WO2009154402A2 - 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치 - Google Patents

혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치 Download PDF

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WO2009154402A2
WO2009154402A2 PCT/KR2009/003249 KR2009003249W WO2009154402A2 WO 2009154402 A2 WO2009154402 A2 WO 2009154402A2 KR 2009003249 W KR2009003249 W KR 2009003249W WO 2009154402 A2 WO2009154402 A2 WO 2009154402A2
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hand
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user
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최환수
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(주)테크스피어
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • G07C9/30—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
    • G07C9/37—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voice recognition
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00563—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys using personal physical data of the operator, e.g. finger prints, retinal images, voicepatterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
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    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14—Vascular patterns

Definitions

  • the present invention relates to a door opening and closing device, and more particularly to a device for controlling the locking of the door by recognizing the blood vessel pattern of the back of the hand.
  • the doors for generations of multi-family houses such as single-family homes, townhouses or apartments are provided with locks for controlling the occupants.
  • the door lock device is popularized by distributing a digital door lock that releases or maintains the lock status of the employee using digitized information such as a password, a smart card, an RF card, and a fingerprint. have.
  • the digital door lock installed at the entrance door may enter a password, touch a card, contact body information with a biometric device such as fingerprint recognition, iris recognition, or the like before the user turns the door knob installed at the door. If a separate operation is required for user confirmation, such as by providing a non-contact method, the user may feel troublesome since the operation is repeated every time the door is opened.
  • the user in the digital door lock, the user must remember the password or must have a contact card such as a smart card or an RF card to open the door, so that the user's password is leaked to another person, or the contact card is lost or There was a problem that could be stolen and misused by others.
  • a contact card such as a smart card or an RF card
  • an object of the present invention is to provide a device for completing the user recognition and door opening and closing in one operation without any prior operation for the user confirmation.
  • a specific object of the present invention is to provide an apparatus that can open the door only by holding and operating the handle of the door.
  • the lock driving unit for setting or releasing the locked state for opening or closing the door;
  • a handle part connected to the lock driving part and held by a user for opening the door;
  • An image detector detecting a back blood vessel image of a user holding the handle;
  • a storage unit for storing the back vessel pattern of the user's hand;
  • a lock driver control unit which extracts a blood vessel pattern from the blood vessel image output from the image detector and compares the blood vessel pattern with the blood vessel pattern previously stored in the storage unit, and controls the lock driving unit to release or maintain the lock state according to the same. It is characterized by including.
  • the handle portion includes a bar-shaped bar placed in a position spaced apart a predetermined distance in front of the door, the camera included in the image detection unit so that the center of the bar-shaped bar in the line extending the center of the camera
  • the door may be installed to be inclined by a predetermined angle, and the predetermined angle may be 20 to 25 degrees.
  • the cross-section of the bar-shaped bar is elliptical, the elliptical bar may be inclined at an angle corresponding to the angle the camera is inclined.
  • the image detection unit a camera for taking an image of the back of the user hand holding the handle portion; An infrared lighting unit for illuminating a back of a user hand; An infrared filter unit installed at the lower portion of the lens of the camera to emphasize a blood vessel of the back of the hand of the user; A frame grabber for converting an image signal of a back of a user's hand input from the camera into still image data; And an image memory for temporarily storing still image data generated by the frame grabber.
  • the device may include a hand detection sensor unit for detecting whether the user's hand is located in the handle portion and outputs a detection signal, when the detection signal is output, operating power is supplied to the overall device You can do that.
  • the device for inputting a number or symbol
  • a backlight unit that emits light from the back of the key input unit
  • a lamp for indicating the operation state of the device and the presence or absence of blood vessel recognition on the back of the hand
  • a display unit for displaying the operation state of the device and the vein recognition status of the back of the hand using text.
  • the device may include an interface unit connected to an external device to perform data and control communication functions, wherein the external device may be at least one of another door opener, a network system, and a remote control system. have.
  • the door is opened simply by turning the door handle without a separate operation for the user confirmation to maximize the convenience.
  • FIG. 1 is a front view of the door opening and closing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the door opening and closing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram showing the internal configuration of the door opening and closing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a front view of the door opening and closing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flow chart showing an operating state of the door opening and closing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating image processing results of merging a row pattern, a column pattern, and a row and column pattern according to the present invention.
