CN210721515U

CN210721515U - 一种掌纹采集模块、装置以及门禁机

Info

Publication number: CN210721515U
Application number: CN202020010182.1U
Authority: CN
Inventors: 龚逸乐
Original assignee: Xiamen Zkteco Biometric Identification Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Entropy Technology Co., Ltd
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2030-01-03

Abstract

本申请公开了一种掌纹采集模块，包括：图像处理器、激光发射器、TOF摄像头以及可见光摄像头；激光发射器用于发射连续光脉冲；TOF摄像头与图像处理器通信连接，且用于根据经被测目标返回的连续光脉冲采集被测目标的距离信息；可见光摄像头与图像处理器通信连接，且用于根据经被测目标返回的连续光脉冲采集被测目标的平面信息，而图像处理器能够根据可见光摄像头获取的图像信息的灰度值来确定当前环境光强度信息，并根据环境强度信息来更加准确的构建被测目标的三维图像，还能够根据TOF摄像头获取的图像信息获取被测目标进入测试区域的时间。不受限于环境光影响，且能节约红外对管使用。还提供了一种掌纹采集装置以及门禁机，具有相同有益效果。

Description

一种掌纹采集模块、装置以及门禁机

技术领域

本申请涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种掌纹采集模块、装置以及门禁机。

背景技术

掌纹识别是近些年快速发展以及推广应用的一种较新的生物特征识别技术。掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。其中很多特征可以用来进行身份识别:如主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等。掌纹识别也是一种非侵犯性的识别方法，用户比较容易接受，对采集设备要求不高。

现有的掌纹识别仪器中的掌纹采集模块，采用的是红外摄像头+可见光摄像头来实现对掌纹数据的采集。这种采集方式，在室外强光环境下，太阳光对掌纹采集模块中的可见光摄像头的干扰很大。在室外环境下使用，容易受限于光强度条件，使得获取的掌纹图像出现过曝情况，数据采集的准确性差，不利于后续分析比对。而且，现有的掌纹识别仪器需要增加额外的红外对管判断手掌进入掌纹识别仪器测试区域的时间。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的第一目的是提供一种掌纹采集模块，不受限于环境光影响，保证掌纹数据采集的准确性，利于后续分析比对；而且，能够节约红外对管的使用。

本申请的第二目的是提供一种掌纹采集装置。

本申请的第三目的是提供一种门禁机。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种掌纹采集模块，包括：图像处理器、激光发射器、TOF摄像头以及可见光摄像头；

所述激光发射器用于发射连续光脉冲；

所述TOF摄像头与所述图像处理器通信连接，且用于根据经被测目标返回的所述连续光脉冲采集被测目标的距离信息；

所述可见光摄像头与所述图像处理器通信连接，且用于根据经被测目标返回的所述连续光脉冲采集被测目标的平面信息；

所述图像处理器用于根据所述TOF摄像头获取的图像信息的灰度值确定环境光强度信息；

所述图像处理器还用于根据所述TOF摄像头获取的图像信息获取被测目标进入测试区域的时间；

当所述环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，所述图像处理器还用于根据所述距离信息确定被测目标的三维图像；

当所述环境光强度信息为正常信息时，所述图像处理器还用于根据所述距离信息以及所述平面信息确定被测目标的三维图像。

进一步地，所述激光发射器、所述TOF摄像头以及所述可见光摄像头均设置于图像处理器上。

进一步地，所述激光发射器、所述TOF摄像头以及所述可见光摄像头沿同一直线方向依次间隔设置。

进一步地，所述TOF摄像头包括第一带通滤光片镜头以及第一感光元件；

所述第一带通滤光片镜头设置于所述第一感光元件上。

进一步地，所述可见光摄像头包括第二带通滤光片镜头以及第二感光元件；

所述第二带通滤光片镜头设置于所述第二感光元件上。

进一步地，当所述环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，所述图像处理器用于根据所述TOF摄像头采集的所述距离信息，获取所述被测目标的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息，以构建三维图像。

进一步地，当所述环境光强度信息为正常信息时，所述图像处理器用于根据所述TOF摄像头采集的所述距离信息，获取所述被测目标的Z轴信息，以及用于根据所述可见光摄像头采集的所述平面信息，获取所述被测目标的X轴信息以及Y轴信息，以构建三维图像。

