CN110963383A - 向便携式电子设备提供反馈的访问控制系统 - Google Patents

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Abstract

为了控制对预定服务或区域(112)的访问，在服务场所使用访问终端(180)从用户(150)的便携式电子设备(170)读取访问码。作为从便携式电子设备(170)读取访问码的结果，访问相关的信息被传送到便携式电子设备(170)。

Description

向便携式电子设备提供反馈的访问控制系统
本申请是2017年5月31日进入中国的PCT专利申请PCT/EP2015/078274， 国家申请号为201580065077.X，发明名称为“向便携式电子设备提供反馈 的访问控制系统”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总体涉及在向用户提供服务之前需要用户操作的系统，例如授 予对受限区域的访问、将用户运送到目的地楼层或引导用户。这种系统的 示例包括访问控制系统、导向系统和电梯系统。
背景技术
访问控制系统通常需要用户向系统出示旨在用作授权用户从系统接 收访问的证据的某种东西。例如，一些系统基于用户拥有的标记物(例如， 识别卡或钥匙卡)来准许用户访问。该标记物可以是RFID(射频识别)标 签或其他信息存储装置。在其他系统中，基于用户提供给系统的信息(例 如密码)准许用户访问。一些系统需要用户提供多项信息，例如标记物和 密码两者。
US20110291798A1描述了其中例如智能手机的电子设备存储数字签 名的物理访问权文件的系统。个人使用该访问权文件仅在对设备自验证后 获取对受限区域的访问。物理访问控制系统接收该权限文件、验证该文件、 并确定是否准许通过物理障碍。访问控制网关可以将授权码传输给电子设 备和物理障碍系统，由此仅当该障碍系统随后使用近场通信从电子设备接 收到授权码时才准许通过。
特定的电梯系统——特别是那些安装在商业建筑中并且具有并行操 作以便为独立电梯请求提供服务的多个电梯轿厢的例如酒店或办公楼中 的电梯系统——要求用户向系统出示旨在授权用户使用电梯系统的证据 的某种东西。例如，在具有目的地控制系统的电梯系统中，用户向楼层终 端出示RFID卡以自动呼叫电梯。使用从RFID卡读取的识别码来确定是否 授权用户使用电梯系统以及为该用户存储了哪个目的楼层。
发明内容
这样的访问控制系统和电梯系统已经在一定程度上自动化以便于可 用性。关于可用性的进一步改进可能是有利的，特别是不牺牲安全性。这 通过权利要求所涵盖的至少一些实施例来解决。
控制对某些服务或区域的访问的系统或另一个访问码发布实体可配 置成向用户的便携式电子设备发送访问码或与这样的访问码相关的信息。 在访问受限区域，用户向访问终端出示便携式电子设备，访问终端从设备 读取访问码。如果从设备读取的访问码与系统发送到设备的访问码相匹配， 则访问控制系统向便携式电子设备发送访问相关信息。以这种方式，不仅 授予用户访问权限，而且可以接收可能改善方向的附加信息。
更具体地，本文描述的改进的技术的一个方面涉及一种方法，其包括 在服务场所使用电子阅读器从用户的便携式电子设备读取访问码。作为从 便携式电子设备读取访问码的结果，服务相关的信息提供给该便携式电子 设备。
另一方面涉及一种系统，该系统具有传感器、访问终端、无线通信网 络、数据库和基于计算机的控制单元，控制单元联接到传感器、访问终端、 无线通信网络和数据库。控制单元包括处理器和计算机可读存储介质，其 包括使处理器通过传感器从用户的便携式电子设备读取访问码的指令。此 外，该指令使得处理器由于从便携式电子设备读取访问码而向便携式电子 设备提供服务相关的信息。
根据特定实施例，可以在向便携式电子设备提供服务相关信息之前、 之后或同时授予用户访问受限区域的权限。
简而言之，本文描述的技术通过用户携带的便携式电子设备提供对服 务或区域的方便且友好的访问。便携式电子设备不仅用于接收访问码以获 取对服务或区域的访问，而且还向用户传送服务相关信息。在一个实施例 中，访问控制系统联接到控制至少一个电梯的操作、更具体地一组电梯中 的各个电梯的操作的电梯控制系统。(电梯)用户可以使用便携式电子设 备与访问码的组合来呼叫和获取对电梯的访问。电梯控制系统处理与读取访问码相关联的呼叫，并分配一个电梯来为该呼叫服务。在这样的应用中， 服务相关信息可以是为服务该呼叫而分配的电梯的指示、或引导信息、或 分配的电梯与引导信息的组合。所分配的电梯例如使用便携式电子设备的 显示器传达给用户。提供给用户的服务相关信息有助于例如准许用户访问 之后的指引。
在一个实施例中，通过显示文本和一个或多个象形图或符号、网页和 /或通过生成可听见的通知中的至少一种来将访问相关信息传达给用户。这 些替代方案提供了适应特定情况的灵活性，包括与残疾用户的沟通。
在使用网页的实施例中也可实现灵活性，特别是将其内容适应于进程 的特定状态的网页。这样的网页可以被称为动态的。在某些实施例中，使 用在便携式电子设备上显示的这样的网页将服务相关信息提供给便携式 电子设备。该网页还可以用于在便携式电子设备上显示访问码，并请求访 问码。此外，可以结合便携式电子设备的服务相关信息，例如结合使用网 页来生成音频消息。
在一个实施例中，访问码被表示为光学代码。这里描述了光学代码的 几个示例，包括颜色码。光学代码可以显示在便携式电子设备的显示器上， 并且用户可以方便地将便携式电子设备放置在靠近系统传感器的位置，从 而可以感测到光学代码。以这种方式，用户不需要手动输入代码。