  • FIG. 1 is a front view of a door opening and closing device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view of the door opening and closing device according to an embodiment of the present invention.
  • the door opening and closing device (hereinafter, referred to as a device) using the blood vessel recognition technology according to an embodiment of the present invention
  • the case 10 which forms the appearance of the device
  • the case Lamps 1 and 2 for displaying the operating state of the device and the presence or absence of the back vein recognition on the upper part of the device 10
  • a display unit 3 such as an LCD for displaying the operating state of the device and the vein recognition state of the back of the hand may be installed.
  • a key input unit 4 for inputting a number or a symbol required for the operation of the device is disposed below the display unit 3, and a bar handle for opening or closing the door 20 is provided below the case 10.
  • the rod-shaped handle (5) may be formed in a bar (Bar) form a horizontal distance to the door 20 and a predetermined distance (a), for example, 4cm to 7cm away from the bottom surface of the door.
  • the bar handle 5 is connected to the door lock driving unit 15 installed in the interior of the door 20, so that as the user manipulates the bar of the bar handle 5, for example, by rotating the bar, the door (20) can be opened.
  • the user's hand is positioned in the case 10, the CCD or CMOS camera 6 for capturing an image of the back of the user holding the bar handle 5, the bar handle (5)
  • a hand detection sensor unit 7 for detecting the presence of light, and a mid-wave infrared light 8 for illuminating the back of the user's hand may be installed, and may be installed under the lens of the camera 6.
  • a highlighting Mid-Wave infrared filter 9 can be installed.
  • the center of the bar is installed on a line extending from the center of the camera 6, wherein the camera 6 is separated from the bar of the bar-shaped handle 5 by a distance c, for example, 10 cm to 15 cm apart.
  • the door In the position, the door may be installed to be inclined (for example, 20 degrees to 25 degrees) by a predetermined angle d.
  • the bar-shaped bar handle 5 has an elliptic shape in the cross section of the bar and the long axis of the ellipse in the direction of the front door 20 so that the back of the hand may face the camera 6 when the user holds the bar.
  • the angle b may be inclined downwardly (for example, 20 degrees to 45 degrees), and the angle b at which the cross section of the bar is inclined is an angle d at which the camera 6 forms an entrance door. May correspond.
  • the angle deviation within a predetermined range can be sufficiently accommodated.
  • the distance between the camera 6 and the rod-shaped handle 5 is too close, the image reflected from the back of the hand may have less noise, but the image reflected from the back of the hand even if the angle of the hand holding the bar is slightly changed This may occur when the camera 6 is not caught.
  • the distance between the camera 6 and the rod-shaped handle 5 is far, the image reflected from the back of the hand is input to the camera 6 without being greatly affected by the angle of the hand holding the bar, but the back of the hand A lot of noise may enter the reflected image, and the case 10 also becomes large.
  • Figure 3 is a block diagram showing the internal configuration of the door opening and closing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the door opening and closing device is disposed on the rear surface of the key input unit 4, and emits light through a lamp (not shown) to illuminate the key input unit 4 and registered by the user.
  • a nonvolatile memory 12 storing blood vessel patterns, and a frame grabber 13 for converting an image signal of a back of a hand input from a camera 6 for capturing an image of a back of a user into still image data may be included.
  • the door opening and closing device is an image memory 14 for temporarily storing still image data generated by the frame grabber 13, and as a locking device, the bar handle 5 is rotated or not rotated.
  • the lock driver 15 for releasing or setting the door lock and the still image data stored in the image memory 14 are extracted and compared with the blood vessel pattern registered in the nonvolatile memory 12.
  • the interface unit 17 may further include a data and control communication function.
  • the external devices are other door opening and closing devices, network systems, and remote control systems installed in residential or commercial spaces for each generation, and are connected to each other through the interface unit 17 to perform data and control communication functions.
  • the door opening and closing device in order to prevent unnecessary power consumption, the power is not applied to the other elements except the hand detection sensor unit 7 is in the standby state, the rod-shaped handle (5) of the user When the hand is released, the hand detection sensor unit 7 detects this to generate a detection signal. Accordingly, operating power is supplied to the entire apparatus through a power supply unit (not shown) to perform an operation for opening and closing the door.
