光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤及其自動識別身份方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能體重秤，具體是光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤及其自動識別 身份方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 體重秤是家庭常用的測量工具，常見的體重秤僅僅是用于測量個體的重量，專利 號201320509748已經(jīng)公開了一種可以識別個體身份的體重秤，這種體重秤的結(jié)構(gòu)包括面 板、面板上設(shè)置有體重顯示器，所述面板下部安裝有壓力傳感器，該體重秤還包括腳長傳感 器，腳長傳感器采用并排一字型布置的多個用于感知腳溫度的溫度傳感器，當(dāng)用戶將腳放 置到這些溫度傳感器上后，溫度傳感器可以感知最邊緣的2個溫度傳感器的距離，最后確 認(rèn)該用戶的腳長，以腳長來確認(rèn)該用戶的身份，這種可識別身份體重秤只能通過一維測量 獲取簡單粗略的腳掌長度信息，并且由于使用了響應(yīng)速度較慢的溫度傳感器作為采集方 式，其采集和處理需要較長等待時間，并且邊緣部分的溫度過渡效應(yīng)會導(dǎo)致測量及不準(zhǔn)確； 由于測溫是一條測溫線，所以用戶必須每次都要將腳最長部位調(diào)整到和測溫線重合，由于 近似身高的人體的腳的長度較為接近，因此無較為準(zhǔn)確的識別用戶的身份，例如身高相近 的父子，2人的腳長很接近，但是2人的腳面大小卻有較大差別，采用上述測量裝置，無法準(zhǔn) 確的判斷用戶身份，否則每次測量結(jié)果會有很大差別；由于是溫度傳感器，所以必須赤腳測 量，在天氣較冷情況下使用比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的是提供一種光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤及其自動識別 身份方法，本發(fā)明則采用了基于光學(xué)攝像掃描技術(shù)測算腳面大小，此方式快速有效，并且可 以得到較準(zhǔn)確的腳掌二維信息，對于身份識別判斷更有幫助，可以提高測定精度；由于整個 面板有效區(qū)域均作為數(shù)據(jù)采集區(qū)，所以用戶只要保證將腳放在此區(qū)域即可，無需為腳的具 體位置調(diào)整而煩惱；由于采用了腳面大小的測算方式，所以用戶可以在穿上襪子的情況下 同等使用，這樣更方便用戶在天氣較冷的情況下使用產(chǎn)品。
[0004] 本發(fā)明的實現(xiàn)方案如下： 光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤，包括一個體重秤本體，體重秤本體包括從上到下 依次重疊的承重基板、測重壓力傳感器、底板，承重基板與底板之間設(shè)置有廣角夜視攝像頭 模組，承重基板為透明材質(zhì)制成的板體，廣角夜視攝像頭模組通過數(shù)據(jù)傳輸單元連接有單 片機。
[0005] 單片機還連接有存儲器。
[0006] 本發(fā)明的設(shè)計原理為：由于近似身高的人體的腳的長度較為接近，因此無較為準(zhǔn) 確的識別用戶的身份，例如身高相近的父子，2人的腳長很接近，但是2人的腳面大小卻有 著較大差別，采用傳統(tǒng)測量裝置，無法準(zhǔn)確的判斷用戶身份，本發(fā)明利用腳面大小作為判斷 的標(biāo)準(zhǔn)，以此來增加測定的準(zhǔn)確度，能更好的識別用戶身份。通過廣角夜視攝像頭模組截取 腳面圖像，然后分析獲得腳面大小的二維信息，即可形成當(dāng)前用戶腳掌面信息，然后通過單 片機調(diào)取已存儲的腳掌面信息與當(dāng)前用戶腳掌面信息進行匹配度識別，從而識別出最匹配 的已知用戶，即該已知用戶的名稱與當(dāng)前用戶腳掌面信息進行一一對應(yīng)標(biāo)識，形成對應(yīng)映 射關(guān)系，從而識別出當(dāng)前用戶腳掌面信息的用戶身份。也就是，測定出該用戶的腳面大小， 用這個腳面大小判斷該用戶的身份，可以不用體溫來傳感，因此用戶不需要脫掉襪子或鞋 子，這樣就方便很多，且整個測定的過程也很快，無需像傳統(tǒng)測量器那樣，需要等待很久的 時間。本發(fā)明則采用了攝像截圖，可以得到較準(zhǔn)確的腳掌二維信息，對于身份識別判斷更有 幫助；由于整個面板有效區(qū)域均作為數(shù)據(jù)采集區(qū)，所以用戶只要保證將腳放在此區(qū)域即可， 無需為腳的具體位置調(diào)整而煩惱。
