基于指纹识别的自助存车装置及方法与流程

本发明涉及生物识别和自动控制技术领域，具体地指一种基于指纹识别的自助存车装置及方法。

背景技术：

自行车一直以来都是人们出行的重要方式之一，但随着自行车的大范围使用，如何安全方便的在大型商场、学校、宿舍、小区内存放自行车是亟待解决的问题之一。目前，在大型商场等人流密集地方，自行车停放大多采用的人工看管并收费的模式，这一模式既耗费人力资源，又难免会有因丢失存车凭据而无法取车的状况发生。

然而，随着技术的不断革新，自动逐渐的取代了手动，自动控制也应用到了自助存车之中。现有自助存车器的自动电子锁通过与主控端相连，再通过按键输入密码从而控制自动锁的开关状态。自助存车器具有相比人力看管的诸多优点：其一，它解放了人力，采用自助停车；其二，其自动锁具有良好的锁车功能并可以调节车架卡槽的高度，不需担忧车辆会因大风或擦碰而倒下；其三，自动锁车架的使用使得车辆摆放更加有序，合理的优化了有限的空间布局。但是，其也存在着显著的不足之处：按键输入式密码控制，对于人流量很大的商场存车和高校宿舍存放自行车而言，很容易损坏，按键失灵，从而导致无法正常取车；密码不便于人车对应，且可能遗忘密码或者密码被盗，因此可能出现自行车被人冒取的情况；虽实现了自动控制，但是仍难于避免众多人排队等候取车的状况发生。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种易操作、可行性强的基于指纹识别的自助存车装置及方法。

为实现上述目的，本发明一种基于指纹识别的自助存车装置，包括mcu，其特殊之处在于，还包括指纹采集装置、自动锁车装置、投币装置、找零装置、可触摸显示屏；

所述指纹采集装置：用于采集存车者/取车者的指纹信息并发送至mcu；

所述自动锁车装置：用于根据mcu的控制指令打开或者关闭自动电子锁；

所述投币装置：用于接收货币；

所述找零装置：用于输出货币；

所述可触摸显示屏：用于采集存车者/取车者指令和显示处理结果；

所述mcu：用于根据存车者指令比对指纹信息控制投币装置和找零装置接收和输出货币、控制自动电子锁的开启与闭合。

进一步地，所述自动锁车装置包括安装于停车区域的若干个停车架底座，所述停车架底座上布置若干个车位，每一个车位地面下安装压力传感器，所述压力传感器上方车位两侧垂直设置有停车架侧板，两个所述停车架侧板之间横向设置有自动电子锁。

更进一步地，所述装置还包括机柜，所述mcu设置于机柜下方，所述可触摸显示屏设置于机柜上方，所述指纹采集装置设置于可触摸显示屏右侧，所述投币装置和找零装置设置于可触摸显示屏左侧。

更进一步地，所述自动电子锁包括分别设置于两个所述停车架侧板上端的锁架和横向设置于两个锁架之间的锁柱，所述一个锁架的内侧设置有光发射器，另一个锁架的内侧设置有光接收器，所述自动电子锁的控制端与mcu电连接。

更进一步地，所述机柜顶部设置有语音提示器，所述指纹采集装置上方设置有打印机，所述机柜背面底部设置有总线出口。

本发明还提供一种用于上述基于指纹识别的自助存车装置的方法，包括存车步骤和取车步骤，其特殊之处在于，所述存车步骤包括：

a1)存车者发出存车指令；

a2)存车者根据指令完成付款；

a3)采集存车者指纹信息；

a4)分配存车位并开启车位上的自动电子锁；

a5)存车者将自行车放入车位，自动电子锁闭合锁紧，存车完成。

优选地，所述取车步骤包括：

b1)采集取车者的指纹信息；

b2)将取车者的指纹信息与存车者的指纹信息比对是否一致，是则前往下一步，否则返回上一步；

b3)控制自动电子锁开启，取车者取走自行车。

优选地，所述步骤a5)中存车者将自行车放入车位后，判断自动电子锁的锁孔是否被遮挡，是则提示存车者调整车轮位置，否则控制自动电子锁闭合锁紧。

优选地，所述步骤a3)中采集存车者指纹信息的具体步骤包括：采集指纹图像、对指纹图像进行预处理、对指纹图像进行特征值提取、将特征值作为存车者指纹信息存入指纹库。

优选地，所述步骤b1)中采集取车者的指纹信息的具体步骤包括采集指纹图像、对指纹图像进行预处理、对指纹图像进行特征值提取、将特征值作取车者的指纹信息。

本发明综合运用生物识别技术和人工智能技术。由于人的指纹中蕴含有较为丰富的纹理线图案且各不相同，除罕见的无指纹的人无法区别外，通过指纹识别算法能够快速准确的识别出不同人的指纹。基于指纹识别的自助存车系统可以很好地解决人力看管与按键输入密码式存车器存在的诸多问题。指纹识别具有识别速度快，易操作，安全性强等诸多优点。

本发明具有如下优点：

1)本发明使用生物特征信息采集技术，检测速度快；无需工作人员值守，减少了人力开销；

2)本发明相比于传统的通过按键输入密码认证的方法，不会出现遗忘密码，密码被盗取等情况，安全性更高；

3)本发明通过压力传感器和光电传感器控制的自动电子锁相比于通过密码控制的电子锁，更加方便、安全、智能，不会出现因自行车车轮辐条的遮挡而上锁异常，损坏电子锁或车轮辐条的情况；