  • Figure 4 is a front view of the door opening and closing device according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the door opening and closing device according to another embodiment of the present invention is a rod-shaped handle 115 installed in the door 120 It is installed in a separate form from the case 100 to form the appearance of the device, the lamp (111, 112) to display the operating state of the device and the presence or absence of blood vessel recognition on the top of the case 100, the device A display unit 113 such as an LCD for displaying an operating state and a vein recognition situation in the back of a hand and a key input unit 114 for inputting a number or a symbol required for the operation of the device may be installed at the lower side of the display unit 113. .
  • a lock driver 150 which is a locking device for releasing, setting, or maintaining a locked state of the door 120 under the control of a microprocessor (not shown) is installed at a predetermined position of the door 120, and the lock driver ( 150 is connected to the bar handle 115 to open or close the door 120 as the user rotates the bar of the bar handle (115).
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operating state of the door opening and closing apparatus according to the present invention
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an image processing result of merging the row pattern, the column pattern, and the row and column pattern according to the present invention.
  • the hand detection sensor unit 7 detects this to detect a predetermined detection signal. Generate.
  • a detection signal is generated from the hand detection sensor unit 7, operating power is supplied to the entire apparatus through a power supply unit not shown.
  • the mid-wave infrared illuminator 8 radiates mid-wave infrared toward the bottom, and the mid-wave infrared is irradiated with the back of the hand through the mid-wave infrared filter 9 and then reflected by the back of the hand and again the mid-wave infrared filter. You will go through (9).
  • the camera 6 captures an image of the back of the hand transmitted through the Mid-Wave infrared filter 9 and transmits the image signal to the frame grabber 13.
  • the frame grabber 13 converts an image signal into still image data and transfers it to the image memory 14.
  • the microprocessor 16 extracts and separates only the vein pattern detection region, that is, the Region of Interest (ROI) image, from the raw image (S102).
  • ROI Region of Interest
  • the microprocessor 16 extracts a row-pattern among the blood vessel patterns of the back of the hand in consideration of the branching direction of the blood vessel pattern in the ROI image (S103), and passes the standardization process (S104) to filter the data in black and white only. By extracting the binarized image, the horizontal line pattern of the final blood vessel pattern is extracted (S105).
  • the microprocessor 16 extracts a column-pattern of blood vessel patterns of the back of the hand from the ROI image (S106), and finalizes the final vertical pattern through standardization processing (S107) and binarization image extraction (S108). Extract.
  • the microprocessor 16 distinguishes the vascular pattern of the back of the hand according to the longitudinal / lateral direction and pattern merges the row pattern and the column pattern extracted in the steps S105 and S108 as shown in FIG. 6C.
  • the vessel pattern of the back of the final hand is output (S109).
  • the microprocessor 16 determines whether a user is registered based on the output blood vessel pattern, and compares the blood vessel pattern of the user with the blood vessel pattern registered in the nonvolatile memory 12 (S110).
  • step S110 the microprocessor 16 releases the lock state so that the user can rotate the rod-shaped handle 5 to open the door when the determination result in the comparison process of step S110 matches.
  • the lock driving unit 15 is controlled to be made (S111).
  • the microprocessor 16 rejects the user's entry by maintaining the lock state set in the lock driving unit 15 so that the door is not opened.
  • the lamps 1 and 2 and the display unit 3 and the speaker (not shown) to indicate that the user is not registered or guides through the sound (S112).
  • security can be secured by preventing a user's password from being leaked to another person or a contact card such as a smart card or an RF car lost or stolen and being misused by another person.
  • the user can be authenticated only by the holding operation, so that convenience can be improved.
  • the process of registering the blood vessel pattern of the user if the user enters the user registration number through the key input unit 4, and wrap the rod-shaped handles (5, 115) for a predetermined time (for example, 2 seconds)
  • a predetermined time for example, 2 seconds
  • the image of the back of the user's hand is photographed through the camera 6, the image signal is transmitted to the frame grabber 13, and the frame grabber 13 converts the image signal into still image data. It transfers to the said image memory 14.
  • the microprocessor 16 extracts the blood vessel pattern of the user from the still image data in the image memory 14 and stores the blood vessel pattern in the nonvolatile memory 12 for each number registered by the user.
  • the user may allow or deny entry of the entrance doors 20 and 120 based on the blood vessel pattern.

