CN201258633Y - 一种智能门锁装置 - Google Patents

Abstract

一种智能门锁装置，属于锁具领域。本实用新型的技术方案是，提供一种智能门锁，具有摄像模组、处理器以及人像识别模块，处理器通过外部总线与摄像模组连接，摄像模组将获取的人像信息传入处理器，处理器利用人像识别模块对人像信息进行识别处理，根据处理的结果来确定门锁的开合。摄像模组包括红外照明装置和摄像头，摄像头具有红外滤光片，所述红外滤光片用于滤除可见光部分，以避免环境光线对识别模块的影响。本实用新型将人脸识别技术应用到门锁上，解决了传统人像识别中可见光线的影响，直观可靠，具有独特的安全性。

Description

一种智能门锁装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能门锁，特别是涉及一种识别人脸的智能门锁，属于锁具领域。

背景技术

随着电子信息技术的迅猛发展，传统锁具不断向高科技智能化方向发展，如指纹锁。指纹锁应用指纹识别技术，通过提取用户指纹验证用户身份。人脸识别作为生物特征识别领域的热点问题，与指纹识别相比，应用到门锁领域，直观友好，但是传统人脸识别的运算量大、运算复杂度高，对硬件资源的要求较高。专利CN2718676Y采用数字信号处理器DSP为芯片，使得嵌入式人脸识别成为可能，但是存在两个未解决的根本问题，一是人脸识别性能受可见光影响较大，对光照有约束要求，应用环境十分有限；二是运算量和功耗太大，达到2W左右，只能采用外加电源供电，不可能采用电池供电，致使人脸识别无法应用到门锁上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够实现电池供电、彻底解决传统人脸识别受可见光线影响和光照约束的智能门锁。

本实用新型解决技术问题采取的技术方案是，该装置包含摄像模组、处理器以及人像识别模块，处理器通过外部总线与摄像模组连接，摄像模组将摄入的人像信息传入处理器，处理器利用人像识别模块对人像信息进行识别处理，根据处理的结果来确定门锁的开合。

所述摄像模组包含照明装置和摄像头。所述照明装置为红外照明装置。所述摄像头包含红外滤光片，红外滤光片用于滤除可见光部分，以避免环境光线对人像识别模块的影响。所述处理器为数字信号处理器DSP。

本装置进一步包含液晶显示器LCD、电源、按键、锁具执行机构、应急钥匙和锁舌；所述连接方式如下：数字信号处理器DSP通过外部总线与液晶显示器LCD连接，通过输入输出IO口分别与内锁体内的登记按键、删除按键和外锁体内的上电按键连接，并连接锁具执行机构，锁具执行机构连接锁舌。

液晶显示器LCD上显示一个用于充满用户头像的对准框，对准框尺寸较小，用文字和声音提示用户，将自己头像充满该对准框。

电源为电池电源，通过实时电池电压监测，报警提示用户更换电池。

本实用新型的有益效果是，采用红外摄像模组、红外照明装置解决可见光线对人像识别的影响，通过在液晶显示器LCD上采用较小尺寸的头像对准框，优化算法，降低运算量和功耗，采用按键上电设计，降低静态功耗，并充分利用数字信号处理器DSP技术的高性能和低功耗，实现电池供电，将人脸识别技术应用到门锁上，直观可靠，具有独特的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述智能门锁装置的系统结构示意图。

图2是本实用新型所述智能门锁装置的摄像头的结构示意图。

图3是本实用新型所述智能门锁装置的红外滤光片光谱透过率曲线示意图。

图4是使用本实用新型时，用户头像偏离LCD对准框的示意图。

图5是使用本实用新型时，用户头像充满LCD对准框的示意图。

图6是本实用新型所述智能门锁装置的一种数字信号处理器DSP硬件实现框图。

图中：1、外锁体  101、处理器  101a、人像识别模块  102、摄像模组  102a、镜头组  102b、图像传感器芯片  102c、红外滤光片103、液晶显示器  103a、对准框  104、锁具执行机构  105、应急钥匙106、上电按键  2、内锁体  201、电源  202、登记按键删除按键3、门板

具体实施方式

如图1所示，本实用新型装置由内锁体和外锁体构成。内锁体内包含电源、登记按键和删除按键。登记按键启动人脸图像登记，删除按键启动人脸图像删除，电源为电池电源，采用碱性电池、镍氢电池或者锂电池供电。

外锁体内包含处理器、摄像模组、人像识别模块、液晶显示器LCD、锁具执行机构和上电按键。本实用新型以数字信号处理器DSP为主处理器，处理器通过外部总线分别与摄像模组、液晶显示器连接。摄像模组用于获取人像信息。液晶显示器用于显示菜单、图像和操作信息。摄像模组包含有红外照明装置和摄像头。摄像头中安装红外滤光片，由红外滤光片滤除可见光线，以避免环境光线对人像识别模块的影响。红外照明装置采用红外发光二极管LED，红外发光二极管LED辅助补光，捕获人脸图像，传送到处理器，处理器利用人像识别模块对获取的人像信息进行识别比对，若通过，则DSP的IO接口控制锁具执行机构，锁具执行机构控制锁舌，实现开门。锁舌安装在门板上。应急钥匙也可以控制锁舌直接开门。同时，DSP进行电池电压监测，提前报警提示用户更换电池。