在某些实施例中，与便携式电子设备的通信基于便携式电子设备的设 备标识符。例如，基于设备标识符(例如，其可以是电话号码)将访问码 发送到便携式电子设备。这准许用户独立于用户的位置来接收访问码。设 备标识符可以包括用于访问控制系统外部的通信系统的全局标识符。根据 特定实施例，设备标识符包括与便携式电子设备相关联的电话号码、用于 推送通知服务的地址、蓝牙设备地址或可通过便携式电子设备访问的电子邮件帐户的电子邮件地址。这些替代方案为适用于不同应用的技术提供了 灵活性。
在一些情况下，当在访问终端从便携式电子设备读取访问码时，便携 式电子设备处于未锁定状态。这要求用户在可以使用访问码之前首先解锁 便携式电子设备。由于只有合法用户才能解锁该设备(例如，通过输入PIN 码)，因此提供了额外的安全措施来防止非法使用访问码。
所公开的方法的至少一些实施例可以使用执行一个或多个方法步骤 的计算机或基于计算机的设备来实施，该计算机或基于计算机的设备具有 用于从一个或多个计算机可读存储介质中执行该方法步骤的读取指令。计 算机可读存储介质可以包括例如光盘、易失性存储部件(例如DRAM或 SRAM)或非易失性存储部件(例如硬盘、闪存或ROM)中的一个或多个。 计算机可读存储介质不能覆盖纯瞬态信号。本文公开的方法不仅仅在人脑 中执行。
附图说明
本文描述的改进技术的新颖特征和方法步骤在下面的权利要求中阐 述。然而，通过参考以下结合附图阅读的详细描述，可以最好地理解改进 的技术本身以及其它特征和优点，其中：
图1示出了使用访问控制系统的区域的示例性实施例的俯视图；
图2示出了访问控制系统的示例性实施例的框图；
图3示出了访问控制方法的示例性实施例的框图；
图4示出了具有分配的电梯和引导信息的指示的便携式电子设备的示 例性实施例；
图5示出了计算机的示例性实施例的框图；
图6示出了光学读取器的示例性实施例的框图；
图7示出了光学代码；
图8A示出了第一示例性图像；
图8B示出了第二示例性图像；
图8C示出了第三示例性图像；
图9示出了示例性图像；
图10示出了具有各自图案的示例性图像；
图11示出了示例性的组合图像；
图12A示出了光学代码的部分；
图12B示出光学代码的部分；
图13示出了其中元件布置成格栅的示例性光学代码；
图14示出了用于产生光学代码的方法的示例性实施例；
图15示出了用于产生光学代码的另一种方法的示例性实施例；
图16示出了用于解码光学代码的方法的示例性实施例；和
图17示出了具有光学代码的便携式电子设备的示例性实施例。
具体实施方式
所述图1示出使用访问控制系统的区域的示例性实施例的平面图。如 本文所使用的，访问控制系统不限于仅控制对访问受限或安全区域的访问； 访问控制系统还可以用于授予对某些服务的访问或者结合呼叫电梯。在一 些实施例中，控制访问和呼叫电梯的功能可以集成到一个系统中。所公开 的技术中的一种或多种可用于类似图1的设置中；然而，至少一些实施例 也可用于其他设置中。
图1示出了区域110和区域112。在该情况下，访问区域110至少在某些 时间一般不受访问控制系统管理。区域110的一个可能的示例是公众一般 能够从外部建筑大门进入的建筑物大厅。另一方面，访问区域112一般由 访问控制系统来管理。因此，区域112视为“安全”区域。一个可能的示 例是旨在仅由员工及其客户访问的办公区域。办公区域可包括由一个或多 个电梯提供服务的多个楼层。在图1所示的具体情况下，区域112通过一组 物理障碍120、122和可动障碍130与区域110分开。在其它实施例中，不存 在物理和可动障碍，而是区域110、112之间的一个或多个分界线被电子监 控。当未授权人员越过分界线或障碍时，访问控制系统不会打开门或障碍， 或系统启动应对措施(例如，通知保安)。
尽管图1中未示出，区域112可通向其他建筑区域(例如房间、楼梯、 电梯、自动扶梯、存储区域或其他地方)。在至少一些情况下，区域110包 括入口140，用户150可通过入口140进入或离开区域110。图1还示出了用 于检测由用户150携带的便携式电子设备170的传感器160。虽然图1示出了 传感器160处于区域110中，但它也可以位于其他地方(例如，位于区域112 中)，并且配置成检测区域110中的活动。图1还示出了访问终端180，其功 能将在下文更详细地解释。通常，访问终端180位于区域110、112之间的 分界线处或分界线附近。
图2示出了访问控制系统200的示例性实施例的框图。系统200包括基 于计算机的控制单元210。控制单元210包括例如被配置为执行本申请描述 的一个或多个方法步骤的处理器。该处理器从存储部件中读取该方法步骤 的对应指令。
控制单元210联接到第一传感器220，该第一传感器220可对应于图1的 传感器160。传感器220可以与便携式电子设备170通信。便携式电子设备 170例如是智能电话、手机、平板电脑、智能手表或其他移动电子设备。 控制单元210还联接到第二传感器240。在一些实施例中，省略了第二传感 器240，仅存在第一传感器220，反之亦然。在一个实施例中，传感器220、 240都包括用于读取光学代码的光学传感器。
控制单元210还联接到访问终端250，访问终端250可对应于图1的访问 终端180。在一些情况下，传感器240和终端250集成到单个单元中；在其 他情况下，它们是分离的部件。在特定实施例中，终端250是来自瑞士 Schindler集团的PORT终端设备。控制单元210还联接到可与便携式电子设 备170通信的无线通信网络260。无线通信网络260包括例如：远程蜂窝通 信网络(如1G、2G、3G、4G或其他类型)；Wi-Fi网络；蓝牙网络；或其 它类型的无线网络。控制单元210通过网络270(例如，互联网、局域网或 其他类型的网络)与系统200的各个部件通信。
在另一些实施例中，控制单元210还联接到一个或多个安全系统部件 280。这些部件可包括例如警报器、摄像头、传感器、锁、障碍(例如， 可动障碍130)或其它部件。
