确定何时应当执行电子锁的访问控制的制作方法

文档序号:23068136发布日期:2020-11-25 17:55阅读:98来源:国知局
确定何时应当执行电子锁的访问控制的制作方法

本发明涉及用于确定何时应当执行电子锁的访问控制的方法、意图确定器、计算机程序和计算机程序产品。



背景技术:

锁和钥匙是从传统的纯机械锁演变而来的。如今,存在例如通过与便携式钥匙装置交互而用于电子锁的无线接口。例如,射频识别(rfid)已被用作无线接口。

当使用rfid时,用户需要使便携式钥匙装置靠近连接到锁的读取器出现。此外,rfid在锁旁边的读取器中需要相对大的天线并且使用大量的能量。同样,rfid不是能够用于锁的远程系统管理的接口;只有靠近锁使用rfid装置的系统管理才能够用于这样的任务。因此,为了允许远程系统管理例如配置和监视,需要添加第二无线电接口。

另一种解决方案是使用超高频(uhf)。然而,使用uhf,范围更长且难以确定意图。如果每当有效的便携式钥匙装置在范围内时锁就解锁的一个问题是:当在电子锁内部的人走过电子锁时,电子锁将打开,并且任何人都可以进入受限物理空间。



技术实现要素:

本文提出的实施方式的目的是提供一种确定请求访问由电子锁控制的物理空间的用户意图的方式。

根据第一方面,提供了一种用于确定何时应当执行控制对受限物理空间的访问的电子锁的访问控制的方法。该方法在意图确定器中执行并且包括以下步骤:从便携式钥匙装置的第一传感器获得移动数据,所述移动数据指示便携式钥匙装置的移动;从第二传感器获得距离指示符,该距离指示符指示电子锁与用户之间的距离;基于移动数据和距离指示符两者来确定何时存在打开的用户意图;以及仅当确定了用户意图时才触发执行访问控制。

获得距离指示符的步骤可以包括:使用距离传感器重复地确定到周围物体的距离。

距离传感器可以是飞行时间传感器。

获得移动数据的步骤可以包括:获得覆盖时间段的多组移动数据;获得距离指示符的步骤可以包括:获得覆盖该时间段的多个距离指示符;以及确定何时存在用户意图的步骤可以包括:仅当在该时间段期间移动数据与距离指示符相关时,才确定打开的用户意图。

确定何时存在用户意图的步骤可以包括:在该时间段内将根据移动数据估计的速度与根据距离指示符估计的速度进行比较。

确定何时存在用户意图的步骤可以包括:在该时间段内将根据移动数据估计的加速度与根据距离指示符估计的加速度进行比较。

在获得移动数据的步骤之前,该方法还可以包括以下步骤:基于移动数据和距离指示符作为输入以及打开的用户意图作为期望输出来训练机器学习模型。在这样的情况下,确定何时存在用户意图的步骤包括:基于机器学习模型来确定用户意图。

确定何时存在用户意图的步骤可以包括:仅当移动数据指示减速度峰值以及距离指示符指示减速度峰值并且所述减速度峰值在时间上彼此对应时,才确定打开的用户意图。

确定何时存在用户意图的步骤可以包括:仅当移动数据指示钥匙装置的运动的停止以及距离指示符指示用户的运动的停止并且所述停止在时间上彼此对应时,才确定打开的用户意图。

获得距离指示符的步骤可以包括:接收指示电子锁附近的触摸事件的信号。

第二传感器可以相对于电子锁固定。

根据第二方面,提供了一种用于确定何时应当执行控制对受限物理空间的访问的电子锁的访问控制的意图确定器。该意图确定器包括:处理器;以及存储指令的存储器,所述指令当由处理器执行时使意图确定器:从便携式钥匙装置的第一传感器获得移动数据,所述移动数据指示便携式钥匙装置的移动;从第二传感器获得距离指示符,所述距离指示符指示电子锁与用户之间的距离;基于移动数据和距离指示符两者确定何时存在打开的用户意图;以及仅当确定了用户意图时才触发执行访问控制。

