一种基于人脸识别的智能门禁系统

摘要

本发明公开了一种基于人脸识别的智能门禁系统，包括摄像头、信息采集单元、光照补偿单元、信息识别单元、访客导航单元、信息存储单元、信息处理单元、电梯控制单元和显示单元，通过设置信息采集单元，使小区常住居民根据自身情况自行进行身份信息录入，为小区常住居民提供了便利，节省了时间，同时降低了物业管理人员的劳动强度；通过设置访客导航单元和电梯控制单元，对外部访客提供路线引导，并对外部访客需要到达楼号的电梯进行控制，使对应电梯提前在一楼等待访客，避免外部访客因不熟悉小区内部环境难以快速找到对应访问位置，为外部访客提供了指引，同时通过电梯的控制节省了外部访客等待电梯的时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种门禁系统，具体为一种基于人脸识别的智能门禁系统。

背景技术

门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道(像办公大楼、酒店客房)钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分(密码输入)与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。

随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，指静脉识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广，现有技术中的门禁系统需要住户自己到物业进行登记和信息录入，费时费力，对于外部访客的门禁管理也是靠门卫进行询问来完成，有极大的安全隐患，同时也加大的工作人员的劳动强度，外部访客进入小区后对环境不熟悉，难以迅速到达目的地，到达目的地之后还要等候电梯，给外部访客带来极大不便，为此，我们提供一种基于人脸识别的智能门禁系统。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种基于人脸识别的智能门禁系统，通过设置信息采集单元，使小区常住居民根据自身情况自行进行身份信息录入，为小区常住居民提供了便利，节省了时间，同时降低了物业管理人员的劳动强度；通过设置访客导航单元和电梯控制单元，对外部访客提供路线引导，并对外部访客需要到达楼号的电梯进行控制，使对应电梯提前在一楼等待访客，避免外部访客因不熟悉小区内部环境难以快速找到对应访问位置，为外部访客提供了指引，同时通过电梯的控制节省了外部访客等待电梯的时间。

本发明所解决的技术问题为：

(1)如何通过设置信息采集单元，使小区常住居民根据自身情况自行进行身份信息录入，解决现有技术中小区常住居民需要到物业进行身份登记，导致住户登记不便且浪费时间的问题；

(2)如何通过设置访客导航单元和电梯控制单元，对外部访客提供路线引导，并对外部访客需要到达楼号的电梯进行控制，使对应电梯提前在一楼等待访客，解决现有技术中外部访客通过门禁进入小区后难以快速达到访问位置的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于人脸识别的智能门禁系统，包括摄像头、信息采集单元、光照补偿单元、信息识别单元、访客导航单元、信息存储单元、信息处理单元、电梯控制单元和显示单元；

所述信息采集单元用于居民进行身份信息录入，并将得到的警告信号传输至信息处理单元，将得到的门禁登记数据传输至信息存储单元进行存储，信息采集单元还通过光照传感器获取光照强度数据，并将光照强度数据传输至光照补偿单元；

所述信息存储单元中存储有小区内部路线图、单层楼层高度数据、电梯最大运行速度数据、电梯正常运行速度数据；

所述光照补偿单元接收光照强度数据，在光照补偿单元中设置有一个标准光照强度值和照明灯，当光照强度数据小于标准光照强度值时，启动照明灯进行光照补偿，将标准光照强度值和光照强度数据进行差值计算，得到光照强度差值，光照强度差值乘以电阻转化系数得到电阻调节数据，照明灯根据电阻调节数据调节电阻值，从而控制照明灯的光照补偿；

所述信息识别单元对进入人员进行识别分析，并将得到的开门信号传输至信息处理单元，将得到的访客信号传输至访客导航单元；

所述访客导航单元接收访客信号并对外部访客进行身份筛查，并将得到合格信号、不合格信号、临时访客数据和实际路程数据发送至信息处理单元，将使用红色线条标定路线的小区内部路线图发送至显示单元；

所述信息处理单元对接收到的警告信号、开门信号、合格信号和不合格信号进行识别，当识别到警告信号时，将其转化成非法录入信号并传输至显示单元，当识别到开门信号或合格信号，控制门禁打开，并将临时访客数据和实际路程数据传输至电梯控制单元，当识别到不合格信号时，将其转化为访问失败信号并传输至显示单元；

所述电梯控制单元接收到临时访客数据和实际路程数据并对其访客到达时间进行计算，并根据访客到达时间进行对应楼号中电梯的运行速度控制；

所述显示单元对接收到的非法录入信号和访问失败信号进行识别，当识别到非法录入信号时，生成“录入信息有误，请核对后重新录入”的字样并进行显示，当识别到访问失败信号时，生成“访问信息有误，抱歉”的字样并进行显示，所述显示单元还用于将使用红色线条标定路线的小区内部路线图进行显示。

