CN201963068U

CN201963068U - 一种基于人脸识别的智能门锁

Info

Publication number: CN201963068U
Application number: CN2011200652628U
Authority: CN
Inventors: 曾建军; 李鑫旺; 丁勇; 杨军
Original assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Current assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-03-14

Abstract

本实用新型属于锁具领域，提供一种基于人脸识别的智能门锁，包括：处理器、分别与所述处理器连接的摄像装置、存储模块、电源管理模块、指示模块、锁具执行机构、按键模块、与电源管理模块连接的电源，还包括用于指示人脸正面对准摄像装置的镜面，所述镜面位于智能门锁的安装摄像装置的一面。本实用新型通过使用镜面代替液晶显示屏指示用户在人脸注册和识别时将人脸对准摄像头，实现了指示对准功能，有效降低了成本和功耗，并且智能门锁的外锁体的壳体不需要再设置液晶屏的安装窗口，使得智能门锁的生产工艺简单、整体安全性更高。

Description

一种基于人脸识别的智能门锁

技术领域

本实用新型属于锁具领域，具体涉及一种基于人脸识别的智能门锁。

背景技术

随着电子信息技术的迅速发展，传统锁具不断向高科技、智能化方向发展，以生物特征识别结合传统锁具的智能门锁已经渐渐进入人们的生活中。指纹作为一种常用的生物特征，已经被用于与传统锁具结合，构成指纹锁的方案。指纹锁的面世，使人们可以不必每次开门都使用钥匙，非常方便，但是指纹存在着必须接触、容易被盗取的缺点，所以安全性不够高。而人脸作为另一种常用的生物特征，以其非接触、可靠、使用方便的优点日益受到人们的青睐。以人脸识别技术为基础的智能门锁也应运而生。

中国专利CN 200968110Y提出在嵌入式DSP平台上实现人脸锁功能，通过液晶显示屏LCD实现开锁用户登记和识别时人脸图像的对准功能，系统采用电池供电。由LCD在人脸识别中实时刷新显示人脸图像，指示用户实现人脸图像对准，液晶显示屏LCD的使用使该智能门锁整体系统的功耗不能做到很低，电池使用寿命短；而且液晶屏的使用，会使智能门锁的成本相对提高；并且在开关门的过程中难以避免撞击，影响液晶显示屏LCD的寿命，使智能门锁的整体性能下降。因此，提供一种低功耗、低成本、性能稳定的智能门锁即成为一个待解决的问题。

实用新型内容

现有基于人脸识别的智能门锁方案存在的问题：功耗高、成本高、性能稳定性差，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种基于人脸识别的智能门锁，包括：处理器、分别与所述处理器连接的摄像装置、存储模块、电源管理模块、指示模块、锁具执行机构、按键模块和与电源管理模块连接的电源，所述智能门锁还包括用于指示人脸正面对准该摄像装置的镜面。

优选地，所述镜面位于所述智能门锁的安装摄像装置的一面，该智能门锁的安装所述摄像装置的一面与门平行或向上倾斜与门呈钝角。

优选地，所述镜面位于所述摄像装置周围。

优选地，所述镜面位于所述摄像装置的至少一侧。

优选地，所述镜面以粘贴方式安装在所述智能门锁的安装摄像装置的一面。

优选地，所述镜面由所述智能门锁的安装摄像装置的一个面构成。

优选地，所述摄像装置包括红外摄像头和分布于所述红外摄像头周围的红外补光灯。

优选地，所述处理器为低功耗的嵌入式处理器。

优选地，所述电源为电池。

优选地，所述电源管理模块包括控制电源对处理器供电的上电按键、检测电源电压的电压检测电路和自动断电电路。

本实用新型提供的基于人脸识别的智能门锁，使用方便又安全，使用镜面代替液晶显示屏，在用户进行人脸注册和人脸识别时指示用户人脸正面对准摄像头，既实现了指示对准功能，又有效降低了成本；使用镜面代替液晶显示屏，电源无需再给显示屏供电，降低了智能门锁的功耗；使用镜面代替液晶屏，智能门锁的外壳体无需设置液晶屏的安装窗口，智能门锁的生产工艺简单、整体安全性更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的智能门锁的结构图；

图2是本实用新型实施例一的智能门锁系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的智能门锁的安装侧视图；