根据第三方面,提供了一种计算机程序,该计算机程序用于确定何时应当执行控制对受限物理空间的访问的电子锁的访问控制。该计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码当在意图确定器上运行时使意图确定器:从便携式钥匙装置的第一传感器获得移动数据,所述移动数据指示便携式钥匙装置的移动;从第二传感器获得距离指示符,所述距离指示符指示电子锁与用户之间的距离;基于移动数据和距离指示符两者确定何时存在打开的用户意图;以及仅当确定了用户意图时才触发执行访问控制。

根据第四方面,提供了一种计算机程序产品,其包括根据第三方面的计算机程序以及其上存储有所述计算机程序的计算机可读装置。

通常,除非在本文中另有明确定义,否则权利要求中所使用的所有术语应当根据其在本技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确说明,否则对“一个(a)/一个(an)/该(the)元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用将被开放地解释为指代元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明,否则本文中公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序来执行。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式描述本发明,在附图中:

图1是示出电子访问控制系统的示意图,该电子访问控制系统是可以应用本文所提出的实施方式的环境。

图2a至图2d是示出当显示打开意图时的速度和加速度的示意图。

图3a至图3b是示出可以实现意图确定器的实施方式的示意图;

图4是示出用于确定何时应当执行电子锁的访问控制的方法的实施方式的流程图;

图5是示出图3a至图3d的意图确定器的部件的示意图;以及

图6示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的某些实施方式。然而,本发明可以以许多不同的形式实施,而不应被解释为限于本文阐述的实施方式;相反,这些实施方式是作为示例提供的,使得本公开内容将是透彻和完整的,并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的元件。

根据本文提出的实施方式,来自便携式钥匙装置的第一传感器的移动数据与距离指示符相关,所述距离指示符指示电子锁与用户之间的距离。以这种方式,当用户正走向电子锁并停止时的情况可以被确定为打开的用户意图,在这一点上触发访问控制,并且如果授权访问,则用户能够访问受限空间。由于用户仅需要接近电子锁以便显示打开的用户意图,因此该过程是非常用户友好的。用户不需要从任何口袋或包中取出便携式钥匙装置来开始访问控制。要注意的是,如本文中所使用的意图通常还意味着检测用户是在屏障内部还是外部。

图1是示出电子访问控制系统10的示意图,该电子访问控制系统10为能够应用本文所提出的实施方式的环境。对物理空间16的访问由选择性地可解锁的物理屏障15限制。物理屏障15位于受限物理空间16与可访问物理空间14之间。注意,可访问物理空间14本身可以是受限物理空间,但相对于该特定物理屏障15,可访问物理空间14是可访问的。换句话说,受限物理空间16在物理屏障15的内部,而可访问物理空间14在物理屏障15的外部。屏障15可以是门、大门、舱口、窗户、抽屉等。手柄17被设置成一旦解锁就允许打开屏障15。为了使屏障15解锁或锁定屏障15,设置了电子锁12。电子锁12可以处于解锁状态或锁定状态。屏障15设置在周围的固定结构11诸如墙壁或栅栏中。

在电子锁12附近设置有距离传感器13。距离传感器13可以设置在周围的固定结构11中。距离传感器13可以是飞行时间(tof)传感器,该飞行时间传感器可以测量到指定视场内的物体的距离,使得能够确定到正在接近的用户4的距离。tof传感器包括发射器,该发射器发送被周围的物体反射的传播之物。反射的传播之物由tof传感器接收。通过测量所发射的传播之物与所接收的反射的传播之物之间的时间,可以确定到周围的物体的距离。tof传感器可以基于rf(射频)和/或基于光诸如lidar(光检测和测距)。替选地或另外地,距离传感器13可以包括一个或更多个2d相机和/或3d相机,所述2d相机和/或3d相机用于估计从距离传感器13到用户4的距离。手柄17可选地包括触摸传感器18,该触摸传感器可以检测用户4何时触摸手柄17。

