一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法，涉及汽车领域，所述基于人脸识别的汽车解锁系统包括感知模块、执行模块、人机交互模块、计算与控制模块、电源模块，所述计算与控制模块控制所述感知模块、所述执行模块和所述人机交互模块；所述计算与控制模块包括存储模块、计算模块、外部控制模块、内部控制模块；所述汽车解锁方法包括算法训练模式、人脸采集模式、汽车解锁模式。本发明专利技术的基于人脸识别的汽车解锁系统及方法，具有极高的安全性，可靠性和实用性，能够有效兼容共享汽车和车辆个性化服务系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法
本专利技术涉及汽车领域，尤其涉及一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法。
技术介绍
汽车作为交通工具扩大了人们日常生活的半径，提高了人们的生活品质，让出行更加便利，随着我国经济的发展，越来越多的汽车走进了普通百姓的家庭，尤其是近年来，随着信息技术的发展，各种共享汽车，智能网联汽车纷纷出现，使得人们对汽车的便捷性和安全性有了极大的需求；汽车门锁系统是汽车安全的最重要和最基础的子系统，通常的汽车解锁是指利用解锁器对汽车车锁或点火开关进行解锁，以打开车门或启动汽车的过程。目前，汽车解锁方案包括机械钥匙解锁、电子钥匙解锁、无钥匙进入/启动等。机械钥匙解锁的解锁器为机械钥匙，通过将钥匙插入锁孔旋转实现解锁；电子钥匙解锁的解锁器为电子钥匙，通过发射特定的无线电信号控制汽车上的解锁元件实现解锁；使用时，用户需按下特定的按键以发出相应的无线电信号，实现相应的功能；无钥匙进入/启动是一种特殊的电子钥匙解锁，当电子钥匙与汽车上的接收器距离小于规定阈值时，汽车就会自动解锁，用户仍需随身携带电子钥匙，但无需手动按下按键。目前市场上销售的汽车中，大多以电子钥匙解锁或无钥匙进入/启动作为主解锁方案，以机械钥匙解锁作为备用解锁方案。上述解锁方案在安全性和便捷性方面存在着如下不足：解锁时必须随身携带解锁器，当遗忘或遗落解锁器时，无法打开车门或启动汽车；当解锁器遗落在汽车内部时，无法打开车门或启动汽车；解锁器是汽车解锁的优先凭证，解锁器落入不法分子手中常常导致汽车的失窃；车辆难以仅根据解锁信息为不同用户提供个性化服务；更换解锁凭证需要耗费的资源较大；较难兼容新兴的共享汽车。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法，可以不用随身携带解锁器，不仅具有高度的安全性，可靠性和实用性，还能够有效兼容共享汽车和车辆个性化服务系统。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是怎样提供一种基于人脸识别的汽车解锁系统及方法，可以不用随身携带解锁器，不仅具有高度的安全性，可靠性和实用性，还能够有效兼容共享汽车和车辆个性化服务系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于人脸识别的汽车解锁系统，包括感知模块、执行模块、人机交互模块、计算与控制模块、电源模块，所述感知模块和所述计算与控制模块相连，用于拍摄人脸图像并将拍摄到的人脸图像作为人脸输入图像传送给所述计算与控制模块；所述执行模块的输入端与所述计算与控制模块相连，所述执行模块的输出端分别与汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置和汽车启动解锁装置相连，所述执行模块用于接收所述计算与控制模块的动作指令，并依据接收到的所述计算与控制模块的所述动作指令驱动汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置或汽车启动解锁装置；所述人机交互模块与所述计算与控制模块相连，用于人机交互；所述计算与控制模块用于接收所述感知模块和所述人机交互模块传送的信息，并对所接收的信息进行处理，存储和输出，所述计算与控制模块还用于对所述感知模块、所述执行模块和所述人机交互模块进行控制；所述电源模块为所述感知模块、所述执行模块、所述人机交互模块和所述计算与控制模块提供电源。