专利名称：一种基于gps定位及虹膜认证的监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于监控技术领域，具体涉及一种基于GPS定位及虹膜认证 的监控装置，特别适用于司法部门对被监视居住、取保候审等人员进行监控。
背景技术：
监视居住是指人民法院、人民检察院、公安机关在刑事诉讼中限令犯罪 嫌疑人、被告人在规定的期限内不得离开住处或者指定的居所，并对其行为 加以监视、限制其人身自由的一种强制措施。取保候审是指人民法院、人民 检察院或公安机关责令某些犯罪嫌疑人、刑事被告人提出保证人或者交纳保 证金，保证随传随到的一种强制措施。
监视居住和取保候审均由公安机关执行，实践中通常采用的方式为由 公安机关对被监视居住或取保候审人进行登记，然后规定其定期到公安机关 报道。然而，由于公安机关人力资源的有限性，这难免会增加公安人员的工 作量，工作效率也较低。而且如果被监视居住或取保候审人没有按照规定报 道，也不容易被发现，从而造成对被监视居住或取保候审人的监控不力。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种监控力度强、 效率高的基于GPS定位及虹膜认证的监控装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下 一种基于GPS定 位及虹膜认证的监控装置(11 )，包括用于采集所述监控装置位置信息的GPS定 位模块(112)，用于采集被监视人员虹膜图像的虹膜图像采集模块(113)，用 于根据不同的指令发出不同语音的语音报警模块(114),用于远程无线通信的 无线通信模块(111);所述GPS定位模块(112 )、虹膜图像采集模块(113 )和 语音报警模块(114)通过电路与无线通信模块连接(111 )。如上所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，其中，虹膜图像采
集模块(113)还设有用于分析虹膜图像清晰度的虹膜图像分析模块。
如上所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，其中，虹膜图像采 集模块(113)还设有用于提取虹膜图像中虹膜特征的虹膜特征提取模块。
如上所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，其中，语音报警模 块(114)包括用于存储预先录制的报警语音以及报警语音与指令之间对应关系 的存储器。
采用本实用新型所述监控装置极大地方便了公安机关对本辖区内所有被 监视人员的监控，增强了对被监视人员的监控力度，并减少了公安机关的工 作量，提高了工作效率，同时也省去了被监视人员按期到公安机关报道的麻烦。
图1是具体实施方式
中监控装置与监控服务器的连接关系示意图2是具体实施方式
中监控装置结构示意图3是具体实施方式
中GPS定位模块原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
和附图对本实用新型进行详细描述。 本实用新型的核心思想是在被监视人员处设置本实用新型所述监控装 置，由被监视人员随身携带，在公安机关处设置监控服务器，监控装置和监 控服务器通过无线网络进行通信。监控装置与监控服务器相互配合，完成被 监视人员的定位、远程身份认证以及报警等功能。
图1是本实用新型一种实施例的系统结构示意图，包括多台监控装置ll 和一台监控服务器13,监控装置11和监控服务器13通过无线网络12进行 数据通信，无线网络可以是GSM、 CDMA、 GPRS网络等。监控服务器13
4并不局限于一个，也可以根据不同的情况设置多个。
图2是监控装置11 一种实施例的结构示意图，包括GPS定位模块112、
虹膜图像采集模块113、语音报警模块114、无线通信模块111以及电源115。 无线通信模块111与GPS定位模块112、虹膜图像采集模块113和语音才艮警才莫 块114通过电路连接，电源115与所有模块连接，为所有模块供电。
GPS定位模块112可以为任意一种GPS接收机，负责实时采集监控装置 11的位置信息(其原理如图3所示)。
