Visuelle Intelligenz trifft auf Sicherheit: Smart Lock Design der nächsten Generation
Da Haushalte und Unternehmen zunehmend Wert auf Sicherheit legen, haben sich intelligente Schlösser zu einem Eckpfeiler der modernen Zugangskontrolle entwickelt. Diese Geräte gehen über den traditionellen schlüssellosen Zugang hinaus und integrieren drahtlose Konnektivität, mobile App-Steuerung und biometrische Authentifizierung, um eine nahtlose und sichere Benutzererfahrung zu bieten. Während sich viele aktuelle Systeme auf separate Türklingelkameras zur visuellen Verifizierung verlassen, definiert eine neue Generation von intelligenten Videoschlössern die Kategorie neu - sie verschmelzen Kamera und Schloss zu einem einzigen, intelligenten Gerät.
Diese integrierten Lösungen bieten mehr als nur Komfort. Sie ermöglichen Fernüberwachung, Echtzeit-Zugangsprotokolle und Manipulationswarnungen, so dass die Benutzer die Sicherheit ihres Eigentums von jedem Ort der Welt aus verwalten können. Ob zur Verbesserung der Zugänglichkeit oder zur Unterstützung der Privatsphäre durch kantenbasierte Bildverarbeitung - intelligente Videoschlösser stellen einen Sprung nach vorn dar, sowohl was die Funktionalität als auch was den Seelenfrieden betrifft.
Wichtige Überlegungen zur Auswahl von Bildsensoren für intelligente Videoschlösser
Intelligente Videoschlösser sind auf eine hohe Bildqualität angewiesen, da die Genauigkeit der Folgemaßnahmen die Sicherheit und den Verlust von Eigentum beeinflusst. In diese Produkte und die von ihnen gebotenen Funktionen fließt in erheblichem Maße künstliche Intelligenz (KI)/maschinelles Lernen (ML) ein. Eine schlechte Bildqualität könnte auch zu einer Überlastung der Prozessoren führen, die Energie verbrauchen und den Betrieb verzögern könnte.
Eine optimierte Auflösung ist ebenfalls wichtig, damit die Maschine genügend Details in dem aufgenommenen Bild erkennen und geeignete Maßnahmen ergreifen kann. Bei kleineren Auflösungen fehlen Details, was zu Verwirrung bei der Erkennung von Personen/Objekten führen kann.
Intelligente Schlösser werden in der Regel mit Batterien betrieben, da es unpraktisch und in den meisten Fällen unmöglich wäre, eine elektrische Stromversorgung in den Schlossbereich zu bringen. Geräte/Systeme mit geringem Stromverbrauch sind äußerst wünschenswert, um die längsten Batterieladezyklen und einen zuverlässigen Betrieb ohne Ausfallzeiten zu gewährleisten.
Intelligente Schlösser haben einen sehr begrenzten Platzbedarf. Sie müssen kompakt sein, mit Funktionen, die im Wesentlichen den Schließmechanismus und die Türklingelkamera umfassen. Mit einer Vielzahl von Sensoren, einer Verarbeitungs-Engine, Konnektivität und einem Akkupack ist dies heute ein sehr umfangreiches elektronisches System. Es ist zwingend erforderlich, dass all diese Komponenten in einem hochgradig optimierten Design untergebracht sind, nicht nur in Bezug auf Funktionalität und Zuverlässigkeit, sondern auch auf den Formfaktor.
Hyperlux LP Bildsensoren
Die Hyperlux™ LP Bildsensorfamilie ist auf einen extrem niedrigen Stromverbrauch ausgelegt. Die Produktlinien AR0544 und AR0830 verfügen über alle drei Farbfilter-Array-Varianten (CFA) - Mono, RGB und RGB-IR. Das Silizium und die Pixelarchitektur sind auf eine hervorragende Bildqualität bei Tag und Nacht zugeschnitten, wodurch der Bedarf an leistungsstarken IR-LEDs minimiert wird. Funktionen wie Wake-on-Motion (WoM) mit konfigurierbaren Bereichen von Interesse, Trigger-Modi und ein von Haus aus extrem niedriger Stromverbrauch tragen dazu bei, den Akku für eine möglichst lange Betriebsdauer mit einer einzigen Aufladung/Austausch zu schonen. Dadurch wird der Stromverbrauch des intelligenten Schließsystems minimiert und die BoM-Kosten werden erheblich gesenkt.
