CN108140126A - 高安全性钥匙扫描系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种高安全钥匙扫描系统和方法。该扫描系统可以包括被配置为确定主高安全性钥匙的信息和特点的感测装置，和分析主钥匙的信息和特点的数字逻辑。感测装置可以被配置为捕捉关于切入在主钥匙表面中的特征的几何形状的信息。逻辑可以分析有关该几何形状的信息，并将其与该高安全性钥匙样式的已知特点进行比较，以便确定在新的高安全性钥匙坯上复制该特征所需的数据。该系统可以被配置为使用照相机或其他成像装置来捕捉表面几何形状。该系统可以利用对象涂层技术、照射技术、滤波技术、图像处理技术和特征提取技术来捕捉期望的特征。

Description

高安全性钥匙扫描系统

相关申请的交叉引用

此申请要求于2016年8月3日提交的题为“High Security Key Scanning System”的美国发明申请号15/227,619和于2015年8月3日提交的题为“High Security KeyScanning System”的美国临时专利申请号62/200208的优先权，通过整体引用将其并入本文。

技术领域

此发明一般地涉及用于对钥匙进行复制的仪器和方法，并且更具体地，此发明涉及用于利用电子器件来读取切入到钥匙(诸如高安全性钥匙)的刃的表面中的独特特征并可选地将该数据提供至钥匙复制机器的仪器和方法。

背景技术

用于标准单侧钥匙和双侧钥匙的钥匙复制技术是众所周知的。通常，利用本领域中已知的任何数目的不同系统将待复制的钥匙(主钥匙)复制在适当识别出的钥匙坯上。然而，存在广泛范围的高安全性锁具和钥匙类型，其中，锁具被特别设计为难以捅开，并且钥匙被特别设计为难以复制。由此，用于复制高安全性钥匙的过程通常相当复杂，并且需要昂贵且复杂的钥匙切削装备。此外，高安全性钥匙的成功复制通常要求高精确度，以便正确地操作锁具。因为所有的这些约束，高安全性钥匙的成功复制通常还要求训练有素且经验丰富的人员诸如锁匠。

存在许多不同类型的高安全性锁具和钥匙。例如，有些要求刃中的齿切削以不同复合角度来切削。这些成角度的切削使得在标准钥匙复制装备上的复制不太可能。高安全性钥匙的其他类型包括切入到钥匙刃中的并不完全穿透钥匙刃的独特表面特征(诸如内部切削、响尾蛇(sidewinder，也称为激光切削)、浅凹)和侧杆钥匙。再次，此类切削使得在标准钥匙复制装备上的复制不太可能。另一些类型的高安全性钥匙利用电子应答器来验证钥匙。此类电子器件要求专用装备来读取和复制应答器功能。还存在利用非标准刃几何形状(诸如十字形或管状)和其他独特刃样式类型的高安全性钥匙。这些钥匙的几何形状和切削样式全都要求专用的复制装备。存在所有这些类型及其他类型的高安全性锁具及钥匙的许多变型，因为多年来其由许多不同锁具制造商生产。有些甚至利用不止一种类型的高安全性特征，以便宣称更高级别的安全性。

由于复杂性、广泛范围的昂贵复制装备以及需要深入经验和知识的所有这些，高安全性钥匙的复制已被主要局限于锁匠市场。由于这些同样的原因，提供零售钥匙切削服务的其他商店(诸如五金商店、家居装修商店和汽车零配件商店)不能够提供这些服务。降低装备的成本并且降低复制高安全性钥匙所需技能水平的系统对于零售钥匙复制行业来说将非常有价值。

发明内容

提供了一种高安全性钥匙扫描系统。该扫描系统包括被配置为确定主高安全性钥匙的信息和特点的感测装置和分析主钥匙的信息和特点的数字逻辑(logic)。感测装置可以被配置为捕捉关于切入到主钥匙表面中的特征的几何形状的信息。所述逻辑可以分析有关该几何形状的信息并将其与该高安全性钥匙的样式的已知特点进行比较，以便确定在新的高安全性钥匙坯上复制该特征所需的数据。

在实施例中，该系统可以被配置为使用成像系统(诸如照相机或其他成像装置)测量表面几何形状。该系统可以利用对象涂层技术、照射技术、滤波技术、图像处理技术以及特征提取技术来测量期望的特征。

