CN110211260A - 一种利用光学信息进行智能识别的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种识别系统，特别涉及一种利用光学信息进行智能识别的系统及方法，该身份识别方法包括如下步骤：向设门禁卡照射红外光线；获取所述门禁卡上的反光涂层经红外光线照射后所反射的带有特定波长的光线；根据获取到的特定波长的光线进行成像；判断当前所成的图像与预存反光涂层的标准图像是否一致；在判定当前所成的图像与预存图像一致后，确认身份识别成功，打开门门锁。同现有技术相比，不但可降低整个系统的成本，而且由于整个系统只能对特定波长的光线进行成像，使得照射在门禁卡上的红外光线的光照强度与反光涂层所反射的光线波长在系统中需要进行预先匹配，从而使得门禁卡不易被破解，提高了整个系统的安全性。

Description

一种利用光学信息进行智能识别的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种身份识别系统，特别涉及一种利用光学信息进行智能识别的系统及方法。

背景技术

身份识别系统，作为一种需要通过身份识别才能打开门锁的系统，由于其相比传统的机械门锁而言，其安全性和开锁的便捷性都不言而喻，因此此种系统已经得到广泛应用。

由于目前身份识别系统一般均是通过RFID射频信号或者磁感应的方式实现门锁的开启，这种系统一般都是与门禁卡之间通过RFID射频信号或磁感应的方式实现对门锁的开启，或者是通过读取门禁卡内的身份信息与系统内部的信息进行匹配，实现对门锁的开启。但发明人发现，当识别系统与门禁卡之间通过RFID射频信号或磁感应的方式进行身份识别时，此种方式虽然对整个识别系统的要求较低，但是其门禁卡容易被破解，其安全性较差。而当识别系统通过读取门禁卡内的身份信息与系统内部的信息进行匹配的方式进行身份识别时，虽然此种身份识别的方式具有较高的安全性，但是由于此种方式需要要求识别系统在后台建立较大的数据库，因此相对于传统的识别系统而言其成本过高，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光学信息进行智能识别的系统及方法，不但具有较好的安全性，而且具有较低的成本，有利于推广应用。

为了实现上述目的，本发明的实施方式设计了一种利用光学信息进行智能识别的系统，用于对设有反光涂层和信号发射模块的门禁卡进行识别，所述利用光学信息进行智能识别的系统包括：

主控设备，用于预存所述反光涂层的标准图像；

红外光发射装置，与所述主控设备进行通讯，用于向所述门禁卡照射红外光线；所述门禁卡上的所述反光涂层用于在被所述红外光发射装置所射出的红外光线照射到后，反射带有特定波长的光线；

光谱相机，与所述主控设备进行通讯，用于获取所述特定波长的光线，还用于根据获取到的所述特定波长的光线进行成像，并将所成的图像上传至所述主控设备；

信号接收模块，与所述主控设备进行通讯，用于在预设范围内接收所述信号发射模块所发出的射频信号；

其中，所述主控设备用于在所述信号接收模块接收到所述信号发射模块所发出的射频信号后，打开所述红外光发射装置和所述光谱相机，所述主控设备还用于根据所述光谱相机所上传的图像，判断该图像与预存的所述反光涂层的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁。

另外，本发明的实施方式还提供了一种利用光学信息进行智能识别的方法，用于对设有反光涂层的门禁卡进行识别，所述利用光学信息进行智能识别的方法包括如下步骤：

在预设范围内检测所述门禁卡，判断所述门禁卡是否存在；

在判定门禁卡存在后，向门禁卡照射红外光线；

获取所述门禁卡上的所述反光涂层经所述红外光线照射后所反射的带有特定波长的光线；

根据获取到的所述特定波长的光线进行成像；

判断当前所成的图像与预存图像是否一致；

在判定当前所成的图像与预存图像一致后，确定身份识别成功，打开门锁。

本发明相对于现有技术而言，由于整个系统只需要在主控设备内预存一个反光涂层的标准图像即可实现身份识别，因此不需要再额外建立较大的数据库对相关人员的身份信息进行保存，从而可降低整个系统的成本。此外，在进行身份识别时，整个系统是通过光谱相机获取特定波长的光线进行成像，并由主控设备将光谱相机所成的图像与内部预存的标准图像进行比对，判断该图像与预存的反光涂层的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁，由于光谱相机只能对特定波长的光线进行成像，使得红外光发射装置所射出的红外光线的光照强度与反光涂层所反射的光线波长在系统中需要进行预先匹配，从而使得门禁卡不易被破解，提高了整个系统的安全性。同时，由于红外光发射装置和光谱相机只有信号接收模块接收到信号发射模块发出的射频信号后才会被主控设备打开，因此在一般状态下，红外光发射装置和光谱相机均处于被关闭的状态，从而可有效降低整个系统的功耗。