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Abstract

본 발명은 혈관인식 장치를 이용한 출입문 개폐 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 개폐 장치는, 출입문의 개방 또는 폐쇄를 조절하기 위해 잠금 상태를 설정 또는 해제하는 잠금 구동부, 상기 잠금 구동부와 연결되고 출입문의 개방을 위해 사용자가 잡게 되는 손잡이부, 상기 손잡이부를 감싸 쥔 사용자의 손등 혈관 영상을 검출하는 영상 검출부, 하나 이상의 손등 혈관 패턴을 저장하는 저장부 및 상기 영상 검출부로부터 출력되는 손등 혈관 영상에서 혈관 패턴을 추출하여 상기 저장부에 기저장된 혈관 패턴과 비교하고, 동일 여부에 따라 상기 잠금 구동부의 잠금 상태를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자가 출입문을 열기 위해 손잡이를 잡는 동작만으로도 손쉽게 사용자 인증이 이루어지게 되어 편의성이 향상된다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 09.07.2009]　혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치
본 발명은 출입문 개폐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 손등의 혈관 패턴을 인식하여 출입문의 잠금를 제어하는 장치에 관한 것입니다.
일반적으로 단독 주택의 현관이나 연립 주택 또는 아파트 등과 같은 공동 주택의 세대별 출입문에는 출입자들을 통제하기 위한 잠금 장치가 설치된다.
상기 출입문 잠금 장치에는, 기존의 열쇠 대신에, 비밀 번호, 스마트 카드, RF카드, 지문 등 디지털화된 정보를 이용하여 출임분의 잠금 상태를 해제 또는 유지하는 디지털 도어록(Digital DoorLock)이 보급되어 보편화되고 있다.
그러나, 상기 출입문에 설치된 디지털 도어록은, 사용자가 출입문에 설치된 손잡이(Door Knob)를 돌리기 전에, 비밀번호를 입력하거나, 카드를 접촉하거나, 지문인식, 홍채 인식 등의 바이오 인식 장치에 신체 정보를 접촉 또는 비접촉 방법으로 제공하는 등 사용자 확인을 위한 별도의 동작을 필요로 하면, 이는 출입문을 열 때마다 반복되는 동작이어서 사용자가 번거로움을 느끼게 된다.
또한, 상기 디지털 도어록에서는 사용자가 비밀번호를 반드시 기억하거나, 스마트 카드 또는 RF 카드 등의 접촉식 카드를 반드시 소지해야만 출입문을 열 수 있게 되므로, 사용자의 비밀번호가 타인에게 유출되거나, 접촉식 카드가 분실 또는 도난되어 타인에 의해 오사용 될 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 장착된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자 확인을 위한 사전 동작 없이 한 번의 동작으로 사용자 인식과 출입문 개폐를 완성하도록 하는 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 목적은, 출입문의 손잡이를 잡고 조작하는 동작만으로 문을 개방할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치는, 출입문의 개방 또는 폐쇄를 위해 잠금 상태를 설정 또는 해제하는 잠금 구동부; 상기 잠금 구동부와 연결되고 상기 출입문의 개방을 위해 사용자가 잡게 되는 손잡이부; 상기 손잡이부를 감싸 쥔 사용자의 손등 혈관 영상을 검출하는 영상검출부; 사용자의 손등 혈관 패턴을 저장하는 저장부; 및 상기 영상검출부로부터 출력되는 손등 혈관 영상에서 혈관 패턴을 추출하여 상기 저장부에 기저장된 혈관 패턴과 비교하고, 동일 여부에 따라 상기 잠금 상태가해제되거나 유지되도록 상기 잠금 구동부를 제어하는잠금 구동부 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 손잡이부는 출입문 전면에 일정 거리 이격된 위치에 놓인 막대형 바를 포함하고, 상기 영상검출부에 포함되는 카메라는 상기 카메라의 중심을 연장한 선에 상기 막대형 바의 중심이 있도록 상기 출입문과 소정 각도만큼 경사지게 설치될 수 있는데, 상기 소정 각도는 20 내지 25도일 수 있다. 또한, 상기 막대형 바의 단면은 타원형이고, 상기 타원형의 바는 상기 카메라가 경사진 각도에 대응하는 각도로 경사질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 영상검출부는, 상기 손잡이부를 감싸 쥔 사용자 손등에 대한 영상을 촬영하기 위한 카메라; 사용자 손등을 조명하는 적외선 조명부; 상기 카메라의 랜즈 하부에 설치되어 사용자의 손등 혈관을 강조하는 적외선 필터부; 상기 카메라로부터 입력되는 사용자 손등에 대한 영상 신호를 정지 화상 데이터로 변환하는 프레임 그레버; 및 상기 프레임 그레버에서 생성된 정지 화상 데이터를 임시 저장하는 화상 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 상기 손잡이부에 사용자의 손이 위치하는지 여부를 검출하여 검출 신호를 출력하는 손검출 센서부를 포함할 수 있고, 상기 검출 신호가 출력되면 장치 전반에 동작 전원이 공급되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 번호나 기호를 입력하는 키 입력부; 상기 키 입력부의 배면에서 빛을 비추는 백라이트부; 상기 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 유무를 표시하는 램프; 및 상기 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 상황을 문자로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 외부 장치와 연결되어 데이터 및 제어 통신 기능을 수행하는 인터페이스부를 포함할 수 있는데, 상기 외부 장치는 다른 출입문 개폐 장치, 네트워크 시스템, 원격제어 시스템 중에 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치를 사용하면, 사용자 확인을 위한 별도의 동작 없이 출입문 손잡이를 돌리기만 하면 출입문이 열리게 되어 편리성이 극대화된다.