在又一些实施例中，控制单元210还联接到电梯控制系统290。电梯控 制系统290可以使用由控制单元210提供的信息来操作电梯系统。例如，电 梯控制系统290可以使用这样的信息来使得能够安排电梯呼叫(例如，在 酒店中，只有酒店客人才可以呼叫以访问特定楼层)，并且进行包括目的 地呼叫在内的电梯呼叫。此外，控制单元210可以结合访问酒店房间一起 使用。
图3示出了访问控制方法300的示例性实施例的框图。该方法用于控制 对预定服务(例如，建筑物或区域内的引导，或运输(电梯服务))或区 域、例如图1的区域112的访问。虽然此处描述在图2的系统200的情况下的 方法300，但方法300也可以与其他系统实施例一起使用。在参考图3描述 的示例性场景中，与访问码相关的信息已被发送到便携式电子设备170。 该信息通过例如图2的网络260的无线通信网络以例如SMS形式发送到便 携式电子设备170。SMS在一个实施例中包括需要用户在便携式设备170上 触摸以激活访问码的网页链接。在这个阶段，用户拥有访问权。
当用户意在使用该访问权时，用户触摸显示在便携式设备170上并且 包含在SMS中的网页链接。响应于使用网页链接，系统使得诸如以光学代 码形式(例如，条形码、QR码或颜色码)的访问码显示在便携式电子设 备170上。在方法步骤310，用户随后在访问终端处出示显示着光学代码的 便携式电子设备170。
在方法步骤320中，系统使用终端内或终端附近的传感器(例如，第 二传感器240)从便携式电子设备170读取访问码。系统验证访问码是否有 效。
在方法步骤330中，一旦访问码被读取并被确定为有效，则系统获得 并向便携式设备170提供服务相关信息。服务相关信息可包括指示用户应 使用哪个门、大门、平台、走廊、电梯或路径。服务相关信息可以通过文 本、一个或多个象形图或符号或可听见的通知、网页或这些方法的组合提 供给用户。在一个实施例中，访问相关信息到便携式电子设备170的传输 是经由因特网发生的，如上文参考网络270所述。
在某些应用中，参考图3描述的方法还可包括在便携式电子设备170上 显示动态信息。如上所述，用户使用SMS中的网页链接来获得网页服务。 作为响应，便携式电子设备170例如使用HTML5或者Javascript来显示网页。 在一个实施例中，网页是动态的，并且将显示的内容适应于进程的特定状 态。使用显示的网页，用户可以请求显示访问码(光学代码)。根据具体 实施例，用户需要明确地请求显示访问码(例如，通过点击符号或区域)， 或者自动显示访问码，而不需要用户的进一步操作。
由于便携式电子设备170现在显示了访问码，用户可以将便携式电子 设备170出示给用于读取访问码的光学读取器。系统验证该访问码并确定 与该访问码相关联的操作。例如，访问码可能需要进入访问受限区域。在 这种情况下，如果代码有效(例如已知且尚未到期)，系统将准许访问。 访问码还可以用于获得服务相关信息。在这种情况下，如果代码有效，则 系统向用户提供信息。可以使用SMS或推送通知向用户提供该信息。在一 个实施例中，通过所述动态网页提供信息。该系统使得该网页的显示内容 适应于该进程的当前状态。在该实施例中，用户不需要执行任何动作，并 且自动显示服务相关信息。以这种方式，通过动态网页作为反馈通道来向 用户提供反馈。在一个实施例中，经由网页的反馈可以与至少一个音频消 息组合以帮助视觉受损的用户。
这些实施例示出了本文描述的技术可以与启用SMS、电子邮件或网页 服务的任何便携式电子设备170一起使用。该技术不要求在便携式电子设 备170上安装特定的软件或应用程序(APP)。这对于不太熟悉安装应用程 序或由于公司政策而不准许安装应用程序的用户特别有益。
在一个说明性实施例中，用户需要电梯到达期望的目的地(例如，一 个楼层)。为了获取对电梯的访问并且能够呼叫电梯，用户将显示着访问 码的便携式电子设备170出示给访问终端(参见方法步骤310)。响应于这 样的电梯呼叫，电梯控制系统290处理接收到的控制信号并分配电梯以服 务该呼叫。如果建筑物中有多个电梯，例如电梯A-D，则电梯控制系统290 在一个实施例中选择能够最快地服务该呼叫的电梯。系统获得关于哪个电 梯已经被分配给该电梯呼叫的信息，并且将该信息作为服务相关信息的一 部分例如通过所提到的网页作为反馈通道提供给便携式电子设备170。服 务相关信息可以包括引导信息，例如如何到达所分配的电梯。在方法步骤 340中，系统准许用户访问。
在某些应用中，可以限定更高的安全性要求(例如，仅已知且授权的 用户可以访问，而不是以合法或非法的任何方式获取访问码的人)，并且 系统中可以实施附加特征。例如，在用户在接近例如家的区域111、112之 前已经接收到访问码的情况下，附加特征包括访问码的认证。在方法步骤 340中准许用户访问并且响应于方法步骤320中的访问码的读取之前，系统 可以请求认证以确保仅准许最初请求访问区域112的已知且授权的用户访问。在一个实施例中，系统响应于从便携式设备170读取的访问码(方法 步骤320)来检索或生成验证码。
系统将验证码发送到便携式设备170，即最初接收访问码的同一设备。 在某些实施例中，用户可以例如通过键入PIN在终端输入验证码，或者当 便携式电子设备170出示给终端时，位于终端内或终端附近的传感器(例 如，第二传感器240)从便携式电子设备170感测验证码。仅当设定的时限 内提供验证码时，该系统才准许用户访问。在某些实施例中，验证码是PIN 或光学代码。验证码仅在有限时间(例如，1分钟、2分钟、5分钟、10分 钟)内有效，有效时间被选择为尽可能短。
当用户在方法步骤330中将设备170出示给终端时，设备170处于“解 锁”状态。在本申请和权利要求书中，当设备170的至少一些功能或设备 170中存储的某些信息不可用时，设备170被“锁定”，除非用户通过对设 备170进行认证来“解锁”设备170。例如，有些智能电话的用户必须通输 入PIN或输入其他信息到电话中以访问存储在电话上的程序或数据。另一 些设备可使用生物特征数据(例如，指纹)、触敏区域上的手势或输入类 型的组合来解锁。只有当设备被解锁时，才可以在方法步骤320中显示光 学访问码并随后被读取。