本发明的进一步技术改进在于：所述信息采集单元进行身份录入的具体过程如下：

步骤一：对居民的身份证进行影像拍摄，同时对居住证或房产证进行影像拍摄，识别并提取身份证姓名数据，同时识别并提取居住证姓名数据或房产证姓名数据；

步骤二：将身份证姓名数据与居住证姓名数据或房产证姓名数据进行比对，若身份证姓名数据和居住证姓名数据匹配一致或身份证姓名数据和房产证姓名数据匹配一致时，判定该居民为小区常住居民，则进行步骤三操作，若身份证姓名数据和居住证姓名数据匹配一致或身份证姓名数据和房产证姓名数据匹配不一致时，判定该居民为非小区常住居民，生成警告信号；

步骤三：小区常住居民输入自己居住的为房间信息，房间信息包括楼号数据和楼层数据，打开摄像头，对小区常住居民进行面部影像采集得到居民面部影像数据，将身份证姓名数据、楼号数据、楼层数据和居民面部影像数据整合成门禁登记数据。

本发明的进一步技术改进在于：所述信息分析单元进行识别分析的具体步骤如下：

A1：通过摄像头获取进入小区人员的面部影像，并将其标记为进入人员影像数据JMi，i＝1，2，3……n，从信息存储单元中提取门禁登记数据，并将门禁登记数据中的身份证姓名数据标记为XMj，将楼号数据标记为LHj，将楼层数据标记为LCj，将居民面部影像数据标记为ZMj，j＝1，2，3……n；

A2：将进入人员影像数据与居民影像数据进行比对，当比对一致时，判定该进入小区人员为小区居民，生成开门信号；当比对不一致时，判定该进入小区人员为外部访客，则生成访客信号。

本发明的进一步技术改进在于：所述访客导航单元进行身份筛查的具体步骤为：

B1：访客导航单元识别到访客信号，从信息识别单元中提取门禁登记数据和进入人员影像数据；

B2：提示外部访客通过语音输入要访问的居民姓名、访问楼号和访问楼层，并将其分别标记为访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据；

B3：将访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据分别与身份证姓名数据、楼号数据和楼层数据进行比对，当访问姓名数据和身份证姓名数据、访问楼号数据和楼号数据、访问楼层数据和楼层数据均匹配成功时，则判定为合格访客，生成合格信号，进行B4步骤，否则判定为不合格访客，生成不合格信号；

B4：记录访问时间并将其标记为访问时间数据，将访问时间数据、进入人员影像数据、访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据整合成临时访客数据，同时从信息存储单元中提取小区内部路线图，在小区内部路线图上标记门禁位置和访问楼号位置，在小区内部路线图上用红色线条规划出路线，并根据小区内部路线图的比例尺和红色线条长度计算出实际路程，并将其标记为实际路程数据。

本发明的进一步技术改进在于：所述电梯控制单元进行时间计算和电梯楼层控制的具体过程为：

K1：将实际路程数据除以正常人步行速度得到访客到达时间，其中，正常人步行速度取值为0.5米/秒；

K2：从临时访客数据提取访问楼号数据和访问楼层数据，电梯控制单元根据访问楼号数据获取对应楼号内的电梯的运行状态，当运行状态为正在运行状态时，则每十秒对电梯状态进行查询操作，直至电梯运行状态变为待机状态后停止查询执行K3操作，查询期间电梯正常运行，当运行状态为待机状态时，则直接进行K3操作；

K3：从临时访客数据提取访问楼号数据和访问楼层数据，从信息存储单元中提取单层楼层高度数据，电梯控制单元根据访问楼号数据获取对应楼号内的电梯所在楼层数据，将电梯所在楼层数据代入计算式(电梯所在楼层数据*单层楼层高度数据)/访客到达时间，得到电梯接访速度；

K4：从信息存储单元中提取电梯最大运行速度数据和电梯正常运行速度数据，将梯最大运行速度数据和电梯正常运行速度数据与电梯接访速度进行比较，若电梯接访速度大于电梯最大运行速度数据，则使电梯按照电梯最大运行速度数据运行至一楼，若电梯接访速度小于电梯正常运行速度数据时，则使电梯按照电梯正常运行速度数据运行至一楼，其他情况均使电梯按照电梯接访速度运行至一楼。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在工作时，小区常住居民通过信息采集单元对进行身份信息录入，并将得到的警告信号传输至信息处理单元，将得到的门禁登记数据传输至信息存储单元进行存储，通过设置信息采集单元，使小区常住居民根据自身情况自行进行身份信息录入，为小区常住居民提供了便利，节省了时间，同时降低了物业管理人员的劳动强度；