在一个实施例中，如图所示，提供了一种高安全性钥匙扫描系统，其包括被配置为捕捉高安全性主钥匙的刃的第一侧面的部分的至少一个图像的成像装置。第一光源可以被定位为以第一角度引导光朝向成像位置处的高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面。第二光源可以被定位为以第二角度引导光朝向成像位置处的高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面，其中，所述被捕捉的图像揭示了形成在所述刃的至少一部分的面部中的表面特征。逻辑可以被配置为分析所述至少一个被捕捉的图像，以确定所述表面特征的特点。逻辑还可以将所述表面特征的所述特点与已知锁具样式的切削代码数据进行比较。该切削代码数据可以包括间隔尺寸和切削位置中的至少一个。该逻辑可以确定所述高安全性主钥匙的至少一个切削位置或至少一个切削代码。切削位置或所述切削代码可以被用于从钥匙坯复制出高安全性钥匙。高安全性主钥匙可以是响尾蛇钥匙。第一光源和第二光源可以被控制为单独被开启和关闭，以将光引导到高安全性主钥匙的表面上。成像装置可以捕捉各自来自不同照射场景的高安全性主钥匙的多个图像。

背光灯可以被定位为引导光朝向与高安全性钥匙的刃的第一侧面相对的第二侧面，该背光灯可以被配置用于与逻辑一起使用，该逻辑用于确定以下中的一个或多个：识别主钥匙类型、验证主钥匙是否固定以及确定主钥匙的取向。第一光源和第二光源中的至少一个可以引导准直光朝向成像位置。高安全性钥匙可以包括被形成在所述高安全性主钥匙的所述刃上的纹路(pathway)。该逻辑可以分析所述表面特征的所述特点，以便确定在所述主钥匙表面上形成的纹路。经确定的形成的纹路可以被用于在钥匙坯上复制高安全性主钥匙。

在一个实施例中，第三光源可以被定位为以第三角度引导光朝向成像位置处的高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面，并且第四光源可以被定位为以第四角度引导光朝向成像位置处的高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面。第一角度、第二角度、第三角度和第四角度相对于成像位置的水平轴线可以不相同。

在如图所示的另一实施例中，提供了一种用于扫描高安全性主钥匙的方法，所述方法包括从第一角度照射被形成在所述高安全性主钥匙的刃的第一侧面上的表面特征。可以从第二角度照射被形成在所述高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面上的表面特征，第一角度和第二角度相对于水平成像位置轴线可以不相同。可以捕捉所述高安全性主钥匙的刃的被照射表面的一部分的至少一个图像。可以确定所述表面特征的特点。可以将所述表面特征的特点与已知锁具样式的切削代码数据进行比较。可以确定用于所述主钥匙的至少一个切削代码。可以利用所述至少一个切削代码来复制所述主钥匙。

在一个实施例中，从第一角度照射表面特征的步骤可以由第一光源来提供，并且从第二角度照射表面特征的步骤可以由第二光源来提供，其中，所述第一光源和第二光源在捕捉至少一个图像之前被控制为开启或关闭，以创建不同的照射角度。可以捕捉各自具有不同照射场景的多个图像。可以用逻辑来确定表面特征，该逻辑被配置为分析具有所述不同照射场景的多个图像。表面特征可以包括被形成在主钥匙的所述刃上的纹路。可以将所述表面特征的特点与已知锁具样式的切削位置数据进行比较。至少一个切削位置可以被确定用于所述主钥匙。切削位置可以由物理测量值来表示，该测量值由逻辑来确定。可以通过使用所述测量值来复制高安全性主钥匙。可以分析所述表面特征的特点，以便测量所述高安全性主钥匙的表面上形成的纹路。可以通过使用所述测量值来复制所述高安全性主钥匙。背光照明可以被用于照射高安全性主钥匙，并且可以识别与高安全性主钥匙相关联的合适的钥匙坯。