在特定实施例中，访问码由web服务器生成。Web服务器将访问码发 送到数据库、控制单元和便携式电子设备170。在另外的实施例中，访问 码由数据库生成，数据库然后将访问码发送到控制单元和便携式电子设备 170。访问码也可以由控制单元生成。可以相应地生成验证码。
在所公开的实施例中的任何一个中，访问码的有效性可以被限制至在 访问码被发送至便携式电子设备170之后的特定时间量(例如，1分钟、2 分钟、5分钟、10分钟)、被限制至特定时间段(例如，星期三上午9点到 10点之间)或特定使用次数(例如，访问码仅可使用一次、两次、五次、 十次或其它次数)。如上所述，验证码优选地被限制在特定的时间量，因 为用户已经处于访问终端并且可以基本上没有延迟地输入访问码。在这种 情况下，当用户处于访问终端期望访问该区域时进行验证。
所公开的技术中的至少一些版本可以用于其中在一个范围内的多个 区域具有不同的安全等级或需求的设置中。例如，在一个实施例中，用户 通过向访问终端出示其中存储有对应的访问码的便携式电子设备170而被 授权访问安全区域，该用户先前已经解锁了设备170。访问码的有效性限 制至在该访问码被发送到设备170后的特定时间量(例如，1分钟、2分钟、 5分钟、10分钟、半天、一天或其它时间量)。
该实施例可以与最初需要出示具有访问码的解锁的设备170、随后提 供验证码的实施例结合起来，此后，出示具有访问码的锁定设备170就足 够了。在具有多个单独的安全区域、每个区域具有其自己的访问终端的建 筑中，出示解锁设备170用于提供访问码和验证码可能足以仅在特定区域 (例如，建筑的主入口)内获取访问。在选定的时间段(例如，半天、一 天或其它时间段)之后，访问控制系统可能要求用户再次向访问终端出示 解锁的便携式电子设备170，即使用户尚未离开该具体区域。
图4中示出了便携式电子设备170的示例性显示器620。区域630中指示 分配的电梯(这里：轿厢B)，区域640中指示引导信息。在一个实施例中， 可借助于箭头650指示引导信息。
图5示出了计算机800的示例性实施例的框图(例如，访问控制系统控 制单元的一部分、便携式电子设备170的一部分、访问终端的一部分、电 梯控制单元的一部分、数据库的一部分、无线通信网络的一部分)，其可 以与本文公开的一种或多种技术一起使用。计算机800包括一个或多个处 理器810。处理器810联接到存储器820，存储器820包括存储软件指令830 的一个或多个计算机可读存储介质。当由处理器810执行时，软件指令830 使处理器810执行本文公开的一种或多种方法步骤。计算机800的其他实施 例可以包括一个或多个附加部件。计算机800可以通过输入/输出部件(未 示出)连接到一个或多个其他计算机或电子设备。在至少一些实施例中， 计算机800可以通过网络840连接到其他计算机或电子设备。在特定实施例 中，计算机800与位于本地、远程或两者兼有的一个或多个其他计算机一 起工作。因此可以使用分布式计算系统来执行一个或多个所公开的方法。
所公开的实施例中的至少一些可以提供更方便和用户友好的访问控 制。例如，为了访问安全区域，用户不需要携带除便携式电子设备170之 外的标记物，便携式电子设备170可以是诸如智能电话之类的用户随身携 带用于其它目的的东西。而且，在一些实施例中，在系统的操作期间，用 户不需要手动输入或甚至知道访问码。
要求用户拥有便携式电子设备170以便能够解锁设备170并且能够输 入验证码的实施例可以用作改进的多因素认证方法。
图6示出了光学读取器910的示例性实施例的框图，其可以安装在图1 的访问终端中，并且联接到图5的计算机800。读取器910包括联接到读取 器控制单元930的图像传感器920。图像传感器920包括例如CCD(电荷联 接器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或其它类型的 光学传感器。在某些情况下，图像传感器920可以对焦在图像上；在其他 情况下，图像传感器920没有装备成对焦于图像。图像传感器920可以具有 透镜，或者其可以在没有透镜的情况下工作。读取器控制单元930是基于 计算机的设备，其包括被编程为执行本申请中公开的一种或多种方法步骤 的处理器。处理器可以联接到存储用于处理器的相应指令的存储器。读取 器910感测(“读取”)图像940。图像940出现在便携式电子设备(未示出) 的显示器上，或者另一表面(例如，一张纸)上。
在本申请中描述的实施例使用的光学代码是一维或二维图像。应用中 描绘的示例性光学代码中的至少一些在形状上通常是正方形，但是其他光 学代码可具有其他形状(例如，矩形、圆形、椭圆形、三角形或其它形状)。 以光学代码编码的信息可包括例如数字、字母、字母和数字的组合，或任 何其他类型的信息。
即使代码的一部分对于光学读取器是不可见的，也可以从代码中提取 在本申请中描述的光学代码中编码的信息。这是可能的，因为编码的信息 在代码的多个区域中示出。具体地，代表编码信息的特定特征在代码的多 个区域中被重复。(这些特征的示例在本申请的其他地方描述。)
图7示出了具有区域1010的光学代码1000(为了清楚起见，图7中未示 出代码1000的详细特征)。在该示例中，所谓的编码区域1012包含足够的 特征来表示编码信息。编码区域1014、1016、1018和1020也各自包含足够 的特征来表示编码信息。如在该示例中所看到的，编码区域可以具有各种 尺寸和位置。两个编码区域也可以部分重叠，例如区域1018、1020。区域 1022是包含一个或多个其他编码区域的编码区域的示例。包含在区域1012、1014、1016、1018、1020、1022中的任一个中的信息足以准许光学读取器 对光学代码1000中编码的信息进行解码，即使代码的一个或多个其他部分 对读取器不可见。代码的一部分可能不可见，因为例如：代码被物体部分 地遮蔽(例如，用户的手指处于显示代码的显示器的一部分上)；光学代 码与光学读取器的图像传感器非常接近，其中一些代码位于传感器的视野 之外；图像传感器脏污或损坏；显示代码的显示器脏污或损坏；或其它原 因。