2、访客导航单元接收访客信号并对外部访客进行身份筛查，并将得到合格信号、不合格信号、临时访客数据和实际路程数据发送至信息处理单元，将使用红色线条标定路线的小区内部路线图发送至显示单元，信息处理单元对接收到的警告信号、开门信号、合格信号和不合格信号进行识别，当识别到警告信号时，将其转化成非法录入信号并传输至显示单元，当识别到开门信号或合格信号，控制门禁打开，并将临时访客数据和实际路程数据传输至电梯控制单元，当识别到不合格信号时，将其转化为访问失败信号并传输至显示单元，电梯控制单元接收到临时访客数据和实际路程数据并对其访客到达时间进行计算，并根据访客到达时间进行对应楼号中电梯的运行速度控制，通过设置访客导航单元和电梯控制单元，对外部访客提供路线引导，并对外部访客需要到达楼号的电梯进行控制，使对应电梯提前在一楼等待访客，避免外部访客因不熟悉小区内部环境难以快速找到对应访问位置，为外部访客提供了指引，同时通过电梯的控制节省了外部访客等待电梯的时间。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于人脸识别的智能门禁系统，包括摄像头、信息采集单元、光照补偿单元、信息识别单元、访客导航单元、信息存储单元、信息处理单元、电梯控制单元和显示单元；

所述信息采集单元用于居民进行身份信息录入，并将得到的警告信号传输至信息处理单元，将得到的门禁登记数据传输至信息存储单元进行存储，信息采集单元还通过光照传感器获取光照强度数据，并将光照强度数据传输至光照补偿单元；

所述信息存储单元中存储有小区内部路线图、单层楼层高度数据、电梯最大运行速度数据、电梯正常运行速度数据；

所述光照补偿单元接收光照强度数据，在光照补偿单元中设置有一个标准光照强度值和照明灯，当光照强度数据小于标准光照强度值时，启动照明灯进行光照补偿，将标准光照强度值和光照强度数据进行差值计算，得到光照强度差值，光照强度差值乘以电阻转化系数得到电阻调节数据，照明灯根据电阻调节数据调节电阻值，从而控制照明灯的光照补偿；

所述信息识别单元对进入人员进行识别分析，并将得到的开门信号传输至信息处理单元，将得到的访客信号传输至访客导航单元；

所述访客导航单元接收访客信号并对外部访客进行身份筛查，并将得到合格信号、不合格信号、临时访客数据和实际路程数据发送至信息处理单元，将使用红色线条标定路线的小区内部路线图发送至显示单元；

所述信息处理单元对接收到的警告信号、开门信号、合格信号和不合格信号进行识别，当识别到警告信号时，将其转化成非法录入信号并传输至显示单元，当识别到开门信号或合格信号，控制门禁打开，并将临时访客数据和实际路程数据传输至电梯控制单元，当识别到不合格信号时，将其转化为访问失败信号并传输至显示单元；

所述电梯控制单元接收到临时访客数据和实际路程数据并对其访客到达时间进行计算，并根据访客到达时间进行对应楼号中电梯的运行速度控制；

所述显示单元对接收到的非法录入信号和访问失败信号进行识别，当识别到非法录入信号时，生成“录入信息有误，请核对后重新录入”的字样并进行显示，当识别到访问失败信号时，生成“访问信息有误，抱歉”的字样并进行显示，所述显示单元还用于将使用红色线条标定路线的小区内部路线图进行显示。

所述信息采集单元进行身份录入的具体过程如下：

步骤一：对居民的身份证进行影像拍摄，同时对居住证或房产证进行影像拍摄，识别并提取身份证姓名数据，同时识别并提取居住证姓名数据或房产证姓名数据；

步骤二：将身份证姓名数据与居住证姓名数据或房产证姓名数据进行比对，若身份证姓名数据和居住证姓名数据匹配一致或身份证姓名数据和房产证姓名数据匹配一致时，判定该居民为小区常住居民，则进行步骤三操作，若身份证姓名数据和居住证姓名数据匹配一致或身份证姓名数据和房产证姓名数据匹配不一致时，判定该居民为非小区常住居民，生成警告信号；

步骤三：小区常住居民输入自己居住的为房间信息，房间信息包括楼号数据和楼层数据，打开摄像头，对小区常住居民进行面部影像采集得到居民面部影像数据，将身份证姓名数据、楼号数据、楼层数据和居民面部影像数据整合成门禁登记数据。

所述信息分析单元进行识别分析的具体步骤如下：

A1：通过摄像头获取进入小区人员的面部影像，并将其标记为进入人员影像数据JMi，i＝1，2，3……n，从信息存储单元中提取门禁登记数据，并将门禁登记数据中的身份证姓名数据标记为XMj，将楼号数据标记为LHj，将楼层数据标记为LCj，将居民面部影像数据标记为ZMj，j＝1，2，3……n；