附图说明

通过参考结合下面图示理解的下面的详细描述，可以更好地理解本发明的目的和优点以及本发明的操作，其中：

图1示出了利用传统钥匙复制装备的标准切削钥匙的示例；

图2示出了利用切入到刃表面中的特征的高安全性钥匙的示例；

图3示出了典型内部切削的高安全性钥匙的示例，并且突显了待测量的几何形状；

图4A是扫描系统的实施例的分解的后透视图，该扫描系统被配置为捕捉切入到高安全性钥匙刃表面中的特征的形状的图像；

图4B是图4A的扫描系统的分解前透视图，该扫描系统被配置为捕捉切入到高安全性钥匙刃表面中的特征的形状的图像；

图5是扫描系统的实施例的透视图，其中，可以利用对象涂层技术来减少高安全性钥匙刃表面上的光谱反射(spectral reflection)；

图6A示出了用未使用准直照明的照射技术成像的高安全性钥匙刃的俯视图；

图6B示出了图6A的高安全性钥匙刃的俯视图，其已经利用了使用来自被用于使切入到高安全性钥匙刃表面中的特征的形状突显的第一角度的准直照明的照射技术成像；

图6C示出了图6A和图6B的高安全性钥匙刃的俯视图，其已经利用了使用来自被用于使切入到高安全性钥匙刃表面中的特征的形状突显的第二角度的准直照明的照射技术成像；

图7A是扫描系统的透视图，其中可以利用多个光源来收集多组被照射的图像；

图7B是图7A的扫描系统的示意图，其示出了相对于公共轴线的多个光源；

图8是扫描系统的分解透视图，其中可以利用诸如偏振的滤波技术来突显切入到钥匙刃表面中的特征的形状；

图9A示出了未应用图像处理技术而成像的高安全性钥匙刃的俯视图；

图9B示出了用图像处理技术成像的图9A的高安全性钥匙刃的俯视图，其中，利用阈值级别(threshold level)来突显切入到刃的表面的特征形状；

图10示出了用诸如边缘检测的特征提取技术成像的高安全性钥匙刃的俯视图，可以利用该特征提取技术来突显切入到刃的表面中的特征的形状；

图11是钥匙扫描机器的实施例的透视图，该钥匙扫描机器被配置为捕捉切入到刃的表面中的特征的形状的图像；

图12A示出了具有集成的扫描系统的钥匙复制机器的透视图，该集成的扫描系统被配置为捕捉被形成在高安全性钥匙刃表面中的特征的形状的图像，并且在钥匙坯上复制该钥匙形状；

图12B示出了具有集成的扫描系统的钥匙复制机器的局部透视图，该集成的扫描系统被配置为捕捉被形成在高安全性钥匙刃表面中的特征的形状的图像，并且在钥匙坯上复制该钥匙形状；

图12C示出了具有集成的扫描系统的钥匙复制机器的透视图，该集成的扫描系统被配置为捕捉被形成在高安全性钥匙刃表面中的特征的形状的图像，并且在钥匙坯上复制该钥匙形状；以及

图13是示出了用于利用电子器件来读取切入到钥匙(诸如高安全性钥匙)的刃表面中的独特特征并将该数据提供给钥匙复制机器的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，在附图中示出了其示例。要理解的是，可以利用其它实施例，并且可以在不脱离本发明的相应范围的情况下可以进行结构和功能的改变。

提供了一种用于扫描所提供的高安全性类型钥匙的表面特征的系统100和方法。该系统分析待复制的高安全性主钥匙(诸如，高安全性房屋钥匙、高安全性车钥匙或其他高安全性钥匙)，并且确定将该钥匙的特征复制到高安全性钥匙坯(blank)上所需的适当的数据。本文所描述的系统和方法可以被单独使用以扫描高安全性钥匙，或者可以与其他系统结合使用以复制高安全性钥匙。

图1示出了具有围绕钥匙刃(key blade)的外部外形(profile)形成的齿(bitting)的标准钥匙50。图2示出了高安全性类型钥匙200的各种实施例，其中，这种系统和方法能够扫描、成像和复制。显然，该系统和方法还可以被用于扫描标准钥匙的表面。在优选的实施例中，扫描系统分析被形成在主钥匙200的刃206的面部204中的表面特征202的特点(图2)。表面特征202可以包括在刃的面部的中间向下形成的纹路(pathway)、在刃的面部的一个边缘附近形成的单个纹路、在刃的面部的边缘附近形成的一对相对的纹路、在刃的面部中形成的浅凹(dimple)、在刃的面部中形成的凹口(notch)、或者在刃的面部中形成或另外成形的与对应锁具的部件相接合的其他几何特征。“形成的纹路”可以包括在刃的面部的中间向下形成的纹路、在刃的面部上形成的单个纹路、在刃的面部的边缘附近形成的一对相对的纹路。这些特征可以存在于刃的仅一个侧面上，或者可以存在于刃的两个侧面上。被形成在高安全性钥匙刃一个面部或两个面部中的轮廓(contour)的外形被构造为与可以是独特构造的关联锁具的安全性部件相配合。一旦高安全性钥匙与锁具的安全性特征相接合，则钥匙头可以被转动以缩回诸如螺栓(bolt)的安全性特征。图3示出了几何外形230的实施例，几何外形230具有被形成在将由所公开的系统测量/扫描的主钥匙的刃206的面部204中的表面特征202。

在优选的实施例中，系统100可以利用2D成像技术。例如，扫描系统100可以利用对象涂层技术、照射技术、滤波技术、图像处理技术以及特征提取技术中的一些组合，以扫描和分析主钥匙的物理特点。其他实施例包括诸如立体成像的3D成像技术；诸如激光点、激光条、结构光、调制光的三角测量技术；或者任何其他成像技术的使用，以便扫描表面几何形状。该成像系统还可以是基于无光的，诸如通过使用超声波技术或x射线技术。如图4A和图4B所示，图像系统100可以包括图像捕捉装置110，并且可以包括至少一个镜子120，其中，图像捕捉装置可以与镜子对准，以使光路112在成像位置125处与主钥匙200对准。