[0007] 基于光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤的自動識別身份方法，包括以下步驟： 1) 、用戶踩到家用體重秤上，根據(jù)測重壓力傳感器得到當(dāng)前用戶體重值，當(dāng)用戶踩在體 重秤上的時候，廣角夜視攝像頭模組拍照承重基板掃描獲得腳面圖像，得到當(dāng)前用戶腳掌 面信息，將腳掌面信息發(fā)送到單片機； 2) 、通過單片機計算當(dāng)前用戶腳掌面信息Fu與已保存用戶腳掌面信息的匹配度Pi :
【主權(quán)項】
1. 光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤，包括一個體重秤本體，體重秤本體包括從上到 下依次重疊的承重基板（5)、測重壓力傳感器（6)、底板（7)，其特征在于：承重基板與底板 (7)之間設(shè)置有廣角夜視攝像頭模組（3)，承重基板（5)為透明材質(zhì)制成的板體，廣角夜視 攝像頭模組通過數(shù)據(jù)傳輸單元（2)連接有單片機（1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤，其特征在于：單片機還 連接有存儲器。
3. 基于權(quán)利要求1的光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤的自動識別身份方法，包括以 下步驟： 1) 、用戶踩到家用體重秤上，根據(jù)測重壓力傳感器（6)得到當(dāng)前用戶體重值，當(dāng)用戶踩 在體重秤上的時候，廣角夜視攝像頭模組拍照承重基板（5)掃描獲得腳面圖像，得到當(dāng)前用 戶腳掌面信息，將腳掌面信息發(fā)送到單片機； 2) 、通過單片機計算當(dāng)前用戶腳掌面信息Fu與已保存用戶腳掌面信息的匹配度Pi : R = /Cl Wti-m\-3)X(1 -T(Fu,Fi))； 其中，mi為當(dāng)前用戶體重值，F(xiàn)u為當(dāng)前用戶腳掌面信息，當(dāng)前用戶腳掌面信息為二維 數(shù)組，數(shù)值為1代表對應(yīng)位置為腳掌內(nèi)區(qū)域，數(shù)值為O代表對應(yīng)位置為腳掌外區(qū)域；設(shè)定已 保存用戶為i=l，2, 3, 4, ...，n，第i個已保存用戶的最近體重數(shù)據(jù)為Wi，最近腳掌面信息為 Fi ； 定義函數(shù) f(x)為：x>〇, f(x)=〇 ;反之，X 彡 〇, f(x)=l ; 定義函數(shù)T (x，y)為模板匹配算法，其計算過程如下： 截取當(dāng)前用戶腳掌面信息Fu，截取左腳或右腳的腳掌面有效區(qū)域，定義有效區(qū)域長為 lu，寬為WU，有效區(qū)域長和寬的單位：像素； 讀取已存儲用戶i左腳或右腳的左腳腳掌面信息，其有效區(qū)域長為li，寬為Wi ; 分別比較兩個數(shù)據(jù)的長和寬，取其中的大者作為需要對比的區(qū)域長Ic和寬wc ;S卩，如 果 lu>li，lc=lu，反之，Ic=Ii ;如果 wu>wi，wc=wu，反之 wc=wi ; 在有效區(qū)域內(nèi)計算Fu和Fi像素點一致性，計算方式為：
3) 、判定過程如下： 在計算得到的所有Pi，i=〇, 1，2, ...，η中，找到最大的Pi值Pmax，其對應(yīng)用戶為 ID(max)， 如果Pmax沒有超過閾值PTH，說明在已經(jīng)保存的所用用戶中沒有找到和當(dāng)前用戶數(shù)據(jù) 匹配的，則自動為當(dāng)前用戶創(chuàng)建一個新用戶ID(n+l); 如果Pmax超過閾值PTH，說明在已經(jīng)保存的所有用戶中找到了和當(dāng)前用戶數(shù)據(jù)匹配的 用戶，則將當(dāng)前用戶數(shù)據(jù)歸檔到用戶ID (max)中； 如果找到匹配的用戶，則用當(dāng)前用戶的體重數(shù)據(jù)mi替換匹配的用戶最新體重數(shù)據(jù) Wmax，用當(dāng)前用戶的腳掌面信息Fu替換匹配的用戶最新腳掌面信息Fmax。
【專利摘要】本發(fā)明公開了光學(xué)攝像掃描智能身份識別體重秤，包括一個體重秤本體，體重秤本體包括從上到下依次重疊的承重基板、測重壓力傳感器、底板，承重基板與底板之間設(shè)置有廣角夜視攝像頭模組，承重基板為透明材質(zhì)制成的板體，廣角夜視攝像頭模組通過數(shù)據(jù)傳輸單元連接有單片機。測定速度快，可以在瞬間根據(jù)腳面大小確定用戶身份，無需脫掉鞋子或襪子，同時可以更加精確的分辨出用戶的身份。
【IPC分類】G01G19-50, A61B5-117
【公開號】CN104535155
【申請?zhí)枴緾N201510023873
【發(fā)明人】程德福
【申請人】成都怡康科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月19日