进门控制方法和系统技术方案

本申请公开了一种结合了三维识别技术的进门控制系统，其包括：投射单元、红外摄像头、控制及计算单元以及执行机构。投射单元用于向预定区域投射红外光的面结构光光场以及投射红外光的均匀照明光场。红外摄像头在投射红外光时，采集人脸图像。控制及计算单元连接至投射单元和红外摄像头，并且利用机器学习的方法基于所述红外摄像头采集的人脸图像进行人脸识别，判断所述图像中的人脸是否获得授权；以及根据判断结果，发出开锁或闭锁的控制指令。执行机构接收来自所述控制及计算单元的控制指令，并相应地执行开锁或闭锁操作。本申请还公开一种进门控制方法。

Approach control method and system

【技术实现步骤摘要】
进门控制方法和系统
本专利技术总体上涉及进门控制方法和系统，具体地，涉及结合了三维识别技术的进门控制方法以及进门控制系统，例如智能门锁、智能门禁系统等。
技术介绍
进门控制系统，例如门锁和门禁系统等，涉及到受控制区域的安全性，对人员进出采用各类身份认证方式起到权限控制作用。目前基于人脸识别的门锁、门禁类产品普遍采用的是二维人脸识别技术，缺乏有效的人脸三维信息获取能力，仅依靠拍摄二维图像信息进行识别，容易受到照片、平板、面具等伪造手段攻击，受到人脸化妆、配饰、光照变化等干扰影响。采用三维识别技术的门锁、门禁产品有望克服以上问题，提高产品安全性和易用性。然而，传统三维成像设备利用激光线扫描或投影多幅变化条纹结构光对物体进行三维成像，需要采集过程中物体保持静止，并保持稳定良好的外部光照环境。体感三维采集设备采用单幅结构光投射和拍摄的方法获取三维图像。上述设备由于需要实现中远距离的三维成像，设备体积大、功耗高。上述三维成像/识别技术均难以应用在门锁、门禁产品当中。此外，由于门锁一般由电池供电，需要能连续工作几个月到一年而不更换电池，而且门锁中能使用的计算芯片的计算能力较低，因此在将三维人脸识别技术应用到门锁的情况下，功耗和成本上存在很大限制。可以看到，除了安全性和小型化以外，门锁有着不同于其它产品的低功耗和低运算量的要求，因此，不适于将应用于其它产品的三维识别技术方案直接移植到智能门锁上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结合了三维识别技术的进门控制系统，特别是一种结合了三维识别技术的智能门锁、门禁系统，并提供了相应的进门控制方法，它们至少部分地解决了现有技术中存在的上述不足。根据本专利技术的一个方面，提供了一种进门控制系统，其包括：投射单元、红外摄像头、控制及计算单元以及执行机构。投射单元用于向预定区域投射红外光的面结构光光场以及投射红外光的均匀照明光场。红外摄像头在所述投射单元向所述预定区域投射红外光时，采集位于所述预定区域中的人脸的图像。控制及计算单元连接至所述投射单元和红外摄像头，并且包括处理器和存储器，其中该存储器上存储有处理器可读指令，所述处理器可读指令使得处理器执行以下处理：利用机器学习的方法基于所述红外摄像头采集的人脸图像进行人脸识别，判断所述图像中的人脸是否获得授权；以及根据判断结果，发出开锁或闭锁的控制指令。执行机构接收来自所述控制及计算单元的控制指令，并相应地执行开锁或闭锁操作。优选地，所述进门控制系统还可以包括用于探测是否有人进入所述预定区域的接近传感器，所述接近传感器包括激光测距传感器或远红外感应传感器，并且所述控制及计算单元可以根据所述接近传感器的探测结果来控制所述投射单元和红外摄像头的工作。优选地，所述投射单元所投射的面结构光光场为应用了空间编码结构光技术的结构光光场。在一些有利实施例中，所述控制及计算单元构造为控制所述投射单元同时投射所述面结构光光场以及均匀照明光场；并且所述控制及计算单元中所述处理器可读指令使得处理器利用机器学习的方法基于在所述面结构光光场及均匀照明光场同时照射下采集的人脸图像进行人脸识别。在一些有利实施例中，所述投射单元包括共用的光源和用于基于所述共用的光源同时形成所述面结构光光场和均匀照明光光场的光学元件。所述光学元件优选包括衍射光学元件，即DOE。在一些有利实施例中，所述同时投射的所述均匀照明光场与所述面结构光光场的亮度比在1:2～1:100的范围内，优选在1:2～1:10范围内。优选地，所述投射单元和所述红外摄像头的工作视场角在30°～120°的范围内，并且工作距离在0.3～1米的范围内。在一些实施例中，该进门控制系统可以不包含可见光摄像头。所述进门控制系统可以实现为利用电池供电的智能门锁或者可持续供电的智能门禁。根据本专利技术另一个方面，还提供了一种进门控制方法，该方法包括：向预定区域投射红外光的面结构光光场以及投射红外光的均匀照明光场；在所述投射的同时，采集位于所述预定区域中的人脸的图像；利用机器学习的方法基于所述人脸图像进行人脸识别，判断所述图像中的人脸是否获得授权；以及根据判断结果，执行开锁或闭锁操作。优选地，所述进门控制方法还可以包括：利用接近传感器探测是否有人进入所述预定区域。优选地，所述投射的面结构光光场为应用了空间编码结构光技术的结构光光场。