通常，代码中编码区域的数量越多，代码读取成功的可能性就越大。 尽管图7所示的编码区域都是圆形的，编码区域也可具有其它形状(例如， 矩形、圆形、椭圆形、三角形或其它形状)。尽管图7中所示的区域分别是 单独的相邻区域，在另一些实施例中，编码区域可以包括两个或更多个非 相邻的区域。每个非相邻区域本身可以包含或不包含足够的特征来表示编 码的信息，但是它们一起则确实包含足够的特征。
在至少一些实施例中，根据光学读取器的已知或期望的感测区域来选 择光学代码的编码区域的数量和布置。术语“感测区域”是指由光学读取 器捕获的光学代码的区域。在不同的实施例中，感测区域可具有各种形状 (例如，矩形、圆形、椭圆形、三角形或其它形状)。“最小感测区域”是 光学读取器可以捕获的光学代码的最小区域，并且仍然具有足够的有效特 征来对编码的信息进行解码。换句话说，最小感测区域需要包含光学代码 的编码区域。因此，光学代码的编码区域可被布置成使得无论光学读取器 读取光学代码的哪个部分，只要该部分至少与最小感测区域一样大，则读 取器可以解码来自代码中任何位置的光学代码的编码信息。当然，在许多 情况下，光学读取器可能捕获代码的尽可能大部分，因此实际感测区域可 大于最小感测区域。感测区域或最小感测区域可以包括单个相邻区域，或 者其可以包括两个或更多个非相邻区域。
当产生光学代码时，可以假设最小感测区域可能不准许解码如期望的 一样容易。例如，最小感测区域可提供足够的信息来解码代码，但是速度 比期望的慢，或者计算成本比期望的高。由于这些原因，可以使用比最小 感测区域略大的感测区域(例如，比最小感测区域大1％、5％、10％、15％、 20％或其它数值的区域)。使用这个较大的感测区域可以使代码的解码更容 易。
可以使用一个或多个图像来生成光学代码。在一些实施例中，光学代 码基于单个图像。在另外的实施例中，光学代码基于两个或多个图像的组 合。
图8A示出了由多个形状1112、1114、1116、1118、1120、1122组成的 示例性图像1110。虽然在线条图中不明显，但是这些形状各自填充有相同 的单色。图8B示出另一个示例性图像，其由类似图像1110中的那些形状的 多个形状组成。然而，在这种情况下，表面填充有图案而不是单色。图8C 示出另一个示例性图像1150，其由类似图像1110中的形状的多个形状组成。 然而，在这种情况下，表面填充有额外的形状，即小三角形和小圆圈。在 另外的实施例中，可以在图像中使用梯度，包括由渐变并因此似乎缺少明 确界定的边界而形成的形状。
图8B中的矩形1132表示正在读取图像1130的光学读取器的最小感测 区域。在这种情况下，矩形1132内的图像1130的部分由图像1130的两个图 案形状和背景1136填充。形状和背景的存在指示在图像中编码的特定数据。 矩形1134表示图像1130的另一最小感测区域。同样在这种情况下，矩形 1134中的图像1303的部分由图案形状和背景1136填充。大于最小感测区域 感测区域1132、1134将同样地覆盖背景和图案形状的部分。在图8B的情况下，背景1136可以是例如单色或其他图案。
在不同实施例中，图像的背景不用于对数据进行编码，而是帮助校准 光学读取器的图像传感器。背景也可以作为装饰。
转到图8C，矩形1152、1154各自表示正在读取图像1150的光学读取器 的最小感测区域。在该特定图像中，相关特征是预定区域内小三角形的数 量与小圆圈的数量的比率。在区域1152、1154中的每一个区域中，小圆圈 与小三角形的比例为1:1。光学读取器可以识别该比例并使用它来辨认图像 1150(即，将图像1150与至少一个其他图像区分开)。大于最小感测区域 1152、1154的感测区域同样将覆盖其中小圆圈与小三角形的比例为1:1的图像1150的一部分，因为该特征在整个图像1150上基本一致。
在一些实施例中，通过组合一个或多个图像来形成光学代码。图9示 出了示例性图像1210、1220、1230、1240，每个图像包括一组形状，例如 图像1210中的形状1212。图像1210、1220、1230、1240彼此不同之处在于 它们的形状填充有不同的图案。图10示出了各自填充有相应图案的示例性 图像1310、1320、1330、1340。图11示出了图9和图10中的选择的图像可 以彼此组合以产生光学代码。例如，图像1410是图像1210和1310的组合； 图像1420是图像1240和1320的组合；图像1430是图像1230和1330的组合； 以及图像1440是图像1230和1340的组合。图11中的每个图像可用于表示特 定值。例如，图像1410可以指示“0”，图像1420可以指示“1”，图像1430 可以指示“3”，并且图像1440可以指示“4”。还可以使用基于图9和图10 的图像的附加组合并分配相应的值。
在一些实施例中，图9的图像可以与单色背景而不是如图10中的图案 化背景相组合。
在另一些实施例中，光学代码的元素被布置在空间的网格中。网格的 空间可以是正方形的，或可以具有另一形状。这些空间可具有围绕空间内 容物的边框(例如，黑线或另一颜色的线)，或空间可以围绕内容物而不 具有边框。布置在网格空间中的每个元素都具有准许光学读取器将其与另 一可能元素(可能在网格中实际存在或不存在)区分开的可见特征。可能 的特征可包括，例如：颜色、图案、形状、渐变、字母、数字或其他属性。