虹膜图像采集模块112用于采集被监视人员的虹膜图像。由于虹膜是位 于瞳孔与角膜之间的一个很小的器官，直径约十几毫米，结构复杂，并且不 同人种的虹膜颜色有着很大的差别，白种人的虹膜颜色浅、紋理显著，黄种 人的虹膜则多为深褐色，紋理非常不明显，所有虹膜图像采集模块112需要 采用高清晰度、同时又对人眼无害的数码照相机拍摄被监视人员的虹膜图^f象。
虹膜图像采集模块112中可以设有虹膜图像分析模块(图中未示出)。在 采集虹膜图像时，可以采集一系列的虹膜图像，例如一次采集10张。虹膜图 像分析模块从中选择最清晰的 一张图像作为认证用的虹膜图像。图像质量的 评估多以图像的频率特征进行判断，图像的细节特征比较明显，其像素灰度 的变化频率高。因此虹膜图像分析模块可以采用FFT评估、差分评估等方式 选出一张最清晰的图像。
虹膜图像采集模块112还可以设有虹膜特征提取模块(图中未示出)，用 于提取出虹膜图像中的虹膜特征。在提取虹膜图像的虹膜特征时，需要先对 图像进行预处理，消除平移、缩放、旋转以及瞳孔的收缩对于虹膜识别的影 响。因为采集的虹膜图像中不仅包含虹膜，而且还包括眼睛的其他部分，如 眼睑、睫毛、巩膜等；而且如果不对被采集者作要求，虹膜在图像中的位置 与大小都会发生变化。对虹膜图像的预处理主要包括平滑虹膜图像、提取虹 膜图像边缘、定位虹膜边缘、归一化虹膜图像以及增强虹膜图像等。虹膜图 像的平滑处理是为了去除由于反光等引起的噪声干扰，促使虹膜边界上尽可 能多的点灰度趋于一致，可以采用高斯二维低通滤波对图像进行平滑处理。 图像边缘检测的方法很多，本实施方式采用经典的Canny算子进行虹膜边缘提取，它具有定位精度高，单一边缘和检测效果好等优点。在得到Canny边 缘检测图像后，采用Hough变换对图像提取虹膜的内外边缘。其优点主要在 于该方法对图像中的噪声点不敏感，得到的结果可有效地滤除噪声的影响。 为了实现精确的匹配，还需要对虹膜进行归一化处理。虹膜内外边界都近似 为圆形，可以利用极坐标变换的方法进行处理。以瞳孔圆心为起点引一条射 线，得到射线与虹膜内外边界的交点坐标，则射线上两个交点之间的4壬<可一 点都可以用这两个交点的组合表示。这样可以将虹膜图像中的每一点——映 射到极坐标中去，归一化后的图像在极坐标下被展成一个矩形。此外，为了 消除光源照射以及曝光不均对虹膜图像的影响，改善图像质量，需要对归一 化后的图像进行增强处理，本实施方式采用直方图均衡化对图像进行增强处 理。对预处理后的虹膜图像采用小波变换提取虹膜的紋理特征，将虹膜图像 进行二维小波变换，转换成小波域上的小波系数，然后提取能表征虹膜特征 的小波系数进行量化编码，从而提取出标识不同虹膜的特征向量，即虹膜特 征。
上述虹膜图像分析模块和虹膜特征提取模块可以同时设置在监控装置的 虹膜图像采集模块112中，也可以同时设置在监控服务器中，还可以在监控 装置的虹膜图像采集模块112中设置虹膜图像分析模块，在监控服务器中设 置虹膜特征提取模块。在监控装置的虹膜图像采集模块112中同时设置这两 个模块，可以在提取虹膜特征后，将提取的虹膜特征发送到监控服务器，这 样可以减少通信数据量。
无线通信模块111可以采用GSM模块或GPRS模块，负责将GPS定位 模块112采集到的位置信息、虹膜图像采集模块113采集到的虹膜图像(或 虹膜特征)进行必要的处理后与该监控装置11的地址信息一起已短消息的方 式发送到监控服务器13,以及负责接收并解析出监控服务器13发来的指令， 并将该指令转发给语音报警器114。
语音报警器114存储预先录制好的各种报警语音，以及报警语音与指令之 间的对应关系，根据监控服务器13发送的不同指令发出不同的报警语音。本实施方式中，报警语音与指令代码之间的对应关系如下表所示:
指令报警语音
001被监视人员已经接近了最大区域范围
002被监视人员已经达到了最大区域范围
003被监视人员已经超出了最大区域范围
004被监视人员在规定时间内未进行身份认证
005被监视人员未通过身份认证
监控装置11与监控服务器13的工作过程分为两个方面 一方面为监控 被监视人员(即监控装置)的位置，另一方面每隔固定时间验证被监^见人员 身份一次。