또한, 비밀번호를 기억하거나 스마트 카드 또는 RF 카드 등의 접촉식 카드를 반드시 지참할 필요가 없는 등의 사용상의 편의성이 향상되고, 비밀번호의 유출이나 접촉식 카드의 분실 또는 도난으로 인한 피해를 차단하는 보안성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 투시 작용도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 출입문 개폐 장치의 동작 상태를 도시한 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 횡렬 패턴과 종렬 패턴 그리고 횡렬 및 종렬 패턴을 병합한 영상 처리 결과 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 투시 작용도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치(이하, 장치라 칭함)에는, 상기 장치의 외관을 형성하는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 상부에 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 유무를 표시하는 램프(1, 2) 및 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 상황을 문자로 표시하는 LCD 등의 표시부(3)가 설치될 수 있다.
상기 표시부(3)의 하측에는 장치의 동작에 필요한 번호나 기호를 입력하기 위한 키 입력부(4)가 배치되고, 상기 케이스(10)의 하부에는 출입문(20)을 개방 또는 폐쇄하기 위한 막대형 손잡이(5)가 설치되는데, 상기 막대형 손잡이(5)는 바(Bar) 형태로 출입문(20)과 일정 거리(a) 예를 들어, 4cm 내지 7cm 떨어져 출입문 바닥면과 수평으로 형성될 수 있다
상기 막대형 손잡이(5)는 출입문(20)의 실내에 설치되는 출입문 잠금 구동부(15)와 연결되어 있어서, 사용자가 막대형 손잡이(5)의 바를 조작함에 따라, 예를 들어 바를 회전함에 따라 출입문(20)을 개방할 수 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 내부에는 상기 막대형 손잡이(5)를 잡고 있는 사용자의 손등에 대한 영상을 촬영하는 CCD 혹은 CMOS 카메라(6), 상기 막대형 손잡이(5)에 사용자의 손이 위치하는지 검출하는 손검출 센서부(7), 및 사용자 손등을 조명하는 Mid-Wave 적외선 조명(8)이 설치될 수 있고, 추가로 상기 카메라(6)의 렌즈 하측에 설치되어 사용자의 손등 혈관 패턴을 강조하는 Mid-Wave 적외선 필터(9)가 설치될 수 있다.
상기 카메라(6)의 중심을 연장한 선에 상기 바의 중심이 있도록 설치되는데, 상기 카메라(6)는, 상기 막대형 손잡이(5)의 바와 일정 거리(c) 예를 들어, 10cm 내지 15cm 떨어진 위치에, 출입문과 일정 각도(d)만큼 경사(예를 들어, 20도 내지 25도)지게 설치될 수 있다.
바 형태의 막대형 손잡이(5)는, 사용자가 바를 잡았을 때 가급적이면 손등이 상기 카메라(6)를 향할 수 있도록, 바의 단면을 타원 형상으로 하고 타원의 긴 축의 방향을 출입문(20)의 전면 아래쪽 방향으로 소정 각도(b)(예를 들어, 20도 내지 45도) 경사지게 할 수 있는데, 상기 바의 단면이 경사진 각도(b)는 상기 카메라(6)가 출입문과 이루는 각도(d)에 상응할 수 있다.
