CN210402486U - 基于tof技术的感应自上电人脸识别智能门锁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，包括人脸识别电路模组、与人脸识别电路模组连接的人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、触摸显示面板、锁具机械组件、与人脸识别摄像头模块连接的3D结构光模块，其技术要点是：人脸识别电路模组另连接有用于测量人体距离门锁的距离和运动趋势的TOF人体感应测距模块。本实用新型从根本上解决了现有人脸识别智能门锁存在的功耗高的问题，真正实现低功耗控制，续航时间长。
Description
技术领域
本实用新型属于门锁技术领域，具体涉及一种基于TOF技术（基于飞行时间测量技术）的感应自上电人脸识别智能门锁。
背景技术
随着科学技术的发展，基于人脸生物特征识别技术的智能门锁以其便捷性和安全性受到大众的喜爱。人脸识别技术是通过摄像头采集含有人脸的图像或者视频流，在图像中检测人脸，进行脸部特征提取和比对，从而实现身份鉴别的目的。由于人脸图像计算量大，人脸识别智能门锁普遍存在功耗高、操作复杂、识别时间长的问题。而智能门锁的供电基本都是电池供电，这样导致使用时间和识别速度是人脸识别智能门锁的两个关键问题。目前包含人脸识别技术的智能门锁，主要分为两大类型：基于触摸感应上电的人脸识别智能门锁和基于红外感应上电的人脸识别智能门锁。
基于触摸感应的上电技术，需要人走到门口，使用手触摸面板或把手来触发人脸采集模块和核心计算部件的上电，通常需要等待人脸采集模块启动和采集时间，以及智能门锁核心计算部件启动和计算时间，整个识别认证过程需要等待较长的时间，用户体验不够好。而采用红外感应上电的人脸识别的智能门锁，一般是通过红外远距离探测人体，提前上电启动人脸采集模块和核心计算部件，把启动和计算时间分配到人员走动的时间上，基本可以做到人走到门锁位置时，就差不多完成识别，直接开锁，用户无需等待，用户体验比较好。但采用红外感应上电的智能门锁仍存在以下问题：（1）红外感应对阳光等环境干扰比较敏感，容易受到影响；（2）红外感应器的体积较大，而且需要在门锁面板上预留比较大的面积，用于发射和接受红外信号，门锁外观受影响；（3）红外感应的自身待机功耗也非常大；（4）红外感应器还存在感应角度大，灵敏度低，没有运动方向判断能力的缺陷，导致无法排除在楼道活动的非开门人员，误触发概率大，楼道活动人员较多的应用场景下，智能门锁的实际使用时间会相对较短。综上，现有的人脸识别智能门锁仍不能实现低功耗控制。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种结构简单、使用可靠的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，从根本上解决现有人脸识别智能门锁存在的功耗高的问题，真正实现低功耗控制，续航时间长。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，包括电池、人脸识别电路模组、与人脸识别电路模组连接的人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、触摸显示面板、锁具机械组件、与人脸识别摄像头模块连接的3D结构光模块，所述3D结构光模块和人脸识别摄像头模块用于配合完成活体生物特征鉴别和人脸识别鉴定，所述猫眼摄像头模块用于采集开锁的实时图像并校正人脸位置，其技术要点是：所述人脸识别电路模组、人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、触摸显示面板、3D结构光模块的电源输入端与电池之间连接有电源功率开关，所述电池另连接有用于测量人体距离门锁的距离和运动趋势的TOF人体感应测距模块，所述TOF人体感应测距模块的信号输出端与电源功率开关的使能输入端连接。
上述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，所述3D结构光模块、人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块和TOF人体感应测距模块间隔布置于触摸显示面板上方，所述人脸识别电路模组位于触摸显示面板后方，所述锁具机械组件与人脸识别电路模组通过线缆连接。
上述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，所述TOF人体感应测距模块为TOF测量传感器。
上述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，所述TOF人体感应测距模块包括TOF测量传感器和与TOF测量传感器连接的低功耗单片机，所述低功耗单片机的信号输出端与电源功率开关的使能输入端连接。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型利用了激光飞行时间测量技术（TOF），通过TOF人体感应测距模块测量人体距离门锁的距离和运动趋势，当确有人走近门锁时，TOF人体感应测距模块向电源功率开关发出使能信号，使电源功率开关闭合，则人脸识别电路模组及其他模块可通过电源功率开关由电池处取得系统电压，正常工作，从而实现自上电功能。
2、TOF人体感应测距模块一方面内部集成了MCU，具有计算能力，可以独立待机工作，可以和红外感应上电技术一样提前感应开门人员，从而可以提前启动人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、3D结构光模块，做到快速完成人脸识别，避免了基于触摸感应上电的人脸识别智能门锁需要用户等待较长时间的问题；另外一方面，TOF人体感应测距模块波速窄，灵敏度高，测距准确，可以计算运动方向的特点，极大地降低了楼道非开锁人员的误触发概率；同时，TOF人体感应测距模块是基于MEMS技术的传感器，自身的功耗低，比红外感应传感器要低一到两个数量级，只需由电池处取得2.8V的低压工作电压即可工作，可以有效延长人脸识别智能门锁的续航时间。
3、基于MEMS技术的TOF人体感应测距模块体积小，有利于实现门锁外观和结构的优化。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的逻辑关系图；
