一种可调式虹膜采集装置及应用其的虹膜识别智能锁的制作方法

本实用新型涉及安防监控及门禁系统技术领域，特别是涉及一种可调式虹膜采集装置及应用其的虹膜识别智能锁。

背景技术：

随着科技的发展，现有的监控系统或门禁系统，已经发展到依托精细的拍摄器件采集人的生物特征作为身份标识，再利用智能系统实现准确的生物特征识别，从而具有更好的准确性和安全性。

目前，除了脸部识别、指纹识别之外，虹膜识别是近期发展起来的一项新的识别技术，并衍生了一系列的安防监控产品，如虹膜识别智能锁。虹膜是位于人眼中白色巩膜和黑色瞳孔之间的圆环状薄膜，呈现出一种由内向外的放射状结构，包含了腺窝、皱褶、色素斑等纹理信息。目前大量的观察与研究发现，虹膜具有独特的结构，其作为身份标识具有唯一性、稳定性、非接触、便于信号处理、防伪性好等许多先天优势。

在虹膜识别过程中，不可避免地需要拍摄待识别者的虹膜图像以采集对应的虹膜信息，而虹膜采集装置进行拍摄时，由于拍摄对象为眼部，往往需要近距离拍摄。但是现有的虹膜采集装置往往在虹膜识别锁的硬件结构中位置固定，无法调整，再加上锁体的安装位置固定，因此，虹膜采集装置的采集范围往往是固定的。而购买或使用者由于身高差异等原因，并且由于不同的人存在身高差异，局限于摄像装置的可采集范围，将给使用者造成诸多不便，体验感较差，友好度不佳，同时也降低了虹膜采集的效率。由此可见，现有的虹膜采集装置及相关的虹膜识别智能产品在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的是提供一种可调式虹膜采集装置，使用时能够根据使用者的身高等情况方便地调整出合适的虹膜采集角度，提高虹膜采集效率。

本实用新型的第二个目的是提供一种含有上述可调式虹膜采集装置的虹膜识别智能锁，使其能够调节虹膜采集区的范围，实现迅速识别，体验感好，友好度佳。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可调式虹膜采集装置，包括可调支架及虹膜摄像头，所述可调支架包括支撑架、铰接在所述支撑架上的安装座，所述虹膜摄像头安装在所述安装座上，所述支撑架与安装座之间设有角度调节机构；所述角度调节机构包括调节台、拨动滑钮和弹簧，所述弹簧预压缩在所述安装座和支撑架之间，所述调节台固定在所述安装座上，所述调节台的台面为扭曲面，且其顶边从左至右距离所述安装座的高度逐渐降低，所述台面上从左至右设有多个挡位槽，所述拨动滑钮设在所述调节台后方并具有与挡位槽匹配的卡接部，所述拨动滑钮可左右滑动且滑动时其卡接部对应卡入不同位置的挡位槽内，从而使所述安装座的角度相应变化。

作为进一步地改进，所述调节台的台面上从左至右设有7个所述挡位槽，相邻的两个挡位槽之间对应所述安装座2°的角度变化。

所述锁体包括壳体，所述壳体上设有用于安装所述拨动滑钮的条形滑孔。

一种虹膜识别智能锁，包括锁体，所述锁体上安装有所述的可调式虹膜采集装置。

作为进一步地改进，还包括安装在锁体上的唤醒装置及控制装置，所述唤醒装置用于唤醒所述虹膜采集装置的虹膜摄像头启动以采集来访者的虹膜信息；所述控制装置用于对所述虹膜摄像头采集的虹膜信息进行识别，以认证所述来访者身份，并根据认证是否通过控制锁的开闭。

所述唤醒装置包括红外探测器，还包括被动红外探测器和/或启动键，其中：所述被动红外探测器用于在探测到来访者时启动所述红外探测器；所述启动键用于在来访者按键时启动所述红外探测器；所述红外探测器用于探测来访者是否位于设定距离范围内，并在探测到位于设定距离范围内的来访者时启动所述虹膜摄像头。