图12A示出了示例性光学代码1510的左上侧部分。代码1510包括布置 在网格中的元素，例如元素1512、1514、1516。元件1512、1514、1516是 正方形，分别具有不同的填充图案。网格的剩余方形元素各自具有这些填 充图案中的一个，使得元素1512、1514、1516在光学代码1510上依次重复。 代码1510使用的特定图案、具有这些图案的元素的相对比例或其两者都指 示被编码在代码1510中的特定信息。
图12B示出了示例性光学代码1520的左上侧部分。代码1520还包括布 置在网格中的元素，例如元素1522、1524、1526。这些元素是正方形，但 是它们被填充有各种形状：元素1522包含三角形，元素1524包含圆形，以 及元素1526包含星形。网格的剩余方形元素各自包含这些形状之一，使得 元素1522、1524、1526在光学代码1520的表面上依次重复。代码1520使用 的特定形状、具有这些形状的元素的相对比例或其两者都表示被编码在代 码1520中的特定信息，
图13示出了其中元素(填充颜色的正方形)被布置在网格中的示例性 光学代码1600。网格中的每个元素都是红色、绿色或蓝色的正方形。(在 图13的线图中，每个颜色由不同的图案表示，如图所示)。在一个实施例 中，元素是大约0.2-0.3cm的正方形；也可以使用其他的元素尺寸。虽然图 13的示例使用三种不同颜色的正方形，其它实施例可以使用任何数量的颜 色(例如，两种颜色、四种颜色、五种颜色、六种颜色或另一数量的颜色)、 任何数量的填充图案，或两者兼有。通常，使用较少数量的颜色或图案意 味着颜色或图案可使彼此的区别更明显，从而更容易被光学读取器辨识。 然而，使用更大数量的颜色或图案增加了可以在光学代码中编码的信息量。
矩形1610表示代码1600的最小感测区域。在这种情况下，矩形1610具 有大约一个元素乘以三个元素的尺寸。该区域足够大，可用于确定代码 1600中的红色、绿色和蓝色方块的比例。当然，也可以使用更大的感测区 域。例如，可以使用三个元素乘以三个元素的感测区域。根据不同的实施 例中，可以基于正方形的数量或者基于由正方形所占据的表面面积来确定 比率。
在一些情况下，最小感测区域的尺寸至少部分地是可用元素的不同类 型的数量(例如，在该示例中，正方形有多少种不同颜色)的函数。例如， 如果代码1600可以由五个不同颜色或十个不同颜色的正方形构造，那么矩 形1610可能太小而不能确定全部五个颜色或全部十个颜色的比率。通常， 尽管最小感测区域的概念在理解所公开的技术的方面是有用的，但是当对 代码解码时，光学读取器不需要知道或使用特定光学代码的最小感测区域。 在具体实施例中，光学读取器被编程以识别光学代码中的一个或多个特征， 并且基于所识别的特征及其尺寸确定图像的尺寸。如果需要，则读取器随 后可以测量图像。基于图像的尺寸，读取器还可以确定用于光学代码的最 小感测区域。
代码1600可与其中一组颜色的比率确定在代码中被编码的值的实施 例一起使用。下面的表格1给出了示例性编码方案。在表格中，“R”表示 红色，“G”表示绿色，和“B”表示蓝色。
Figure BDA0002253669330000151
Figure BDA0002253669330000161
表格1
将表格1的编码方案施用到代码1600的示例中，代码1600包含的R:G:B 的比率为1:1:1。因此，码1600被解释为编码成值0。
在特定实施例中，根据例如网格尺寸、用于网格元素的颜色数量和用 于将元素布置在网格中的图案等因素，光学代码可表现为由竖直或水平彩 色条块而不是单独的正方形元素组成。
在图13的实施例的另一变型中，网格空间被彩色形状而不是彩色正方 形占据。例如，可以使用矩形、圆形、椭圆形、三角形、十字形、菱形、 八卦形或其它形状。
图12A、12B和13的示例描述其中元素(例如，形状、图案填充的正 方形、颜色填充的正方形)以规定顺序通过网格重复的实施例。在其它实 施例中，网格中的元素不以任何特定顺序重复。例如，元素可以以随机顺 序或以伪随机顺序布置在网格中。然而，在至少一些情况下，如果元素以 规定顺序重复，则用于图像的最小感测区域可以更小，因为这可以有助于 确保元素更平均地分布在整个光学代码中。
图12A、12B和13的示例还描述了其中规定的一组元素在网格中沿着 行或沿着列重复的实施例。例如，图13示出了沿着网格的每行重复的“红 色正方形、绿色正方形、蓝色正方形”的图案。在其它实施例中，两组或 多组元素在网格中彼此正交地重复。在一个示例中，彩色正方形的网格包 括第一组元素，“红色正方形、绿色正方形、蓝色正方形”，并且第二组元 素，“黑色圆、黄色星、绿色正方形渐变色”。第一组和第二组在网格上重 复，第一组和第二组彼此正交地布置。
图14示出用于生成光学代码的方法1700的示例性实施例。方法1700通 过计算机被执行并且可通常用于生成本文中讨论的任一光学代码实施例。 在方法步骤1710中，计算机接收数据以用于在光学代码中编码。数据包括 例如数字、字母、词或另一条信息。在方法步骤1720中，计算机生成具有 多个编码区域的图像，每个区域都包括数据的相应表示。换句话说，数据 被编码在每个编码区域中，使得如上所述，数据可以使用区域中的任一个 被解码。在一些情况下，在方法步骤1730中，光学代码被传送到用户。用 户然后可以向读码器出示代码。
图15示出用于生成光学代码的另一方法1800的示例性实施例。类似方 法1700，方法1800通过计算机被执行并且可用于生成本文中讨论的任一光 学代码实施例。在方法步骤1810中，计算机接收数据以用于在光学代码中 编码。数据包括例如数字、字母、词或另一条信息。
在方法步骤1820中，计算机从一组编码图像中选择图像。编码图像是 可以用于表示数据的图像。例如，图13的图像和参照图13的示例描述的其 他图像可以形成一组编码图像，可以从该组编码图像中选择一个图像。来 自图8A-8C的图像也可以形成一组。在一些情况下，选择的图像包括至少 两个元素，所述至少两个元素代表指示被编码数据的比率。例如，图8C的 光学代码1150包括代表比率的小三角形和小圆形。作为另一示例，在图13 中，红色正方形、绿色正方形和蓝色正方形表示比率。在其它情况下，特 定元素(例如，某个颜色或图案的元素)的存在表示被编码的数据。在一 些实施方案中，在方法步骤1820中所选择的图像形成光学代码。