进一步地，所述计算与控制模块包括存储模块、计算模块、外部控制模块、内部控制模块，所述存储模块受所述内部控制模块的控制，用于接收、存储和发送用户设置信息、参考图像、算法参数和运行日志，所述参考图像包括人脸识别参考图像、活体识别参考权重文件；所述计算模块受所述内部控制模块的控制，所述计算模块包括图像处理子模块、人脸识别子模块、活体识别子模块；所述图像处理子模块用于接收和处理所述人脸输入图像，得到预处理人脸图像；所述人脸识别子模块受所述内部控制模块的控制，在训练模式时，用于对所述预处理人脸图像进行识别，并将识别合格的所述预处理人脸图像作为所述人脸识别参考图像发送给所述存储模块，在工作模式时，所述人脸识别子模块以所述人脸识别参考图像为基础对所述预处理人脸图像进行识别与对比，并将人脸识别的对比结果传送给所述外部控制模块；所述活体识别子模块受所述内部控制模块的控制，在训练模式时，用于对所述预处理人脸图像进行真假人脸图像分类的识别，从而得到所述活体识别参考权重文件，并将所述活体识别参考权重文件发送给所述存储模块，在工作模式时，所述活体识别子模块对所述预处理人脸图像进行识别，并将活体识别的对比结果传送给所述外部控制模块；所述外部控制模块受所述内部控制模块的控制，接收所述计算模块发送过来的所述对比结果，依据所述对比结果控制所述执行模块、所述感知模块和所述人机交互模块；所述内部控制模块用于接收所述人机交互模块传送过来的所述用户设置信息，并依据所述用户设置信息进行所述计算与控制模块内部的控制。进一步地，所述人脸识别子模块和所述活体识别子模块均配置了深度卷积神经网络算法。进一步地，所述感知模块包括视觉传感器，所述视觉传感器被配置为单目相机、双目相机或单目相机与3D结构光传感器的组合。可选地，所述视觉传感器配置为具有夜视功能，用于提升夜间或光线较弱环境下的所述感知模块的检测能力。进一步地，所述视觉传感器包括车门解锁传感器、后备箱解锁传感器、启动解锁传感器，所述车门解锁传感器设置于汽车的前面和后门的上沿或悬挑在车窗内侧；所述后备箱解锁传感器设置于汽车的后备箱上沿或悬挑在车窗内侧；所述启动解锁传感器设置于主后视镜镜面偏驾驶员一侧或前挡风玻璃驾驶员前上方。优选地，所述车门解锁传感器和后备箱解锁传感器被配置为与自动驾驶或高级驾驶辅助系统的侧向传感器共用，所述启动解锁传感器被配置为与驾驶员疲劳监测系统的传感器共用。进一步地，所述执行模块与汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置和汽车启动解锁装置通过CAN总线连接。进一步地，所述人机交互模块包括输入子模块、显示子模块，所述输入子模块被配置为按键、旋钮、触控屏幕或语音输入中的一种或几种的组合；所述显示子模块被配置为触控屏幕或喇叭中的一种或两种的组合。优选地，所述输入子模块和所述显示子模块被配置为与汽车中控系统共用。进一步地，所述计算与控制模块被配置为采用专用微处理器系统或与自动驾驶或高级驾驶辅助系统共用微处理器系统。优选地，所述计算与控制模块被配置为采用RaspberryPi3B/3B+与MovidiusNCS的组合。进一步地，所述存储模块的信息存储位置被配置为本地车辆端存储、远程服务器端存储或本地车辆端与远程服务器端双重存储这三种存储模式中的任一种。优选地，所述个人用车采用本地车辆端存储，所述共享汽车采用程服务器端存储。进一步地，所述电源模块被配置为采用独立电源或与车身电源共用。本专利技术还提供了一种应用于所述基于人脸识别的汽车解锁系统的汽车解锁方法，包括算法训练模式、人脸采集模式、汽车解锁模式，所述算法训练模式包括人脸识别算法训练、活体检测算法训练，所述人脸识别算法训练选用不同人的人脸图像进行检测，所述人脸识别算法训练的目标是使得同一个人的人脸图像识别特征接近，而不同人的人脸图像识别特征相差较大；进行人脸识别时，所述人脸识别算法将用户的人脸图像或用户的人脸图像处理后得到的特征作为参考；所述活体检测算法训练选用由所述感知模块采集的活体人脸图像和所述感知模块对照片、视频和3D模型采集的非活体人脸图像进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，包括感知模块、执行模块、人机交互模块、计算与控制模块、电源模块，所述感知模块和所述计算与控制模块相连，用于拍摄人脸图像并将拍摄到的人脸图像作为人脸输入图像传送给所述计算与控制模块；所述执行模块的输入端与所述计算与控制模块相连，所述执行模块的输出端分别与汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置和汽车启动解锁装置相连，所述执行模块用于接收所述计算与控制模块的动作指令，并依据接收到的所述计算与控制模块的所述动作指令驱动汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置或汽车启动解锁装置；所述人机交互模块与所述计算与控制模块相连，用于人机交互；所述计算与控制模块用于接收所述感知模块和所述人机交互模块传送的信息，并对所接收的信息进行处理，存储和输出，所述计算与控制模块还用于对所述感知模块、所述执行模块和所述人机交互模块进行控制；所述电源