还包括人像采集装置，所述人像采集装置包括与所述控制装置连接的人像采集摄像头，用于在所述来访者认证未通过时启动以对来访者进行拍照。

所述人像采集摄像头安装在所述可调式虹膜采集装置的支撑架上，所述支撑架上设有用于安装所述人像采集摄像头的外延部。

还包括安装在锁体上的指示装置，所述指示装置包括用于指示所述虹膜摄像头状态以及来访者认证结果的指示灯和/或语音提示器。

还包括引导装置，所述引导装置包括安装在锁体上的观察镜，用于协助来访者调整其眼睛位置以进入所述虹膜摄像头的有效采集区域。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)所述可调支架可以实现一定范围内的微小角度的稳定、灵活调节，尤其适用于小范围变化角度需求的调节。各级调节可以根据需要量化，并且，通过改变调节台台面的设置、台面上挡位槽的数量及密度，可以改变各级调节的角度变化幅度。

(2)本实用新型的可调式虹膜采集装置，能够利用所述可调支架，根据使用者的身高、位置等情况，方便地调整出合适的虹膜采集角度，提高虹膜采集效率。

(3)本实用新型的虹膜识别智能锁，由于采用了所述可调式虹膜采集装置，能够根据使用用户(如家庭成员或高频访客等)的身高情况，确定合适的虹膜摄像角度，并据此预先调节好可调支架安装座的倾斜角度，从而实现对使用用户的迅速识别，体验感好，友好度佳。

(4)本实用新型的虹膜识别智能锁的唤醒装置，在被动红外探测器(PIR)探测到来访者和/或来访者按下启动按键后并不直接唤醒虹膜摄像头，而是通过红外探测器再次主动检测来访者是否停留在设定距离范围内，避免了将临时路过锁体前的人员误判为客人而使得虹膜摄像头频繁启动，大大节约了用电能耗。较佳地，上述设定距离等于虹膜摄像头的有效采集距离，避免了来访者停留在虹膜有效采集区域外时所述虹膜摄像头的无效启动，也节约了不必要的能耗。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是可调支架的结构示意图。

图2是本实用新型虹膜采集装置的后视图。

图3是图2中AA向的剖视图。

图4是本实用新型虹膜采集装置的侧视图。

图5是本实用新型虹膜采集装置的前视图。

图6、7分别是本实用新型虹膜识别智能锁不同视角的整体结构图。

图8是图7中B部的局部放大图。

图9是外锁体的内部结构图。

图10是本实用新型虹膜采集装置角度调节对应虹膜采集有效区域的变化示意图。

图11是外锁体的结构示意图。

图12是外壳体的一体化结构示意图。

图13是本实用新型的虹膜识别智能锁的工作流程图。

图14是远程授权流程图。

具体实施方式

本实用新型提供一种可调式虹膜采集装置，包括可调支架及虹膜摄像头。其中，请参阅图1所示，所述可调支架包括支撑架21、铰接在支撑架21上的安装座22，所述支撑架21与安装座22之间设有角度调节机构，用于实现所述安装座22相对于支撑架21的角度变化。所述虹膜摄像头安装在所述安装座22上，通过安装座22的角度变化实现拍摄角度和范围的变化。

具体地，所述角度调节机构包括调节台23、拨动滑钮20和弹簧26，所述弹簧26预压缩在所述安装座22和支撑架21之间，所述调节台23固定在所述安装座22上，所述调节台23的台面为扭曲面，该扭曲面的顶边从左至右距离所述安装座22的高度逐渐降低，所述台面上从左至右设有多个挡位槽25，所述拨动滑钮20设在所述调节台23后方并具有与挡位槽25匹配的卡接部，所述拨动滑钮20可左右滑动且滑动时其卡接部对应卡入不同位置的挡位槽25内，从而使所述安装座22的角度相应变化。

