一种基于视觉的门禁控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器视觉、人机交互领域，特别涉及一种基于视觉的门禁控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]门禁系统又称出入管理控制系统(ACCESS CONTROL SYSTEM).是一种管理人员进出的智能化管理系统.常见的门禁系统有:密码门禁系统，卡片门禁系统，生物识别门禁系统等。门禁系统近些年发展很快，被广泛应用于管理控制系统中。
[0003]I)密码门禁系统:通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。这类门禁的优点是操作方便，无须携带卡片，成本低。缺点是密码容易泄露，安全性很差，按键容易损坏，失灵。
[0004]2)卡片门禁系统:通过读卡或读卡加密码方式来识别进出权限，按卡片种类又分为:
[0005]①磁卡
[0006]优点:成本较低；一人|^，安全一般，可联微机，有开门记录。
[0007]缺点:卡片，设备有磨损，寿命较短；卡片容易复制；卡片信息容易因外界磁场丢失，使卡片无效。
[0008]②射频卡
[0009]优点:卡片与设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性高，有开门记录。
[0010]缺点:成本较高，ID/IC卡已被破解掉，安全系数降低。
[0011]3)生物识别门禁系统:通过检验人员生物特征等方式来识别进出。有指纹型，虹膜型，面部识别型。这类系统的优点:从识别角度来说安全性极好；无须携带卡片；缺点:成本很高。识别率不高，对环境要求高，对使用者要求高(比如指纹不能划伤，眼不能红肿出血，脸上不能有伤，或胡子的多少)，使用不方便(比如虹膜型的和面部识别型的，安装高度位置一定了，但使用者的身高却各不相同。
[0012]因此有必要提供一种新的门禁控制装置来满足人们的需求。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于视觉的门禁控制系统，其采用虚拟的输入界面和图形密码，提高了输入的隐蔽性和密码的安全性。
[0014]本发明的另一目的在于提供一种基于视觉的门禁控制方法。
[0015]本发明的目的通过以下的技术方案实现:
[0016]一种基于视觉的门禁控制系统，包括主电路板，以及分别与主电路板相连的激光投影器、摄像头，所述的主电路板与所控制的门禁相连；主电路板包括主控芯片、FIFO缓存芯片、TFT液晶模块以及驱动电路；系统通电后，驱动电路给各个模块供电，保证系统正常工作；摄像头捕获图片，由脉冲信号控制自动将图片存入FIFO缓存芯片，然后主控芯片向缓存芯片读取图片进行处理，最后向门禁发出控制信号；TFT液晶模块用于系统调试时显示图片处理结果。
[0017]所述的摄像头捕获图片的帧速为30fps。
[0018]所述的主控芯片的型号为STM32F103RET6，所述的FIFO缓存芯片的型号为AL422Bo
[0019]本发明的另一目的通过以下的技术方实现:
[0020]一种基于视觉的门禁控制方法，包含以下顺序的步骤:
[0021]S1.当用户按下输入按钮，激光投影器会在前方投影出键盘轮廓；
[0022]S2.用户手指在虚拟键盘上输入时，位于虚拟键盘上方的摄像头检测手指的输入轨迹，将检测到的信息传入主电路板的主控芯片中进行处理:摄像头捕获的图片读入主控芯片后，首先进行光斑识别，由于激光投影器发射出的激光会在指甲上产生反射，形成光斑，所以图片中光斑的位置也就代表了手指可能的位置；然后对所有光斑可能的位置进行滤波操作，通过计算光斑的圆形度，过滤掉那些形状不规则的光斑噪声，从而得到手指光斑的位置坐标；通过手指光斑的位置，得知当前时刻手指位于哪个按键上，这样就获得了手指的输入信息，在输入结束后将获取的输入信息和存储的密码进行匹配；
[0023]S3.如果输入的密码相符，则门禁开启；如果输入的密码不符，则门禁不会开启。
[0024]所述的密码为图形密码，图形密码采用九宫格或十六宫格，不同的密码具有不同的长度和形状。
[0025]所述的图形密码由激光投影器生成，生成的形状由激光投影器控制。图形密码的生成可以由用户来选择，理论上更长的图形密码具有更高的安全性。
[0026]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0027]1、本发明区别于传统的门禁，最大创新点在于无需物理键盘实体，而是在一个虚拟平面上直接操作，减少了硬件损坏的几率，也降低了成本。
[0028]2、图形密码的应用，不同的图形密码具有不同的长度和形状，突破了传统门禁数字密码具有固定长度的限制，在一定程度上提升了密码的安全性。
【附图说明】
[0029]图1为本发明所述的基于视觉的门禁控制系统的结构示意图；
[0030]图2为图1所述系统的主电路板的结构示意图；
[0031]图3为本发明所述的基于视觉的门禁控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0033]图1为基于视觉的虚拟门禁的结构示意图，其中包括:用于采集图像信息摄像头1，将获取输入密码时手指的运动轨迹，采集到的信息传入主控芯片中进行处理；系统主电路板2，用于对摄像头采集的信息进行处理，并将结果输出，输出信息用于控制门禁的通断；同时系统主电路板2的左端装有一个激光投影器，用于投射出键盘轮廓；图形密码输入键盘3采用激光投影实现，用于进行密码输入。
