3D人脸识别模组、门锁及门制造技术

本申请涉及一种3D人脸识别模组和应用该3D人脸识别模组的门锁、门，其中，3D人脸识别模组包括FPGA模块、相机模块及AI模块，相机模块和AI模块均耦接FPGA模块；FPGA模块响应主控MCU的上电信号，产生加载信号，并通过加载信号驱动相机模块进行初始化；完成初始化的相机模块用于采集人脸红外数据和深度图像数据，同时，将采集的人脸红外数据和深度图像数据反馈至FPGA模块，经FPGA模块对人脸红外数据和深度图像数据进行图像处理后传输至AI模块；AI模块采集并根据经FPGA模块图像处理后的人脸红外数据和深度图像数据进行人脸活体检测和/或人脸识别。人脸活体检测和/或人脸识别方案采用FPGA+AI芯片的处理架构，可实现从上电启动到人脸解锁，全流程不超过0.3S。

【技术实现步骤摘要】
3D人脸识别模组、门锁及门
本专利技术涉及门锁领域，特别涉及一种3D人脸识别模组、门锁及门。
技术介绍
随着物联网、人工智能等技术的不断发展和广泛应用，加上国内房地产市场的火爆和短租市场的兴起，曾经只在电视剧中出现的智能门锁也逐渐进入寻常百姓家。智能门锁具有应用高频、更新换代周期长和身份识别等特征，满足了现代人生活对安全和便捷的需求，市场前景广阔。目前智能门锁产品涵盖了指纹、人脸、虹膜、掌静脉等生物识别解锁方式，而每家锁体厂商均在产品中集成了多种开锁方式，其中人脸识别解锁方式被普遍采用，现市面上人脸识别智能门锁基本上都是基于2D人脸识别的，其安全性大打折扣，同时，现有方案中，智能门锁的开机唤醒时间较长，导致用户的等待时间较长，体验差。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种3D人脸识别模组、门锁及门，通过采用FPGA模块和AI模块架构，可实现快速开机唤醒进行人脸解锁。一种3D人脸识别模组，包括FPGA模块、相机模块及AI模块，所述相机模块和所述AI模块均耦接所述FPGA模块；所述FPGA模块响应上电信号，产生加载信号，并通过所述加载信号驱动所述相机模块进行初始化；完成初始化的所述相机模块用于采集人脸红外数据和深度图像数据，同时，将采集的所述人脸红外数据和所述深度图像数据反馈至所述FPGA模块，经所述FPGA模块对所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行图像处理后传输至所述AI模块；所述AI模块采集并根据经所述FPGA模块图像处理后的所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行人脸活体检测和/或人脸识别。还包括第一FLASH模块，所述第一FLASH模块耦接所述FPGA模块，所述第一FLASH模块用于存储图像处理算法的各项数据和所述相机模块的校准数据。还包括第二FLASH模块，所述第二FLASH模块耦接所述AI模块，所述第二FLASH模块用于存储人脸活体检测和/或人脸识别的算法数据，同时，存储检测后的人脸特征向量数据。所述相机模块还包括RGB模块，所述RGB模块耦接所述FPGA模块，所述RGB模块用于采集人脸的RGB数据并经FPGA模块反馈至所述AI模块，用于进行人脸活体检测和/或人脸识别。所述相机模块包括TOF模块、结构光模块及双目模块中的一种或多种。还包括DDR模块，所述DDR模块耦接所述FPGA模块，所述DDR模块用于存储所述FPGA模块的图像处理中的交互数据。还包括LCD模块，所述LCD模块耦接所述AI模块，所述LCD模块用于显示人脸图像，人机交互。所述AI模块采用K210芯片。一种门锁，包括上述的3D人脸识别模组、主控MCU及开锁模块，所述3D人脸识别模组和所述开锁模块均耦接所述主控MCU；所述3D人脸识别模组响应所述主控MCU的上电信号进行人脸数据采集，并根据采集到的人脸数据进行人脸活体检测和/或人脸识别生成检测数据；所述主控MCU接收并根据所述3D人脸识别模组的检测数据生成开关控制信号；所述开锁模块响应所述主控MCU的开关控制信号打开门锁。一种门，包括门体，所述门体上安装有上述的门锁。上述的3D人脸识别模组、门锁及门，均采用基于FPGA+AI芯片的处理架构，其中FPGA模块主要负责图像传感器驱动、图像采集、图像预处理等；AI模块作为主处理器,主要负责人脸识别算法、人脸比对、人脸特征模板存储与删除、与外部进行数据及命令交互等。采用此3D人脸识别模组的门锁方案可实现从上电启动到人脸解锁，全流程不超过0.3S。附图说明图1为一个实施例中3D人脸识别模组的模块连接图；图2为一个实施例中门锁的模块连接图。附图说明：11、3D人脸识别模组；111、FPGA模块；112、相机模块；1121、TOF相机模块；1122、RGB模块；113、AI模块；114、第一FLASH模块；115、第二FLASH模块；116、DDR模块；117、LCD模块；12、主控MCU；13、开锁模块。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。