在一个实施例中，光学成像装置110是照相机，并且所捕捉的图像是摄影图像。在实施例中，照相机是数字照相机，并且所捕捉的图像是数字图像。数字图像可以以文件形式或以数据形式存储，并且可以被逻辑分析。尽管扫描系统在本文中被描述为包括成像系统，但将理解的是，本领域中已知的其他系统可以被用于分析主钥匙的参数。例如，扫描系统可以使用塞尺、电容式传感器、探针或其他机电测量装置。扫描系统还可以与读取高安全性钥匙上的应答器的天线集成。

如本文所使用的，术语“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件和/或各自的组合，以执行(一个或多个)功能或(一个或多个)动作和/或引起来自另一逻辑、方法和/或系统的功能或动作。例如，基于期望的应用或需求，逻辑可以包括软件控制的微处理器、像专用集成电路(ASIC)的离散逻辑、模拟电路、数字电路、经编程的逻辑装置、含有指令的存储装置等。逻辑可以包括一个或多个门、门的组合或其他电路部件。逻辑还可以被完全实施为软件。在描述多个逻辑性逻辑的情况下，可以将该多个逻辑性逻辑并入到一个物理逻辑中。类似地，在描述单个逻辑性逻辑的情况下，可以将该单个逻辑性逻辑分布在多个物理逻辑之间。此外，如本文所使用的，术语“数据库”包括可以存储数据的物理性和/或逻辑性实体。例如，数据库可以是传统的数据库、表、文件、列表、队列、堆、存储器、寄存器等。数据库可以存在于一个逻辑性和/或物理性实体中，和/或可以被分布在两个或更多个逻辑性和/或物理性实体之间。可以使用技术、算法、封装以及本领域中已知的其他能力来组装处理逻辑。

扫描系统可以包括用于存储钥匙相关的信息(“钥匙数据”)的数据库。该钥匙数据可以包括已知高安全性钥匙的特点，诸如钥匙长度、钥匙形状、表面几何形状以及其他特点。数据库可以将钥匙数据与特定钥匙坯或者与钥匙的类型或组别相关联。例如，数据库可以存储不同钥匙制造商的钥匙数据。扫描系统可以访问该数据库，以将扫描出的主钥匙的特点与数据库中存储的钥匙数据进行比较。此类比较可以被用于确定将主高安全性钥匙的独特几何形状正确地复制到新的高安全性钥匙坯上所需的数据。

在实施例中，数据库存储与已知锁具样式一起使用的切削代码相关的钥匙数据。对于标准切削钥匙50来说，切削代码数据被称为齿数据，并且由与锁具中的配合销(matingpin)相关联的间隔和深度尺寸组成。对于高安全性钥匙200来说，此类切削代码数据被称为切削位置数据，并且由与高安全性锁具的配合部件相关联的间隔和切削位置尺寸组成。对于任何特定的锁具样式来说，配合部件之间的间隔可以不改变。照这样，每个主钥匙可以在每个间隔位置处仅在切削位置变化。用于特定主钥匙的切削代码被用于记录每个已知间隔位置处的切削位置。传统上，切削代码被表示为数字或字母-数字代码，其包含关于钥匙将被代码切削机器如何切削的信息。通常，切削代码是一组字母和/或整数(例如，“K263”)，其可以根据钥匙代码图或切削代码列表来解译或解码。该代码还可以由一组切削位置来表示，这组切削位置限定了在钥匙每个侧面上的间隔位置处的切削的形状以便操作锁具。这些切削位置可以由整数代码(例如，“331351”和“266431”)来表示，或者可以由物理测量值(例如，“0.285、0.285、0.313、0.285、0.256、0.313英寸”和“0.299、0.242、0.242、0.270、0.285、0.313英寸”)来表示。

将理解的是，该数据库不限于钥匙数据和切削代码数据。此外，该数据库可以存储与钥匙的其他识别参数相关的信息。测量系统可以将其他钥匙参数与切削信息组合利用，以缩小可能的钥匙坯的范围。

在优选的实施例中，成像系统100可以被用于分析主高安全性钥匙200，并且确定复制该钥匙所需的数据。成像系统100可以利用组合成像技术以正确地分析主钥匙的物理特点。此类成像技术包括对象涂层技术、照射技术、滤波技术、图像处理技术以及特征提取技术。

如图5所示，成像系统100可以包括在主高安全性钥匙200的表面上涂层145的施加，以便消除各种光谱反射。这可以提高提取自该图像的数据的质量。此类涂层可以包括粉末状或液体材料，并且可以用诸如喷涂、电化学沉积或锟涂施加(roll application)的涂层工艺来施加。涂层145还可以是通过用制冷剂冷却刃而诱导被施加至高安全性钥匙表面的薄层材料。