상기 카메라(6)와 손등은 90도에 가까울수록 유리하지만, 소정 범위 내에서의 각도 편차는 충분히 수용할 수 있다. 또한, 상기 카메라(6)와 상기 막대형 손잡이(5) 사이의 거리가 너무 가까우면, 손등에서 반사되는 영상에 잡음이 적게 들어갈 수 있지만, 바를 잡는 손의 각도가 조금만 변하더라도 손등에서 반사되는 영상이 상기 카메라(6)에 잡히지 않는 경우가 발생할 수 있다. 반면에, 상기 카메라(6)와 상기 막대형 손잡이(5) 사이의 거리가 멀면, 바를 잡는 손의 각도에 크게 영향을 받지 않고 손등에서 반사되는 영상이 상기 카메라(6)에 입력되지만, 발생할 손등에서 반사되는 영상에 잡음이 많이 들어가게 될 수 있고, 또한 케이스(10)가 커지게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 출입문 개폐 장치는, 상기 키 입력부(4)의 배면에 배치되며, 도시되지 않은 램프를 통해 빛을 발광하여 상기 키 입력부(4)를 비추는 백라이트(11)와, 사용자에 의해 등록된 혈관 패턴이 저장되는 비휘발성 메모리(12), 사용자의 손등 영상을 촬영하는 카메라(6)로부터 입력되는 손등에 대한 영상 신호를 정지 화상 데이터로 변환하는 프레임 그레버(13)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 출입문 개폐 장치는, 상기 프레임 그레버(13)에서 생성된 정지 화상 데이터를 임시 저장하는 화상 메모리(14), 잠금 장치로서 상기 막대형 손잡이(5)가 회전하거나 회전하지 않도록 잠금 상태(도어록(DoorLock))를 해제 또는 설정하는 잠금 구동부(15), 및 상기 화상 메모리(14)에 저장된 정지 화상 데이터에서 혈관 패턴을 추출하여, 상기 비휘발성 메모리(12)에 등록된 혈관 패턴과 비교하고, 동일 여부를 판별하여 상기 출입문의 잠금 상태를 해제하거나 유지하도록 상기 잠금 구동부(15)를 제어하는 마이크로 프로세서(16)를 포함하여 구성되고, 상기 마이크로 프로세서(16)의 제어에 의해 외부 장치와의 데이터 및 제어 통신 기능을 수행하는 인터페이스부(17)를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 장치는, 세대별 주거 공간 또는 상업 공간에 설치된 다른 출입문 개폐 장치나 네트워크 시스템 및 원격 제어 시스템 등으로, 상기 인터페이스부(17)를 통해 서로 연결되어 데이터 및 제어 통신 기능을 수행한다.
또한, 상기 출입문 개폐 장치는, 불필요한 전력 소모를 막기 위해, 상기 손검출 센서부(7)를 제외하고는 다른 요소에는 전원이 인가되지 않고 대기 상태에 있는데, 상기 막대형 손잡이(5)에 사용자의 손이 놓이면 상기 손검출 센서부(7)가 이를 검출하여 검출 신호를 발생시키고, 이에 따라 도시되지 않은 전원부를 통해 동작 전원이 장치 전반에 공급되어, 출입문 개폐를 위한 동작을 수행하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 출입문 개폐 장치의 정면도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 출입문 개폐 장치는 출입문(120)에 설치된 막대형 손잡이(115)와 분리된 형태로 설치되는 것으로, 장치의 외관을 형성하는 케이스(100)와, 상기 케이스(100)의 상부에 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 유무를 표시하는 램프(111, 112), 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 상황을 문자로 표시하는 LCD 등의 표시부(113) 및 상기 표시부(113)의 하측에는 장치의 동작에 필요한 번호나 기호를 입력하기 위한 키 입력부(114)가 설치될 수 있다.
또한, 출입문(120)의 일정 위치에는 마이크로 프로세서(미도시)의 제어에 따라 출입문(120)의 잠금 상태를 해제, 설정 또는 유지하는 잠금 장치인 잠금 구동부(150)가 설치되고, 상기 잠금 구동부(150)는 막대형 손잡이(115)와 연결되어 사용자가 막대형 손잡이(115)의 바를 회전함에 따라 출입문(120)을 개방 또는 폐쇄한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 출입문 개폐 장치의 동작 상태를 도시한 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 횡렬 패턴과 종렬 패턴 그리고 횡렬 및 종렬 패턴을 병합한 영상 처리 결과 도면이다.