在一些实施例中，在图像被选择之后，在方法步骤1830中的一组编码 图像中选择一个额外的图像。选择的图像在方法步骤1840中被组合以形成 光学代码。图9和10的图像是其中可以选择两个图像的多组图像的示例。 图11示出从图9和10的图像产生的组合图像的示例。
光学代码是否基于组合图像或单个图像而生成取决于具体的实施例。 在许多情况下，可以使用单个图像或组合图像生成类似或相同的光学代码。 例如，可以通过结合三个图像以生成图13的图像，三个图像中的每个都包 括用于相应颜色的多组正方形。作为另一示例，图11的图像还可以分别被 存储为单个图像，使得当使用时其不需要由两个分离的图像生成。
返回到图15，在一些情况下，在方法步骤1850中，光学代码被传送到 用户。然后，用户可以将代码出示给读码器。
图16示出用于解码光学代码的方法1900的示例性实施例。在方法步骤 1910中，光学读取器使用图像传感器以获得图像。通常，图像至少是示出 在便携式电子设备的显示器上的图片的一部分。然而，在一些实施例中， 图片是在一张纸或其它的非电子表面上。图片包括本文中公开的任一光学 代码的实施例。因此，所产生的图像包括至少一个编码区域并且可能包括 多个编码区域。规定的编码区域可以由多个非邻近的更小的区域构成。在 一些实施例中，每个编码区域都包括至少第一元素和第二元素，元素之间 的比率代表共用的被编码数据值。在其它情况下，特定元素(例如，某个 颜色或图案的元素)的存在表示被编码的数据。
在方法步骤1920中，光学读取器识别图像中的第一和第二元素。这可 以使用任何计算机视觉算法来完成，例如诸如OpenCV的来自计算机视觉 库的算法。
在一些实施例中，读取器可以使用来自计算机视觉库的函数在图像中 识别每个颜色的一个或多个最大区域。该技术可以与例如图16的多颜色网 格一起使用。一旦每个颜色的区域被确定，则每个颜色的区域的比率被确 定。基于该比率，编码值(例如，使用查找表)被确定。(使用颜色的) 该实施例的伪代码的示例如下所示：
a＝find_area(颜色＝红色)
b＝find_area(颜色＝绿色)
c＝find_area(颜色＝蓝色)
r＝evaluate_ratio(a，b，c)
encoded_value＝decode(r)
用于这种(使用形状的)实施例的伪代码的另一示例如下所示：
Num_shape_l＝Count(findshape(十字形))
Num_shape_2＝Count(findshape(正方形))
r＝evaluate_ratio(Num_shape_l，Num_shape_2)
encoded_value＝decode(r)
在其它实施例中，读取器识别光学代码中的特定图案或形状。基于代 码中存在哪个图案或形状，读取器确定编码值。这种(使用图案的)实施 例的伪代码的示例如下所述：
a＝find_pattern(点)
b＝find_pattern(线)
c＝find_pattern(阴影)
encoded_value＝decode(为真(a)，为真(b)，为真(c))
在使用图像元素之间的比率的实施例中，在方法步骤1930中，确定图 像的第一元素和第二元素的比率。比率可以基于(1)所述第一元素和第 二元素的相应数量，或者比率可以基于(2)由图像中的那些元素占据的 相应表面面积的尺寸，或者比率可以基于(1)和(2)的混合。在不使用 比率的实施例中，省略该方法步骤。
在方法步骤1940中，光学读取器基于所确定的比率或所确定的元素来 确定被编码的数据值。这可以使用例如数据结构来完成，数据结构表示哪 些数据值对应哪些比率或哪些对元素。上述表格1是其一个示例。在一些 实施例中，所确定的数据值被传递到另一部件或系统，诸如访问控制系统。
虽然方法1900的方法步骤被描述为由光学读取器执行，但是至少一些 方法步骤可以通过基于计算机的控制单元来替代地执行。
图17示出包括显示器2010的便携式电子设备2000。在此实施例中，光 学代码2020被示出在由边框2030围绕的显示器2010上。边框2030有助于显 示代码2020的边界，使得光学读取器不容易将代码2020之外的物体理解为 所述代码的一部分。在图17中，边框2030是较厚的黑线，但在各种实施例 中，边框2030可具有其他形式和颜色。
在具体的实施例中，光学读取器读取一系列多个光学代码。读取器可 以在例如智能电话或其它设备的显示器上或在非电子的表面例如一张纸 上查看这些代码。代码被一个接一个地示出，类似于移动图片或幻灯片的 形式。该代码可以循环地示出以使读取器有多次机会来识别它们。使用多 个代码可以增加光学读取器从所述设备读取的信息量。在一些实施例中， 光学代码中的一个用作校验信息(例如，作为校验位或校验图像)。在其 它实施例中，代码中的一个指示一系列代码的启动。
在一些情况下，当便携式电子设备显示一系列光学代码时，单独编码 的可读性可以通过显示在每个代码之间的“中性”边框而被改进。中性边 框是主要用于指示在光学代码之间的过渡的图像。例如，中性边框可以是 单色边框，诸如黑色、灰色、白色或另一颜色的边框。附加地，可以以比 光学读取器的帧速度更高的速度示出编码。例如，可以以约为光学读取器 的帧速度的两倍(例如，读取器具有约30fps的帧速度，图像以约60fps的 帧速度被示出)的速度示出编码。这可以避免当电子装置的显示器和光学 读取器的图像传感器不同步时出现的问题。
便携式电子设备可以使用各种软件程序显示光学代码，例如：网页浏 览器；媒体浏览器(例如，用于图形、电影或用于两者)；专用的应用程 序；或其他程序。