Die RGB-IR-Variante bietet eine einfache Möglichkeit, ein 1 MP- oder 2 MP-IR-Bild zu realisieren, das umfangreiche Daten für die Tiefe liefert - die ideale Wahl für intelligente Schlösser mit integrierten IR-Pixeln. Durch das Hinzufügen von IR-Pixeln im Bildsensor kann die Möglichkeit des Spoofings mit einem 2D-Foto beseitigt werden. Mit Hilfe eines strukturierten Lichtscans des Objekts können die Konturvariationen für die Tiefe erkannt werden, wodurch eine 3D-Karte erstellt wird, die auch hilft, die Lebendigkeit des Objekts zu erkennen.
Ein zusätzlicher Vorteil eines solchen Bildsensors ist die Verfügbarkeit der IR-Daten während des normalen Betriebs, die verwendet werden können, um das IR-Bluten zu entfernen, das unweigerlich auftritt, wenn die intelligenten Schlösser der Außenumgebung ausgesetzt sind. Dies sorgt für ein originalgetreues Bild und eine wirklichkeitsgetreue Darstellung der Szene.
Smart Lock Referenzdesign
Um das intelligente Schloss der nächsten Generation zu ermöglichen, arbeitet onsemi mit SoC/FPGA-OEMs zusammen. In Zusammenarbeit mit AMD und MakarenaLabs ist ein hybrides 2D/3D-Smart-Lock-Referenzdesign verfügbar, das den AR0830-Bildsensor von onsemi verwendet. Der RGB-IR-Bildsensor kann sowohl 2D- als auch 3D-Daten erfassen, die in die Verarbeitungs/ML-Engines eingespeist werden, um Gesichtserkennung und -erkennung zu ermöglichen.
Die 2D-Daten werden in KI-Modelle eingespeist, um zu analysieren, wann ein menschliches Gesicht vorhanden ist, und können mit der Datenbank überprüfen, ob die Person ein autorisierter Benutzer ist. Das 3D-Bild ist der Schlüssel, um festzustellen, ob eine echte Person vor einer Kamera steht, um mögliche Fälschungen mit einem 2D-Bild zu vermeiden.
Die IR-3D-Daten des AR0830 und des VCSEL-Projektors werden verwendet, um eine Punktwolke des echten menschlichen Gesichts zu erstellen, die bei der 3D-Gesichtsrekonstruktion hilft. Nur wenn sowohl 2D- als auch 3D-Informationen verifiziert sind, wird die Tür entriegelt.
Das Referenzdesign bietet einen schnellen Weg zur Implementierung eines intelligenten Schlosses für Entwicklungszwecke, bevor Ressourcen für die Produktion gebunden werden. Die Bildsensoren von onsemi sind mit der Hardware und Software ausgestattet, die für die Entwicklung dieser intelligenten Schlösser benötigt werden.
Intelligente Schlösser entwickeln sich zu einer wichtigen Komponente des intelligenten Ökosystems für Privathaushalte und Unternehmen, indem sie Sicherheit, Technologie und Benutzerfreundlichkeit zu einer einzigen, intelligenten Lösung vereinen. Da die biometrische Authentifizierung immer präziser und zugänglicher wird, werden intelligente Schlösser immer häufiger als Sicherheitsinfrastruktur der nächsten Generation eingesetzt. Die Bildsensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfassung von Daten, die für die KI-gesteuerte Gesichts-/Verhaltenserkennung erforderlich sind.
Die Anbieter von Schlössern können sich nun auf ihre differenzierenden Werte auf Anwendungsebene konzentrieren und die Funktionen der Bildsensoren, der SoCs/FPGAs und der AI/ML-Modelle nutzen, die Intelligenz in ihre Lösungen bringen. Erfahren Sie mehr über dieses Referenzdesign für intelligente Schlösser mit allen Hardware- und Softwareanforderungen. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um die kompletten AR0830-Hardware-Entwicklungskits zusammen mit der DevSuite-Softwareentwicklungsplattform zu erhalten, die Sie bei der Systemevaluierung unterstützt.