外锁体内的按键采用上电按键设计。使用时通过按键通电，进行上电复位方式，使整个系统的静态功耗达到最低状态。

图2为摄像头的结构示意图。摄像头中安装有红外滤光片，构成红外摄像模组，其工作原理和普通摄像模组基本相同，都是利用光线照在物体上反射经过镜片到图像传感器芯片上成像，区别在于，普通摄像模组是阻隔红外线，允许可见光线通过，而红外摄像模组是阻挡可见光线，允许红外线通过。本实用新型所述的摄像头包含镜头组和图像传感器芯片，在镜头组和图像传感器芯片之间增加一个红外滤光片(Infrared Filter)，或者将红外滤光片置于镜头组之前。红外滤光片能够阻挡可见光线，允许红外线顺利通过。采用红外摄像模组使得人脸摄像不依赖于可见光，解决了传统人脸识别中的光线影响问题，并且在算法中简化了图像预处理、光线补偿等处理，减小了算法运算量。

图3为红外滤光片光谱透过率曲线图。可见光的波长范围大约是400-700nm，而700-1200nm大约是近红外光(near infrared)区域。设红外滤光片的截止波长为λ，则补光的红外LED的峰值波长大于λ，市场上红外LED的峰值波长一般为850nm或940nm，本实施例选择红外滤光片的截止波长λ为850nm，红外滤光片的光谱透过率曲线示意图如图3所示，平面坐标水平方向为波长，垂直方向为光谱透过率。

图4、图5为液晶显示器LCD对准框的使用示意图。人脸识别运算量主要集中在人脸检测、人眼定位两个环节，占整个运算量的80％以上。在LCD上设置一个对准框，对准框固定显示在LCD的中央，并以文字和声音方式提示用户，将人脸充满对准框，通过降低对人脸图像的分辨率，缩短人脸检测、人脸定位的时间，以降低算法整体运算量。LCD分辨率的大小，根据算法运算量、识别性能和用户使用方便程度综合确定。用户使用LCD时，如图4所示，头像偏离对准框，LCD以文字和声音提示用户“请将人脸充满对准框！”，用户根据提示，调整位置，将脸部充满对准框，如图5所示。

图6为本实用新型所述信号处理器DSP的一种硬件实现框图。本实施例以TMS320DM64X为主处理器，最高处理能力可达4800MIPS(百万条指令/秒)。其视频口可以直接连接视频输入端或者视频输出端，在本实施例中采用分辨率为176×220、2英寸的LCD模组和30万像素的红外摄像模组。三个通用输入输出IO接口，分别连接登记按键、删除按键、上电按键。一个IO接口，控制红外LED的亮与灭。一个IO接口，控制锁具执行机构，实现开门。电池电源，为整个系统提供所需要的DSP内核、外设电源，以及电池电压监测和自动断电控制。

本实用新型采用电池供电，将人脸识别技术应用到门锁上，利用红外摄像模组和红外LED补光，充分提高了红外成像的性能，彻底解决了可见光影响和低照度问题。本装置识别稳定性和实用性大大提高，直观安全，具有独特的方便性和非接触性，可以广泛应用到家庭、办公、行业等领域。

Claims (8)

1.一种智能门锁装置，其特征在于，具有摄像模组、处理器以及人像识别模块，处理器通过外部总线或专用接口与摄像模组连接，处理器与锁具执行机构连接。

2.根据权利要求1所述的智能门锁装置，其特征在于，摄像模组包括照明装置和摄像头。

3.根据权利要求2所述的智能门锁装置，其特征在于，照明装置为红外照明装置。

4.根据权利要求2所述的智能门锁装置，其特征在于，摄像头包含红外滤光片。

5.根据权利要求1所述的智能门锁装置，其特征在于，处理器为数字信号处理器DSP。

6.根据权利要求1所述的智能门锁装置，其特征在于，进一步包含液晶显示器LCD、电源、按键、锁具执行机构、应急钥匙和锁舌；所述连接方式如下：处理器通过外部总线与液晶显示器LCD连接，通过输入输出IO口分别与内锁体内的登记按键、删除按键和外锁体内的上电按键连接，并连接锁具执行机构，锁具执行机构连接锁舌。

7.根据权利要求1所述的智能门锁装置，其特征在于，液晶显示器LCD上设置一个用于充满用户头像的对准框。

8.根据权利要求1所述的智能门锁装置，其特征在于，采用电池为电源。

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