电子锁12能够通过可以是短程无线接口的通信信道从便携式钥匙装置2、3接收信号和向便携式钥匙装置2、3发送信号。可选地,电子锁12包括用于与便携式钥匙装置2、3通信并评估访问的单独的单元,其也被称为访问控制读取器。在该示例中,存在第一便携式钥匙装置2和第二便携式钥匙装置3。便携式钥匙装置2、3是使用任何合适的装置来实现的,所述任何合适的装置可由用户携带,并且可以被电子锁12使用以通过在通信通道上进行通信来评估是否授权访问。便携式钥匙装置可以包括用于电子认证的数字加密密钥。

便携式钥匙装置2、3通常由用户携带或佩戴,并且可以被实现为智能电话、可穿戴装置、钥匙卡等。便携式钥匙装置2、3包括第一传感器,该第一传感器是可以例如被实现为加速度计和/或陀螺仪的移动传感器。在该示例中,第一便携式钥匙装置2由第一用户4携带,并且第二便携式钥匙装置3由第二用户5携带。第一用户4和第一便携式钥匙装置2位于可访问物理空间14中,而第二用户5和第二便携式钥匙装置3位于受限物理空间16中。

便携式钥匙装置2、3与电子锁12之间的短程无线接口是射频无线接口,并且可以例如采用蓝牙、蓝牙低功耗(ble)、物联网(zigbee)、射频识别(rfid)、任何ieee802.11标准、任何ieee802.15标准、无线通用串行总线(usb)等。使用通信信道,可以获得便携式钥匙装置2、3的身份,并且可以由电子锁12执行访问控制。可以对通过短程无线接口的通信进行加密。

当通过电子锁12的访问控制产生授权访问时,电子锁12被设置为解锁状态。当电子锁12处于解锁状态时,屏障15可以被打开,而当电子锁12处于锁定状态时,屏障15不能被打开。以这种方式,通过电子锁12控制对封闭空间16的访问。应当注意,电子锁12可以通过物理屏障15(如所示)安装在固定结构11中或安装在物理屏障15本身中(没有示出)。

电子锁12可以对呈现给它的任何便携式钥匙装置2、3执行访问控制。然而,根据本文提出的实施方式,仅当确定了用户意图时才执行访问控制。其原因在于,如果每当便携式钥匙装置处于可通信范围内时就通过电子锁12执行访问控制,则受限物理空间中的第二便携式钥匙装置3可以导致电子锁12在第二用户5走过而用户无意解锁电子锁以打开屏障时就解锁。然后,未经授权的人可以打开屏障15并进入受限物理空间16。

可以在便携式钥匙的认证和授权之前确定用户意图,反之亦然。

电子锁可选地包含通信能力,以经由网络5连接至电子访问控制系统10的服务器6。该网络可以是广域网诸如因特网,便携式钥匙装置2、3可以例如经由wifi(例如任何ieee802.11x标准)或蜂窝网络例如lte(长期演进)、下一代移动网络(第五代,5g)、使用w-cdma(宽带码分复用)的umts(通用移动电信系统)等连接至该广域网。

图2a至图2d是示出了当显示打开的用户意图时的速度和加速度的示意图。在该示例中,用户走向并接近电子锁,直到该人员在时间t0处停止。

在图2a中,示出了随时间的第一速度估计v1。使用图1的第一便携式钥匙装置2中的运动传感器来估计第一速度v1。例如可以通过对加速度测量值随时间的积分来获得第一速度v1。

在图2b中,示出了随时间的第二速度估计v2。使用来自电子锁12附近的距离传感器的距离指示符来估计第二速度v2。例如可以通过对距离指示符随时间的微分来获得第二速度v2。

在图2a和图2b中都可以看出速度v1、v2随着时间t0的临近如何降低,在时间t0处,由于用户已经停止,所以速度为零。

通过使速度v1和v2相关,可以确定速度v1、v2是否匹配,在该点下可以确定打开的用户意图。可以使用任何适当的已知相关性计算——例如关于归一化速度或自相关的均方根误差——来计算相关性。可选地,要求速度v1、v2需要同时(在误差的界限内)达到零,以用于确定打开的用户意图。