图4A是本实用新型实施例一的智能门锁安装摄像装置的一面的一种示意图；

图4B是本实用新型实施例一的智能门锁的镜面和摄像装置位置关系示意图；

图4C是本实用新型实施例一镜面指示人脸对准摄像头的示意图；

图5是本实用新型实施例二的智能门锁安装摄像装置的一面的示意图。

附图标记说明：

20 镜面

21 处理器

22 摄像装置

23 存储模块

24 电池

25 电源管理模块

26 指示模块

27 锁具执行机构

28 按键模块

221 摄像头

222 补光灯

251 电源电压指示灯

252 上电按键

261 指示灯。

具体实施方式

以下实施例用以更详细的说明本实用新型的内容，并非用来限制本实用新型所保护的范围。

实施例一

一种基于人脸识别的智能门锁，如图1所示，包括：处理器21、分别与所述处理器连接的摄像装置22、存储模块23、电源管理模块25、指示模块26、锁具执行机构27、按键模块28和与电源管理模块25连接的电源24，所述智能门锁还包括用于指示人脸正面对准该摄像装置的镜面20。

图2为本实施例的智能门锁的系统结构示意图。如图2所示，所述智能门锁包括：安装在门板内侧的内锁体和安装在门板外侧的外锁体，所述外锁体通过金属卡扣或螺钉等连接件固定在所述内锁体上，并且所述外锁体和所述内锁体通过电源线和数据信号线电连接。

所述内锁体进一步包括：电源24、按键模块28。所述按键模块28包含至少一个按键，且与所述外锁体内的处理器21的IO口连接，用于输入人脸注册密码，密码验证通过后可进行人脸注册。处理器21通过中断或者扫描的方式响应按键操作。所述电源24为电池电源，主要采用干电池，并通过电源管理模块25为智能门锁的外锁体内的处理器21供电。

所述外锁体进一步包括：处理器21、摄像装置22、存储模块23、指示模块26、电源管理模块25、锁具执行机构27和镜面20。所述处理器21为高速、低功耗嵌入式CPU，并分别与摄像装置22、存储模块23、指示模块26、电源管理模块25、锁具执行机构27以及所述内锁体的按键模块28连接。

摄像装置22包括补光灯222、摄像头221。本实施例中所述补光灯222为红外发光二极管，所述摄像头221为红外摄像头，采用红外摄像头拍摄人脸图像能够有效地避免光线对人脸识别的影响。所述补光灯222连接至处理器21的IO接口，根据处理器的控制，在需要拍摄人脸图像时，发射出预定波段的红外光，辅助摄像头221拍摄人脸图像。所述摄像头221连接至处理器21的视频处理外部总线接口，用于将拍摄的人脸图像数据传输给处理器21进行特征提取，进而实现人脸注册或识别。所述摄像装置22设置在智能门锁的外锁体便于采集用户人脸图像的一面，如图3所示，所述摄像装置22设置在外锁体的向上倾斜与门呈钝角的一面。

存储模块23包括同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH，通过外部总线连接至处理器21，用来存储已经注册的人脸特征和登记密码及程序代码。

电源管理模块25包括上电按键、电压检测电路和自动断电电路。上电按键被按下后，电源管理模块25开始工作，接通电源24至处理器21的供电电路，给处理器21供电，智能门锁系统初始化，启动人脸识别开锁或人脸注册流程。处理器21通过电源管理模块25的电压检测电路实时监测电池电压，在电池电压低于设定阈值时控制指示模块26发出提示信息，提示用户电源电压不足。电源管理模块25的自动断电电路用于在人脸识别成功后的一段时间后响应处理器21发出的程序控制信号，自动断开电源24与处理器21的电连接。

指示模块26包括至少一个用于指示人脸注册和识别状态的指示灯261和电源电压指示灯251。指示灯261和电源电压指示灯251分别连接至处理器21的IO接口，处理器21根据程序设定在不同的状态下控制相应的指示灯发光，以提示用户智能门锁当前所处的工作状态。所述指示灯261可以为红绿双色LED指示灯，连接至处理器21的IO接口。处理器21根据程序设定在不同的工作状态时控制指示灯261发出不同颜色的光或者熄灭。例如智能门锁系统上电初始化成功后，发出绿色光，提示系统初始化成功；在人脸注册过程中发出红色的光，注册成功后发出绿色光，提示注册成功；在人脸识别过程中，发出红色的光，识别通过后发出绿色的光，提示识别成功。所述电源电压指示灯251可以为红绿双色LED指示灯，处理器21在检测到电池电压低于设定阈值时，控制指示灯251发出指示电量不足的颜色的光，以提示用户及时更换电池。本实施例的指示模块26的另一种实现方案是，指示模块26包括至少一个红色LED指示灯和一个绿色LED指示灯，处理器21根据需要分别控制两个指示灯的点亮和熄灭。

