一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法与流程

本发明涉及锁领域，特别涉及一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法。

背景技术：

指纹识别技术是目前生物识别领域中用得最多、也是最成熟的一种生物识别技术。按指纹采集方式的不同，指纹采集模块分为光学式、半导体电容式、以及射频式；用于安防领域中时，后两种采集方式安全级别要高，但对手指要求较高，对如脏手指、干手指、湿手指、浅纹理指纹、老年手指使用者可能会存在难以识别的缺陷；光学式采集方式可以适用于比较恶劣的环境，对手指没有太苛刻的要求，但传统设计中会使用指纹识别窗，在这个玻璃片上，往往会残留下用户的指纹，通过用手电筒照射这些指纹，或提取指纹再进行复制便可得到假指纹，然后用这些残留的指纹或假指纹便可进行身份信息的伪造，从而使生物识别变得有机可乘，降低了生物识别技术的安全性。。

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供了一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法，本发明具有方便易用、安全性高、识别准确等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能化多功能门锁，其特征在于，所述门锁包括：锁箱；所述锁箱上设置有锁芯和执手；所述门锁还包括：面板；所述的面板上设有带指纹传感器的操作面板；所述面板部分被可上下滑动开闭的滑盖所覆盖；所述指纹传感器两侧安装有可上下滑动的滑动块，滑动块内设有导向槽，左右两滑动块上的导向槽内安装有贴覆在指纹识别器表面的指纹刷，所述面板内设有动力装置通过滑动块驱动指纹刷在指纹识别器表面来回擦拭，将残留在指纹识别器表面的指纹清除干净；所述滑盖上设置有摄像头。

所述锁箱内设置有用于识别开锁人人脸的人脸识别系统，用于识别开锁人指纹信息的指纹识别系统和用于根据识别结果控制门锁运行的处理器；所述人脸识别系统分别信号连接于处理器和摄像头；所述指纹识别系统分别信号连接于指纹传感器和处理器。

所述指纹识别系统包括：传感器组、预处理模块、匹配模块、分数融合单元、模板数据库组和阈值单元；所述传感器组分别信号连接于预处理模块；所述预处理模块信号连接于匹配模块；所述匹配模块分别信号连接于模板数据库组和分数融合单元；所述分数融合单元信号连接于阈值单元。

所述预处理模块包括：第一预处理单元和第二预处理单元；所述匹配模块包括：第一匹配单元和第二匹配单元；所述模板数据库组包括：第一模板数据库和第二模板数据库；所述第一预处理单元分别信号连接于光学传感器和第一匹配单元；所述第一匹配单元分别信号连接于第一预处理单元、分数融合单元和第一模板数据库；所述第二匹配单元分别信号连接于第二预处理单元、分数融合单元和第二模板数据库；所述分数融合单元分别信号连接于第一匹配单元、第二匹配单元和阈值单元。

所述第一预处理单元包括：图像分割单元、图像增强单元、二值化单元、图像细化单元和细节点提取单元；所述图像分割单元分别信号连接于光学传感器和图像增强单元；所述图像增强单元分别信号连接于图像分割单元和二值化单元；所述二值化单元分别信号连接于图像增强单元和图像细化单元；所述图像细化单元分别信号连接于二值化单元和细节点提取单元。

图像锐化单元、边缘检测单元、图像分割单元和二值化单元；所述图像锐化单元信号连接于摄像头，用于对采集到的图像进行锐化处理；所述图像锐化单元信号连接于用于对图像进行边缘检测的边缘检测单元；所述图像边缘检测单元信号连接于用于对图像进行分割的图像分割单元；所述图像分割单元信号连接于用于对图像进行二值化处理的二值化单元。

一种智能化多功能门锁的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：系统启动，系统初始化；

步骤2：用户在开锁时，摄像头获取用户的人脸信息，将获取的人脸信息发送给人脸识别系统；人脸识别系统对获取的用户的人脸信息进行匹配；

步骤3：用户在开锁时，传感器组获取用户的指纹信息，将获取的指纹信息发送给指纹识别系统；指纹识别系统对指纹进行匹配；

步骤4：处理器根据指纹识别系统发送过来的指纹识别结果和人脸识别系统发送过来的人脸识别结果，判断是否应该开锁；

步骤5：用户通过钥匙开锁时，处理器不进行操作。

所述指纹识别系统对用户的指纹进行匹配的匹配方法包括以下步骤：

步骤1：设定通过光学传感器获取的指纹数据的经第一预处理单元处理后的点集合为：

;

;

其中 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中 表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向； 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中 表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向。

步骤2：设定匹配公式为：

;