图3是本实用新型的自上电电路原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1-图2所示，该基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，包括电池9、人脸识别电路模组6、与人脸识别电路模组6连接的人脸识别摄像头模块2、猫眼摄像头模块3、触摸显示面板5、锁具机械组件8、与人脸识别摄像头模块2连接的3D结构光模块1。所述人脸识别电路模组6、人脸识别摄像头模块2、猫眼摄像头模块3、触摸显示面板5、3D结构光模块1的电源输入端与电池9之间连接有电源功率开关10，所述电池9另连接有用于测量人体距离门锁的距离和运动趋势的TOF人体感应测距模块4，所述TOF人体感应测距模块4的信号输出端与电源功率开关10的使能输入端连接。
本实施例中，所述3D结构光模块1、人脸识别摄像头模块2、猫眼摄像头模块3和TOF人体感应测距模块4间隔布置于触摸显示面板5上方，所述人脸识别电路模组6位于触摸显示面板5后方，所述锁具机械组件8为锁具开锁和闭锁的执行机构，与人脸识别电路模组6通过线缆7连接。TOF人体感应测距模块4为具有电源转换功能和独立计算能力的TOF测距传感器VL53L0CXV0DH/1，其由电池9处取得2.8V工作电压。电池9为锂电池。电源功率开关10的型号为SY6280AAC。
工作原理：
在没有人员靠近的情况下，整个门锁只有TOF人体感应测距模块4在待机工作，以较大的时间周期发射激光，感应人体，电源功率开关处于断开状态，因此人脸识别电路模组6和其他模块无系统电压可用，处于掉电状态，系统的能耗达到最低。
当有人体进入到TOF人体感应测距模块4的测量范围内时，TOF人体感应测距模块4会接收到人体反射的激光，通过计算测量反射激光的传播时间，进而精确地确定人体距离智能门锁的距离。同时通过计算距离的变化规律，可以计算出人体运动的方向（远离还是靠近）和运动速度。TOF人体感应测距模块4只有在人体持续靠近运动，并距离门锁达到一个设定的距离时，才会输出一个使用信号给电源功率开关10，使电源功率开关10闭合，从而使人脸识别电路模组6和其他模块获得系统电压。上电后， 3D结构光模块1和人脸识别摄像头模块2配合，完成活体生物特征鉴别和人脸识别鉴定；猫眼摄像头模块3可以采集开锁的实时图像在触摸显示面板5上，反馈给开锁用户，校正自己的人脸位置。如果开锁人员的人脸识别身份鉴定通过，则人脸识别电路模组6会驱动锁具机械组件8，打开门锁供人员进入，完成开锁过程。
实施例2
该基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，所述TOF人体感应测距模块4包括TOF测量传感器11和与TOF测量传感器11连接的低功耗单片机12，所述低功耗单片机12的信号输出端与电源功率开关10的使能输入端连接。
如图3所示，本实施例中，TOF人体感应测距模块4采用型号为VL53L0CXV0DH/1的TOF测量传感器11，低功耗单片机12型号为STM8L001J3M3，电源功率开关10型号为SY6280AAC。TOF测量传感器11和低功耗单片机12采用的工作电压VCC28_AO均为2.8V电压，通过锂电池电压VBAT转换得到，是一直供给的电压；而VPWR_SYS是门锁的系统电压，只有电源功率开关10被使能之后才会有系统电压输出给各用电模块。
本实施例中增加了低功耗单片机12配合，可以进行更复杂的运动和人体靠近场景模式分析，由低功耗单片机12进行运算和判断后，输出GPIO信号，使能电源功率开关10，从锂电池给系统电压VPWR_SYS提高电流，待系统电压VPWR_SYS的电压稳定之后，人脸识别电路模组6和其他模块才会开始冷启动上电过程，之后系统才开始正常的工作流程。
其他同实施例1。
Claims (4)
1.一种基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，包括电池、人脸识别电路模组、与人脸识别电路模组连接的人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、触摸显示面板、锁具机械组件、与人脸识别摄像头模块连接的3D结构光模块，所述3D结构光模块和人脸识别摄像头模块用于配合完成活体生物特征鉴别和人脸识别鉴定，所述猫眼摄像头模块用于采集开锁的实时图像并校正人脸位置，其特征在于：所述人脸识别电路模组、人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块、触摸显示面板、3D结构光模块的电源输入端与电池之间连接有电源功率开关，所述电池另连接有用于测量人体距离门锁的距离和运动趋势的TOF人体感应测距模块，所述TOF人体感应测距模块的信号输出端与电源功率开关的使能输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，其特征在于：所述3D结构光模块、人脸识别摄像头模块、猫眼摄像头模块和TOF人体感应测距模块间隔布置于触摸显示面板上方，所述人脸识别电路模组位于触摸显示面板后方，所述锁具机械组件与人脸识别电路模组通过线缆连接。
3.根据权利要求1所述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，其特征在于：所述TOF人体感应测距模块为TOF测量传感器。
4.根据权利要求1所述的基于TOF技术的感应自上电人脸识别智能门锁，其特征在于：所述TOF人体感应测距模块包括TOF测量传感器和与TOF测量传感器连接的低功耗单片机，所述低功耗单片机的信号输出端与电源功率开关的使能输入端连接。
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| CN112949505A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 浙江工商大学 | 基于mcu的离线式人脸识别智能门锁以及控制方法 |
| CN113641415A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-11-12 | 浙江舜宇智领技术有限公司 | 基于人脸识别的解锁方法及装置 |
| CN116386195A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-07-04 | 南京致能电力科技有限公司 | 一种基于图像处理的人脸门禁系统 |
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