[发明专利]基于MCU的离线式人脸识别智能门锁以及控制方法

权利要求书

1.一种基于MCU的离线式人脸识别智能门锁，其特征在于，所述智能门锁包括双摄像头及摄像头采集模块、带触摸功能的液晶及显示驱动模块、带指纹识别功能的金属把手、中央处理器模块及配套控制电路、锂电池及配套电源模块，

所述中央处理器模块及配套控制电路包括：

基于NXP的ARM Cortex M7F的RT1060低功耗处理器，所述RT1060低功耗处理器用于人脸及指纹的输入、检测、识别和控制输出；

配套电源DCDC电路，所述配套电源DCDC电路用于将锂电池输出的电压线性转换成RT1060低功耗处理器所需的各路电压和配套控制电路所需的电压；

继电器控制电路，所述继电器控制电路主要用于控制磁性锁栓与开关量输入输出电路配合完成磁性锁栓的进出，

开关量输入和输出电路，用于与磁性锁栓配合且完成磁性锁栓的进出操作。

所述双摄像头及摄像头采集模块、带触摸功能的液晶及显示驱动模块、锂电池及配套电源模块分别与中央处理器模块及配套控制电路电性连接。

2.如权利要求1所述的基于MCU的离线式人脸识别智能门锁，其特征在于，所述双摄像头及摄像头采集模块安装在智能门锁的前上侧，和智能门锁平面呈45度角，包括两个CMOS全高清摄像头，用于实时采集人脸图像，并将图像发送到中央处理器模块；所述两个CMOS全高清摄像头是鱼眼摄像头，在拍摄面20度～160度方向拍摄人脸。

3.如权利要求2所述的基于MCU的离线式人脸识别智能门锁，其特征在于，所述带触摸功能的液晶及显示驱动模块包括2.6英寸、分辨率240x320的高亮OLED液晶屏、配套的一个电容触摸屏以及一个SPI串口驱动电路，所述摄像头采集的人脸图像通过所述中央处理器模块后，通过SPI接口实时呈现到OLED液晶屏上，用于用户感知人脸位置、指纹以及识别过程，识别失败会显示红色，识别成功显示绿色，所述电容触摸屏提供给用户对界面提示性的操作，用于本地提取人脸特征值和指纹特征值等，所述OLED液晶屏安装在所述智能门锁的前侧，和智能门锁主体呈一个平面。

4.如权利要求3所述的基于MCU的离线式人脸识别智能门锁，其特征在于，所述带指纹识别功能的金属把手包括指纹识别模块与金属把手，所述指纹识别模块内嵌在金属把手的中间位置，用于采集和识别用户的指纹。

5.如权利要求3所述的基于MCU的离线式人脸识别智能门锁，其特征在于，所述智能门锁还包括传统锁锁孔，所述传统锁锁孔用于在应急情况下的钥匙开锁。

6.一种基于MCU人脸识别算法的门锁智能控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

(1)所述智能门锁集成的双摄像头对进入拍摄区域的人体进行自动跟踪拍摄，其中一个摄像头用于拍摄跟踪人脸，另外一个摄像头则用于拍摄人脸景深，两个摄像头联合拍摄的视频图像实时传送到所述中央处理器模块内部，通过集成在中央处理器模块内部的图像预处理程序，构建一个立体的人脸3D图像，同时进行图像弦度变换和人脸图像边缘检测，自动锁定人脸位置；

(2)所述摄像头采集模块内置红外感应传感器，可对进入拍摄区域的并且已经锁定人脸位置的区域进行温度自动感知，和人脸景深图像联合确保当前拍摄的人脸为非照片图像；

(3)所述中央处理器模块对锁定的人脸位置区域的图像自动拍摄照片，并将结果传输到集成在内部的人脸识别推理算法；

(4)当所述推理算法识别成功后，所述中央处理器模块发送开关信号到所述继电器控制模块，将磁性锁栓吸入，房门自动打开。

7.如权利要求6所述的基于MCU人脸识别算法的门锁智能控制方法，其特征在于，所述推理算法主要包括：带CNN神经网络卷积算法的人脸初步识别、人脸活性检测过程、人脸质量分类、面部自动对齐、带CNN神经网络回归算法的人脸深度识别、人脸特征值提取和比对共6个步骤，完成人脸识别的整个过程，如果人脸识别成功，则自动更新OLED液晶屏上面部虚线外框，绿色表示识别成功，红色为识别不成功。

8.如权利要求7所述的基于MCU人脸识别算法的门锁智能控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括人脸特征值存入，所述人脸特征值提取以及人脸特征值存入包括以下步骤：

(1)用户人脸对准双摄像头，观察所述液晶屏上的人脸位置；

(2)点击电容触摸屏的任何位置，在弹出的对话框上选择“录入人脸”；

(3)选择完成后，用户对准摄像头站1～2秒钟，此时人脸识别算法会自动检测人脸并提取特征值；

(4)提取成功后，会弹出一个对话框，让用户输入待存入人脸的用户姓名，用拼音或数字替代输入，输入完成后，点击“保存“按钮，此时该用户的人脸特征值已经存入到本地数据库中。