一种虹膜识别智能锁具的装置和方法与流程

本发明涉及虹膜识别智能锁具的领域，具体地讲，涉及一种虹膜识别智能锁具的装置和方法。

背景技术：

为提升安全性和易用性，不少智能锁具采用虹膜识别技术作身份验证。由于人体身高差异和智能锁具应用场景限制，虹膜图像传感器在一些情况下可能无法对准拍摄目标采样，造成使用上的困难；同时在试采虹膜图像期间，需要利用摄像头进行连续不断地视频采集和虹膜检测定位，以及持续的红外辅助光源照明，这些都要耗费大量的电源，对于靠电池供电的智能锁具来说，耗电量也比较大。截至目前，针对这类问题有如下解决方案：

专利《有虹膜识别触发快捷键的虹膜图像获取设备》(授权公告号：CN201628973U)公开了一种小型化，USB接口，可通过虹膜识别触发快捷键快速启动计算机虹膜识别系统虹膜识别功能的虹膜图像获取设备。虹膜识别触发快捷键，位于设备外壳上，点触该快捷键，可快速启动与之连接的计算机虹膜识别系统的虹膜识别功能，克服了之前计算机虹膜识别系统需要通过多次计算机操作才能启动虹膜识别功能的不便，极大的提高了计算机虹膜识别系统操作的方便性和易用性，改善了虹膜识别人机交互体验，可广泛应用与各种计算机系统的身份认证管理和数据安全管理。该专利改善了虹膜图像采集过程的客户体验，减少了计算机检测虹膜图像的次数，但是未解决因人体高度差异和应用场景限制造成的图像传感器无法对准目标的问题，由于计算机在整个过程中需要持续保持开机状态，因此该专利对于计算机的电量消耗也未能给出最优的解决方案。

专利《具备视频和语音辅助定位功能的虹膜图像获取设备》(授权公告号：CN201628971U)公开了一种小型化，能通过视频显示和语音提示辅助操作人员对被采集人员进行快速虹膜图像定位的USB虹膜图像获取设备，操作人员可通过观察视频调整设备位置进行快速虹膜定位，喇叭可语音指导定位操作，虹膜识别触发快捷键可一键快速启动识别，克服了之前的虹膜设备仅虹膜图像采集单一功能，采集他人虹膜时定位困难，需要多次操作和实时查看计算机等不便，拓宽了设备的适用范围和应用领域，可广泛应用与各种需要操作人员对他人进行身份识别的应用场合。该专利特点需要被采集人需要根据系统提示不断调整自己的位置，如果由于身高、环境限制等因素造成被人的面部或眼睛无法调整至指定位置，则数据采集不能进行，由于计算机在整个过程中需要持续保持开机状态，因此该专利对于计算机的电量消耗也未能给出最优的解决方案。另外此设备带有显示屏、喇叭等诸多部件，系统的电子部分组件暴露在外面存在一定的安全风险，不利于与智能锁具组合应用。

专利《虹膜识别门禁》(授权公告号：CN201522734U)公开了一种虹膜识别门禁，在虹膜采集仪的正上方设置2个红外测距装置，在虹膜采集仪的正下方设置摄像头，在虹膜采集仪的左右两边各设置一个距离提示灯，当红外测距装置测量眼睛与虹膜采集仪之间的距离在适合采集的范围内时，距离提示灯发出绿色光，否则，距离提示灯常亮红色。该专利特点需要被采集人需要根据系统提示不断调整自己的位置，如果由于身高、环境限制等因素造成被人的面部或眼睛无法调整至指定位置，则数据采集不能进行。

专利《远距离虹膜和人脸一体化图像获取与识别设备》(授权公告号：CN201838010U)公开了一种远距离虹膜和人脸一体化图像获取与识别设备，包括显示屏、图像采集单元、虹膜摄像头、竖直旋转云台、红外光源、机壳、计算机，显示屏实时显示计算机给出的识别结果；图像采集单元分别获取用户图像传给计算机；虹膜摄像头固定在旋转云台上，获取用户虹膜图像传给计算机；竖直旋转云台受计算机控制，调整虹膜摄像头的角度，以适应用户身高的变化；红外光源提供红外光源；计算机根据同一时刻图像采集单元分别获取的用户图像中的人脸位置计算得到用户的身高，及与设备的距离，并调整云台，使虹膜摄像头对准用户的眼睛，获取虹膜图像，进行虹膜识别。本发明在远距离上自适应用户身高获取虹膜图像。该专利能够取得很好的用户体验，但是其硬件系统结构庞大、造价昂贵，而且无法内置于智能锁具这类体积较小的产品。

