WO2022121059A1

WO2022121059A1 - 一种基于5g物联网及ai智能门禁综合管理系统

Info

Publication number: WO2022121059A1
Application number: PCT/CN2020/142561
Authority: WO
Inventors: 吴志雄; 尤春中; 胡柏耀; 庄娉
Original assignee: 南威软件股份有限公司
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-06-16
Also published as: CN112562161A

Abstract

本发明公开了一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，包括智能门禁终端以及通过5G物联网技术与其连接的功能模块；所述功能模块包括门禁管理单元，门禁管理单元用于限制人员进出；授权管理单元：用于向门禁管理单元发送业主发出的授权指令；楼栋管理单元：用于获取楼栋内部人员布置信息以及人员身份信息；人员管理单元：用于获取楼栋内部人员进出时间、停留时间以及办事信息；本发明提供双向访客拜访管理模式，即访客主动预约申请与业主主动邀约两种模式，同步实现访客拜访记录、访客授权下发至门禁、访客时间管理、访客路径实时地图导航和室内AR导航结合，使访客管理更加安全可控，访客使用更加便捷。

Description

一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统

技术领域

本发明涉及门禁管理技术领域，具体是一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统。

背景技术

现有门禁管理系统大部分都为单独的门禁控制，或者使用有线网络进行组网，提供单纯的针对人员进出的开门控制器，这类门禁控制器网络连接速度慢，效率低，稳定性差，且功能单一，访问授权数据需要录制或者逐一的下发。现有的联网的门禁系统并不支持访客自主预约、业主主动邀约等形式的门禁控制方式。

在人员到访，现有门禁系统都需要人员通过自行查找地址、地图，无法准确查找拜访位置，以及拜访场所室内准确的楼栋、楼层、房间位置。

现有的门禁系统内不对建筑、房屋、业主等信息进行综合管理，更无法实现人员打标和人员布控管理。

发明内容

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

本发明的目的在于提供一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，包括智能门禁终端以及通过5G物联网技术与其连接的功能模块；

所述功能模块包括门禁管理单元，门禁管理单元用于限制人员进出；

授权管理单元：用于向门禁管理单元发送业主发出的授权指令；

楼栋管理单元：用于获取楼栋内部人员布置信息以及人员身份信息；

人员管理单元：用于获取楼栋内部人员进出时间、停留时间以及办事信息；

访客管理单元：用于接收访客输入的指令信息，并将该信息进行审核并送法给业主；

定位导航单元：用于向获得授权管理单元的入户提供目标路径；

作为本发明进一步的方案：所述定位导航单元用于接受访客管理单元发送的访问地址，调取楼栋的地图并结合AR技术块，向访客手持终端呈现路径指示图。

作为本发明进一步的方案：所述门禁管理单元内部包括用于识别访客的人脸识别块、语音识别块、指纹识别块、标签识别块。

作为本发明进一步的方案：所述人员管理单元包括用于对不同人员身份进行智能打标的打标块、用于统计不同人员进出时间以及根据不同身份人员的进出时间进行报警的报警块，利用报警块提示管理人员小区内部老人长时间在家不活动，可能发生意外，当外来人员进入时间过长，可能发生盗窃之类的事情。

作为本发明进一步的方案：所述授权管理单元包括便于业主向智能门禁终端发送邀约命令的邀约块，邀约块包括来访者照片信息、常住地信息以及来访时间信息。

作为本发明进一步的方案：所述楼栋管理单元包括用于获取楼栋内部视频信息的摄像块。

作为本发明再进一步的方案：所述人脸识别块的识别算法，如衣服颜色、衣服标志、帽子颜色等数据的分析识别引导智能门禁系统智能学习分析，建立不同身份人物模型库，算法分析按目标获取、图像处理、特征提取、表特征分类五个步骤进行，其中目标获取通过图像扫描获取连通区域几何特征，包括最小外接矩形、面积、质心等，目标区域面积参数M(m)可以作为一种度量尺度，对于区域A(x,y),M(m)定义为该区像素数目，即：

然后根据目标区域所在位置，以质心作为度量尺寸，设目标质心为(Cx,Cy),

C _x＝M ₁₀(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

C _y＝M ₀₁(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

其中将矩阵定义为：

对目标外接矩形的边界轮廓包括上(t)、下(b)、左(l)、右(r)各极值点的位置进行如下计算：

特征提取遵循图像规范化；颜色空间的转换与量化，结果为以为颜色向量；针对每一块提取色值或轮廓值，公式如下：

表特征分类算使用SVM解决多类分类问题，使用f _i(x),i＝1,2,^,N函数对图象N的任意样本x进行测试它的类别Gx按下列函数进行计算：

最后判断某个样本x是否归属于类c，首先计算z＝Φ(x)，再计算如下决策函数：

若f(z)＝1,则x属于分类c，否则不属于该类。

作为本发明再进一步的方案：所述AR技术块路径导航使用基于A*算法的计算优化，计算函数公式如下：

cost(n)＝g(n)

f(n)＝g(n)+h(n)

