模块对用户图像信息的采集时，手机APP会自动提示用户调节人脸和智能门锁本体摄像头前之间的方位角度，用户能在较短时间内调节好人脸和摄像头之间的方位角度，利于摄像头模块的摄像头对图片信息的采集，进而智能门锁本体的电磁锁芯能在相对短的时间内打开，给用户带来了便利，并丰富了产品功能，提高了产品市场竞争力。本发明克服了现有的智能门锁因结构所限，采用小显示屏幕引导进行人脸图片信息录入中存在的弊端。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构框图。

图2是本发明工作流程示意图。

具体实施方式

图1中所示，一种人脸识别的智能门锁，包括智能门锁本体及其内部的锂蓄电池、蓝牙模块，还具有用户端手机APP、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块；所述蓝牙模块、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块安装在电路板上，电路板和锂蓄电池安装在智能门锁本体的内部，摄像头模块、主控模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的电源输入端和锂蓄电池的电源两极分别经导线连接；所述摄像头模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的信号输入及输出端和主控模块的多个信号输入及输出端分别经信号线连接。

图1中所示，蓝牙模块能实现用户手机APP和智能门锁本体之间的信息交互。摄像头模块能实时拍摄用户的人脸图片信息，并将图片信息输出至主控模块。主控模块能接收并处理蓝牙模块、摄像头模块、图像处理模块输入的信息。储存模块能将用户人脸特征信息储存，利于主控模块对图片信息的调取，储存模块内预先存有允许经脸部图像信息打开智能门锁本体若干用户的图片信息。图像处理模块，能将摄像头模块采集到的图像信息进行处理计算，计算出人脸位置信息，以及提取出人脸特征信息。

图1、2中所示，一种人脸识别的智能门锁人脸录入方法，具体步骤如下。使用者预先在手机内安装APP。开锁前用户操作手机APP，通过手机的蓝牙功能与智能门锁本体的蓝牙模块进行配对连接，两者之间实现信息交互，然后手机APP发起人脸图片信息的录入流程。用户自己将脸部对准摄像头模块的摄像头前(同时一手拿手机观看手机APP视频显示)，在摄像头模块的内部应用单元作用下，摄像头工作抓取人脸的图像，并将实时获得的图像信息传递给图像处理模块。图像处理模块对接收到的人脸图像进行评估处理，图像处理模块评估人脸图像质量，判断是否满足人脸录入角度及清晰度最佳标准，应用中，图像处理模块在内部应用单元作用下，计算人脸的位置信息、人脸的角度信息、人脸离摄像头的距离信息，并将这些信息实时通过蓝牙模块传递给手机APP；实际情况下，图像处理模块评估人脸图像质量，当判断出满足人脸录入角度及清晰度为最佳标准时(满足最佳位置、最佳角度、最佳距离)，输出指令到主控模块，主控模块直接经蓝牙模块给手机APP上报录入结果(代表人脸信息录入正确)，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的允许经脸部图像信息打开智能门锁本体的人脸信息作比对，比对正确时，输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，电磁锁芯得电一段工作时间、智能门锁本体打开，进而用户能进入室内；主控模块提取的人脸特征信息保存在存储模块中，利于后续主控模块调取人脸部图片信息作比对。主控模块对输入的图片信息和其存储模块存入的人脸信息作比对，比对不正确时，不输出开锁指令到电磁输锁芯机构，从而智能门锁本体不打开。手机经蓝牙接收到图像处理模块上传的人脸位置信息、人脸角度信息、人脸离摄像头距离信息后，手机APP在屏幕上展示出人脸所在的位置，如果位置不好APP提示用户进行适应性调节，如果人脸不在图像正中时，则提示用户将人脸位置调整到屏幕正中；如果人脸的三个角度水平角、俯仰角、旋转角不在最佳位置，则提示用户将人脸角度调整至最佳；如果人脸离门锁摄像头的距离位置偏远或者偏近，则提示用户将人脸距离摄像头位置调整至最合适的位置。当用户调整好和摄像头角度及位置等后(满足最佳位置、最佳角度、最佳距离)，图像处理模块输出指令到主控模块，主控模块直接经蓝牙模块给手机APP上报录入结果(代表人脸信息录入正确)，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的允许经脸部图像信息打开智能门锁本体的人脸信息作比对，比对正确时，输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，电磁锁芯得电工作一段时间、智能门锁本体打开，进而用户能进入室内；主控模块经图像处理模块获取的人脸部最佳位置、最佳角度、最佳距离信息，并提取人脸特征信息，保存在存储模块中，利于后续主控模块调取人脸部图片信息作比对。