进一步的，在向设有反光涂层的门禁卡照射红外光线的步骤之前，还包括如下步骤；

在预设范围内检测所述门禁卡，判断所述门禁卡是否存在；

在判定所述门禁卡存在后，向所述门禁卡照射红外光线。

进一步的，在判定当前所成的图像与预存图像不一致后，还包括如下子步骤；

确认识身份识别失败，并继续判断连续确认身份识别失败的次数是否达到预设次数；

并在判定连续确认身份识别失败的次数达到预设次数后，进行报警。

进一步的，所述主控设备还预存N种红外光线的光照参数，所述N为大于1的自然数，所述红外光发射装置用于根据所述主控设备当前所设定的光照参数发射红外光线。使得工作人员可对红外光发光装置的光照参数进行调整，从而可匹配带有不同配方的发光涂层的门禁卡进行使用，提高了整个系统的实用性。

进一步的，所述光谱相机包括：

摄像头，用于成像，并与所述主控设备电性连接，还用于将所成的图像上传至所述主控设备；

M片滤光片，用于过滤光线，所述M等于所述N，并一一对应；且各所述滤光片均位于所述摄像头的进光侧的一侧；

驱动装置，与所述主控设备电性连接，并与各所述滤光片固定连接，用于带动各所述滤光片绕预设轴线进行转动，且各所述滤光片还用于绕预设轴线分别转动至预设位置时，挡住所述摄像头的进光侧；

其中，所述主控设备还用于根据当前所设定的光照参数，控制驱动装置带动与该光照参数所对应的所述滤光片转动至所述预设位置。

进一步的，所述主控设备还用于根据预设的指令，在每隔一段预设时长后从当前的光照参照切换至另一种光照参数。

进一步的，所述驱动装置包括：

转盘，绕所述盘心开设K个安装孔，所述K等于所述M，且每个所述安装孔均用于安装一片滤光片；

电机，与所述转盘的盘心进行连接，用于带动所述转盘进行旋转。

进一步的，所述信号发射模块包括：

第一互感线圈；

射频信号发射器，与所述第一互感线圈电性连接；

所述信号接收模块包括：

第二互感线圈，与系统的电源电性连接，用于在预设范围内感应所述第一互感线圈；

射频信号接收器，与所述主控设备电性连接，用于接收所述射频信号发射器所发出的射频信号；

其中，所述电源还用于在所述第二互感线圈感应到所述第一互感线圈后，向所述射频信号发射器供电，所述射频信号发射器用于在得电后发出射频信号。

所述门禁卡上还设有用于覆盖所述反光涂层的透明保护层。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的利用光学信息进行智能识别的系统与门禁卡的使用示意图；

图2为本发明第一实施方式的利用光学信息进行智能识别的系统的电路模块框图；

图3为本发明第一实施方式中光谱相机的结构示意图；

图4为本发明第一实施方式中光谱相机去除相机壳体后的俯视图；

图5为本发明第一实施方式的利用光学信息进行智能识别的系统用于感应门禁卡的电路模块图；

图6为本发明第二实施方式的利用光学信息进行智能识别的方法的流程框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种利用光学信息进行智能识别的系统，用于对设有反光涂层31和信号发射模块32的门禁卡3进行识别，并且，如图1和图2所示，该系统包括：用于预存反光涂层的标准图像的主控设备、与所述主控设备进行通讯的红外光发射装置1、与主控设备进行通讯的光谱相机2、与主控设备进行通讯的信号接收模块6。

其中，如图1和图2所示，红外光发射装置1用于向门禁卡照射红外光线，而信号接收模块6用于在预设范围内接收信号发射模块所发出的射频信号，当主控设备用于在信号接收模块6接收到信号发射模块32所发出的射频信号后，打开所述红外光发射装置和所述光谱相机，而门禁卡3上的反光涂层31在被红外光发射装置1所射出的红外光线照射到后，反光涂层31会反射带有特定波长的光线。此外，光谱相机2用于获取特定波长的光线，还用于根据获取到的特定波长的光线进行成像，并将所成的图像上传至主控设备1。同时，主控设备用于根据光谱相机2所上传的图像，判断该图像与预存的反光涂层31的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁。