进一步地，还包括通信模块；

所述通信模块与所述图像处理器电连接。

一种掌纹采集装置，其特征在于，包括主控器以及掌纹采集模块；

所述主控器与所述掌纹采集模块的图像处理器通信连接。

一种门禁机，包括掌纹采集装置。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种掌纹采集模块，通过设置图像处理器、激光发射器、TOF摄像头以及可见光摄像头，以构建掌纹采集模块。其中，利用激光发射器发射不易受强光环境影响的连续光脉冲，再由TOF摄像头来采集被测目标的距离信息，以及配合可见光镜头来采集被测目标的平面信息。而且图像处理器能够根据可见光摄像头获取的图像信息的灰度值来确定当前环境光强度信息，并根据环境强度信息来更加准确的构建被测目标的三维图像，便于图像处理器处理得到准确的掌纹图像。整体不受限于环境光影响，保证掌纹数据采集的准确性，利于后续分析比对。而且，图像处理器还能够根据TOF摄像头获取的图像信息获取并记录被测目标进入测试区域的时间，也就是在TOF摄像头在获取到图像信息时，此时图像处理器即可记录该时间点，而该时间点也就是视为被测目标的被测时间点。不需要像传统的掌纹采集模块，额外增加红外对管，通过判断是否有被测目标靠近而进行记录时间点。降低制造成本，同时节约内部安装空间。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种掌纹采集装置，包括主控器以及与主控器通信连接的掌纹采集模块；由于其具备上述的掌纹采集模块。因此，其有益效果与上述掌纹采集模块的有益效果相同。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种门禁机，包括上述的掌纹采集装置，与上述掌纹采集装置具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种掌纹采集模块的整体流程示意图；

图2为本申请中提供的一种掌纹采集模块的结构示意图；

图中：1、图像处理器；2、激光发射器；3、TOF摄像头；31、第一带通滤光片镜头；32、第一感光元件；4、可见光摄像头；41、第二带通滤光片镜头；42、第二感光元件；5、被测目标。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种掌纹采集模块。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种掌纹采集模块的一个实施例包括：

图像处理器1、激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4；激光发射器2用于发射连续光脉冲；TOF摄像头3与图像处理器1通信连接，且用于根据经被测目标5返回的连续光脉冲采集被测目标5的距离信息；可见光摄像头4与图像处理器1通信连接，且用于根据经被测目标5返回的连续光脉冲采集被测目标5的平面信息；图像处理器1用于根据可见光摄像头4获取的图像信息的灰度值确定环境光强度信息；图像处理器1还用于根据TOF摄像头3获取的图像信息获取被测目标进入测试区域的时间；其中，测试区域为TOF摄像头获取图像信息的有效区域，以掌纹识别仪器来说，该有效区域即为掌纹识别仪器上摄像头能够拍摄到掌纹清晰图片的区域，具体不做限制；当环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，图像处理器1还用于根据距离信息确定被测目标的三维图像；当环境光强度信息为正常信息时，图像处理器1还用于根据距离信息以及平面信息确定被测目标的三维图像。

具体来说，由于激光具有高亮度性，高方向性，不易受强光环境影响。激光发射器2发射连续光脉冲到被测目标5例如手掌、手指等上，经被测目标5反射后的连续光脉冲也就能够分别被TOF摄像头3以及可见光摄像头4所获取。对应的，TOF摄像头3能够根据经被测目标5返回的连续光脉冲采集被测目标5的距离信息，具体可以通过探测连续光脉冲的往返时间来得到被测目标5物的距离信息。本实施例中对于强光信息、正常信息以及黑暗信息的环境信息判断具体可以例如下，当环境光强度为10000Lux以上时，可以判断为强光环境，例如夏季中午室外太阳光下；当环境光强度为0.3Lux～10000Lux之间时，此时可以判断为正常环境，例如室内灯光/冬季清晨室外阳光下；当环境光强度小于0.3Lux时，此时可以判断为黑暗环境，例如月夜/黑夜下。

