[发明专利]进门控制方法和系统

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

根据本发明的一个方面，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。