其中g(n)表示当前节点的后退代价，h(n)表示当前节点的前进代价，但是更多人称h(n)为启发函数，而右边的f(n)则被称为评价函数，距离路径计算使用曼哈顿距离计算法，如下函数公式计算：

D(N1,N2)＝|N1 _x-N2 _x|+|N1 _y-N2 _y|

因为曼哈顿距离即满足一致性和"h(goal)＝0"的特性，计算成本低，且计算简单高效。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于5G物联网技术，利用5G技术高速率、低延迟、大链接特性，使门禁管理系统能够提供更高清晰度的人脸图像识别、视频语音等AI智能识别技术的应用。

本发明结合人员、建筑、房屋等物理信息的综合管理，实现门禁智能化授权。

本发明提供双向访客拜访管理模式，即访客主动预约申请与业主主动邀约两种模式，同步实现访客拜访记录、访客授权下发至门禁、访客时间管理、访客路径实时地图导航和室内AR导航结合，使访客管理更加安全可控，访客使用更加便捷。

本发明实现人员打标和人员布控管理，通过对不同人员身份的人脸身份识别智能打标，通过系统可对不同类型或特定人员进行布控管理，使安全管理更加智能和高效。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

无疑的，本发明的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一个或数个较佳实施例，并配合所示附图，作详细说明如下。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。

为了更清楚地说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个或数个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据此类附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明中访客流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，处于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

请参阅图1-2，本发明实施例中，一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，包括智能门禁终端以及通过5G物联网技术与其连接的功能模块；

所述定位导航单元用于接受访客管理单元发送的访问地址，调取楼栋的地图并结合AR 技术块，向访客手持终端呈现路径指示图。

所述门禁管理单元内部包括用于识别访客的人脸识别块、语音识别块、指纹识别块、标签识别块。

所述人员管理单元包括用于对不同人员身份进行智能打标的打标块、用于统计不同人员进出时间以及根据不同身份人员的进出时间进行报警的报警块，利用报警块提示管理人员小区内部老人长时间在家不活动，可能发生意外，当外来人员进入时间过长，可能发生盗窃之类的事情。

所述授权管理单元包括便于业主向智能门禁终端发送邀约命令的邀约块，邀约块包括来访者照片信息、常住地信息以及来访时间信息。

所述楼栋管理单元包括用于获取楼栋内部视频信息的摄像块。

本发明实施方式提供基于5G的智能门禁管理系统，提供包括PC端、移动APP、微信小程序等多个终端的访问入口，针对业主、管理员和访客提供能不同的访问内容，系统主要功能模块包括门禁管理、授权管理、建筑管理、房屋管理、人员管理、访客管理、人员布控管理、访客记录管理、GIS导航和VR场景定位导航等模块。

首先系统通过门禁管理可以针对例如大厅门禁、楼层门禁、房间门禁等多个终端门禁的集成管理。采用的前端智能门禁控制机通过5G移动物联网，安装方式十分简单，且联网速度快稳定性好，支持人脸识别、密码识别、指纹识别等多种AI智能识别技术。前端门禁设备主要用于进出人员数据信息授权匹配、布控人员边缘计算匹配上报等。

在本系统中同时集成了对建筑、房屋、人员等物理信息的管理，例如社区中的某一栋楼，某一层，某一户的业主和家属，或者摸个园区，某栋大厦，某一层，几零几室里面的业主和员工等等信息进行综合管理，管理人员可以在本系统找那个录入或导入相关系信息。通过对这些信息与门禁设备的绑定关联配置，能更加智能高效的对场景内不同人员、区域的门禁授权方案配置。