在至少一些所公开的实施例中，光学代码的特征大到足以由人眼来辨 别。
在任一公开实施例中，填充图案可以包括数字、字母或其他字符。在 其它实施例中，用于形成光学代码的图像包括跨越至少一部分图像延伸的 一个或多个条块(笔直条块、波状条块、梯形条块)。
通常，即使代码的一部分不可读或不可用，所公开的实施例仍然准许 光学读取器从光学代码读取信息。因此，光学读取器的稳健性得以改善。
至少一些公开实施例提供的光学代码可以比其它光学代码(例如，QR 码)更快速地被读取。此外，当代码的一部分对光学读取器不可见时，可 以读取任何公开的光学代码。
通常，所公开的实施例准许光学代码在代码相对于光学读取器移动的 同时被读取，这使得代码读取过程更稳健。例如，在代码朝向或远离读取 器移动的同时可以读取代码。作为另一示例，可以在代码相对于读取器转 动的同时或在被保持为相对于读取器成角度的同时读取代码。这些方面可 以在用户仍然在读取过程中不能拿稳光学代码(例如，如果用户因年龄或 残疾而在物理上无法做到)的情况下改进可读性。
其它实施例不要求图像传感器聚焦在显示所述光学代码的表面上。因 此，图像传感器不需要能够执行聚焦。如果传感器可以执行聚焦，则传感 器将仍然能够在聚焦发生之前充分读取代码。这可以准许代码被更快地读 取，尤其是显示代码的表面在读取过程中移动的情况下。
公开的实施例通常可以与任何光学代码应用一起使用。一个示例性应 用是访问控制。访客可以从主机接收已经应主机的请求被发送的光学代码。 在某些情况下，对该请求收取费用。客人的智能手机能够通过可能无线网 络接收光学代码。光学代码可包括单个图像或时变序列的多个图像(例如， 电影)。当客人在主机建筑物处接近安全门时，客人使用智能手机显示光 学代码，并且客人向光学读取器出示智能手机。所述读取器从手机读取代 码并且将代码发送到访问控制系统。在一些实施例中，访问码与电梯呼叫 相关联。该控制系统将呼叫发送到电梯控制系统，电梯控制系统分配一个 电梯以服务于该请求。一旦核实了代码，则访问控制系统准许客人进入建 筑物，并将访问相关的信息(例如，所分配的电梯和引导信息)传送给用 户。
虽然某些数据在本文中被描述为存储在表格或其他数据结构中，通常 这样的数据可以存储在任何适当类型的数据结构中；可以使用算法来生成 存储数据的结构。
虽然本文公开的多个方法的一些实施例被描述为包括特定数量的方 法步骤，但是给出的方法的其他实施例可以包括比本文明确公开的方法步 骤更多或更少的方法步骤。在其它实施例中，以不同于本文公开的顺序执 行方法步骤。在一些情况下，两个或多个方法步骤可以组合成一个方法步 骤。在一些情况下，一个方法步骤可分成两个或多个方法步骤。
虽然多个公开的访问系统的实施例一般被描述为控制对物理区域的 访问，但是实施例中的任一个可以适于控制对信息(例如，存储在计算机 中的信息)的访问。
除非另有说明，有关一列项目中的“至少一个”的术语表示这些项目 的任一组合。作为示例，“a、b或c中的至少一个”旨在覆盖：a；b；c；a 和b；a和c；b和c；以及a、b和c。作为另一示例，“a、b和c中的至少一个” 旨在覆盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。
本文中使用的“用户”可以是一个人、一群人、机器、物体或动物。

Claims (9)

1.一种使用具有基于计算机的控制单元的访问控制系统控制对原本访问受限服务或区域的访问的方法，包括：
基于用户的便携式电子设备的设备标识符向所述便携式电子设备发送访问码，所述设备标识符包括用于访问控制系统的外部通信系统的全局标识符；
在服务场所使用所述访问控制系统的电子读取器读取来自所述用户的所述便携式电子设备的访问码；
验证读取的访问码是否有效，如果所述访问码被确定为有效，则准许对原本访问受限服务或区域的访问；和
作为从便携式电子设备(170)读取访问码的结果，通过外部通信系统作为反馈通道向便携式电子设备提供服务相关信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用在所述便携式电子设备上显示的网页将所述服务相关信息提供给所述便携式电子设备。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用所述网页在所述便携式电子设备上显示所述访问码。
4.根据权利要求2或3所述的方法，还包括使用所述网页来请求所述访问码。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述便携式电子设备处与所述服务相关信息一起生成音频消息。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述访问码在所述便携式电子设备上显示为可机读的光学代码。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括处理与读取的访问码相关联的电梯呼叫并分配电梯以服务于所述电梯呼叫，其中，所述处理和分配由电梯控制系统执行。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述服务相关信息包括用户被分配电梯的指示和引导信息中的至少一个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，提供所述服务相关信息包括使所述便携式电子设备显示一个或多个图形或符号和文本中的至少一个，和/或产生听觉通知。
CN201911044142.7A 2014-12-02 2015-12-02 向便携式电子设备提供反馈的访问控制系统 Pending CN110963383A (zh)

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