可选地,首先确定用户已经停止。然后将该点用作速度为零的参考点。然后使用停止时间之前的加速度数据来确定速度曲线。

在图2c中,示出了随时间的第一加速度估计a1。使用图1的第一便携式钥匙装置2中的运动传感器来估计第一加速度a1。例如可以从来自加速度计的加速度测量结果中获得第一加速度a1。

在图2d中,示出了随时间的第二加速度估计a2。使用来自电子锁12附近的距离传感器的距离指示符来估计第二加速度a2。例如可以通过对距离指示符随时间的二次微分来获得第二加速度a2。

通过使加速度a1和a2相关,可以确定加速度a1、a2是否匹配,在该点下可以确定打开的用户意图。可以使用任何适当的已知相关性计算——例如关于归一化加速度的均方误差——来计算相关性。可选地,要求加速度a1、a2需要在大约同一时间处显示急剧的负峰值即减速度,以用于确定打开的用户意图。

图3a至图3b是示出其中可以实现意图确定器1的实施方式的示意图。意图确定器1用于确定何时应当执行电子锁的访问控制。

在图3a中,意图确定器1被示为实现在电子锁12中。电子锁12因此是意图确定器1的主机装置。可选地,意图确定器1被实现在形成电子锁12的一部分的单独的访问控制读取器中。

在图3b中,意图确定器1被示为实现在便携式钥匙装置2中。便携式钥匙装置2因此是意图确定器1的主机装置。

在图3c中,意图确定器1被示为实现在服务器6中。服务器6因此是意图确定器1的主机装置。

在图3d中,意图确定器1被示为实现为独立装置。

图4是示出用于确定何时应当执行电子锁的访问控制的方法的实施方式的流程图。如上所述,电子锁控制对受限物理空间的访问。该方法在意图确定器中执行。

在可选的训练机器学习模型步骤38中,意图确定器基于移动数据和距离指示符作为输入以及打开的用户意图作为预期输出来训练机器学习模型。在训练阶段,使用单独的用户输入来实现打开的用户意图,以允许用户指示何时实际上示出了打开的用户意图以及何时没有示出打开的用户意图。仅在训练阶段中使用用于指示何时发生用户打开意图的单独的用户输入。可选地,训练机器学习模型可以在除意图确定器之外的不同装置中发生。训练可以早在该方法的其余步骤之前发生。

在获得移动数据步骤40中,意图确定器从便携式钥匙装置的第一传感器获得移动数据。移动数据(由形成便携式钥匙装置的一部分的第一传感器捕获)指示便携式钥匙装置的移动。如上所述,移动数据可以基于来自便携式钥匙装置的加速度计和/或陀螺仪(形成便携式钥匙装置的一部分)的测量结果,在这种情况下,第一传感器包括加速度计和/或陀螺仪。

可选地,获得覆盖时间段的多组移动数据。这允许确定例如图2a的第一速度和/或图2c的第一加速度。

可选地,移动可以基于加速度计,其中从移动数据中去除沿重力轴的移动。重力轴上的移动通常是嘈杂的(例如,由于用户行走/跑步时的步伐),并且对确定打开的用户意图的能力没有太大贡献。可选地,移动数据随后被量化为与重力轴垂直的平面中的幅值。

在获得距离指示符步骤42中,意图确定器从第二传感器获得距离指示符。距离指示符指示电子锁与用户之间的距离。当屏障处于关闭状态时,第二传感器可以相对于电子锁固定。例如,第二传感器可以安装在周围的固定结构(图1的11)中或屏障(图1的15)上。

可选地,获得覆盖时间段——即覆盖在步骤40中获得多组移动数据的相同时间段——的多个距离指示符。这允许确定例如图2b的第二速度和/或图2d的第二加速度。

在一个实施方式中,距离指示符包括指示电子锁附近的触摸事件的信号。触摸事件可以是距离指示符的唯一组成部分,或者触摸事件可以与以下所述的距离确定相结合。触摸事件可以是指示用户已经触摸了触摸传感器的二进制指示器。