通过上述内容不难发现，由于整个系统只需要在主控设备内预存一个反光涂层31的标准图像即可实现身份识别，因此不需要再额外建立较大的数据库对相关人员的身份信息进行保存，从而可降低了整个系统的成本。此外，在进行身份识别时，整个系统是通过光谱相机2获取特定波长的光线进行成像，并由主控设备将光谱相机2所成的图像与内部预存的标准图像进行比对，判断该图像与预存的反光涂层31的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁，由于光谱相机2只能对特定波长的光线进行成像，使得红外光发射装置1所射出的红外光线的光照强度与反光涂层31所反射的光线波长在系统中需要进行预先匹配，从而使得门禁卡不易被破解，提高了整个系统的安全性。同时，由于红外光发射装置和光谱相机只有当信号接收模块接收到信号发射模块发出的射频信号后，才会被主控设备打开，因此在一般状态下，红外光发射装置1和光谱相机2均处于被关闭的状态，从而可有效降低整个系统的功耗。

并且，为了能够使得整个系统可满足不同反光涂层的使用需求，在本实施方式中，结合图2所示，主控设备还预存有多种红外光线的光照参数，同时红外光发射装置1在实际应用过程中，还用于根据主控设备当前所设定的光照参数发射红外光线，使得工作人员可对红外光发光装置1的光照参数进行调整，从而可匹配带有不同反光率的发光涂层的门禁卡进行使用，提高了整个系统的实用性。

另外，作为优选地方案，如图3和图4所示，本实施方式所采用的光谱相机为多光谱相机。具体地说，该光谱相机2包括：用于成像的摄像头21、多片用于过滤光线的滤光片23、固定各滤光片23并用于带动各滤光片23绕预设轴线进行转动的驱动装置24。

其中，结合图2、图3和图4所示，摄像头21与主控设备电性连接，用于将所成的图像上传至主控设备。而滤光片23的数量与主控设备内预存的光照参数相同，并且各滤光片23均被驱动装置固定在摄像头21进光侧的一侧。另外，驱动装置24还与主控设备电性连接，并用于根据主控设备当前所设定的光照参数带动各滤光片23绕预设轴线进行转动，并将对应该光照参数的滤光片23转动至预设位置，并且当各滤光片23在分别转动至预设位置时可直接挡住摄像头21的进光侧，从而对进入摄像头21的外界光线进行过滤，使得摄像头21只能对穿过滤光片23的特定波长的光线进行成像。

具体的说，结合图1所示，由于相同的反光涂层31在被不同的光照强度的红外光线照射后，会反射出带有不同波长的光线，因此当红外光发射装置1在调整任意一个光照参数对门禁卡上的反光涂层31进行照射时，反光涂层31会根据当前的红外光线的光照强度反射带有对应该光照强度的特定波长的光线。因此，为了能够让摄像头21对当前特定波长的光线进行成像，主控设备会根据当前所设定的光照参数，控制驱动装置24带动各滤光片23一同旋转，直至使对应当前光照参数的滤光片23转动至预设位置，即使得对应当前光照参数的滤光片23转动至挡住摄像头21的进光侧。通过上述内容不难看出，工作人员可通过对主控设备中的光照参数进行调整，即可使得光谱相机2可实现在不同波长光线下的成像，从而进一步提高了门禁卡被破解的可能性，使得整个系统的使用更为安全。

另外，值得一提的是，主控设备还用于根据预设的指令，在每隔一段预设时长后从当前的光照参照切换至另一种光照参数。从而可进一步提高了整个系统的安全性，避免门禁卡被破解的现象。

另外，为了实现驱动装置对各滤光片23的固定，如图3和图4所示，在本实施方式中，驱动装置24包括：用于固定安装滤光片23的转盘241、与转盘241盘心固定连接的电机243。其中，为了使得转盘241对各滤光片23进行固定，转盘241上预先开设有若干个安装孔242，且安装孔242的数量与滤光片23的数量相同，并且各安装孔242绕转盘241的盘心环绕开设，同时，每个安装孔242均用于安装一片滤光片。另外，电机243还与主控设备电性连接，且电机243通过其自身的主轴与转盘241的盘心同轴固定，用于在主控该设备的控制下带动转盘241进行转动。

并且，作为优选地方案，在本实施方式中，如图3所示，光谱相机2还包括：一用于对摄像头21、各滤光片23和驱动装置24进行收纳的相机壳体22，通过相机壳体22对摄像头21、各滤光片23和驱动装置24的收纳，可使得整个相机的集成度更高，从而进一步降低了光谱相机2的使用空间。

