光学摄像扫描智能身份识别体重秤及其自动识别身份方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能体重秤，具体是光学摄像扫描智能身份识别体重秤及其自动识别 身份方法。
【背景技术】
[0002] 体重秤是家庭常用的测量工具，常见的体重秤仅仅是用于测量个体的重量，专利 号201320509748已经公开了一种可以识别个体身份的体重秤，这种体重秤的结构包括面 板、面板上设置有体重显示器，所述面板下部安装有压力传感器，该体重秤还包括脚长传感 器，脚长传感器采用并排一字型布置的多个用于感知脚温度的温度传感器，当用户将脚放 置到这些温度传感器上后，温度传感器可以感知最边缘的2个温度传感器的距离，最后确 认该用户的脚长，以脚长来确认该用户的身份，这种可识别身份体重秤只能通过一维测量 获取简单粗略的脚掌长度信息，并且由于使用了响应速度较慢的温度传感器作为采集方 式，其采集和处理需要较长等待时间，并且边缘部分的温度过渡效应会导致测量及不准确； 由于测温是一条测温线，所以用户必须每次都要将脚最长部位调整到和测温线重合，由于 近似身高的人体的脚的长度较为接近，因此无较为准确的识别用户的身份，例如身高相近 的父子，2人的脚长很接近，但是2人的脚面大小却有较大差别，采用上述测量装置，无法准 确的判断用户身份，否则每次测量结果会有很大差别；由于是温度传感器，所以必须赤脚测 量，在天气较冷情况下使用比较困难。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的是提供一种光学摄像扫描智能身份识别体重秤及其自动识别 身份方法，本发明则采用了基于光学摄像扫描技术测算脚面大小，此方式快速有效，并且可 以得到较准确的脚掌二维信息，对于身份识别判断更有帮助，可以提高测定精度；由于整个 面板有效区域均作为数据采集区，所以用户只要保证将脚放在此区域即可，无需为脚的具 体位置调整而烦恼；由于采用了脚面大小的测算方式，所以用户可以在穿上袜子的情况下 同等使用，这样更方便用户在天气较冷的情况下使用产品。
[0004] 本发明的实现方案如下： 光学摄像扫描智能身份识别体重秤，包括一个体重秤本体，体重秤本体包括从上到下 依次重叠的承重基板、测重压力传感器、底板，承重基板与底板之间设置有广角夜视摄像头 模组，承重基板为透明材质制成的板体，广角夜视摄像头模组通过数据传输单元连接有单 片机。
[0005] 单片机还连接有存储器。
[0006] 本发明的设计原理为：由于近似身高的人体的脚的长度较为接近，因此无较为准 确的识别用户的身份，例如身高相近的父子，2人的脚长很接近，但是2人的脚面大小却有 着较大差别，采用传统测量装置，无法准确的判断用户身份，本发明利用脚面大小作为判断 的标准，以此来增加测定的准确度，能更好的识别用户身份。通过广角夜视摄像头模组截取 脚面图像，然后分析获得脚面大小的二维信息，即可形成当前用户脚掌面信息，然后通过单 片机调取已存储的脚掌面信息与当前用户脚掌面信息进行匹配度识别，从而识别出最匹配 的已知用户，即该已知用户的名称与当前用户脚掌面信息进行一一对应标识，形成对应映 射关系，从而识别出当前用户脚掌面信息的用户身份。也就是，测定出该用户的脚面大小， 用这个脚面大小判断该用户的身份，可以不用体温来传感，因此用户不需要脱掉袜子或鞋 子，这样就方便很多，且整个测定的过程也很快，无需像传统测量器那样，需要等待很久的 时间。本发明则采用了摄像截图，可以得到较准确的脚掌二维信息，对于身份识别判断更有 帮助；由于整个面板有效区域均作为数据采集区，所以用户只要保证将脚放在此区域即可， 无需为脚的具体位置调整而烦恼。