从以上技术方案可以看出，通过设置图像处理器1、激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4，以构建掌纹采集模块。其中，利用激光发射器2发射不易受强光环境影响的连续光脉冲，再由TOF摄像头3来采集被测目标5的距离信息，以及配合可见光摄像头4来采集被测目标5的平面信息，而且图像处理器1能够根据可见光摄像头4获取的图像信息的灰度值来确定当前环境光强度信息，并根据环境强度信息来更加准确的构建被测目标的三维图像，便于图像处理器1处理得到准确的掌纹图像。整体不受限于环境光影响，保证掌纹数据采集的准确性，利于后续分析比对。而且，图像处理器1还能够根据TOF摄像头3获取的图像信息获取被测目标进入测试区域的时间，也就是在TOF摄像头3在获取到图像信息时，此时图像处理器1即可记录该时间点，而该时间点也就是视为被测目标的被测时间点。不需要像传统的掌纹采集模块，额外增加红外对管，通过判断是否有被测目标靠近而进行记录时间点。降低制造成本，同时节约内部安装空间。

以上为本申请实施例提供的一种掌纹采集模块的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种掌纹采集模块的实施例二，具体请参阅图1至图2。

一种掌纹采集模块，包括：图像处理器1、激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4；激光发射器2用于发射连续光脉冲；TOF摄像头3与图像处理器1通信连接，且用于根据经被测目标5返回的连续光脉冲采集被测目标5的距离信息；可见光摄像头4与图像处理器1通信连接，且用于根据经被测目标5返回的连续光脉冲采集被测目标5的平面信息；图像处理器1用于根据可见光摄像头4获取的图像信息的灰度值确定环境光强度信息；图像处理器1还用于根据TOF摄像头3获取的图像信息获取被测目标进入测试区域的时间；当环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，图像处理器1还用于根据距离信息确定被测目标的三维图像；当环境光强度信息为正常信息时，图像处理器1还用于根据距离信息以及平面信息确定被测目标的三维图像。

进一步地，如图2所示，可以将激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4均可以设置于图像处理器1上。使其整体模块结构更加紧凑，体积更小。当然，也可以不是设置在图像处理上，具体不做限制。

进一步地，激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4可以沿同一直线方向依次间隔设置。沿同一直线方向依次间隔设置，能够使得述激光发射器2、TOF摄像头3以及可见光摄像头4的排布更加整齐有序。当然，不仅仅局限于上述排布方式，可以根据实际的应用进行灵活排布，具体不做限制。

进一步地，TOF摄像头3包括第一带通滤光片镜头31以及第一感光元件32；第一带通滤光片镜头31设置于第一感光元件32上。可见光摄像头4包括第二带通滤光片镜头41以及第二感光元件42；第二带通滤光片镜头41设置于第二感光元件42上。其中，TOF摄像头3可以是采用现有市面上使用的TOF传感器，其中第一带通滤光片镜头31设置于第一感光元件32上可以直接沿用。同理，可见光摄像头4也是。本领域技术人员可以根据实际需要选用不同的型号规格，具体不做限制。

进一步地，当环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，图像处理器1用于根据TOF摄像头4采集的距离信息，获取被测目标5的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息，以构建三维图像。

具体来说，距离信息通过图片处理器处理后得到被测目标5的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息。在室外强光环境下，由于可见光摄像头4可能存在过分曝光的情况。因此，本实施例中，可以完全采用TOF摄像头3采集的距离信息来构建所需掌纹图像，也就是只处理TOF摄像头3采集的距离信息，将处理后得到的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息来构建所需的三维的掌纹图像，以实现掌纹数据采集的准确性。实际应用时，可以在强光环境下，提示用户手掌或者手指等被测部位挪动到距离TOF摄像头3指定距离，通过较远距离来增加连续光脉冲的往返时间，利于距离信息的采集。同样的，在室内/外黑暗环境下，也可以完全采用TOF摄像头3采集的距离信息来确定X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息，并构建所需掌纹图像。