作为一种具体的实施方式，所述调节台23设在所述安装座22的上部，所述弹簧26设于所述安装座22的下部，所述支撑架21铰接在所述安装座22的中部。所述安装座22的中部两侧分别设有铰接耳29，对应地，支撑架21上也设有铰接耳，两者通过铰接轴28连接。

请配合参阅图2所示，所述支撑架21为带有基座的H型结构，基座上设有螺栓安装孔，所述H型结构的两条竖臂用于与安装座22铰接，一条横梁用于安装所述预压缩的弹簧26。为使得角度调整时支架稳定，安装座22背面下部的左、右两侧与支撑架21横梁之间各设一个预压缩的弹簧26。此外，在支撑架23的基座上还进一步设有一个外延部27，所述外延部27上设有安装位。

请配合参阅图3所示，所述虹膜摄像头41固定在所述安装座22上。所述安装座22下部和支撑架21的横梁上分别设有卡台，所述预压缩弹簧26卡套在所述卡台上。所述调节台23的扭曲面的底边落在所述铰接轴28的轴心线上，从而角度调节机构工作时的受力更加合理。档位槽25沿该扭曲面的素线均匀设置。此外，在调节台23上最左端档位槽25的旁边还设有一个用于配合所述拨动滑钮20的限位挡块24。

上述可调支架的结构中，由于调节台23设置了高度递变的扭曲面台面，与拨动滑钮20相配合，实现了安装座22角度的多级调节。并且，由于在扭曲面上设置了多个挡位槽25，使得调节台23与拨动滑钮20之间的配合更稳定，同时便于量化各级的调节幅度。

本实用新型的虹膜采集装置，由于采用了将虹膜摄像头41安装在上述可调支架上，当需要对虹膜摄像头41的拍摄角度进行调整时，可以通过拨动滑钮20对安装座22的角度进行调节，只需使拨动滑钮20与不同位置的挡位槽25相匹配，此时，弹簧26的压缩量发生变化，安装座22的角度对应变化。由于虹膜采集的特殊性，虹膜摄像头近距离对准人眼部位后的拍摄往往需要较为微小的角度调节，因此，此类摄像头也更加适合安装在上述可调支架的安装座22上，以实现小范围角度内的稳定、灵活调节。

进一步地，通过改变上述调节台23的扭曲面的具体设置，如改变挡位槽25的数量及密度，改变扭曲面的参数设置等，可以实现改变每级角度调节的幅度和挡位设置。较佳地，为保证上述调节过程稳定有效，尤其是满足角度范围的微小调节，所述调节台23的台面上设置5～10个所述挡位槽25，相邻的两个挡位槽25之间对应所述安装座22的角度变化1°～3°。作为优选的具体实施例，如图1、2中所示，所述调节台23的扭曲面上从左至右共设置7个所述挡位槽25，可以实现6个挡位变化。当拨动滑钮20从右往左移动时，弹簧压缩量变大，安装座22上部向前倾，下部向后移，安装座22相对于支撑架21的夹角变小。该实施例中设置相邻的两个挡位槽25之间对应安装座22变化2°的角度，则本实用新型的虹膜采集装置可使安装座22上的虹膜摄像头41的拍摄角度最多变化12°。

本实用新型还提供了一种应用上述虹膜采集装置的智能锁，所述智能锁的锁体上安装具有上述可调支架的虹膜采集装置。所述智能锁基于安全性高的虹膜识别技术对来访者进行身份认证。应用该虹膜识别智能锁，可以发展出识别迅速且安全可靠的智能门禁系统。