另外，如图4A、图4B、图7A和图7B所示，成像系统100可以利用照射技术来突显待扫描的高安全性钥匙200的刃206的表面几何形状。特别是，可以利用各种类型的光源以及光源相对于图像位置125的各种位置。例如，各种彩色光源可以被用于突显主钥匙刃200上的某些特征。主钥匙可以被定位在成像位置125处，其中，第一光源130A和第二光源135A也可以被定位为将光引导至成像位置125处，以当高安全性钥匙200被定位在成像位置125处时允许各种光类型和角度照射高安全性钥匙200的第一侧面155。另外，第三光源130B和第四光源135B也可以被定位为引导光朝向成像位置125处的高安全性钥匙200的第一侧面155，以允许各种光类型和角度照射高安全性钥匙200的第一侧面155。第一光源130A可以是明场照明，而第二光源135A可以是暗场照明。此外，第三光源130B可以是明场照明，而第四光源135B可以是暗场照明。然而，可以由第一光源、第二光源、第三光源和第四光源的任意组合来提供明场照明和暗场照明的任意组合，并且此公开不限于此。第一光源130A可以包括至少一个第一顶灯132，其可以包括一排灯。可以将第一顶灯132邻近于成像位置125的第一侧面150定位，以引导光朝向成像位置125处的高安全性主钥匙200的第一侧面155。第三光源130B可以包括至少一个第二顶灯134，其可以包括一排灯。可以将第二顶灯134邻近于成像位置125的相对的第二侧面160定位，以引导光朝向成像位置125处的高安全性主钥匙200的第一侧面155。

第二光源135A可以包括至少一个第一底灯142，其可以包括一排灯。可以将第一底灯142邻近于成像位置125的第一侧面150定位，以引导光朝向成像位置125处的高安全性主钥匙200的第一侧面155。第四光源135B可以包括至少一个第二底灯144，其可以包括一排灯。可以将第二底灯144邻近于成像位置125的相对的第二侧面160定位，以引导光朝向成像位置125处的高安全性主钥匙200的第一侧面155。

第一顶灯132和第二顶灯134以及第一底灯142和第二底灯144可以被配置为允许光路112穿过系统100并且从镜子120反射，以在主钥匙200被定位在成像位置125处时捕捉主钥匙200的图像。灯和灯的位置允许光路112从成像位置125视角来说不间断。另外，在一个实施例中，灯或一排灯可以被定位为提供以各种角度朝向高安全性主钥匙200的第一侧面155的准直光。

第一光源130A可以以相对于水平成像位置轴线172的第一角度A朝向成像位置125成角度。成像位置轴线172可以是相对于成像位置125的中心为水平的轴线。参见图7B。第二光源135A可以以相对于水平成像位置轴线172的第二角度B朝向成像位置125成角度。第三光源130B可以以相对于成像位置轴线172的第三角度C朝向成像位置125成角度。第四光源135B可以以相对于成像位置轴线125的第四角度D朝向成像位置125成角度。相对于水平成像位置轴线172，第四角度D可以大于第三角度C，第三角度C可以大于第二角度B，第二角度B可以大于第一角度A。第一顶灯132和第二顶灯134可以被定位成比第一底灯142和第二底灯144更远离成像位置125。

还可以参照垂直成像位置轴线170来识别第一光源、第二光源、第三光源和第四光源的位置及角度。在一个实施例中，第一顶灯132和第二顶灯134相对于轴线170可以大体上彼此对称。而且，第一底灯142和第二底灯144相对于轴线170可以大体上彼此对称。在另一实施例中，第一顶灯132和第二顶灯134相对于轴线170可以大体上彼此不对称。而且，第一底灯142和第二底灯144相对于轴线170可以大体上彼此不对称。在又一实施例中，该系统可以包括光源的多个水平，诸如顶、中、底等。此公开考虑了光源相对于成像位置125的各种布置和构造，并且在这方面不受限制。

在一些情况下，散射光可以被用于消除由被形成在主钥匙200的刃206的面部204中的表面特征202引起的阴影。在其他情况下，可以从特定角度使用非散射光或准直光通过创建阴影来突显某些表面特征202。通过用来自许多不同角度的准直光照射对象，许多不同类型的表面特征可以相对其阴影而被突显。图像随后可以针对每个不同的照射角度被收集并且被处理，以便正确地分析所有的表面特征和几何形状。轴向散射光可以被用于突出某些特征类型。红外光也可以被用作光源，以便消除反射并减小色差。可以操作光源130A、130B、135A、135B以从相对于成像位置125和被定位在此处的钥匙的不同照射角度创建准直光。灯或成排灯132、134、142、144中的每一个可以被控制为提供朝向成像位置的各种颜色和强度的光，以操纵主钥匙200的图像。

