一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启系统及方法与流程

本发明涉及一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启系统及方法。

背景技术：

汽车的安全性和便利性越来越受到人们的重视，汽车的品质要求也越来越高。目前，国内汽车车门开启或关闭均为手动控制，当双手拿取物体时，不便于用户打开汽车车门，汽车车门自动化及智能化程度较低。同时，汽车的防盗认证系统已成为了汽车的基础配置。目前，汽车的防盗认证方式多采用遥控钥匙对汽车进行认证，该方式很容易被复制破解。

基于现有技术中的身份识别技术来看，人体的多种生物特征（例如指纹、掌纹、声纹、虹膜等）已经被广泛应用于身份识别。随着科学技术的发展，人体图像识别技术已经成为了汽车防盗认证中的前沿技术。人体图像识别技术是一种主动的，非侵犯性的身份鉴别方式。近年来，人体图像识别技术，特别是人脸识别技术有了突破性的发展，人体图像识别技术在汽车防盗监管上也有一些应用。相较于其他方式，人体图像识别技术直接、方便友好，因此用户也易于接受这种技术。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启系统及方法，以解决现有问题的不足。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启系统，包括：

采集模块，采集视野范围内动态和/或静态图像作为第一图像；

比较模块，用于从第一图像中提取人脸图像的特征向量或与预存的初始图像的人脸图像的特征向量的相似度进行比较，并输出图像的比较结果；

车门控制模块，接收开启指令或关闭指令对车门进行控制；

处理模块，根据比较结果生成用于控制车门控制模块的开启指令或关闭指令或拒绝指令；

存储模块，用于存储第一图像和/或初始图像，所述初始图像为用户预先录制的动态或静态下的图像；

当相似度值低于预设阈值时，处理模块输出拒绝指令；

当相似度值等于或高于预设阈值时，处理模块输出开启指令或关闭指令。

进一步的，所述采集模块包括设置于车门上的摄像头，所述摄像头获取视野内的动态和/或静态图像作为第一图像。

进一步的，所述采集模块还包括录音装置，所述录音装置获取附近的语音作为第一语音，比较模块获取第一语音与预存储的初始语音的相似度进行比较，所述初始语音为用户录制的特定的话语。

进一步的，还包括光补偿模块，所述光补偿模块设置于车门上为所述摄像头提供光源。

进一步的，还包括比较模块为特征提取模块，从第一图像中提取灰度值或光强值与初始图像的灰度值或光强值进行比较，并向处理模块输出比较结果。

进一步的，还包括钥匙模块，与所述处理模块通信连接，并向所述处理模块输出用以生成开启指令或关闭指令的信号。

一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启方法，包括以下步骤：

步骤s01：通过采集模块从摄像头的视野中获取动态和/或静态图像作为第一图像；

步骤s02：通过比较模块对第一图像与预存储的初始图像的相似度值进行计算，当相似度值低于预设阈值时，则执行步骤s03，当相似度值等于和/或高于预设阈值时，则执行步骤s04；

步骤s03：处理模块向车主发送提示信息，车主选择返回步骤s02或报警；

步骤s04：处理模块向车主发送车门控制权限，车主确认开启车门时，处理模块向车门控制模块输出开启指令或关闭指令使车门自动开启或关闭。

执行s02时，还包括优先执行步骤s020，从第一图像信息中提取灰度值，当灰度值低于预设阈值时，光补偿模块启动，为采集模块提供光源，并返回步骤s01；当灰度值等于或高于预设阈值时，返回步骤s02。

执行步骤so2时，还包括优先执行步骤s021，从图像采集环境中提取光强值，当光强值低于预设阈值时，光补偿模块启动，为采集模块提供光源，并返回步骤s01；当光强值等于或高于预设阈值时，返回步骤s02。

在另一实施方法中，执行步骤s02时，当相似度值低于预设阈值时，第一图像被存储于存储模块以被调取显示或向绑定的终端设备发送，所述终端设备为手机或平板电脑。

与现有技术相比，该发明的有益效果：用户可以预先录入可以获得车门开启和关闭权限的多个用户人脸图像图像，而且录入的人脸图像图像可以是动态或静态的，并且可以进行修改，进而使用户能通过人脸图像识别获得车门自动开启权限，不用再使用钥匙，能提高车辆保护的安全性能，避免钥匙被复制而导致车辆被盗，或者是钥匙丢失、忘记携带，都可以通过人脸图像的特征识别来获得车门的控制权限。

附图说明

图1是本发明的车辆图像识别结构示意图；

图2是本发明的车门自动开启系统示意框图；

图3是本发明的车门自动开启系统实施例二的示意框图；

图4是本发明的车门自动开启系统实施例三的示意框图；

图5是本发明的车门自动开启方法的流程示意图；

图6是本发明的车门自动开启方法之一的流程示意图；

图7是本发明的车门自动开启方法之二的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本申请提供一种如图2所示的基于人脸图像追踪识别的车门自动开启系统，包括通信连接的采集模块、比较模块、车门控制模块、处理模块以及存储模块，其中，处理模块分别与比较模块和车门控制模块以及存储模块信号连接，比较模块与采集模块信号连接。

如图1所示，在车门上设有宽动态摄像头101、摄像头补光灯102、录音装置103、感光模块104、钥匙模块105以及开门旋转助理机构106。

其中采集模块其可以是设置于车门上的宽动态摄像头101，通过宽动态摄像头101获取视野内欲开启车门的开启者的姿态或人脸图像。在获取时，宽动态摄像头101捕捉视野范围内人体在活动时候的动态或静止不动时的静态图像作为第一图像。当然，这里的动态图像或静态图像可以是包含人体面部表情，或通过外部工具（如用户选择的配饰）作为辅助特征的图像。需要解释的是，第一图像中还包含图像的灰度值，以及采集环境的光强值。