A2：将进入人员影像数据与居民影像数据进行比对，当比对一致时，判定该进入小区人员为小区居民，生成开门信号；当比对不一致时，判定该进入小区人员为外部访客，则生成访客信号。

所述访客导航单元进行身份筛查的具体步骤为：

B1：访客导航单元识别到访客信号，从信息识别单元中提取门禁登记数据和进入人员影像数据；

B2：提示外部访客通过语音输入要访问的居民姓名、访问楼号和访问楼层，并将其分别标记为访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据；

B3：将访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据分别与身份证姓名数据、楼号数据和楼层数据进行比对，当访问姓名数据和身份证姓名数据、访问楼号数据和楼号数据、访问楼层数据和楼层数据均匹配成功时，则判定为合格访客，生成合格信号，进行B4步骤，否则判定为不合格访客，生成不合格信号；

B4：记录访问时间并将其标记为访问时间数据，将访问时间数据、进入人员影像数据、访问姓名数据、访问楼号数据和访问楼层数据整合成临时访客数据，同时从信息存储单元中提取小区内部路线图，在小区内部路线图上标记门禁位置和访问楼号位置，在小区内部路线图上用红色线条规划出路线，并根据小区内部路线图的比例尺和红色线条长度计算出实际路程，并将其标记为实际所述电梯控制单元进行时间计算和电梯楼层控制的具体过程为：

K1：将实际路程数据除以正常人步行速度得到访客到达时间，其中，正常人步行速度取值为0.5米/秒；

K2：从临时访客数据提取访问楼号数据和访问楼层数据，电梯控制单元根据访问楼号数据获取对应楼号内的电梯的运行状态，当运行状态为正在运行状态时，则每十秒对电梯状态进行查询操作，直至电梯运行状态变为待机状态后停止查询执行K3操作，查询期间电梯正常运行，当运行状态为待机状态时，则直接进行K3操作；

K3：从临时访客数据提取访问楼号数据和访问楼层数据，从信息存储单元中提取单层楼层高度数据，电梯控制单元根据访问楼号数据获取对应楼号内的电梯所在楼层数据，将电梯所在楼层数据代入计算式(电梯所在楼层数据*单层楼层高度数据)/访客到达时间，得到电梯接访速度；

K4：从信息存储单元中提取电梯最大运行速度数据和电梯正常运行速度数据，将梯最大运行速度数据和电梯正常运行速度数据与电梯接访速度进行比较，若电梯接访速度大于电梯最大运行速度数据，则使电梯按照电梯最大运行速度数据运行至一楼，若电梯接访速度小于电梯正常运行速度数据时，则使电梯按照电梯正常运行速度数据运行至一楼，其他情况均使电梯按照电梯接访速度运行至一楼。

工作原理：本发明在工作时，小区常住居民通过信息采集单元对进行身份信息录入，并将得到的警告信号传输至信息处理单元，将得到的门禁登记数据传输至信息存储单元进行存储，信息采集单元还通过光照传感器获取光照强度数据，并将光照强度数据传输至光照补偿单元，光照补偿单元接收光照强度数据，在光照补偿单元中设置有一个标准光照强度值和照明灯，当光照强度数据小于标准光照强度值时，启动照明灯进行光照补偿，将标准光照强度值和光照强度数据进行差值计算，得到光照强度差值，光照强度差值乘以电阻转化系数得到电阻调节数据，照明灯根据电阻调节数据调节电阻值，从而控制照明灯的光照补，信息识别单元对进入人员进行识别分析，并将得到的开门信号传输至信息处理单元，将得到的访客信号传输至访客导航单元，访客导航单元接收访客信号并对外部访客进行身份筛查，并将得到合格信号、不合格信号、临时访客数据和实际路程数据发送至信息处理单元，将使用红色线条标定路线的小区内部路线图发送至显示单元，信息处理单元对接收到的警告信号、开门信号、合格信号和不合格信号进行识别，当识别到警告信号时，将其转化成非法录入信号并传输至显示单元，当识别到开门信号或合格信号，控制门禁打开，并将临时访客数据和实际路程数据传输至电梯控制单元，当识别到不合格信号时，将其转化为访问失败信号并传输至显示单元，电梯控制单元接收到临时访客数据和实际路程数据并对其访客到达时间进行计算，并根据访客到达时间进行对应楼号中电梯的运行速度控制，显示单元对接收到的非法录入信号和访问失败信号进行识别，当识别到非法录入信号时，生成“录入信息有误，请核对后重新录入”的字样并进行显示，当识别到访问失败信号时，生成“访问信息有误，抱歉”的字样并进行显示，所述显示单元还用于将使用红色线条标定路线的小区内部路线图进行显示。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。