[0034]如图1，一种基于视觉的门禁控制系统，包括主电路板，以及分别与主电路板相连的激光投影器、摄像头，所述的主电路板与所控制的门禁相连；如图2，主电路板包括主控芯片、FIFO缓存芯片、TFT液晶模块以及驱动电路；系统通电后，驱动电路给各个模块供电，保证系统正常工作；摄像头捕获图片，由脉冲信号控制自动将图片存入FIFO缓存芯片，然后主控芯片向缓存芯片读取图片进行处理，最后向门禁发出控制信号；TFT液晶模块用于系统调试时显示图片处理结果；
[0035]所述的摄像头捕获图片的帧速为30fps ；
[0036]所述的主控芯片的型号为STM32F103RET6，所述的FIFO缓存芯片的型号为AL422Bo
[0037]如图3，一种基于视觉的门禁控制方法，包含以下顺序的步骤:
[0038]S1.当用户按下输入按钮，激光投影器会在前方投影出键盘轮廓；
[0039]S2.用户手指在虚拟键盘上输入时，位于虚拟键盘上方的摄像头检测手指的输入轨迹，将检测到的信息传入主电路板的主控芯片中进行处理:摄像头捕获的图片读入主控芯片后，首先进行光斑识别，由于激光投影器发射出的激光会在指甲上产生反射，形成光斑，所以图片中光斑的位置也就代表了手指可能的位置；然后对所有光斑可能的位置进行滤波操作，通过计算光斑的圆形度，过滤掉那些形状不规则的光斑噪声，从而得到手指光斑的位置坐标；通过手指光斑的位置，得知当前时刻手指位于哪个按键上，这样就获得了手指的输入信息，在输入结束后将获取的输入信息和存储的密码进行匹配；
[0040]S3.如果输入的密码相符，则门禁开启；如果输入的密码不符，则门禁不会开启。
[0041]所述的密码为图形密码，图形密码采用九宫格或十六宫格，不同的密码具有不同的长度和形状。
[0042]所述的图形密码由激光投影器生成，生成的形状由激光投影器控制。
[0043]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于视觉的门禁控制系统，其特征在于:包括主电路板，以及分别与主电路板相连的激光投影器、摄像头，所述的主电路板与所控制的门禁相连；主电路板包括主控芯片、FIFO缓存芯片、TFT液晶模块以及驱动电路；系统通电后，驱动电路给各个模块供电，保证系统正常工作；摄像头捕获图片，由脉冲信号控制自动将图片存入FIFO缓存芯片，然后主控芯片向缓存芯片读取图片进行处理，最后向门禁发出控制信号；TFT液晶模块用于系统调试时显示图片处理结果。
2.根据权利要求1所述的基于视觉的门禁控制系统，其特征在于:所述的摄像头捕获图片的帧速为30fps。
3.根据权利要求1所述的基于视觉的门禁控制系统，其特征在于:所述的主控芯片的型号为STM32F103RET6，所述的FIFO缓存芯片的型号为AL422B。
4.一种基于视觉的门禁控制方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤: 51.当用户按下输入按钮，激光投影器会在前方投影出键盘轮廓； 52.用户手指在虚拟键盘上输入时，位于虚拟键盘上方的摄像头检测手指的输入轨迹，将检测到的信息传入主电路板的主控芯片中进行处理:摄像头捕获的图片读入主控芯片后，首先进行光斑识别，由于激光投影器发射出的激光会在指甲上产生反射，形成光斑，所以图片中光斑的位置也就代表了手指可能的位置；然后对所有光斑可能的位置进行滤波操作，通过计算光斑的圆形度，过滤掉那些形状不规则的光斑噪声，从而得到手指光斑的位置坐标；通过手指光斑的位置，得知当前时刻手指位于哪个按键上，这样就获得了手指的输入信息，在输入结束后将获取的输入信息和存储的密码进行匹配； 53.如果输入的密码相符，则门禁开启；如果输入的密码不符，则门禁不会开启。
5.根据权利要求4所述的基于视觉的门禁控制方法，其特征在于:所述的密码为图形密码，图形密码采用九宫格或十六宫格，不同的密码具有不同的长度和形状。
6.根据权利要求5所述的基于视觉的门禁控制方法，其特征在于:所述的图形密码由激光投影器生成，生成的形状由激光投影器控制。
【专利摘要】本发明公开了一种基于视觉的门禁控制系统，包括主电路板，以及分别与主电路板相连的激光投影器、摄像头，所述的主电路板与所控制的门禁相连；主电路板包括主控芯片、FIFO缓存芯片、TFT液晶模块以及驱动电路；系统通电后，驱动电路给各个模块供电，保证系统正常工作；摄像头捕获图片，由脉冲信号控制自动将图片存入FIFO缓存芯片，然后主控芯片向缓存芯片读取图片进行处理，最后向门禁发出控制信号；TFT液晶模块用于系统调试时显示图片处理结果。本发明的门禁控制系统及方法，其采用虚拟的输入界面和图形密码，提高了输入的隐蔽性和密码的安全性。
【IPC分类】G07C9-00
【公开号】CN104867208
【申请号】CN201510159492
【发明人】谢巍, 李鹏翔, 田建超, 董万里
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月3日