作为一种实施方式，所述虹膜识别智能锁包括上述虹膜采集装置，还包括设置在锁体上的唤醒装置及控制装置。其中，所述唤醒装置用于在用户来访时唤醒所述虹膜采集装置的虹膜摄像头41启动。所述控制装置可以设置为安装在锁体内的控制主板，所述控制主板用于对所述虹膜摄像头41采集的虹膜信息进行识别，以认证所述来访者身份，并根据认证是否通过控制锁的开闭。具体地，所述唤醒装置包括红外探测器，还包括被动红外探测器(PIR)和/或启动键，其中：所述被动红外探测器用于在探测到来访者时启动所述红外探测器；所述启动键用于在来访者按键时启动所述红外探测器；所述红外探测器用于探测来访者是否位于设定距离范围内，并在探测到位于设定距离范围内的来访者时启动所述虹膜摄像头41。上述唤醒装置在被动红外探测器(PIR)探测到来访者和/或来访者按下启动按键后并不直接唤醒虹膜摄像头，而是进一步通过红外探测器再次主动检测来访者是否停留在设定距离范围内，避免了将临时路过锁体前的人员误判为客人而使得虹膜摄像头41频繁启动，大大节约了用电能耗。较佳地，上述设定距离等于虹膜摄像头41的有效采集距离，避免了来访者停留在虹膜有效采集区域外时所述虹膜摄像头41的无效启动，也节约了不必要的能耗。

进一步地，上述虹膜识别智能锁还可以采用以下几方面的优化设置：

所述虹膜识别智能锁还包括人像采集装置，所述人像采集装置包括与所述控制主板连接的人像采集摄像头，用于在所述来访者认证未通过时启动对来访者进行拍照。

所述虹膜识别智能锁还包括指示装置，所述指示装置包括指示灯和/或语音提示器，用于指示所述虹膜摄像头状态，例如可用于指示虹膜摄像头的启动状态、采集进行中状态、采集完成状态等；也可以用于指示来访者认证结果，例如认证通过、认证未通过、认证过程失败等。其中，所述指示灯可设置成多个灯体分别显示，也可以设置成单个灯体多色指示，通过不同颜色提醒，引导来访者了解当前过程并对应做出反馈，增加了使用友好度。所述语音提示器还可用于提示来访者在有效的虹膜采集区调整自身位置，以获得满足条件的虹膜采集图像。指示装置可以提供使用者更好的体验过程，提升智能门锁的友好度。

所述虹膜识别智能锁还包括引导装置，所述引导装置可以是安装在锁体上的观察镜，用于协助来访者调整其眼睛位置以进入所述虹膜摄像头的有效采集区域。

所述虹膜识别智能锁还包括报警装置，所述报警装置与所述控制主板连接，用于在锁体非正常开启时(如人为撬锁等)或者锁体正常打开却忘记关闭时发出警报。

所述虹膜识别智能锁还包括通信模块，可用于与用户终端实现通信连接。例如通过通信模块将控制主板的识别处理事件发送并存储在服务器上，管理员利用用户终端如PC机或移动手机通过互联网访问服务器，可及时了解门锁接待来访的情况。又如，所述人像采集摄像头拍摄的陌生访客的图像也同样通过通信模块发送并存储在服务器上，以便管理员查看，并备不时之需(如发生偷盗事件后作为可调查取证的资料保存)。进一步地，通信模块还可以发送来访者的远程授权请求，管理员接收到访客的远程授权请求之后，通过PC机上安装的系统软件或手机APP与智能锁通信，下发远程授权指令，对认识的访客进行授权。

所述虹膜识别智能锁还包括语音装置，该装置除具有一般的语音对讲功能外，还可以通过上述通信模块实现智能锁与用户终端建立语音连接。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型所述的虹膜识别智能锁做详细介绍。

请参阅图6、7所示，作为优选的实施例，本实用新型的虹膜识别智能锁包括用于安装在门外的外锁体1W和用于安装在门内的内锁体1N。所述外锁体1W包括外壳体34，外壳体34上安装有虹膜采集装置、唤醒装置、控制装置、指示装置、人像采集装置、引导装置以及语音装置。其中，虹膜采集装置包括虹膜摄像头以及可调支架，唤醒装置包括红外探测器、被动红外探测器和启动键，人像采集装置包括人像采集摄像头，指示装置包括指示灯和语音提示器，引导装置包括观察镜11。此外，外壳体34上还安装有外执手14、滑盖10。所述内锁体1N包括内壳体35，内壳体35上设有电池仓81、电源指示灯82、内执手15和反锁机构16，反锁机构16所在的壳体内部还安装有报警器(未示出)。