4)本发明将指纹识别技术和自动控制技术结合，使得存取车更加快捷，安全。

附图说明

图1为本发明基于指纹识别的自助存车装置的结构示意图。

图2为本发明基于指纹识别的自助存车装置的控制结构示意图。

图3为图1中自动电子锁11的结构示意图。

图4为图2的拆分结构示意图。

图5为图2中自动锁车装置的控制结构图。

图6为图2中自动锁车装置的电路图。

图7为指纹识别技术流程图。

图中：语音提示器1，可触摸显示屏2，硬币投币口3，纸币投币口4，出币口5，mcu6，机柜7，打印机8，指纹采集器9，总线出口10，自动电子锁11，压力传感器12，停车架底座13，停车架侧板14，光发射器15，锁柱16，光接收器17，锁架18。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明一种基于指纹识别的自助存车装置，如图1所示，包括机柜7、mcu6、指纹采集装置9、自动锁车装置、投币装置、找零装置和可触摸显示屏2。mcu6设置于机柜7下方，可触摸显示屏2设置于机柜7上方，指纹采集装置9设置于可触摸显示屏2右侧，投币装置和找零装置设置于可触摸显示屏2左侧。机柜7顶部设置有语音提示器1，指纹采集装置9上方设置有打印机8，机柜7背面底部设置有总线出口10。

上述装置中，指纹采集装置9：用于采集存车者/取车者的指纹信息并发送至mcu6。自动锁车装置：用于根据mcu6的控制指令打开或者关闭自动电子锁11。投币装置：用于接收货币，包括硬币投币口3、纸币投币口4和设置于机柜7内部的钱币检查装置。找零装置：用于输出货币，包括出币口5和存钞箱。可触摸显示屏2：用于采集存车者/取车者指令和显示处理结果。mcu6：用于根据存车者指令比对指纹信息控制投币装置和找零装置接收和输出货币、控制自动电子锁11的开启与闭合。

自动锁车装置包括若干个停车架底座13、压力传感器12、停车架侧板14、自动电子锁11。停车架底座13安装于停车区域，停车架底座13上布置若干个车位，每一个车位地面下安装压力传感器12，压力传感器12上方车位两侧垂直设置有停车架侧板14，两个停车架侧板14之间横向设置有自动电子锁11。如图2、3所示，自动电子锁11包括分别设置于两个停车架侧板14上端的锁架18和横向设置于两个锁架18之间的锁柱16，一个锁架18的内侧设置有光发射器15，另一个锁架18的内侧设置有光接收器17，光发射器15和光接收器17组成光电传感器，自动电子锁11的控制端与mcu6电连接。

自动锁车装置的控制结构图如图5所示，电路图如图6所示，当存车者将自行车放入两个停车架侧板14之间后，车位地面下的压力传感器12受到压力，将压力信号发送至mcu6，mcu6控制光发射器15和光接收器17启动，判断锁孔是否被自行车辐条遮挡，若光发射器15和光接收器17感应辐条未遮挡，将未遮挡信号发送至mcu6，mcu6控制自动电子锁11的锁柱16弹出，自行车被锁；若光发射器15和光接收器17感应辐条被遮挡，将被遮挡信号发送至mcu6，mcu6控制语音提示器1播放“锁孔被车轮辐条遮挡，请您将车轮做适当调整”的提示音，继续执行光发射器15和光接收器17感应程序，直至满足锁车条件。

本发明基于指纹识别的自助存车装置的实施方法包括存车步骤和取车步骤。其中存车步骤包括：

(a1)存车者进入存车棚，在指纹识别控制台点击可触摸显示屏2上“存车”，发出存车指令；

(a2)根据语音提示器1和可触摸显示屏2的提示从硬币投币口3或纸币投币口4投币；找零通过出币口5找出，通过打印机8从出票口打出凭条；存车者根据指令完成付款

(a3)提示通过指纹采集器9录入指纹，采集存车者指纹信息；

(a4)指纹录入成功，mcu6自动为存车者分配存车位，开启存车位自动电子锁11；

(a5)根据提示，将车放入指定停车位，压力传感器12感应自行车停放无误且自动电子锁上的光电传感器确认锁孔没有被自行车辐条遮挡时，触发自动电子锁11闭合将自行车锁牢，如果锁孔被辐条遮挡，则通过语音提示器1提示“锁孔被车轮辐条遮挡，请您将车轮做适当调整”，继续执行光电传感器感应程序，直至满足锁车条件。

取车步骤包括：

b1)采集取车者的指纹信息；取车者在指纹识别控制台点击可触摸显示屏2上“取车”根据提示将手指置于指纹采集装置9上，

b2)将取车者的指纹信息与存车者的指纹信息比对是否一致，是则前往下一步，否则返回上一步。如图7所示，指纹识别技术流程为：(1)采集指纹图像，通过指纹提取区来采集指纹图像；(2)指纹图像预处理，对指纹图像进行分割、去噪、二值化等处理；(3)特征值提取，处理后的指纹图像要经过算法检测特征点并计算特征值(4)匹配识别指纹，所采指纹特征值与指纹库中的每个人的指纹特征值依次做对比。

b3)确认身份后，对应车位自动电子锁11打开，控制自动电子锁开启，语音提示器1提示“车已解锁，请取车”并告知停车位，删除该用户指纹信息，取车者取走自行车。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。