其中 表示模板的细节点数据；所述 表示输入指纹的细节点数目；所述 是通过叠加匹配的细节点个数得到的最大匹配得分；

通过该公式计算得出最终的匹配分数。

采用上述技术方案，其特征在于，本发明产生了以下有益效果：

1、人性化、易用性强：本发明的智能化多功能门锁在指纹传感器部分具备自动清洁的功能，可以将之前的指纹进行擦除，保证下一次指纹采集的准确性。

2、安全性高：本发明的智能化多功能门锁同时具备指纹识别功能和人脸识别功能，同时根据两个识别的结果进行判断，进而控制门锁的运行，提升了系统的安全性。

3、识别准确：本发明的门锁中的指纹识别系统，所使用的算法是一种典型的基于特征点坐标模型的点模式匹配算法。它对匹配过程中最难的一步一基准点的确定和变换参数的求取作了较深入的研究，根据3个近邻的特征点之间的相互关系来确定基准点、求取变换参数。该算法在一定程度上能够加快基准点的求取，从而提高整个匹配算法的速度。同时，该算法是根据多点来确定变换参数，而不是通常意义上的一点，在一定程度上可以消除在特征提取过程中所引入的位置、角度的偏差，得到更为准确的变换参数。从而让识别结果更加准确。

附图说明

图1是本发明的一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法的门锁的结构示意图。

图2是本发明的一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法的系统结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明实施例1中提供了一种智能化多功能门锁及控制系统，门锁结构图如图1所示，系统结构如图1所示：

一种智能化多功能门锁，其特征在于，所述门锁包括：锁箱；所述锁箱上设置有锁芯和执手；所述门锁还包括：面板；所述的面板上设有带指纹传感器的操作面板；所述面板部分被可上下滑动开闭的滑盖所覆盖；所述指纹传感器两侧安装有可上下滑动的滑动块，滑动块内设有导向槽，左右两滑动块上的导向槽内安装有贴覆在指纹识别器表面的指纹刷，所述面板内设有动力装置通过滑动块驱动指纹刷在指纹识别器表面来回擦拭，将残留在指纹识别器表面的指纹清除干净；所述滑盖上设置有摄像头。

所述锁箱内设置有用于识别开锁人人脸的人脸识别系统，用于识别开锁人指纹信息的指纹识别系统和用于根据识别结果控制门锁运行的处理器；所述人脸识别系统分别信号连接于处理器和摄像头；所述指纹识别系统分别信号连接于指纹传感器和处理器。

所述指纹识别系统包括：传感器组、预处理模块、匹配模块、分数融合单元、模板数据库组和阈值单元；所述传感器组分别信号连接于预处理模块；所述预处理模块信号连接于匹配模块；所述匹配模块分别信号连接于模板数据库组和分数融合单元；所述分数融合单元信号连接于阈值单元。

所述预处理模块包括：第一预处理单元和第二预处理单元；所述匹配模块包括：第一匹配单元和第二匹配单元；所述模板数据库组包括：第一模板数据库和第二模板数据库；所述第一预处理单元分别信号连接于光学传感器和第一匹配单元；所述第一匹配单元分别信号连接于第一预处理单元、分数融合单元和第一模板数据库；所述第二匹配单元分别信号连接于第二预处理单元、分数融合单元和第二模板数据库；所述分数融合单元分别信号连接于第一匹配单元、第二匹配单元和阈值单元。

所述第一预处理单元包括：图像分割单元、图像增强单元、二值化单元、图像细化单元和细节点提取单元；所述图像分割单元分别信号连接于光学传感器和图像增强单元；所述图像增强单元分别信号连接于图像分割单元和二值化单元；所述二值化单元分别信号连接于图像增强单元和图像细化单元；所述图像细化单元分别信号连接于二值化单元和细节点提取单元。

图像锐化单元、边缘检测单元、图像分割单元和二值化单元；所述图像锐化单元信号连接于摄像头，用于对采集到的图像进行锐化处理；所述图像锐化单元信号连接于用于对图像进行边缘检测的边缘检测单元；所述图像边缘检测单元信号连接于用于对图像进行分割的图像分割单元；所述图像分割单元信号连接于用于对图像进行二值化处理的二值化单元。

本发明实施例2中提供了一种智能化多功能门锁的控制方法：

一种智能化多功能门锁的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：系统启动，系统初始化；

步骤2：用户在开锁时，摄像头获取用户的人脸信息，将获取的人脸信息发送给人脸识别系统；人脸识别系统对获取的用户的人脸信息进行匹配；

步骤3：用户在开锁时，传感器组获取用户的指纹信息，将获取的指纹信息发送给指纹识别系统；指纹识别系统对指纹进行匹配；

步骤4：处理器根据指纹识别系统发送过来的指纹识别结果和人脸识别系统发送过来的人脸识别结果，判断是否应该开锁；

步骤5：用户通过钥匙开锁时，处理器不进行操作。

所述指纹识别系统对用户的指纹进行匹配的匹配方法包括以下步骤：

步骤1：设定通过光学传感器获取的指纹数据的经第一预处理单元处理后的点集合为：

;