另外，在本实施方式中，为了实现门禁卡3的信号发射模块32向整个系统的信号接收模块6发送信号，结合图5所示，信号发射模块32包括：第一互感线圈、与第一互感线圈电性连接的射频信号发射器。而信号接收模块6包括：与系统的电源电性连接的第二互感线圈、与主控设备电性连接的射频信号接收器，其中，第二互感线圈用于在预设范围内感应第一互感线圈，而射频信号接收器用于接收射频信号发射器所发出的射频信号。

在实际应用的过程中，结合图5所示，电源用于在第二互感线圈感应到第一互感线圈后，通过第二互感线圈与第一互感线圈之间的电磁感应向射频信号发射器进行供电，而射频信号发射器用于在得电后发出射频信号，以供射频信号接收器接收，而主控设备用于在设备信号接收器接收到由射频信号发射器所发出的射频信号后，打开红外光发射装置1和光谱相机2。

此外，为了能够让门禁卡3上的反光涂层31不易褪色和破损，在本实施方式中，门禁卡3上还设有用于覆盖反光涂层31的透明保护层(图中未表示)，通过透明保护对反光涂层31进行封装，从而可在不影响反光涂层31反光率的前提下，通过透明保护层还可对反光涂层进行保护。并且，在本实施方式中，反光涂层31可采用特殊的反光油墨，该反光油墨可直接涂刷在门禁卡3上，从而使得整个反光涂层31的设置更为简单。

另外，作为优选的方案，本实施方式的利用光学信息进行智能识别的系统还包括：与主控设备进行通讯的报警器。并且，主控设备还用于在判定光谱相机2所上传的图像与预存的反光涂层31的标准图像不一致后，确认身份识别失败，并继续判断连续身份识别失败的次数是否达到预设次数，并在判定达到预设次数后打开报警器进行报警。由此不难看出，通过增加报警器可进一步提高整个系统的安全性。

具体的说，该报警器可采用例如声报警器、光报警器或声光报警器中的任意一种，以满足不同场景的使用需求。

本发明的第二实施方式涉及一种利用光学信息进行智能识别的方法，用于对设有反光涂层的门禁卡进行识别，如图6所示，包括如下步骤：

步骤110，在预设范围内检测门禁卡，判断门禁卡是否存在。

步骤120，在判定所述门禁卡存在后，向门禁卡照射红外光线。

步骤130，获取门禁卡上的反光涂层经红外光线照射后所反射的带有特定波长的光线。

步骤140，根据获取到的特定波长的光线进行成像。

步骤150，判断当前所成的图像与预存反光涂层的标准图像是否一致。

步骤160，在判定当前所成的图像与预存图像一致后，确认身份识别成功，打开门锁。

通过上述内容可知，由于整个系统只需要预存一个反光涂层的标准图像即可实现身份识别，因此不需要在额外建立较大的数据库对相关人员的身份信息进行保存，从而可降低整个整个系统的成本。此外，在进行身份识别时，是通过获取门禁上上反光涂层所反射的特定波长的光线进行成像，并判断该图像与预存的反光涂层的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁，由于系统只能对特定波长的光线进行成像，使得照射在门禁卡上的红外光线的光照强度与反光涂层所反射的光线波长在系统中需要进行预先匹配，从而使得门禁卡不易被破解，有效提高了整个系统的安全性。

具体的说，在本实施方式中，结合图5所示，可在门禁卡内设置信号发射模块32，而在系统中设置信号接收模块6，且信号发射模块32包括：第一互感线圈、与第一互感线圈电性连接的射频信号发射器。而信号接收模块6包括：与系统的电源(图中未标示)电性连接的第二互感线圈和射频信号接收器。其中，第二互感线圈用于在预设范围内感应第一互感线圈，而射频信号接收器用于接收射频信号发射器所发出的射频信号。在实际应用的过程中，电源用于在第二互感线圈感应到第一互感线圈后，通过第二互感线圈与第一互感线圈之间的电磁感应向射频信号发射器进行供电，而射频信号发射器用于在得电后发出射频信号，以供射频信号接收器接收，即只有当射频信号接收器接收到射频信号发射器所发射的射频信号时才判断在预设的检测范围内存在门禁卡，反之则判断门禁卡不存在。

另外，如图6所示，在判定当前所成的图像与预存图像不一致后，还包括如下子步骤。

步骤151，确认身份识别失败，并继续判断连续确认身份识别失败的次数是否达到预设次数。

步骤152，并在判定连续确认身份失败的次数达到预设次数后，进行报警。

具体的说，可通过设置报警器的方式实现报警，并且该报警器可采用例如声报警器、光报警器或声光报警器中的任意一种。

通过上述内容不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的定位方法的实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：用于对设有反光涂层和信号发射模块的门禁卡进行识别，所述身份识别装置包括：