[0007] 基于光学摄像扫描智能身份识别体重秤的自动识别身份方法，包括以下步骤： 1) 、用户踩到家用体重秤上，根据测重压力传感器得到当前用户体重值，当用户踩在体 重秤上的时候，广角夜视摄像头模组拍照承重基板扫描获得脚面图像，得到当前用户脚掌 面信息，将脚掌面信息发送到单片机； 2) 、通过单片机计算当前用户脚掌面信息Fu与已保存用户脚掌面信息的匹配度Pi :
【主权项】
1. 光学摄像扫描智能身份识别体重秤，包括一个体重秤本体，体重秤本体包括从上到 下依次重叠的承重基板（5)、测重压力传感器（6)、底板（7)，其特征在于：承重基板与底板 (7)之间设置有广角夜视摄像头模组（3)，承重基板（5)为透明材质制成的板体，广角夜视 摄像头模组通过数据传输单元（2)连接有单片机（1)。
2. 根据权利要求1所述的光学摄像扫描智能身份识别体重秤，其特征在于：单片机还 连接有存储器。
3. 基于权利要求1的光学摄像扫描智能身份识别体重秤的自动识别身份方法，包括以 下步骤： 1) 、用户踩到家用体重秤上，根据测重压力传感器（6)得到当前用户体重值，当用户踩 在体重秤上的时候，广角夜视摄像头模组拍照承重基板（5)扫描获得脚面图像，得到当前用 户脚掌面信息，将脚掌面信息发送到单片机； 2) 、通过单片机计算当前用户脚掌面信息Fu与已保存用户脚掌面信息的匹配度Pi : R = /Cl Wti-m\-3)X(1 -T(Fu,Fi))； 其中，mi为当前用户体重值，Fu为当前用户脚掌面信息，当前用户脚掌面信息为二维 数组，数值为1代表对应位置为脚掌内区域，数值为O代表对应位置为脚掌外区域；设定已 保存用户为i=l，2, 3, 4, ...，n，第i个已保存用户的最近体重数据为Wi，最近脚掌面信息为 Fi ； 定义函数 f(x)为：x>〇, f(x)=〇 ;反之，X 彡 〇, f(x)=l ; 定义函数T (x，y)为模板匹配算法，其计算过程如下： 截取当前用户脚掌面信息Fu，截取左脚或右脚的脚掌面有效区域，定义有效区域长为 lu，宽为WU，有效区域长和宽的单位：像素； 读取已存储用户i左脚或右脚的左脚脚掌面信息，其有效区域长为li，宽为Wi ; 分别比较两个数据的长和宽，取其中的大者作为需要对比的区域长Ic和宽wc ;S卩，如 果 lu>li，lc=lu，反之，Ic=Ii ;如果 wu>wi，wc=wu，反之 wc=wi ; 在有效区域内计算Fu和Fi像素点一致性，计算方式为：
3) 、判定过程如下： 在计算得到的所有Pi，i=〇, 1，2, ...，η中，找到最大的Pi值Pmax，其对应用户为 ID(max)， 如果Pmax没有超过阈值PTH，说明在已经保存的所用用户中没有找到和当前用户数据 匹配的，则自动为当前用户创建一个新用户ID(n+l); 如果Pmax超过阈值PTH，说明在已经保存的所有用户中找到了和当前用户数据匹配的 用户，则将当前用户数据归档到用户ID (max)中； 如果找到匹配的用户，则用当前用户的体重数据mi替换匹配的用户最新体重数据 Wmax，用当前用户的脚掌面信息Fu替换匹配的用户最新脚掌面信息Fmax。
【专利摘要】本发明公开了光学摄像扫描智能身份识别体重秤，包括一个体重秤本体，体重秤本体包括从上到下依次重叠的承重基板、测重压力传感器、底板，承重基板与底板之间设置有广角夜视摄像头模组，承重基板为透明材质制成的板体，广角夜视摄像头模组通过数据传输单元连接有单片机。测定速度快，可以在瞬间根据脚面大小确定用户身份，无需脱掉鞋子或袜子，同时可以更加精确的分辨出用户的身份。
【IPC分类】G01G19-50, A61B5-117
【公开号】CN104535155
【申请号】CN201510023873
【发明人】程德福
【申请人】成都怡康科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月19日