;

其中 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向； 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中 表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向。

步骤2：设定匹配公式为：

;

其中表示模板的细节点数据；所述 表示输入指纹的细节点数目；所述是通过叠加匹配的细节点个数得到的最大匹配得分；

通过该公式计算得出最终的匹配分数。

本发明实施例3中提供了一种智能化多功能门锁及控制系统和控制方法，门锁结构图如图1所示，系统结构图如图2所示：

一种智能化多功能门锁，其特征在于，所述门锁包括：锁箱；所述锁箱上设置有锁芯和执手；所述门锁还包括：面板；所述的面板上设有带指纹传感器的操作面板；所述面板部分被可上下滑动开闭的滑盖所覆盖；所述指纹传感器两侧安装有可上下滑动的滑动块，滑动块内设有导向槽，左右两滑动块上的导向槽内安装有贴覆在指纹识别器表面的指纹刷，所述面板内设有动力装置通过滑动块驱动指纹刷在指纹识别器表面来回擦拭，将残留在指纹识别器表面的指纹清除干净；所述滑盖上设置有摄像头。

所述锁箱内设置有用于识别开锁人人脸的人脸识别系统，用于识别开锁人指纹信息的指纹识别系统和用于根据识别结果控制门锁运行的处理器；所述人脸识别系统分别信号连接于处理器和摄像头；所述指纹识别系统分别信号连接于指纹传感器和处理器。

所述指纹识别系统包括：传感器组、预处理模块、匹配模块、分数融合单元、模板数据库组和阈值单元；所述传感器组分别信号连接于预处理模块；所述预处理模块信号连接于匹配模块；所述匹配模块分别信号连接于模板数据库组和分数融合单元；所述分数融合单元信号连接于阈值单元。

所述预处理模块包括：第一预处理单元和第二预处理单元；所述匹配模块包括：第一匹配单元和第二匹配单元；所述模板数据库组包括：第一模板数据库和第二模板数据库；所述第一预处理单元分别信号连接于光学传感器和第一匹配单元；所述第一匹配单元分别信号连接于第一预处理单元、分数融合单元和第一模板数据库；所述第二匹配单元分别信号连接于第二预处理单元、分数融合单元和第二模板数据库；所述分数融合单元分别信号连接于第一匹配单元、第二匹配单元和阈值单元。

所述第一预处理单元包括：图像分割单元、图像增强单元、二值化单元、图像细化单元和细节点提取单元；所述图像分割单元分别信号连接于光学传感器和图像增强单元；所述图像增强单元分别信号连接于图像分割单元和二值化单元；所述二值化单元分别信号连接于图像增强单元和图像细化单元；所述图像细化单元分别信号连接于二值化单元和细节点提取单元。

图像锐化单元、边缘检测单元、图像分割单元和二值化单元；所述图像锐化单元信号连接于摄像头，用于对采集到的图像进行锐化处理；所述图像锐化单元信号连接于用于对图像进行边缘检测的边缘检测单元；所述图像边缘检测单元信号连接于用于对图像进行分割的图像分割单元；所述图像分割单元信号连接于用于对图像进行二值化处理的二值化单元。

一种智能化多功能门锁的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：系统启动，系统初始化；

步骤2：用户在开锁时，摄像头获取用户的人脸信息，将获取的人脸信息发送给人脸识别系统；人脸识别系统对获取的用户的人脸信息进行匹配；

步骤3：用户在开锁时，传感器组获取用户的指纹信息，将获取的指纹信息发送给指纹识别系统；指纹识别系统对指纹进行匹配；

步骤4：处理器根据指纹识别系统发送过来的指纹识别结果和人脸识别系统发送过来的人脸识别结果，判断是否应该开锁；

步骤5：用户通过钥匙开锁时，处理器不进行操作。

所述指纹识别系统对用户的指纹进行匹配的匹配方法包括以下步骤：

步骤1：设定通过光学传感器获取的指纹数据的经第一预处理单元处理后的点集合为：

;

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其中 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中 表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向； 表示点集合P中第N个点的X坐标；所述其中 表示点集合P中第N个点的Y坐标；其中 表示点集合P中第N个点的方向。

步骤2：设定匹配公式为：

;

其中 表示模板的细节点数据；所述 表示输入指纹的细节点数目；所述 是通过叠加匹配的细节点个数得到的最大匹配得分；

通过该公式计算得出最终的匹配分数。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。