사용자가 본 발명에 따른 출입문 개폐 장치가 설치된 출입문(20, 120)을 열기 위해서 상기 막대형 손잡이(5, 115)를 감싸쥐면, 상기 손검출 센서부(7)는 이를 감지하여 소정의 검출 신호를 발생시킨다. 상기 손검출 센서부(7)로부터 검출 신호가 발생하면, 도시되지 않은 전원부를 통해 장치 전반에 동작 전원이 공급된다.
상기 Mid-Wave 적외선 조명부(8)는, 중간파 적외선을 하부 쪽으로 방사하고, 중간파 적외선은 Mid-Wave 적외선 필터(9)를 통해 손등으로 조사된 후 손등에 의해 반사되어 다시 Mid-Wave 적외선 필터(9)를 거치게 된다.
이때, 상기 카메라(6)는 Mid-Wave 적외선 필터(9)를 거쳐 전달되는 손등에 대한 영상을 촬영하여 그 영상 신호를 프레임 그레버(13)에 전달한다. 상기 프레임 그레버(13)는 영상 신호를 정지 화상 데이터로 변환하고, 이를 화상 메모리(14)에 전달한다.
상기 마이크로 프로세서(16)는 화상 메모리(14)를 통해 원시 영상이 입력되면(S101), 원시 영상에서 정맥 패턴 검출 영역, 즉 Region of Interest(ROI) 영상만을 추출하여 분리한다(S102).
상기 마이크로 프로세서(16)는 ROI 영상에서 혈관 패턴의 분기 방향성을 고려하여 손등의 혈관 패턴 중 횡렬 패턴(Row-pattern)을 추출하고(S103), 데이터 필터링을 위해 표준화 처리(S104)를 거쳐 흑백만으로 구성되는 이치화 영상을 추출함으로써 최종적인 혈관 패턴의 횡렬 패턴을 추출한다.(S105)
또한, 상기 마이크로 프로세서(16)는 ROI 영상에서 손등의 혈관 패턴 중 종렬 패턴(Column-pattern)을 추출하고(S106), 표준화 처리(S107) 및 이치화 영상 추출(S108)을 통해 최종적인 종렬 패턴을 추출한다.
이때, 상기 ROI 영상은 종렬 벡터 필터(예를 들어, 커널 사이즈=11)와 횡렬 벡터 필터(예를 들어, 커널 사이즈=21)를 통과하고 표준화 처리 및 이치화 영상 추출을 거쳐 도 6의 (a)에 도시된 영상 처리 결과와 같이 횡렬 패턴으로 추출될 수 있다.
마찬가지로, 상기 ROI 영상은, 종렬 벡터 필터(예를 들어, 커널 사이즈=21)와 횡렬 벡터 필터(예를 들어, 커널 사이즈=11)의 커널 사이즈만을 달리하여, 횡렬 패턴을 추출하는 방식과 동일한 방식으로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 종렬 패턴으로 추출될 수 있다.
이렇게, 마이크로프로세서(16)는 손등 혈관 패턴을 종/횡 방향성에 따라 구별하여 상기 단계(S105, S108)에서 추출한 횡렬 패턴과 종렬 패턴을 패턴 병합(pattern merge)함으로써 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 최종 손등의 혈관 패턴을 출력한다(S109).
상기 마이크로 프로세서(16)에서는 출력된 혈관 패턴을 통해 등록된 사용자 여부를 판단하는데, 사용자의 혈관 패턴과 상기 비휘발성 메모리(12)에 등록된 혈관 패턴을 비교한다(S110).
이후, 상기 마이크로 프로세서(16)에서는 상기 단계(S110)의 비교 과정에서 판단 결과가 일치하는 경우에, 출입문의 개방을 위해 사용자가 상기 막대형 손잡이(5)를 회전 조작할 수 있도록 잠금 상태가 해제되도록 상기 잠금 구동부(15)를 제어한다(S111).