在一些有利实施例中，所述面结构光光场以及均匀照明光场的所述投射是同时进行的；并且所述人脸识别是基于在所述面结构光光场及均匀照明光场同时照射下采集的人脸图像而实现的。在一些有利实施例中，所述同时投射的所述均匀照明光场与所述面结构光光场的亮度比在1:2～1:100的范围内，优选在1:2～1:10范围内。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为根据本专利技术实施例的进门控制方法的一个示例的示意性流程图；图2为根据本专利技术实施例的进门控制系统的一个示例的示意性框图；图3为可应用于根据本专利技术实施例的进门控制方法和系统的投影单元的一个示例的示意图；图4为根据本专利技术实施例的、结合了图3所示投影单元的智能门锁的示意图；图5为可应用于根据本专利技术实施例的进门控制方法和系统的投影单元的另一示例的示意图；和图6为根据本专利技术实施例的、结合了图5所示投影单元的智能门锁的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。首先，参照图1介绍根据本专利技术实施例的进门控制方法。在图1所示示例中，进门控制方法1包括以下处理：S10：利用接近传感器探测在实行进门控制的区域(即预定区域)内是否有人员接近，如果有，则发出触发信号；S20：向上述预定区域中投射红外光的面结构光光场，以及投射红外光的均匀照明光场；S30：利用红外摄像头采集位于预定区域中的人脸的图像；S40：利用机器学习方法基于人脸图像进行人脸识别，判断图像中的人脸是否获得授权；以及S50：根据对人脸是否获得授权的判断结果，执行开锁或闭锁操作。需要说明的是，步骤S10是根据本专利技术实施例的进门控制方法的优选示例中的可选特征，根据本专利技术实施例的进门控制方法并不限于必须包含通过探测人员接近来触发后续的投射和拍摄/图像采集的工作。例如，在一些实现方式中，可以通过人员手动按动按钮触发进门控制系统的进门控制/识别操作。或者，在另一些实现方式中，特别是在相应的进门控制系统处于连续供电的情况下，投射和图像采集工作可以持续地进行或者间歇地自动触发执行。处理S20中，向预定区域投射了两种不同的红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种进门控制系统，包括：/n投射单元，用于向预定区域投射红外光的面结构光光场以及投射红外光的均匀照明光场；/n红外摄像头，在所述投射单元向所述预定区域投射红外光时，利用该红外摄像头采集位于所述预定区域中的人脸的图像；/n控制及计算单元，其连接至所述投射单元和红外摄像头，并且包括处理器和存储器，其中该存储器上存储有处理器可读指令，所述处理器可读指令使得处理器执行以下处理：利用机器学习的方法基于所述红外摄像头采集的人脸图像进行人脸识别，判断所述图像中的人脸是否获得授权；以及根据判断结果，发出开锁或闭锁的控制指令；和/n执行机构，其接收来自所述控制及计算单元的控制指令，并相应地执行开锁或闭锁操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种进门控制系统，包括：
投射单元，用于向预定区域投射红外光的面结构光光场以及投射红外光的均匀照明光场；
红外摄像头，在所述投射单元向所述预定区域投射红外光时，利用该红外摄像头采集位于所述预定区域中的人脸的图像；
控制及计算单元，其连接至所述投射单元和红外摄像头，并且包括处理器和存储器，其中该存储器上存储有处理器可读指令，所述处理器可读指令使得处理器执行以下处理：利用机器学习的方法基于所述红外摄像头采集的人脸图像进行人脸识别，判断所述图像中的人脸是否获得授权；以及根据判断结果，发出开锁或闭锁的控制指令；和
执行机构，其接收来自所述控制及计算单元的控制指令，并相应地执行开锁或闭锁操作。


2.如权利要求1所述的进门控制系统，还包括用于探测是否有人进入所述预定区域的接近传感器，所述接近传感器包括激光测距传感器或远红外感应传感器，并且所述控制及计算单元根据所述接近传感器的探测结果来控制所述投射单元和红外摄像头的工作。


3.如权利要求1所述的进门控制系统，其中，所述投射单元所投射的面结构光光场为应用了空间编码结构光技术的结构光光场。


4.如权利要求1-3中任一项所述的进门控制系统，其中，所述控制及计算单元构造为控制所述投射单元同时投射所述面结构光光场以及均匀照明光场；并且
所述控制及计算单元中所述处理器可读指令使得处理器利用机器学习的方法基于在所述面结构光光场及均匀照明光场同时照射下采集的人脸图像进行人脸识别。


5.如权利要求4所述的进门控制系统，其中，所述投射单元包括共用的光源和用于基于所述共用的光源同时形成所述面结构光光场和均匀照明光光场的光学元件。


6.如权利要求5所述的进门控制系统，其中，所述光学元件包括衍射光学元件，即DO...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑京立，朱庆峰，田克汉，尹晓东，张国伟，蒋超，杨兴朋，
申请(专利权)人：北京驭光科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11