在一个实施方式中,使用距离传感器重复地确定到周围物体的距离。距离传感器则是第二传感器。距离传感器可以是飞行时间传感器。替选地或另外地,距离传感器基于图像处理,该图像处理基于一个或更多个2d相机和/或3d相机。替选地或另外地,距离传感器基于雷达或lidar(光检测和测距)。

在有条件的意图步骤44中,意图确定器基于移动数据和距离指示符两者来确定何时存在打开的用户意图。

例如,打开的用户意图的一个必要条件可以是:移动数据指示减速度峰值,以及距离指示符指示减速度峰值,并且这两个减速度峰值在时间上彼此对应。

替选地或另外地,打开的用户意图的一个必要条件可以是:移动数据指示钥匙装置的运动的停止,以及距离指示符指示用户的运动的停止,并且这两个停止在时间上彼此对应。

替选地或另外地,打开的用户意图的一个必要条件可以是:在上面提到的时间段期间,移动数据与距离指示符相关。可以通过使对应的度量(即速率、速度)相关来执行匹配,其中,相关性需要优于特定阈值。

如图2a和图2b所示以及如上所述,该匹配可以例如基于在该时间段内将根据移动数据估算的速度与根据距离指示符估算的速度进行比较。

替选地或另外地,如图2c和图2d所示以及如上所述,该匹配可以基于在该时间段内将根据移动数据估计的加速度与根据距离指示符估计的加速度进行比较。

在一个实施方式中,基于机器学习模型确定打开的用户意图。已经发现,机器学习非常适合于这种用户意图确定,并且产生极少的假否定(即错过的检测实际的打开的用户意图的机会)和极少的假肯定(即在没有实际的打开的用户意图时确定了用户意图)。

在一个实施方式中,便携式钥匙装置的移动数据与触摸传感器在时间上匹配,使得如果人走到电子锁并触摸该触摸传感器,则移动的停止需要在从用户触摸该触摸传感器起的指定时间内发生。

在触发访问控制步骤46中,意图确定器触发执行访问控制。

可选地,电子锁可以包括用户输入装置,诸如按钮或触摸传感器,如果本文提出的实施方式在极少数情况下不能自动确定用户的打开的用户意图,则允许用户明确地示出打开的用户意图。

通过评估移动数据和距离指示符两者,在没有明确的用户指示的情况下可以确定打开用户的锁的用户意图,从而允许电子锁以最佳的用户体验运行。

图5是示出图3a至图3d的意图确定器的部件的示意图。应当注意,当意图确定器形成主机装置的一部分时,可以与主机装置共享一个或更多个提到的部件。使用能够执行软件指令67的合适的中央处理单元(cpu)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)等中的一个或更多个的任意组合来提供处理器60,软件指令67存储在存储器64中,因此存储器64可以是计算机程序产品。可替选地,可以使用专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等来实现处理器60。处理器60可以被配置成执行上面参照图4描述的方法。

存储器64可以是随机存取存储器(ram)和/或只读存储器(rom)的任何组合。存储器64还包括永久性存储装置,该永久性存储装置例如可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单独一个或组合。

还提供了用于在处理器60中执行软件指令期间读取和/或存储数据的数据存储器66。数据存储器66可以是ram和/或rom的任何组合。

意图确定器1还包括用于与其他外部实体通信的i/o接口62。

为了不使本文提出的构思模糊,省略了意图确定器1的其他部件。

图6示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。在该计算机可读装置上可以存储计算机程序91,该计算机程序可以使处理器执行根据本文描述的实施方式的方法。在该示例中,计算机程序产品是光盘例如cd(压缩盘)或dvd(数字多功能盘)或蓝光盘。如上所述,也可以在设备的存储器中实施计算机程序产品,例如图4的计算机程序产品64。虽然计算机程序91在此示意性地被示为所示光盘上的轨道,但是计算机程序可以以适于计算机程序产品的任何方式诸如可移除固态存储器例如通用串行总线(usb)驱动器来存储。

上面主要参考一些实施方式描述了本发明。然而,如本领域技术人员容易理解的,除了上面公开的实施方式以外的其他实施方式同样可以在由所附专利的权利要求限定的本发明的范围内。

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