锁具执行机构27包括锁舌和电机，电机在处理器IO口的控制下带动锁舌运动，执行开锁和关锁操作。所述电机的相关原理已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

所述镜面20位于所述智能门锁的安装摄像装置的一面，如外锁体的正面，与红外摄像头的位置匹配。如图4A至4C所示，根据所述红外摄像头221和补光灯222的分布位置，确定镜面的位置，使镜面分布于摄像装置的周围或至少一侧，以便人脸在镜面上的影像和摄像头采集到的人脸图像匹配，如人脸在镜面上的影像位于镜面中央且完整时，摄像头采集到的人脸图像也是完整的人脸图像且人脸位于所述人脸图像中央。

所述镜面优选材质为金属，经抛光或喷涂金属反光漆制成。优选地，所述镜面20与外锁体的壳体呈一体结构，即所述镜面是所述外锁体外壳体的一个面。此时，所述镜面20和所述红外摄像头221的位置关系如图4A所示，即所述红外摄像头221在所述镜面20的中心位置，当人脸在所述镜面20上的图像位于镜面20的正中时，摄像头拍摄的人脸图像效果最佳。采用外锁体的一个面制成镜面，不需要额外的镜面安装孔，智能门锁安全性更高。

所述镜面还可以为玻璃材质，或者其它可以做成镜面效果的材质，此时，所述镜面20优选地粘贴安装在外锁体的安装摄像装置的一面，所述红外摄像头221优选地内嵌于所述镜面20的正中（如图4B所示）；所述红外摄像头221还可以安装在所述镜面20正下方（如图4C所示）或者正上方（图中未示出）或者正左方（图中未示出）或者正右方（图中未示出）。镜面的位置根据智能门锁的摄像装置的安装位置确定。镜面的大小根据人脸到智能门锁的有效距离和智能门锁的安装摄像装置的一面的面积大小确定。镜面的形状可以为圆形、椭圆形、长方形、正方形等任意形状。镜面可以是平面镜，也可以是凸面镜。

在进行人脸注册或人脸识别过程中，用户可以根据人脸映在镜面20上的镜像即人脸图像的位置判断人脸是否对准摄像头，从而调整姿态和人脸位置，使摄像头采集到最佳的人脸图像。如图4C所示，当用户看到自己的人脸图像位于镜面20的中央时，说明人脸的位置合适，此时，由于红外摄像头221处于与镜面20匹配的位置，所述红外摄像头221采集到的人脸图像最佳。当然，在摄像装置的一侧或多侧还可以设置多个镜面，例如，在摄像头正上方和正下方各设置一个镜面，当在正上方的镜面中出现了人脸的上部的影像或正下方的镜面中出现了人脸的下部的影像时，说明人脸的位置合适，此时，所述红外摄像头221采集到的人脸图像最佳。

本实用新型以镜面代替液晶显示屏，实现指示用户人脸正面对准摄像头的功能，节约了成本；减少了液晶显示屏的电源消耗，功耗更低；使用镜面代替液晶屏，智能门锁的外壳体不需要再设置液晶屏的安装窗口，使得智能门锁的生产工艺简单、整体安全性更高。

本实用新型的工作过程如下：

在安装完毕本实用新型提供的智能门锁之后，使用之前首先要注册开锁人脸，人脸注册具体流程如下：按下外锁体表面的上电按键，电源管理模块25接通智能门锁的供电电路，处理器21进行硬件上电初始化和软件系统初始化；初始化完成后，点亮指示灯261，若指示灯261提示用户智能门锁初始化失败，处理器21控制电源管理模块25切断电源，否则，处理器21通过电源管理模块25检测电源电压，并根据检测结果控制电源电压指示灯251发出指定颜色的光，提示用户智能门锁的电池电压正常或不足；通过内锁体的按键输入登记密码，密码验证通过后，处理器21控制指示灯提示用户正在进行人脸注册（例如指示灯261发出红色光），并点亮补光灯222、启动摄像头221采集摄像头前的人脸图像；此时，站在门外的用户面对外锁体上的摄像头，通过与摄像头匹配设置的镜面20可以看见自己在镜面20上的影像，并调整自己的姿态，使脸部影像处于镜面20的适当位置，从而保证摄像头获取最佳的人脸图像，提取完整的人脸特征。人脸登记完成后，处理器21通过IO接口控制指示灯261提示登记成功（例如指示灯261发出绿色光），并将提取到的人脸特征保存到存储模块的FLASH中；结束人脸登记后，按键退出，指示灯261熄灭。