另外，在系统100中可以提供背光灯175。背光灯175可以引导光朝向成像位置125处的高安全性主钥匙200的第二侧面156。钥匙200的第二侧面156可以与第一侧面155相对。可以将背光灯175邻近于成像位置125相对于光源130A、130B、135A和135B的相对侧定位。可以将背光灯175定位成与光路112相对于主钥匙200的方向相对。背光灯175可以提供在主钥匙背面的照射，并且可以被开启和关闭。背光灯照射可以与用于识别主钥匙类型、验证主钥匙是否固定以及确定主钥匙的取向的逻辑一起使用。

可以理解的是，可以用不同的照射场景来收集多个图像。例如，光源可以被移动或者钥匙可以被移动以创建期望的角度。此外，通过按期望方式操作各种灯可以将多个光源用于创建多个照射场景。另外，可以利用各种不同类型的光源(诸如不同颜色的灯)、来自不同角度的亮光场和暗光场，以从位于静止位置处的图像捕捉设备收集多组被照射的图像。此类方法可以利用逻辑中的彩色滤波器来创建表示每个单独照射角度的一组图像。这种多色技术降低了系统的复杂性，并且创建了该组图像内的绝对配准(registration)。

图6A、图6B和图6C示出采取准直角度以及不采取准直角度情况下的高安全性钥匙200的各种图像。图6A示出了具有用未使用准直照明的照射技术成像的特定表面特征202的高安全性钥匙200的刃206的俯视图。图6B示出了图6A的高安全性钥匙，其利用了使用来自被用于使切入到高安全性钥匙刃206的面部204中的表面特征202的形状突显的第一角度的准直照明的照射技术成像。此图像示出了沿着表面特征202的底部220的阴影效果和沿着表面特征202的顶部210的更亮的照射效果。在一个实施例中，图6B的图像可以被理解为具有提供自第一光源130A的第一顶灯132的光，而第一底灯142、第二顶灯134和第二底灯144不提供光。

图6C示出了图6A的高安全性钥匙，其利用了使用来自被用于使切入到高安全性钥匙刃206的面部204中的表面特征202的形状突显的第二角度的准直照明的照射技术成像。此图像示出了沿着表面特征202的顶部210的阴影效果和沿着表面特征202的底部220的更亮的照射效果。在一个实施例中，图6C的图像可以被理解为具有提供自第三光源130B的第二顶灯134的光，而第二底灯144、第一顶灯134和第一底灯144不提供光。

此方法是利用来自朝向成像位置125的各种角度的各种方向的光来捕捉主钥匙200的各种图像的示例。然后可以通过逻辑系统对该图像进行处理，以识别表面特征202的显著部分。这些处理允许以提高效率和精确度有关来捕捉与表面特征202的几何图案有关的数据。

如图8所示，在一个实施例中，成像系统100可以包括第一滤波器260和第二滤波器265。滤波器可以沿着成像装置110的光路112对齐。逻辑的滤波技术可以增强主钥匙200的表面特征204的对比度。滤波器260、265可以包括透镜，其可以包括彩色形、干涉型、中性密度型和偏振型。彩色滤波器可以增强某些颜色的对比度，并且降低其他颜色的对比度。还可以使用干涉滤波器来增强某些光带。中性密度滤波器可以被用于降低整体亮度，如果是图像的话。偏振滤波器可以被用于减少镜面反射。在一些情况下，来自第一光场130或第二光场135的光源和成像装置110的透镜都可以具有偏振滤波器260、265。尽管滤波技术通常涉及物理透镜，但将理解的是还可以利用数字技术来产生逻辑上的滤波效果。在一个实施例中，可以将第一滤波器邻近于成像装置110定位，而可以将第二滤波器265邻近于镜子120或成像位置125定位。

此外，图像处理技术可以被用于突显待扫描的表面几何形状。如图9A和图9B所示，此类技术可以包括数字图像处理功能，以调整诸如曝光度、亮度、对比度、色相、饱和度、高通滤波、低通滤波、阈值级别调整和包括图像掩蔽、覆盖及其他逐像素功能的多图像比较。这些技术通常被应用至或者整个图像或者选定的感兴趣区域。图9A示出了主钥匙200的刃206的俯视图，该主钥匙具有用照射技术成像而未通过使用各种图像处理技术进行处理的特定表面特征202。图9B示出了图9A的高安全性钥匙，其已经利用了其中应用了阈值处理技术以捕捉切入到高安全性钥匙刃206的面部204中的表面特征202的精确的几何形状的照射技术成像。此图像示出了沿着表面特征202的顶部210和底部220的阈值效果。在一个实施例中，图9B的图像是对图9A的图像应用处理技术的结果。