实施例一如图1所示，一种3D人脸识别模组，包括FPGA模块、相机模块及AI模块，相机模块和AI模块均耦接FPGA模块；FPGA模块响应上电信号，产生加载信号，并通过加载信号驱动相机模块进行初始化；完成初始化的相机模块用于采集人脸红外数据和深度图像数据，同时，将采集的人脸红外数据和深度图像数据反馈至FPGA模块，经FPGA模块对人脸红外数据和深度图像数据进行图像处理后传输至AI模块；AI模块采集并根据经FPGA模块图像处理后的人脸红外数据和深度图像数据进行人脸活体检测和/或人脸识别。3D人脸识别模组采用的电路方案为FPGA+AI芯片的处理架构，其中FPGA模块主要负责图像传感器驱动、图像采集、图像预处理等；AI模块作为主处理器,主要负责人脸识别算法、人脸比对、人脸特征模板存储与删除、与外部进行数据及命令交互等。采用此3D人脸识别模组的门锁方案可实现从上电启动到人脸解锁，全流程不超过0.3S。为配合FPGA+AI芯片的处理架构的3D人脸识别模组实现快速解锁，除上述模块外，还包括第一FLASH模块、第二FLASH模块及DDR模块，其中，第一FLASH模块和DDR模块均耦接FPGA模块，第一FLASH模块用于配置FPGA模块，同时，存储图像处理算法的各项数据和相机模块的校准数据，DDR模块用于存储FPGA模块的图像处理中的交互数据；第二FLASH模块耦接AI模块，第二FLASH模块用于存储人脸活体检测和/或人脸识别的算法数据，同时，存储检测后的人脸特征向量数据。在本实施例中，相机模块主要为深度相机模块，包括TOF、结构光及双目中的一种或多种。为更好的适配资源和节约成本，FPGA模块采用XC7A50芯片，AI模块采用勘智K210AI芯片。在另一实施例中，为支持RGB人脸识别功能，相机模块还包括RGB模块，RGB模块耦接FPGA模块，RGB模块用于采集人脸的RGB数据/YUV数据并经FPGA模块反馈至AI模块，用于进行基于RGB数据/YUV数据的人脸活体检测和/或人脸识别，并且，RGB模块也用于可视门铃和报警抓拍等功能。当在实施例中增加RGB模块，FPGA模块也需增加相应的RGB模块的驱动功能。在另一实施例中，3D人脸识别模组还包括LCD模块，LCD模块耦接AI模块，LCD模块用于显示人脸图像，人机交互。若3D人脸识别模组与其他硬件设备结合使用，可与结合的硬件设备共用同一LCD模块，而不用就3D人脸识别模组单独设置。在FPGA模块和AI模块之间通过DVP接口传输人脸红外数据(IR)和深度图像数据。FPGA和AI芯片间通信有SPI、IIC、DVP接口等。其中，SPI用于从FPGA传输红外图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D人脸识别模组，其特征在于，包括FPGA模块、相机模块及AI模块，所述相机模块和所述AI模块均耦接所述FPGA模块；/n所述FPGA模块响应上电信号产生加载信号，并通过所述加载信号驱动所述相机模块进行初始化；/n完成初始化的所述相机模块用于采集人脸红外数据和深度图像数据，同时，将采集的所述人脸红外数据和所述深度图像数据反馈至所述FPGA模块，经所述FPGA模块对所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行图像处理后传输至所述AI模块；/n所述AI模块采集并根据经所述FPGA模块图像处理后的所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行人脸活体检测和/或人脸识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D人脸识别模组，其特征在于，包括FPGA模块、相机模块及AI模块，所述相机模块和所述AI模块均耦接所述FPGA模块；
所述FPGA模块响应上电信号产生加载信号，并通过所述加载信号驱动所述相机模块进行初始化；
完成初始化的所述相机模块用于采集人脸红外数据和深度图像数据，同时，将采集的所述人脸红外数据和所述深度图像数据反馈至所述FPGA模块，经所述FPGA模块对所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行图像处理后传输至所述AI模块；
所述AI模块采集并根据经所述FPGA模块图像处理后的所述人脸红外数据和所述深度图像数据进行人脸活体检测和/或人脸识别。


2.根据权利要求1所述的3D人脸识别模组，其特征在于，还包括第一FLASH模块，所述第一FLASH模块耦接所述FPGA模块，所述第一FLASH模块用于存储图像处理算法的各项数据和所述相机模块的校准数据。


3.根据权利要求1所述的3D人脸识别模组，其特征在于，还包括第二FLASH模块，所述第二FLASH模块耦接所述AI模块，所述第二FLASH模块用于存储人脸活体检测和/或人脸识别的算法数据，同时，存储检测后的人脸特征向量数据。


4.根据权利要求1所述的3D人脸识别模组，其特征在于，所述相机模块还包括RGB模块，所述RGB模块耦接所述FPGA模块，所述RGB模块用于采集人脸的RGB数据并经FP...

【专利技术属性】
技术研发人员：方利红，黄彪，侯方超，
申请(专利权)人：杭州艾芯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33