在访客拜访管理方面本系统提供双向访客拜访管理模式，即访客主动预约申请与业主主动邀约两种模式，访客可以根据本系统提供的移动APP、微信小程序或者PC端进行拜访预约，待业主审核通过后，系统通过短信、微信等消息方式向访客用户通申请通知，具体的位置信息和时间以及导航链接。同时向关联的公共区域如小区门口门禁、大楼门禁、楼层门禁和私人区域如业主所属的某个房间门禁下发时间和访客人脸、密码等数据信息，访客可根据链接导航和在规定时间通各个门禁畅通的进入拜访业主，在室外区域系统提供基于GIS的2D、3D或卫星模式的地图导航模式进入室内区域后，系统会根据定位信息自动切换为AR场景导航模式，访客用户可以通过该导航快速准确查找到线路位置。也可以由业主在本系统移动端、微信小程序或者PC端上进行操作添加访客信息和邀约信息，系统将自动向访客推送相关信息，其拜访流程与访客预约申请一致。

本系统提供能人员打标签功能和人员布控功能，通过系统人员管理和标签管理可以建立使用场景下的人员标签体系。例如业主、家属、老人、小孩、快递人员、保洁人员等等人员标签。根据人员布控管理配置，可以针对某一个人，或某一类人进行不同布控需求的配置，如快递人员的布控、辖区教改人员的布控，进行全天候或者特定时间、频率的布控需求。当相应的标签人员通过门禁后门禁设备将采集匹配后，进行上报。管理人员可以通过快速追踪定位布控人员的出入记录、轨迹等，使管理更加的智能化，同时有效提高管理效率。

本发明的使用和实施包括以下几个步骤：

步骤一、门禁设备安装联网，系统门禁设备添加；

步骤二、楼栋、单元、房屋与人员及关联绑定，门禁设备与楼栋、单元、房屋进行关联。

步骤三、管理员通过内部人员查找关联门禁设备下发门禁通行授权数据；访客通过登录系统移动APP、微信小程序或者PC端进行预约申请，业主也可以通过各访问端对访客的预约信息进行审核，系统通过微信、短信等消息方式向访客推送审核结果。若审核不通过则提示申请审核失败，若申请通过，则提示申请成功提和拜访时间、详细地址和导航链接；同时向关联门禁数据下发访客访问信息。

业主也可以在各访问端登录，填写发起邀约申请。系统将根据邀约内容向访客通过微信、短信方式推送邀约拜访时间、详细地址和导航链接，同时向关联门禁数据下发访客访问信息。

步骤四、管理员通过系统标签管理进行对不同人员标签设定，根据不同身份、类型如业主、小孩、老人、快递、送餐、保洁等进行人员打标。

步骤五、系统管理员通过图像AI识别算法，如衣服颜色、衣服标志、帽子颜色等数据的分析识别引导智能门禁系统智能学习分析，建立不同身份人物模型库；

系统使用背景差分技术提取抓拍图像中目标人物，然后使用了基于特征的向量机模式识别算法解决非线性、高维和小样本学习，提高算法的扩展性和分辨率。算法分析按目标获取、图像处理、特征提取、表特征分类五个步骤进行，其中目标获取通过图像扫描获取连通区域几何特征，包括最小外接矩形、面积、质心等。目标区域面积参数M(m)可以作为一种度量尺度，对于区域A(x,y),M(m)定义为该区像素数目，即

C _x＝M ₁₀(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

C _y＝M ₀₁(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

其中将矩阵定义为：

若f(z)＝1,则x属于分类c，否则不属于该类。

步骤六、系统管理员通过布控管理设定对特定人员或特定身份类型人员进行布控，设置布控规则设定，如快递员出入间隔时长管控，老人超过5天未出现预警等；

步骤七、门禁通过访问人员输入指纹、密码或采集到的人脸数据进行匹配，若匹配不成功则禁止进入，若匹配成功则进行实践分析匹配；若时间匹配不成功则禁止进入，若时间匹配成功智能门禁则同步云服务器分析人员布控查询，分析判断人员是否在布控范围内，若不在布控范围内则直接允许进入，若在布控范围内则启动相应的布控跟踪规则方案，如跟踪计算快递人员进入时长及门禁轨迹；

步骤八、智能门禁通过人员身份识别，智能判断路径轨迹，在门禁显示屏提示下一个门禁路径方向，同时提供VR虚拟场景定位导航，方便来访人员快速查找准确路径。本系统中VR路径导航使用基于A*算法的计算优化，计算函数公式如下：

cost(n)＝g(n)

f(n)＝g(n)+h(n)

其中g(n)表示当前节点的后退代价，h(n)表示当前节点的前进代价，但是更多人称h(n)为启发函数。而右边的f(n)则被称为评价函数。距离路径计算使用曼哈顿距离计算法，如下函数公式计算：