图1、2中所示，本发明应用中，不需要显示屏引导进行人脸图片信息录入，智能门锁本体的结构更加简单紧凑，并节省了智能门锁整体的成本。应用中，用户能经手机APP和智能门锁本体进行配对连接，在智能门锁本体内摄像头模块及其主控模块、图像处理模块等共同作用下，能将用户经摄像头模块摄像头拍摄的图片信息实时传递给手机，当用户人脸部和摄像头之间的方位角度不能满足摄像头模块对用户图像信息的采集时，手机APP会自动提示用户调节人脸和智能门锁本体摄像头前之间的方位角度，用户能在较短时间内调节好人脸和摄像头之间的方位角度，利于摄像头模块的摄像头对图片信息的采集，进而智能门锁本体的电磁锁芯能在相对短的时间内打开，给用户带来了便利，并丰富了产品功能，提高了产品市场竞争力。本发明克服了现有的智能门锁因结构所限，采用小显示屏幕引导进行人脸图片信息录入中存在的弊端。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种人脸识别的智能门锁，包括智能门锁本体及其内部的锂蓄电池、蓝牙模块，其特征在于还具有用户端手机APP、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块；所述蓝牙模块、摄像头模块、主控模块、图像处理模块、储存模块安装在电路板上，电路板和锂蓄电池安装在智能门锁本体的内部，摄像头模块、主控模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的电源输入端和锂蓄电池的电源两极分别经导线连接；所述摄像头模块、蓝牙模块、图像处理模块、储存模块的信号输入及输出端和主控模块的多个信号输入及输出端分别经信号线连接；一种人脸识别的智能门锁的录入方法包括如下步骤，A：用户操作手机APP，通过手机蓝牙功能与智能门锁本体的蓝牙模块进行配对连接，发起人脸图片信息录入流程；B；用户人脸对准摄像头模块的摄像头，摄像头工作抓取人脸图像；C：图像处理模块评估获得的人脸图像质量，判断是否满足人脸录入角度及清晰度最佳标准，应用中，图像处理模块在内部应用单元作用下，计算人脸的位置信息、人脸的角度信息、人脸离摄像头的距离信息，并将这些信息实时通过蓝牙模块传递给手机APP；D：手机经蓝牙接收到信息后，手机APP在屏幕上展示出人脸所在的位置，如果位置不好APP提示用户进行适应性调节；E：主控模块经图像处理模块获取人脸部最佳位置、最佳角度、最佳距离信息，并提取人脸特征信息，保存在存储模块中；F：主控模块在图像处理模块输入比对的人脸信息达到标准后，经蓝牙模块给手机APP上报录入结果，APP提示用户录入成功，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的人脸信息作比对，比对正确时，主控模块输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，进而智能门锁本体的锁芯打开，用户进门；步骤C中，图像处理模块评估人脸图像质量，当判断满足人脸录入角度及清晰度为最佳标准时，主控模块直接经蓝牙模块给手机APP上报录入结果，同时，主控模块对输入的图片信息和存储模块存入的允许经脸部图像信息打开智能门锁本体的人脸信息作比对，比对正确时，输出开锁指令到智能门锁本体的电磁锁芯机构，电磁锁芯得电一段时间、智能门锁本体打开，进而用户能进入室内，主控模块提取的人脸特征信息保存在存储模块中，利于后续主控模块调取人脸部图片信息作比对；步骤D中，手机APP在屏幕上展示出人脸所在的位置，如果人脸不在图像正中时，则提示用户将人脸位置调整到屏幕正中；如果人脸的三个角度水平角、俯仰角、旋转角不在最佳位置，则提示用户将人脸角度调整至最佳；如果人脸离门锁摄像头的距离位置偏远或者偏近，则提示用户将人脸距离摄像头位置调整至最合适的位置。

2.根据权利要求1所述的一种人脸识别的智能门锁，其特征在于，蓝牙模块能实现用户手机APP和智能门锁本体之间的信息交互。

3.根据权利要求1所述的一种人脸识别的智能门锁，其特征在于，摄像头模块能实时拍摄用户的人脸图片信息，并将图片信息输出至主控模块，主控模块能接收并处理蓝牙模块、摄像头模块、图像处理模块输入的信息。

4.根据权利要求1所述的一种人脸识别的智能门锁，其特征在于，储存模块能将用户人脸特征信息储存，利于主控模块对图片信息的调取，储存模块内预先存有允许经脸部图像信息打开智能门锁本体若干用户的图片信息。

5.根据权利要求1所述的一种人脸识别的智能门锁，其特征在于，图像处理模块能将摄像模块采集到的图像信息进行处理计算，计算出人脸位置信息，以及提取出人脸特征信息。

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