请配合参阅图9所示，所述外壳体34内部通过防尘隔板36分为上下两个腔室，所述虹膜采集装置、控制装置及人像采集装置均设置在防尘隔板36上方的腔室内，便于三者之间紧凑连接与防尘装配。其中，所述虹膜采集装置的可调支架2固定在该腔室内，如图2-5所示，可调支架2的支撑座21通过螺栓固定在外壳体34上，虹膜摄像头41、人像采集装置的人像采集摄像头5以及控制装置的控制主板6均固定在所述可调支架2上。具体地，控制主板6通过螺栓61固定在安装座22上，安装座22中部架设有一个安装台，虹膜摄像头41安装在所述安装台中部，所述虹膜摄像头41的左右两侧对称安装有红外补光灯42，红外补光灯42前方还设有红外滤光片(未示出)，红外滤光片固定在所述外壳体34的内表面上。所述支撑座21的基座的外延部27上安装所述人像采集摄像头5，所述人像采集摄像头5优选110°广角摄像头。

请配合参阅图8所示，所述外壳体34的后方设有后盖31，所述后盖31上开设有滑孔32，拨动滑钮20安装在滑孔32上，用于与可调支架2的调节台23配合并切换角度调节档位。如图10中所示，当所述拨动滑钮20调节到不同的挡位时，安装座22带动所述虹膜摄像头41的拍摄角度发生变化，从而使得虹膜采集的有效区域相应发生改变。因此，安装外锁体1W时，可以根据使用用户的身高情况，例如家庭成员或高频访客等的身高情况，确定合适的虹膜拍摄角度，并据此预先调节好可调支架2上虹膜摄像头41的倾斜角度。较佳地，设置每个挡位对应一个可采集身高范围，即拨动滑钮作为平均身高调节钮，在锁体安装前由使用用户按需要进行快速调节。

请配合参阅图9、11所示，所述外壳体34内部侧壁上安装启动键71，用于在来访者按键时启动红外探测器，所述红外探测器位于观察镜11的后方(未示出)；防尘隔板36下方安装所述被动红外探测器72，用于在探测到来访者时启动红外探测器。较佳地，所述启动键71同时还被设置成门铃，当来访者按下时可实现铃音同步提醒。

请配合参阅图11所示，所述外壳体34的中部安装有前面板33，前面板33为固定在外壳体34上的一层亚克力板，美观大方又不影响锁体功能。前面板33的顶部设置观察镜11，作为引导装置用于协助来访者调整其眼睛位置以进入所述虹膜摄像头41的有效采集区域，观察镜11后方除设置上述红外探测器外，还设置指示灯和麦克(图中未示出)，所述指示灯作为指示装置用于协助来访者了解当前状态或进程，所述麦克用于实现语音对讲。为了便于引起来访者注意，同时不影响指示灯光源的透过性，所述观察镜11可采用原子镜。此外，前面板33上还安装有外执手14，所述外执手14安装时采用自润滑轴套，增加转动时的稳定性，并改善使用者手感。外执手14的外壳采用锌合金材质，牢固而美观。外执手14下方设置滑盖10，滑盖10打开可露出锁芯9和USB充电口83。滑盖10上也覆有一层亚克力板，闭合时可与前面板33衔接自然，美观大方。USB充电口83设置在外壳体21上，当电源耗尽等原因使门锁失电时，门外用户可以通过外接移动电源为门锁供电，从而针对门锁失电的突发情况提供了可行的备用方案，避免给使用者带来难以解决的麻烦，从而使得门锁功能更加人性化。