开锁人脸登记之后，即可以通过人脸识别来控制开锁和闭锁，开锁流程如下：按下外锁体表面的上电按键，电源管理模块25接通智能门锁的供电电路，处理器21进行硬件上电初始化和软件系统初始化；初始化完成后，点亮指示灯261，若指示灯261提示智能门锁初始化失败，处理器21控制电源管理模块25切断电源，否则，处理器21通过电源管理模块25检测电源电压，并根据检测结果控制电源电压指示灯251发出指定颜色的光，提示用户智能门锁的电池电压正常或不足；处理器21控制指示灯提示用户正在进行人脸识别（例如指示灯261发出红色光），并启动摄像头221和补光灯222，用户站在门外面对外锁体上的摄像头，可以看见自己在镜面20上的影像，并调整自己的姿态，使人脸影像在镜面20的适当位置，从而保证摄像头获取到最佳的人脸图像，提取到完整的人脸特征；处理器21运行人脸识别程序，将提取到的人脸特征与存储模块存储的人脸特征进行比对识别，识别通过后，处理器21通过IO接口控制指示灯261提示人脸识别成功（例如指示灯261发出绿色光），同时控制锁具执行机构开锁或闭锁，之后控制电源管理模块断电。

实施例二

本实用新型实施例二提供的基于人脸识别的智能门锁，与实施例一提供的智能门锁的方案不同之处在于所述指示模块26由喇叭构成，通过声音实现指示功能。图5是本实用新型实施例二的智能门锁的正面的一种示意图。如图5所示，所述指示模块26包括喇叭（在外锁体内部，图中以虚线示出），用于根据处理器21的控制信号，发出不同频率和/或长短的声音，以提示用户系统启动成功、正在进行人脸注册、人脸注册成功、正在进行人脸识别、人脸识别成功、和电池的电压异常等。所述指示模块26还可以包括语音芯片，用于根据处理器21的控制信号，发出不同的语音提示，指示智能门锁所处的工作状态，增强用户交互功能。

本实用新型提供的基于人脸识别的智能门锁，使用方便又安全，使用镜面代替液晶显示屏，在用户进行人脸注册和人脸识别时指示用户人脸正面对准摄像头，既实现了指示对准功能，又有效降低了成本;同时，使用镜面代替液晶显示屏，电源无需再给显示屏供电，降低了智能门锁的功耗；使用镜面代替液晶屏，智能门锁的外壳体不需要再设置液晶屏的安装窗口，使得智能门锁的生产工艺简单、整体安全性更高。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于人脸识别的智能门锁，包括：处理器、分别与所述处理器连接的摄像装置、存储模块、电源管理模块、指示模块、锁具执行机构、按键模块和与电源管理模块连接的电源，其特征在于，还包括用于指示人脸正面对准该摄像装置的镜面。

2.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述镜面位于所述智能门锁的安装摄像装置的一面，该智能门锁的安装所述摄像装置的一面与门平行或向上倾斜与门呈钝角。

3.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述镜面位于所述摄像装置周围。

4.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述镜面位于所述摄像装置的至少一侧。

5.根据权利要求3或4所述的智能门锁，其特征在于，所述镜面以粘贴方式安装在所述智能门锁的安装摄像装置的一面。

6.根据权利要求3或4所述的智能门锁，其特征在于，所述镜面由所述智能门锁的安装摄像装置的一个面构成。

7.根据权利要求3或4所述的智能门锁，其特征在于，所述摄像装置包括红外摄像头和分布于所述红外摄像头周围的红外补光灯。

8.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述处理器为低功耗的嵌入式处理器。

9.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述电源为电池。

10.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述电源管理模块包括控制电源对处理器供电的上电按键、检测电源电压的电压检测电路和自动断电电路。