主控设备，用于预存所述反光涂层的标准图像；

红外光发射装置，与所述主控设备进行通讯，用于向所述门禁卡照射红外光线；所述门禁卡上的所述反光涂层用于在被所述红外光发射装置所射出的红外光线照射到后，反射带有特定波长的光线；

光谱相机，与所述主控设备进行通讯，用于获取所述特定波长的光线，还用于根据获取到的所述特定波长的光线进行成像，并将所成的图像上传至所述主控设备；

信号接收模块，与所述主控设备进行通讯，用于在预设范围内接收所述信号发射模块所发出的射频信号；

其中，所述主控设备用于在所述信号接收模块接收到所述信号发射模块所发出的射频信号后，打开所述红外光发射装置和所述光谱相机，所述主控设备还用于根据所述光谱相机所上传的图像，判断该图像与预存的所述反光涂层的标准图像是否一致，并在判定一致后打开门锁。

2.根据权利要求1所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述主控设备内预存N种红外光线的光照参数，所述N为大于1的自然数，所述红外光发射装置用于根据所述主控设备当前所设定的光照参数发射红外光线。

3.根据权利要求2所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述光谱相机包括：

摄像头，用于成像，并与所述主控设备电性连接，还用于将所成的图像上传至所述主控设备；

M片滤光片，用于过滤光线，所述M等于所述N，并一一对应；且各所述滤光片均位于所述摄像头的进光侧的一侧；

驱动装置，与所述主控设备电性连接，并与各所述滤光片固定连接，用于带动各所述滤光片绕预设轴线进行转动，且各所述滤光片还用于绕预设轴线分别转动至预设位置时，挡住所述摄像头的进光侧；

其中，所述主控设备还用于根据当前所设定的光照参数，控制驱动装置带动与该光照参数所对应的所述滤光片转动至所述预设位置。

4.根据权利要求3所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述主控设备还用于根据预设的指令，在每隔一段预设时长后从当前的光照参照切换至另一种光照参数。

5.根据权利要求3所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述驱动装置包括：

转盘，绕所述盘心开设K个安装孔，所述K等于所述M，且每个所述安装孔均用于安装一片滤光片；

电机，与所述转盘的盘心进行连接，用于带动所述转盘进行旋转。

6.根据权利要求1所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述信号发射模块包括：

第一互感线圈；

射频信号发射器，与所述第一互感线圈电性连接；

所述信号接收模块包括：

第二互感线圈，与系统的电源电性连接，用于在预设范围内感应所述第一互感线圈；

射频信号接收器，与所述主控设备电性连接，用于接收所述射频信号发射器所发出的射频信号；

其中，所述电源还用于在所述第二互感线圈感应到所述第一互感线圈后，向所述射频信号发射器供电，所述射频信号发射器用于在得电后发出射频信号。

7.根据权利要求1所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述门禁卡上还设有用于覆盖所述反光涂层的透明保护层。

8.根据权利要求1所述的利用光学信息进行智能识别的系统，其特征在于：所述利用光学信息进行智能识别的系统还包括：

报警器，与所述主控设备进行通讯；

其中，所述主控设备还用于在判定所述光谱相机所上传的图像与预存的所述反光涂层的标准图像不一致后，确认身份识别失败，并继续判断连续身份识别失败的次数是否达到预设次数，并在判定达到预设次数后打开所述报警器进行报警。

9.一种利用光学信息进行智能识别的方法，其特征在于，用于对设有反光涂层的门禁卡进行识别，所述利用光学信息进行智能识别的方法包括如下步骤：

在预设范围内检测门禁卡，判断所述门禁卡是否存在；

在判定所述门禁卡存在后，向门禁卡照射红外光线；

获取所述门禁卡上的所述反光涂层经所述红外光线照射后所反射的带有特定波长的光线；

根据获取到的所述特定波长的光线进行成像；

判断当前所成的图像与预存反光涂层的标准图像是否一致；

在判定当前所成的图像与预存图像一致后，确定身份识别成功，打开门门锁。

10.根据权利要求9所述的利用光学信息进行智能识别的方法，其特征在于，在判定当前所成的图像与预存图像不一致后，还包括如下子步骤：

确认身份识别失败，并继续判断连续确认身份识别失败的次数是否达到预设次数；

并在判定连续确认身份识别失败的次数达到预设次数后，进行报警。