监控被监视人员位置的主要过程如下监控装置11的GPS定位模块112 实时实时采集监控装置11的位置信息，无线通信模块111将该位置信息以短 消息的形式发送到监控服务器13。监控服务器13判断监控装置11当前所处 位置是否在允许的区域范围内，如果接近、达到或者超出了预设的最大区域 范围，则以短消息的形式向该监控装置11发送指令。监控装置11的无线通 信模块111接收并解析出该指令后，将该指令转发给语音报警模块114执行， 语音报警模块114根据该指令找到与其对应的报警语音后发出报警语音。
每隔固定时间验证被监3见人员身份的主要过程如下假设每隔24小时要 求被监视人员至少验证身份一次，监控服务器13自上次通过身份验证时开始 计时，如果在规定的时间内被监视人员没有进行身份验证，则监控服务器13 向监控装置11发送指令"004",监控装置11中的语音报警模块114发出"被 监视人员在规定时间内未进行身份认证"的报警语音。被监视人员在要求的时 间间隔内通过监控装置11的虹膜图像采集模块113采集预先约定的眼部(左 眼或右眼)虹膜图像，无线通信模块111将虹膜图像(或虹膜特征)以短消 息的方式发送到监控服务器13,监控服务器13与该被监视人员预留的虹膜 特征模板进行对比，如果吻合，则通过验证。如果没有通过验证，则监控服 务器13以短消息的方式向监控装置11发送指令"005"，语音报警模块114发出"提示被监视人员没有通过身份验证"的报警语音。
采用本实用新型所述的监控装置极大地方便了公安机关对本辖区内的所有被监视人员的监控。当被监视人员离开被监视范围或者没有按时进行身份验证时，公安机关能够迅速得知，及时处理，从而提高了对被监视人员的监控力度，减少了公安机关的工作量。同时通过虹膜认证方式可以远程确i人寻皮监视人员的身份，省去了被监视人员按期到公安机关报道的麻烦。
显然，本领域的#支术人员可以对本实用新型进4亍各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置(11)，包括用于采集所述监控装置位置信息的GPS定位模块(112)，用于采集被监视人员虹膜图像的虹膜图像采集模块(113)，用于根据不同的指令发出不同语音的语音报警模块(114)，用于远程无线通信的无线通信模块(111)；所述GPS定位模块(112)、虹膜图像采集模块(113)和语音报警模块(114)通过电路与无线通信模块连接(111)。
2. 如权利要求1所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，其特 征在于所迷虹膜图像采集模块(113)还设有用于分析虹膜图像清晰度的虹 膜图像分析模块。
3. 如权利要求2所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，其特 征在于所述虹膜图像采集模块(113 )还设有用于提取虹膜图像中虹膜特征的 虹膜特征提取模块。
4. 如权利要求1至3之一所述的一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装 置，其特征在于所述语音报警模块(114)包括用于存储预先录制的报警语音 以及报警语音与指令之间对应关系的存储器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于GPS定位及虹膜认证的监控装置，属于监控技术领域。现有对被监视人员的监控完全是人工的方式，程序复杂、监控力度差、效率低。本实用新型所述监控装置(11)，包括用于采集所述监控装置位置信息的GPS定位模块(112)，用于采集被监视人员虹膜图像的虹膜图像采集模块(113)，用于根据不同的指令发出不同语音的语音报警模块(114)，用于远程无线通信的无线通信模块(111)；所述GPS定位模块(112)、虹膜图像采集模块(113)和语音报警模块(114)通过电路与无线通信模块连接(111)。本实用新型所述监控装置提高了监控力度和效率，特别适用于司法部门对被监视居住、取保候审等人员进行监控。
文档编号G08B21/00GK201392580SQ20092010659
公开日2010年1月27日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者商文彬, 杨劲松, 蔡常军, 琼 黄 申请人:新奥特硅谷视频技术有限责任公司