상기 단계(S110)의 비교 과정에서 판단 결과가 일치하지 않은 경우에, 마이크로 프로세서(16)에서는 상기 출입문이 개방되지 않도록 상기 잠금 구동부(15)에 설정된 잠금 상태를 그대로 유지하여 사용자의 입장을 거부함과 더불어, 상기 램프(1, 2)와 표시부(3) 및 스피커(미도시)를 통해 등록되지 않은 사용자임을 표시하거나 소리를 통해 안내한다(S112).
따라서, 사용자의 비밀번호가 타인에게 유출되거나 스마트 카드 또는 RF 카등 등의 접촉식 카드가 분실 또는 도난되어 타인에 의해 오사용되는 것을 차단함으로써 보안성을 확보할 수 있고, 사용자가 출입문을 열기 위해 손잡이를 잡는 동작만으로도 사용자 인증이 이루어지게 되어 편의성이 향상될 수 있게 된다.
한편, 사용자의 혈관 패턴을 등록하는 과정은, 사용자가 키 입력부(4)를 통해 사용자 등록 번호를 입력하고, 상기 막대형 손잡이(5, 115)를 일정 시간(예를 들어, 2초) 감싸 쥐면, 사용자의 손등에 대한 영상이 상기 카메라(6)를 통해 촬영되고, 해당 영상 신호가 상기 프레임 그레버(13)에 전달되며, 상기 프레임 그레버(13)는 영상 신호를 정지 화상 데이터로 변환하여 상기 화상 메모리(14)에 전달한다.
상기 마이크로 프로세서(16)는 화상 메모리(14)에 정지 화상 데이터에서 상술한 바와 같이 사용자의 혈관 패턴을 추출하여 사용자에 의해 등록된 번호별로 혈관 패턴을 비휘발성 메모리(12)에 저장하고, 이 저장된 혈관 패턴을 토대로 사용자의 출입문(20, 120) 입장을 허락 또는 거부할 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 출입문의 개방 또는 폐쇄를 위해 잠금 상태를 설정 또는 해제하는 잠금 구동부;
    상기 잠금 구동부와 연결되고 상기 출입문의 개방을 위해 사용자가 잡게 되는 손잡이부;
    상기 손잡이부를 감싸 쥔 사용자의 손등 혈관 영상을 검출하는 영상검출부;
    사용자의 손등 혈관 패턴을 저장하는 저장부; 및
    상기 영상검출부로부터 출력되는 손등 혈관 영상에서 혈관 패턴을 추출하여 상기 저장부에 기저장된 혈관 패턴과 비교하고, 동일 여부에 따라 상기 잠금 상태가해제되거나 유지되도록 상기 잠금 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 손잡이부는 출입문 전면에 일정 거리 이격된 위치에 놓인 막대형 바를 포함하고, 상기 영상검출부에 포함되는 카메라는 상기 카메라의 중심을 연장한 선에 상기 막대형 바의 중심이 있도록 상기 출입문과 소정 각도만큼 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 각도는 20 내지 25도인 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 막대형 바의 단면은 타원형이고, 상기 타원형의 바는 상기 카메라가 경사진 각도에 대응하는 각도로 경사지는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상검출부는, 상기 손잡이부를 감싸 쥔 사용자 손등에 대한 영상을 촬영하기 위한 카메라;
    사용자 손등을 조명하는 적외선 조명부;
    상기 카메라의 랜즈 하부에 설치되어 사용자의 손등 혈관을 강조하는 적외선 필터부;
    상기 카메라로부터 입력되는 사용자 손등에 대한 영상 신호를 정지 화상 데이터로 변환하는 프레임 그레버; 및
    상기 프레임 그레버에서 생성된 정지 화상 데이터를 임시 저장하는 화상 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 손잡이부에 사용자의 손이 위치하는지 여부를 검출하여 검출 신호를 출력하는 손검출 센서부를 포함하고, 상기 장치는 상기 검출 신호가 출력되면 장치 전반에 동작 전원이 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    번호나 기호를 입력하는 키 입력부;
    상기 키 입력부의 배면에서 빛을 비추는 백라이트부;
    상기 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 유무를 표시하는 램프; 및
    상기 장치의 동작 상태 및 손등 혈관 인식 상황을 문자로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    외부 장치와 연결되어 데이터 및 제어 통신 기능을 수행하는 인터페이스부를 포함하고,
    상기 외부 장치는 다른 출입문 개폐 장치, 네트워크 시스템, 원격제어 시스템 중에 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 혈관 인식 기술을 이용한 출입문 개폐 장치.
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