成像系统100可使用诸如边缘检测、斑点分析和模式识别的特征提取处理技术，以分析被突显的几何形状并确定所期望特征的几何形状。在一个实施例中，如图10所示，可以使用边缘检测来突显表面特征202的边缘220。在另一个实施例中，可以使用逐个像素的梯度检测来识别沿着表面特征202的被突显特征的边缘。在一个优选实施例中，可以利用斑点分析的形式来隔离表示被突显的表面特征的轮廓的边缘点。然后可以处理这些点的有序列表，以生成位置配准和边缘数据。可以利用诸如样条曲线、傅立叶分析、神经网络、哈达玛变换和霍夫变换等数学抽象来增强数据分析。

扫描系统100可以被用作钥匙数据捕捉装置，其被配置为测量切入到高安全性钥匙刃的表面中的特征的形状，并确定制作该主钥匙的复制品所需要的数据。此类钥匙数据捕捉装置可以是钥匙识别机器或如图11示出的钥匙扫描系统机器300的一部分。此机器300可以包括具有朝向成像位置125成角度的多个光源310的壳体。机器300可以配备有多个光源，多个光源可以包括明场照明和暗场照明，并且可以被配置为测量主钥匙的表面特征的形状。机器300可以被配置为识别合适的钥匙坯并确定制作该主钥匙的复制品所需的数据。此数据随后可以由分离的钥匙切削机器或钥匙复制机器可选地使用以切削高安全性钥匙坯，以便复制该主钥匙。

扫描系统100还可以被集成到如图12A、图12B和图12C示出的钥匙扫描和复制机器400中。例如，扫描系统100可以与钥匙复制系统结合使用，诸如在美国专利号7,891,919中公开的钥匙复制机器，在此通过整体引用将其并入本文。此类系统将能够帮助识别合适的钥匙坯、确定制作主钥匙的复制品所需的数据以及切削高安全性钥匙坯，以便复制该主钥匙。另外，扫描系统100可以与美国专利号8,644,619；8,634,655；7,890,878；以及9,101,990中公开的系统结合使用，在此通过整体引用将其并入本文。

如上所述，提供了一种扫描主钥匙500的方法。该方法由图13所示的流程图示出。该方法包括从第一角度A照射被形成在所述主钥匙的刃上的表面特征的步骤。可以从第二角度B照射被形成在所述主钥匙的刃上的表面特征。第一角度A和第二角度B相对于成像位置轴线175可以不同。捕捉所述主钥匙的刃的部分的至少一个图像。确定所述表面特征的特点。逻辑可以被用来确定表面特征的特点，并用来分析刃的所捕捉的图像。该逻辑可以被用于将所述表面特征的特点与已知锁具样式的切削代码数据进行比较。该逻辑还可以被用来确定用于所述主钥匙的至少一个切削代码。该至少一个切削代码可以被用来复制所述主钥匙。表面特征202包括被形成在主钥匙200的所述刃上的纹路230。可以从由第一光源130A提供的第一角度A来照射表面特征。可以从由第二光源135A提供的第二角度B来照射表面特征。第一光源130A和第二光源135A可以在成像装置110捕捉图像之前被控制为开启或关闭，以创建不同的照射角度。成像装置110可以捕捉多个图像，其中每个图像包括由光源130A、130B、135A和135B以及背光灯175中的至少一个提供的不同照射场景。可以用被配置为分析每个图像包括不同照射场景的多个图像的逻辑来确定表面特征。

另外，可以将所述表面特征的特点与已知锁具样式的切削位置比较。此比较可以由其中所述切削位置可以由物理测量值来表示的逻辑来执行。该测量值还可以由该逻辑来确定。可以通过使用所述测量值来复制主钥匙。可替选地，逻辑可以分析所述表面特征的所述特点，以便测量所述主钥匙的表面上所形成的纹路230。所形成的纹路230可以由物理测量值来表示。

另外，可以捕捉背光图像。逻辑可以分析所述背光图像，并且将其与已知钥匙坯的数据库比较。与主钥匙相关联的合适的钥匙坯可以被逻辑识别出并被传递至用户或者被用来识别用于该关联的主钥匙的合适的切削代码数据。

尽管已经就扫描高安全性钥匙上的表面特征方面描述了本发明，但其使用决不局限于仅表面特征或仅高安全性钥匙。本发明构思中的许多可以被用在外侧边缘特征和标准的、边缘切削的家用钥匙及汽车钥匙上。

在上面已经对本发明进行了描述，并且显然地，对于阅读并理解此说明书的其他人来说将可以想到修改和变更。以下权利要求旨在包括所有的修改和变更，只要其在权利要求及其等价物的范围以内。