模块为所述感知模块、所述执行模块、所述人机交互模块和所述计算与控制模块提供电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，包括感知模块、执行模块、人机交互模块、计算与控制模块、电源模块，所述感知模块和所述计算与控制模块相连，用于拍摄人脸图像并将拍摄到的人脸图像作为人脸输入图像传送给所述计算与控制模块；所述执行模块的输入端与所述计算与控制模块相连，所述执行模块的输出端分别与汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置和汽车启动解锁装置相连，所述执行模块用于接收所述计算与控制模块的动作指令，并依据接收到的所述计算与控制模块的所述动作指令驱动汽车门锁解锁装置、后备箱解锁装置或汽车启动解锁装置；所述人机交互模块与所述计算与控制模块相连，用于人机交互；所述计算与控制模块用于接收所述感知模块和所述人机交互模块传送的信息，并对所接收的信息进行处理，存储和输出，所述计算与控制模块还用于对所述感知模块、所述执行模块和所述人机交互模块进行控制；所述电源模块为所述感知模块、所述执行模块、所述人机交互模块和所述计算与控制模块提供电源。2.如权利要求1所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述计算与控制模块包括存储模块、计算模块、外部控制模块、内部控制模块，所述存储模块受所述内部控制模块的控制，用于接收、存储和发送用户设置信息、参考图像、算法参数和运行日志，所述参考图像包括人脸识别参考图像、活体识别参考权重文件；所述计算模块受所述内部控制模块的控制，所述计算模块包括图像处理子模块、人脸识别子模块、活体识别子模块；所述图像处理子模块用于接收和处理所述人脸输入图像，得到预处理人脸图像；所述人脸识别子模块受所述内部控制模块的控制，在训练模式时，用于对所述预处理人脸图像进行识别，并将识别合格的所述预处理人脸图像作为所述人脸识别参考图像发送给所述存储模块，在工作模式时，所述人脸识别子模块以所述人脸识别参考图像为基础对所述预处理人脸图像进行识别与对比，并将人脸识别的对比结果传送给所述外部控制模块；所述活体识别子模块受所述内部控制模块的控制，在训练模式时，用于对所述预处理人脸图像进行真假人脸图像分类的识别，从而得到所述活体识别参考权重文件，并将所述活体识别参考权重文件发送给所述存储模块，在工作模式时，所述活体识别子模块对所述预处理人脸图像进行识别，并将活体识别的对比结果传送给所述外部控制模块；所述外部控制模块受所述内部控制模块的控制，接收所述计算模块发送过来的所述对比结果，依据所述对比结果控制所述执行模块、所述感知模块和所述人机交互模块；所述内部控制模块用于接收所述人机交互模块传送过来的所述用户设置信息，并依据所述用户设置信息进行所述计算与控制模块内部的控制。3.如权利要求2所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述感知模块包括视觉传感器，所述视觉传感器被配置为单目相机、双目相机或单目相机与3D结构光传感器的组合；所述视觉传感器包括车门解锁传感器、后备箱解锁传感器、启动解锁传感器，所述车门解锁传感器设置于汽车的前面和后门的上沿或悬挑在车窗内侧；所述后备箱解锁传感器设置于汽车的后备箱上沿或悬挑在车窗内侧；所述启动解锁传感器设置于主后视镜镜面偏驾驶员一侧或前挡风玻璃驾驶员前上方。4.如权利要求3所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述存储模块的信息存储位置被配置为本地车辆端存储、远程服务器端存储或本地车辆端与远程服务器端双重存储这三种存储模式中的任一种。5.如权利要求4所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述人机交互模块包括输入子模块、显示子模块，所述输入子模块被配置为按键、旋钮、触控屏幕或语音输入中的一种或几种的组合；所述显示子模块被配置为触控屏幕或喇叭中的一种或两种的组合。6.如权利要求5所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述人脸识别子模块和所述活体识别子模块均配置了深度卷积神经网络算法。7.如权利要6所述的基于人脸识别的汽车解锁系统，其特征在于，所述车门解锁传感器和后备箱解锁传感器被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振阳，程志伟，黄宏成，陈恺维，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31