进一步地，当环境光强度信息为正常信息时，图像处理器1用于根据TOF摄像头4采集的距离信息，获取被测目标5的Z轴信息，以及用于根据可见光摄像头4采集的平面信息，获取被测目标5的X轴信息以及Y轴信息，以构建三维图像。在室内，光照正常的情况下，对于TOF摄像头3获取的距离信息以及可见光摄像头4获取的平面信息，图像处理器1可以都处理，但是就距离信息处理后只取用Z轴信息，而X轴信息以及Y轴信息，则由平面信息处理得到。再通过相关的算法将得到的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息合成需要的三维的掌纹图像。由于可见光摄像头4在正常光环境下获取的平面信息所解析出来的X轴信息以及Y轴信息精度高，其结合TOF摄像头提供的Z轴信息，最终能够构建得到高分辨率/图像质量好的掌纹图像，进一步提高掌纹采集的准确性，从而更加利于后续的比对分析应用。

由上述两种构建掌纹图像的手段可以知道，在正常光环境下能够由TOF摄像头3提供的Z轴信息，结合可见光摄像头4提供的X轴信息以及Y轴信息，构建得到高分辨率的三维的掌纹图像。在强光环境或者黑暗环境下，则可以完全由TOF摄像头3提供的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息，来构建三维的掌纹图像。

进一步地，还包括通信模块(图中未示)；通信模块与图像处理器1电连接。具体的，通信模块可以是接口模块，利用USB，MIPI，DVP等接口模块，通过这接口模块能够在应用时与对应的主控器通信连接。当然，也可以是无线蓝牙通信模块、WiFi通信模块等，能够实现在应用时与对应的主控器无线通信连接。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

本申请还提供了一种掌纹采集装置，包括主控器以及掌纹采集模块；主控器与掌纹采集模块的图像处理器1通信连接。主控器可以是PLC控制器以及微处理器等，用于接收掌纹采集模块发送的掌纹图像，并对掌纹图像进行比对分析。另外，采集装置的供电电源，也就给主控器以及掌纹采集模块供电的单元可以是内置电池或者外接电源，具体不做限制。

本申请还提供了一种门禁机，包括掌纹采集装置。具体的，通过设置掌纹采集装置，能够用于采集获取用户的掌纹、指纹等图像信息，在对该掌纹以及指纹等图像信息进行比对分析，再根据分析结果来控制门禁，以搭建指定人员才能进出的门禁系统。

以上对本申请所提供的一种掌纹采集模块、装置以及门禁机进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种掌纹采集模块，其特征在于，包括：图像处理器、激光发射器、TOF摄像头以及可见光摄像头；

所述激光发射器用于发射连续光脉冲；

所述图像处理器用于根据所述可见光摄像头获取的图像信息的灰度值确定环境光强度信息；

2.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，所述激光发射器、所述TOF摄像头以及所述可见光摄像头均设置于图像处理器上。

3.根据权利要求1或2所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，所述激光发射器、所述TOF摄像头以及所述可见光摄像头沿同一直线方向依次间隔设置。

4.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，所述TOF摄像头包括第一带通滤光片镜头以及第一感光元件；

所述第一带通滤光片镜头设置于所述第一感光元件上。

5.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，所述可见光摄像头包括第二带通滤光片镜头以及第二感光元件；

所述第二带通滤光片镜头设置于所述第二感光元件上。

6.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，当所述环境光强度信息为强光信息或者黑暗信息时，所述图像处理器用于根据所述TOF摄像头采集的所述距离信息，获取所述被测目标的X轴信息、Y轴信息以及Z轴信息，以构建三维图像。

7.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，当所述环境光强度信息为正常信息时，所述图像处理器用于根据所述TOF摄像头采集的所述距离信息，获取所述被测目标的Z轴信息，以及用于根据所述可见光摄像头采集的所述平面信息，获取所述被测目标的X轴信息以及Y轴信息，以构建三维图像。

8.根据权利要求1所述的一种掌纹采集模块，其特征在于，还包括通信模块；

所述通信模块与所述图像处理器电连接。

9.一种掌纹采集装置，其特征在于，包括主控器以及如权利要求1至8任意一项所述的掌纹采集模块；

所述主控器与所述掌纹采集模块的图像处理器通信连接。

10.一种门禁机，其特征在于，包括如权利要求9所述的掌纹采集装置。