D(N1,N2)＝|N1 _x-N2 _x|+|N1 _y-N2 _y|

步骤九、来访人员通过门禁和智能门禁指引到通过门禁进入房间，对存在布控范围人员，云后台系统持续进行监控跟踪，若来访人员超过设定时间未离开，则系统启动自动向管理人员发送预警信息消息，消息内容包括来访人员图片、现在所处房间位置、进入时间、停留超时时间，方便管理人员快速定位排查处理；

步骤十、来访人员完成拜访后，离开房屋后，若拜访人员离开房屋后，超过设定时间未离开辖区，这系统自动向管理人员和被访业主推送报警信息，信息内容包括来访人员图像、当前位置、进入时间、通过上一门禁时间，管理员可快速派遣安保人员进行前往排查处置，有效预防人员非法恶意逗留，系统自动根据追踪逐个出口门禁，直至人员离开辖区范围，并自动向管理员和被拜访业主发送拜访人员离开消息，同时系统自动向各关联智能门禁终端发送指令删除拜访人员的访问授权。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

一种基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，包括智能门禁终端以及通过5G物联网技术与其连接的功能模块；

所述功能模块包括门禁管理单元，门禁管理单元用于限制人员进出；

授权管理单元：用于向门禁管理单元发送业主发出的授权指令；

楼栋管理单元：用于获取楼栋内部人员布置信息以及人员身份信息；

人员管理单元：用于获取楼栋内部人员进出时间、停留时间以及办事信息；

访客管理单元：用于接收访客输入的指令信息，并将该信息进行审核并送法给业主；

定位导航单元：用于向获得授权管理单元的入户提供目标路径。
根据权利要求1所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，定位导航单元用于接受访客管理单元发送的访问地址，调取楼栋的地图并结合AR技术块，向访客手持终端呈现路径指示图。
根据权利要求1所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，所述门禁管理单元内部包括用于识别访客的人脸识别块、语音识别块、指纹识别块、标签识别块。
根据权利要求1所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，人员管理单元包括用于对不同人员身份进行智能打标的打标块、用于统计不同人员进出时间以及根据不同身份人员的进出时间进行报警的报警块，利用报警块提示管理人员小区内部老人长时间在家不活动，可能发生意外，当外来人员进入时间过长，可能发生盗窃之类的事情。
根据权利要求1所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，所述授权管理单元包括便于业主向智能门禁终端发送邀约命令的邀约块，邀约块包括来访者照片信息、常住地信息以及来访时间信息。
根据权利要求1所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，楼栋管理单元包括用于获取楼栋内部视频信息的摄像块。
根据权利要求3所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，所述人脸识别块的识别算法，如衣服颜色、衣服标志、帽子颜色的数据的分析识别引导智能门禁系统智能学习分析，建立不同身份人物模型库，算法分析按目标获取、图像处理、特征提取、表特征分类五个步骤进行，其中目标获取通过图像扫描获取连通区域几何特征，包括最小外接矩形、面积、质心，目标区域面积参数M(m)可以作为一种度量尺度，对于区域A(x,y),M(m)定义为该区像素数目，即：

然后根据目标区域所在位置，以质心作为度量尺寸，设目标质心为(Cx,Cy),

C _x＝M ₁₀(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

C _y＝M ₀₁(A _i(x,y))/M ₀₀(A _i(x,y))

其中将矩阵定义为：

对目标外接矩形的边界轮廓包括上(t)、下(b)、左(l)、右(r)各极值点的位置进行如下计算：

特征提取遵循图像规范化；颜色空间的转换与量化，结果为以为颜色向量；针对每一块提取色值或轮廓值，公式如下：

表特征分类算使用SVM解决多类分类问题，使用f _i(x),i＝1,2,^,N函数对图象N的任意样本x进行测试它的类别Gx按下列函数进行计算：

最后判断某个样本x是否归属于类c，首先计算z＝Φ(x)，再计算如下决策函数：

若f(z)＝1,则x属于分类c，否则不属于该类。
根据权利要求2所述的基于5G物联网及AI智能门禁综合管理系统，其特征在于，所述AR技术块路径导航使用基于A*算法的计算优化，计算函数公式如下：

cost(n)＝g(n)

f(n)＝g(n)+h(n)

其中g(n)表示当前节点的后退代价，h(n)表示当前节点的前进代价，但是更多人称h(n)为启发函数，而右边的f(n)则被称为评价函数，距离路径计算使用曼哈顿距离计算法，如下函数公式计算：

D(N1,N2)＝|N1 _x-N2 _x|+|N1 _y-N2 _y|

因为曼哈顿距离即满足一致性和"h(goal)＝0"的特性，计算成本低，且计算简单高效。