专利《基于多个定焦摄像头的大景深虹膜图像获取系统及方法》(申请公布号：CN101154264A)公开了一种基于多个定焦摄像头的大景深虹膜图像获取系统及方法，系统包括虹膜图像采集装置和图像识别装置。方法包括：利用具有不同的成像物距范围的多个定焦摄像头；分别对虹膜成像，产生多路定焦图像结果；利用距离测量或者图像质量评价方法，选择一个或者多路定焦的图像结果；对选择的质量合格的虹膜图像数据进行图像处理和身份识别。本发明通过自适应切换的方式有效融合了不同定焦摄像头的成像范围，取长补短，克服了单个定焦摄像头景深的局限性，扩大了采集系统整体的成像范围，提高了虹膜识别系统的易用性；相对于采用变焦摄像头的虹膜成像方式本发明具有成本低廉、调焦速度快和调焦无噪音的优点。该专利通过采用多个镜头解决了单一镜头所面临的一些问题，但采用多个镜头会明显增加产品的复杂度和生产成本，而且系统耗电量也较传统方案更多。

专利《虹膜采集装置》(申请公布号：CN103413126A)公开了一种虹膜采集装置。该虹膜采集装置包括：凹面镜，反射面朝向目标虹膜；摄像头透镜，设置在凹面镜的镜后，用于采集处于采集区域内的目标虹膜的虹膜信息；以及成像传感器，用于对通过摄像头透镜传输的表示虹膜信息的红外光进行成像。通过本发明，解决了现有技术中进行虹膜图像采集时间长成本高的问题，进而达到了缩短人眼定位所需的调整时间、准确定位人眼位置和降低虹膜采集装置成本的效果。该专利使用过程中，必须要求被摄瞳孔位于镜头正前方特定距离，凹面镜所成虚像的距离才能落在人眼能看清楚的视觉距离内。根据凹面镜成像原理，这个特定的物距范围一般很小，如果该装置用于智能锁具，会因为被摄人身高的差异导致拍摄距离超出凹面镜允许的物距范围，因此，该项专利无法应用于本专利所假定的产品和应用场景。

上述各种专利和目前市场上正在销售的锁具产品，均要求被拍摄人不断移动位置以便虹膜进入特定的拍摄区域。在被拍摄人身高较低或较高的情况下，容易造成虹膜图像采集困难或者完全无法采集的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种虹膜识别智能锁具的装置和方法，简化了镜头对准拍摄目标的操作，可以实现零电量消耗待机工作模式和单次拍摄、单次识别认证的工作模式，可实现长时间待机。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种虹膜识别智能锁具的装置，包括带有拍摄镜头的虹膜拍摄模组和拍照按动开关，所述拍照按动开关连接智能锁具工作电路模块，其特征是：所述拍摄镜头的周圈分布有一组红外照明灯，所述虹膜拍摄模组的一侧连接有镜头角度调整滚轮，所述虹膜拍摄模组的前端设置有红外线可见光分离滤镜，所述智能锁具工作电路模块连接延时控制电路。

作为对本技术方案的进一步限定，所述延时控制电路包括延时开关，所述延时开关串接电源和所述智能锁具工作电路模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述延时开关采用触摸延时开关。

作为对本技术方案的进一步限定，所述虹膜拍摄模组的另一侧铰接在支撑杆上，所述支撑杆安装在门体上。

本发明还公开了一种虹膜识别智能锁具的方法，其特征是；包括如下步骤：

(1)需要开锁时，操作人员首选利用镜头角度调整滚轮调整虹膜拍摄模组的倾斜角度，如果能在红外线可见光分离滤镜看到眼睛所成虚像，则可判定镜头对准眼睛部位；

(2)操作人员按下触摸延时开关，使延时控制电路通路，智能锁具工作电路模块得电开启；

(3)触摸延时开关在一段时间内继续保持通路状态；

(4)操作人员在镜头调整到位后，按下拍照按动开关，智能锁具工作电路模块接收到该动作信号后，拍摄虹膜，身份通过验证后开打开锁具，否则锁具不能打开；

(5)停止操作后，触摸延时开关在延时结束后切断系统电源，锁具回到断电待机状态。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：当前基于虹膜识别的智能锁具主要依靠操作人员做配合不断移动，使得眼部区域落入镜头拍摄范围，本专利通过操作人员调整镜头方向，实现镜头拍摄方向与眼部区域对准，这种操作更快捷方便，在操作者身高超出正常人身高范围或拍摄场合空间较为受限不方便人员移动时也能使用；通过延时开关为电子系统提供工作所需的时间区间；目前智能锁具节电方法主要通过用按键或者接近开关启动系统，这种方法待机时间仍需要电池处于工作模式，节电效果有限；本专例通过纯机械方式触发电源开关，延时开关超出工作时间后切断电源，切断方式是纯机械方式，切断电源后，电子系统与电源彻底断开，不会产生电量消耗；通过按下拍照按动开关，触发电子系统拍照比对；目前已有的节电措施是通过按钮或接近开关启动系统，启动后系统处于连续不断的采样和比对工作状态中，这个过程耗电量较大；本发明仅在按下延时开关后，触发一次拍照比对，以最小的耗电量实现识别认证功能。本专利所提供方法，简化了镜头对准拍摄目标的操作，同时借助本专利提供的设计原理，可以实现零电量消耗待机工作模式和单次拍摄、单次识别认证的工作模式，可实现长时间待机。