请配合参阅图12所示，图12显示了所述外壳体34的一体化结构。具体地，所述外壳体34包括上、中、下三段，其中，所述下段为内凹段34a，该段形成一个内凹滑槽，其上对应安装所述滑盖10，该段上还对应开设锁芯9的安装孔9’和USB充电口83的对位孔83’。所述上段为倾斜段34c，该段具有两个倾斜面，其中第一倾斜面与外壳体34内部安装的虹膜采集装置位置相对，其上对应开设虹膜摄像头41的对位孔41’及红外补光灯42的对位孔42’；第二倾斜面前方安装所述观察镜11，后方设置指示灯、红外探测器及麦克，其中，红外探测器及指示灯共同安装在一电路板上，该电路板与所述控制主板连接，所述第二倾斜面上对应开设有指示灯及红外探测器的共同安装孔12以及麦克孔13。所述中段为过渡段34b，其上分别开设人像采集摄像头5的对位孔5’，被动红外探测器72的对位孔72’，启动键71的安装孔71’以及外执手14的安装孔14’。

由于采用上述结构，本实用新型的智能锁采用模块化设置，布置合理、结构紧凑、装配便捷、功能可靠，且锁体美观大方。

请配合参阅图13所示，本实用新型的虹膜识别智能锁安装使用后，当来访事件被识别，即所述被动红外探测器72检测到来访者靠近或来访者手动按下启动键71时，所述红外探测器启动，检测设定距离内是否有来访者停留，同时来访者可借助观察镜11使自己的眼部快速进入所述虹膜摄像头41的较佳采集区域，即在所述观察镜11中看到自己的眼睛，保持位置不动或仅做细微调整，等待虹膜采集装置工作。当红外探测器检测到来访者时虹膜摄像头41启动，此时指示装置亮起蓝灯，代表进入虹膜采集步骤。当虹膜摄像头41成功拍摄到来访者的虹膜图像后，控制主板进入判断图像的过程，该过程包括完整度及清晰度判断，其中完整度判断包括例如是否全部包含了两只眼睛的虹膜图像，如果有一只眼睛完整而另一只眼睛偏离，则可进行语音提示来访者对应调整位置。清晰度判断主要是对图像质量进行筛选，当清晰度较差时，对虹膜摄像头41进行实时曝光增益调整。

当上述清晰度判断和完整度判断都满足设定条件时，控制主板进入识别判断过程，即将拍摄到的虹膜图像和预先存储的虹膜图像进行比较，若与预存的虹膜图像能匹配则判断为安全人员，此时绿灯亮起，代表认证通过，门锁打开。若比较结果不能匹配则判断为陌生人员，此时红灯亮起，代表认证未通过，门锁维持关闭状态；与此同时，所述人像采集摄像头5启动工作，对来访的陌生人员进行拍照，拍照获得的图像进一步通过通讯模块发送至服务器，管理员在PC端或移动手机端可以通过联网访问进行查看。

请配合参阅图14所示，作为优选的实施方式，本实用新型上述的虹膜识别智能锁还具备远程授权请求功能。设置上述启动键71长按启动远程授权功能，此时指示灯亮起白灯，人像采集摄像头5采集来访者人像，虹膜摄像头41启动采集来访者虹膜图像并存储，来访者虹膜录入成功后，门锁通过服务器向管理员的用户终端发送当前来访者人像及远程授权请求，管理员经辨识后，若认识该来访者，则可以选择发送允许授权指令，门锁在判断收到该授权指令后，将来访者录入的虹膜作为可信虹膜，并自动启动虹膜摄像头41再次扫描来访者虹膜，进行授权后的再次识别过程。反之，若管理员选择拒绝授权或门锁在设定时限内未接收到授权指令，则进程结束。

综上所述，本实用新型的可调式虹膜采集装置，能够根据使用者的身高情况方便地调整出合适的虹膜采集角度，提高虹膜采集效率。含有上述可调式虹膜采集装置的虹膜识别智能锁，能够实现虹膜迅速采集识别，体验感好，友好度佳，识别准确，安全度高，可以发展出识别迅速且安全可靠的智能门禁系统。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。