Claims (30)

1.一种高安全性钥匙扫描系统，包括：

成像装置，其被配置为捕捉高安全性主钥匙的刃的第一侧面的部分的至少一个图像；

第一光源，其被定位为以第一角度引导光朝向成像位置处的所述高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面；

第二光源，其被定位为以第二角度引导光朝向所述成像位置处的所述高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面，其中，所述被捕捉的图像揭示被形成在所述刃的至少一部分中的面部中的表面特征；以及

逻辑，其被配置为分析至少一个被捕捉的图像，以确定所述表面特征的特点。

2.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，其中，所述逻辑还将所述表面特征的所述特点与已知锁具样式的切削代码数据进行比较。

3.根据权利要求2所述的钥匙扫描系统，其中，所述切削代码数据包括间隔尺寸和切削位置中的至少一个。

4.根据权利要求2所述的钥匙扫描系统，其中，所述逻辑确定所述高安全性主钥匙的至少一个切削位置或至少一个切削代码。

5.根据权利要求4所述的钥匙扫描系统，其中，所述切削位置或所述切削代码被用于从钥匙坯复制出高安全性钥匙。

6.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，其中，所述高安全性主钥匙是响尾蛇钥匙。

7.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，其中，所述第一光源和第二光源被控制为被单独地开启和关闭，以将光引导到所述高安全性主钥匙的表面上。

8.根据权利要求7所述的钥匙扫描系统，其中，所述成像装置捕捉各自来自不同照射场景的所述高安全性主钥匙的多个图像。

9.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，还包括背光灯，其被定位为引导光朝向与所述高安全性钥匙的刃的第一侧面相对的第二侧面，所述背光灯被配置为与逻辑一起使用，所述逻辑用于确定识别所述主钥匙类型、验证所述主钥匙是否固定和确定所述主钥匙的取向中的一个或多个。

10.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，其中，所述第一光源和所述第二光源中的至少一个引导准直光朝向所述成像位置。

11.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，其中，所述高安全性钥匙包括被形成在所述高安全性主钥匙的所述刃上的纹路。

12.根据权利要求11所述的钥匙扫描系统，其中，所述逻辑分析所述表面特征的所述特点，以便确定所述主钥匙的表面上的形成的纹路。

13.根据权利要求12所述的钥匙扫描系统，其中，经确定的所述形成的纹路被用于在钥匙坯上复制所述高安全性主钥匙。

14.根据权利要求1所述的钥匙扫描系统，还包括第三光源，其被定位为以第三角度引导光朝向所述成像位置处的所述高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面；和第四光源，其被定位为以第四角度引导光朝向所述成像位置处的所述高安全性主钥匙的所述刃的第一侧面，其中，所述第一角度、第二角度、第三角度和第四角度相对于所述成像位置的水平轴线是不同的。

15.一种用于扫描高安全性主钥匙的方法，所述方法包括：

从第一角度照射被形成在所述高安全性主钥匙的刃的第一侧面上的表面特征；

从第二角度照射被形成在所述高安全性主钥匙的所述刃的所述第一侧面上的表面特征，所述第一角度和所述第二角度相对于水平成像位置轴线是不同的；

捕捉所述高安全性主钥匙的所述刃的被照射表面的一部分的至少一个图像；以及

确定所述表面特征的特点。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述表面特征的所述特点与已知锁具样式的切削代码数据进行比较。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括确定用于所述主钥匙的至少一个切削代码。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括利用所述至少一个切削代码来复制所述主钥匙。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，从第一角度照射表面特征的所述步骤是由第一光源来提供的，并且从第二角度照射表面特征的所述步骤是由第二光源来提供的，其中，所述第一光源和所述第二光源在捕捉至少一个图像之前被控制为开启或关闭以创建不同的照射角度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，捕捉各自具有不同照射场景的多个图像。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，用逻辑来确定所述表面特征，所述逻辑被配置为分析具有所述不同照射场景的多个图像。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述表面特征的所述特点与已知锁具样式的切削位置数据进行比较。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括确定用于所述主钥匙的至少一个切削位置。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述切削位置由物理测量值来表示，所述测量值由所述逻辑确定。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括通过使用所述测量值来复制所述高安全性主钥匙。

26.根据权利要求15所述的方法，其中，所述表面特征包括被形成在主钥匙的所述刃上的纹路。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括分析所述表面特征的所述特点，以便测量所述高安全性主钥匙的表面上所形成的纹路。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括通过使用所述测量值来复制所述高安全性主钥匙。

29.根据权利要求15所述的方法，还包括背光照射所述高安全性主钥匙。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括识别与所述高安全性主钥匙相关联的合适的钥匙坯。