附图说明

图1为本发明的机械结构示意图。

图2为本发明的电路原理图。

图3为本发明的虹膜拍摄模组和镜头角度调整滚轮采用直接连接的结构示意图。

图4为本发明的虹膜拍摄模组和镜头角度调整滚轮采用齿轮结构连接的结构示意图。

图5为本发明的虹膜拍摄模组和镜头角度调整滚轮采用链条结构连接的结构示意图。

图中：1、虹膜拍摄模组，2、红外照明灯，3、拍摄镜头，4、红外线可见光分离滤镜、5、镜头角度调整滚轮，6、拍照按动开关，7、触摸延时开关、8、智能锁具工作电路模块，9、连接部件，10、齿轮，11、从动轮，12、传动链条，13、主动轮，14、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图5所示，本发明包括包括带有拍摄镜头3的虹膜拍摄模组1和拍照按动开关6，所述拍照按动开关6连接智能锁具工作电路模块8，所述拍摄镜头6的周圈分布有一组红外照明灯2，所述虹膜拍摄模组1的一侧连接有镜头角度调整滚轮5，所述虹膜拍摄模组1的前端设置有红外线可见光分离滤镜4，所述智能锁具工作电路模块8连接延时控制电路。红外线可见光分离滤镜4正对拍摄镜头3。

所述延时控制电路包括延时开关，所述延时开关串接电源和所述智能锁具工作电路模块8。所述延时开关采用触摸延时开关7。触摸延时开关7和智能锁具工作电路模块8都是采用现有技术的产品，在此不再赘述。

所述虹膜拍摄模组1的另一侧铰接在支撑杆14上，所述支撑杆14安装在门体(图中未示出)上。

镜头角度调整滚轮5与虹膜拍摄模组1可以是一体化直接连接，参见附图3，连接部件9将镜头角度调整滚轮与虹膜拍摄模组直接连接在一起；

镜头角度调整滚轮5与虹膜拍摄模组1可以利用齿轮结构连接，参见附图4，齿轮10将镜头角度调整滚轮5与虹膜拍摄模组1连接在一起；

镜头角度调整滚轮5与虹膜拍摄模组1可以利用链条结构连接，参见附图5镜头角度调整滚轮联动主动轮13经传动链条12驱动从动轮11带动虹膜拍摄模组1转动；

待机时，工作电路电源处于断路状态，不消耗电池电量；

红外线可见光分离滤镜4允许红外线穿透，可以透过来自拍摄对象的红外线，可以将红外照明灯2所发射光线投射到拍摄对象；红外线可见光分离滤镜4可以反射可见光，并禁止反射光穿透，利用所反射可见光，拍摄对象可以看到自身通过镜面反射形成的对称虚像；

需要开锁时，操作人员首选利用镜头角度调整滚轮5调整虹膜拍摄模组1，红外线可见光分离滤镜4跟随虹膜拍摄模组1同时旋转，如果能在红外线可见光分离滤镜4看到眼睛所成虚像，则可判定镜头对准眼睛部位；

操作人员按下触摸延时开关7，使延时控制电路通路，智能锁具工作电路模块8得电开启；触摸延时开关7在一段时间内继续保持通路状态；

操作人员在镜头调整到位后，按下拍照按动开关6，智能锁具工作电路模块8接收到该动作信号后，拍摄虹膜，身份通过验证后开打开锁具，否则，不能打开锁具；

停止操作后，触摸延时开关7在延时结束后切断系统电源，锁具回到断电待机状态。

本专利与现有技术相比主要创新点如下：

当前基于虹膜识别的智能锁具主要依靠操作人员做配合不断移动，使得眼部区域落入镜头拍摄范围，本专例通过操作人员调整镜头方向，实现镜头拍摄方向与眼部区域对准，这种操作更快捷方便，在操作者身高超出正常人身高范围或拍摄场合空间较为受限不方便人员移动时也能使用；

通过触摸延时开关7为电子系统提供工作所需的时间区间；目前智能锁具节电方法主要通过用按键或者接近开关启动系统，这种方法待机时间仍需要电池处于工作模式，节电效果有限；本专利通过纯机械方式触发电源开关，延时继电器超出工作时间后切断电源，切断方式是纯机械方式，切断电源后，电子系统与电源彻底断开，不会产生电量消耗；

通过按下拍照按动开关6，触发电子系统拍照比对；目前已有的节电措施是通过按钮或接近开关启动系统，启动后系统处于连续不断的采样和比对工作状态中，这个过程耗电量较大；本发明仅在按下触摸延时开关7后，触发一次拍照比对，以最小的耗电量实现识别认证功能。

本专利所提供方法，简化了镜头对准拍摄目标的操作，同时借助本专利提供的设计原理，可以实现零电量消耗待机工作模式和单次拍摄、单次识别认证的工作模式，可实现长时间待机。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。