为获取图像方便，宽动态摄像头101安装在车门窗框上，由于开启车门时，不需要人体弯腰，所以安装位置应在车门把手以上的位置，可以获取更宽的视野范围。

比较模块可以直接从采集模块中获取第一图像与从存储器中调取的预存的初始图像比较。

在比较时，比较模块可以从第一图像中提取人脸图像特征或灰度值或光强值得到的特征向量，与初始图像中的特征向量进行比较，并输出比较结果。这里的初始图像为用户预先录制存入存储模块的动态图像或静态图像。

在比较时，比较模块可以通过人体的姿态（如手势）和/或人脸的特征对预存的初始图像和获取的第一图像进行比较，并根据比较结果生成一个阈值。

处理模块为单片机微控制器，可以通过编入程序执行特定的指令，其发出的指令可以使动作执行装置（功能部件）实现预设的动作。在本申请中，处理模块可将比较模块输出的阈值与用户（车主）设定的初始阈值进行计算，当阈值相等或高于初始阈值时，处理模块生成一个用于控制车门控制模块的开启指令或关闭指令供用户选择；当阈值低于初始阈值时，处理模块可以将第一图像进行保存，或者发送给用户绑定的智能终端，或者报警。

值得注意的是，处理模块可以具有本申请所述比较模块的功能，即，处理模块分别与采集模块和存储模块通信连接，直接从采集模块获取的第一图像中提取特征向量，与初始图像的特征向量进行相似度匹配计算，并根据阈值的计算结果直接生成车门开启指令，使车门自动打开，无须用户再次控制。

车门控制模块其包括设置在上的开门旋转助理机构106，当车门控制模块接收开启指令时，用户获得开启车门的权限，用户确定打开车门时，开门旋转助理机构106使车门自动打开。当用户选择关闭指令时，用户获得关闭车门的权限，开门旋转助理机构106使车门自动关闭。

存储模块，可以是存储介质，计算机介质，用于存储用户预先录制的动态或静态下的图像作为初始图像，以及采集获得的第一图像，或其他用于获得车门控制权限认证的参考源，如声音、指纹、掌纹等。

实施例一，上述的车门自动开启系统中，采集模块可以是录音装置103，用于获取车门或车辆附近的语音作为第一语音，录音装置103设置于车门上，并与处理模块或比较模块通信连接，比较模块获取第一语音与预存储的初始语音进行比较。其中，初始语音为用户录制的特定的话语，话语可以是用户录入的一段语音信息，如“芝麻开门”、“开门”、“恭喜发财”、“我最帅”、“我最美”类的语音口令。

实施例二，如图3所示，上述的车门自动开启系统中，还包括设置于车门上作为光补偿模块的摄像头补光灯102和感光器104，感光器104可以获取车门附近的光强信息，当光强值过低，则摄像头补光灯102为宽动态摄像头101提供补偿光源，以采集到光亮足够的清晰图像。

光补偿模块可以自行通过感光器104感知环境光强，自动响应摄像头补光灯102的补光。也可以与比较模块或处理模块通信连接，通过计算第一图像中的光强值来响应摄像头补光灯102的开启。

实施例三，如图4所示，上述的车门自动开启系统中，还包括与处理模块通信连接钥匙模块105，用户可以通过钥匙模块直接向处理模块输出信号，以生成开启指令或关闭指令的信号。

当钥匙模块105位于处理模块的通信范围时，处理模块向持有钥匙的用户或者车主绑定的智能终端发送提示信息，提示车主是否开启车门或关闭车门，当用户或车主选择任一项时，车门控制模块使车门执行相应的动作。

车主可以通过手机或平板电脑与处理模块或钥匙模块进行绑定，接收或者发送相关操作指令，如开启车门，关闭车门，以及调取或修改录入的初始信息。

如图5所示，一种基于人脸图像追踪识别的车门自动开启方法，包括以下步骤：

步骤s01：通过采集模块从摄像头的视野中获取动态和/或静态图像作为第一图像；

步骤s02：通过比较模块对第一图像与预存储的初始图像的相似度值进行计算，在计算时，可以从第一图像中提取人脸的特征信息，如面部表情、人体五官比例及形状，与预设的人脸特征信息进行匹配，以确定所有特征的相似度，当相似度值低于预设阈值时，则执行步骤s03，当相似度值等于和/或高于预设阈值时，则执行步骤s04；

步骤s03：处理模块向车主发送提示信息，车主选择返回步骤s02或报警；

步骤s04：处理模块向车主发送车门控制权限，车主确认开启车门时，处理模块向车门控制模块输出开启指令或关闭指令使车门自动开启或关闭。

车门自动开启方法之一，如图6所示，在执行步骤s02时，还包括优先执行步骤s020，从第一图像信息中提取灰度值，当灰度值低于预设阈值时，光补偿模块启动，为采集模块提供光源，并返回步骤s01；当灰度值等于或高于预设阈值时，返回步骤s02。

车门自动开启方法之二，如图7所示，在执行步骤s02时，还包括优先执行步骤s021，从图像采集环境中提取光强值，当光强值低于预设阈值时，光补偿模块启动，为采集模块提供光源，并返回步骤s01；当光强值等于或高于预设阈值时，返回步骤s02。

车门自动开启方法之三，基于上述的车门开启方法，在执行步骤s02时，当相似度值低于预设阈值时，第一图像被存储于存储模块以被调取显示或向车主绑定的终端设备发送，车主在终端设备能接收并显示第一图像，如果第一图像中的开启者为车主不允许打开车门的人，那么车主可以选择报警。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本发明目的的都应属于本发明的保护范围。