CN109902625A - 车内智能补光人脸识别装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人脸识别设备领域，具体指一种车内智能补光人脸识别装置及其控制方法。该装置包括处理器、无线传输模块以及多个压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块，能够准确找出载人座椅并确定车内人员的实际分布情况，实现摄像头和可见光补光模块的按需调用及人脸识别环节的精准补光。该控制方法能够将车内人员区分为驾驶位人员和乘客位人员并分别采取本地识别和云端识别的模式进行人脸识别，并在车内人员互换座位后展开二次识别，能够较好地满足网约车和共享租车运营方的监管需求。

Description

车内智能补光人脸识别装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及人脸识别设备领域，具体是一种车内智能补光人脸识别装置以及该车内智能补光人脸识别装置的控制方法。

背景技术

近年来，网约车和共享租车的发展极大地方便了人们的交通出行，但与此同时，网约车和共享租车也成为了一些不法分子的作案场所和作案工具，相关的刑事案件屡见不鲜。只有真正做到实名承运、实名乘用才能有效惩治这类犯罪行为，保障乘客及驾驶人的人身和财产安全。因此，网约车和共享租车在营运过程中都有必要对车内全部人员进行人脸识别，这样相关车辆内部就需要设置一套人脸识别装置。

车厢内部的光照情况会直接影响人脸识别的成功率，而作为封闭空间的车厢内部结构又较为复杂，因此有必要在车厢内设置补光光源。目前国内主流品牌乘用车的车厢灯数量普遍较少，设置位置靠前，且只能由车内人员手动控制开关，亮度通常不可调，满足不了车内不同位置人员面部识别的自动补光需求。另外为保证识别效率，车内不同人员的面部识别需要借助设置于车厢内不同位置的多个摄像头来完成，如何依据车内人员的分布情况智能调度这些摄像头和补光光源进行人脸识别也是一个难题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够根据车内人员的分布情况自动识别人脸的车内智能补光人脸识别装置。

本发明的第二目的在于提供一种车内智能补光人脸识别装置的控制方法。

为实现上述第一目的，本发明提供一种车内智能补光人脸识别装置，包括处理器、无线传输模块以及多个压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块。无线传输模块以及多个压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块均与处理器电性连接。压力传感器设置于座椅的坐垫内，摄像头设置于座椅前方，亮度感光模块及可见光补光模块均设置于座椅正上方。

处理器内运行有位置分析单元、补光控制单元和人脸识别单元。位置分析单元通过压力传感器检测到的压力值确认载人座椅，补光控制单元依据与载人座椅对应的亮度感光模块获取的环境亮度值控制对应的可见光补光模块执行补光。人脸识别单元通过与载人座椅对应的摄像头对驾驶位人员的面部信息进行本地识别并将乘客位人员的面部信息通过无线传输模块发送给云端识别服务器。

上述人脸识别装置通过设置于座椅内的压力传感器可准确找出载人座椅，从而确定车内人员的实际分布情况，进而能够实现摄像头和可见光补光模块的按需调用。通过对应于载人座椅的亮度感光模块确定环境亮度后能够控制对应的可见光补光模块实现精准补光。

车内人员中驾驶人的责任最为重大，因此无论网约车还是共享租车都要对驾驶人员进行严格管控，由于这两种业态下的驾驶人员都相对较为固定，因此适合进行本地识别。另外两种业态下乘客都有较大的流动性和随机性，因此乘客身份的识别更适合采取云端识别模式。

进一步的方案是，压力传感器、亮度感光模块、摄像头、可见光补光模块的数量均与车内座椅的数量一致。

针对车内全部座椅设置相关电子器件可保证对车内任意位置人员的面部信息都能做到精准和高效的识别。

进一步的方案是，可见光补光模块包括PWM控制电路和多个不同投射角度的LED灯，每个LED灯都与PWM控制电路电性相连。

不同投射角度的多个LED灯射出的光线能够在车内发生漫反射，照亮更大范围车内空间，并且能较好地模拟出自然光的补光效果，有助于提高面部识别成功率。PWM控制方案的原理简单且较为成熟可靠，可实现对LED灯亮度的精准控制。

一个优选的方案是，亮度感光模块为数字型光强度传感器。

数字型光强度传感器抗干扰效果好，数字处理反应快，结果准确，体积小且易于集成，适合应用于布置空间较为紧张的车内智能补光人脸识别装置中。

一个优选的方案是，无线传输模块为3G通信模块或4G通信模块。

3G/4G无线通信方案较为成熟可靠且传输速率较快，能够将本地产生的大量人脸特征信息数据及时上传至云端识别服务器，保障云端识别的效率。

一个优选的方案是，压力传感器为薄膜型触点传感器。

薄膜型触点传感器广泛应用于安全带提醒装置(SBR)中，能够准确捕捉到座椅受力表面的压力值变化。

为实现上述第二目的，本发明提供一种车内智能补光人脸识别装置的控制方法，该车内智能补光人脸识别装置包括处理器、无线传输模块以及数量与车内座椅数量一致的压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块，压力传感器、亮度感光模块、摄像头、可见光补光模块以及无线传输模块均与处理器电性连接，压力传感器设置于每个座椅的坐垫内，摄像头设置于每个座椅的前方，亮度感光模块及可见光补光模块均设置于每个座椅的正上方，处理器内运行有位置分析单元、补光控制单元和人脸识别单元，其特殊之处在于，该方法包括下列步骤：

位置分析单元根据压力传感器检测到的压力值确认车内的载人座椅并将对应的目标座位码发送给补光控制单元和人脸识别单元。

补光控制单元通过与目标座位码对应的亮度感光模块获取载人座椅处的环境亮度值，补光控制单元依据环境亮度值和预设亮度值区间生成对应的PWM信号并发送给与目标座位码对应的PWM控制电路，PWM控制电路依据PWM信号控制对应的LED灯的发光亮度。

人脸识别单元依据目标座位码将车内人员区分为驾驶位人员和乘客位人员并通过摄像头获取对应人员的人脸特征信息，人脸识别单元对驾驶位人员的人脸特征信息进行本地识别，并将乘客位人员的人脸特征信息连同对应的目标座位码通过无线传输模块发送给云端识别服务器。

依据通用的规则对不同类型乘用车的内部座椅进行编码后就能准确判断出车内人员的位置及身份。相应地，网约车和共享租车运营方通过云端识别服务器不仅能确定乘客的身份信息，还能知晓车辆的座位使用情况，这将有助于提高运营管理水平和服务质量。

进一步的方案是，压力传感器实时检测车内座椅所受的压力并将对应的压力值及座位码发送给位置分析单元，位置分析单元持续将压力值与预设的载人压力值范围进行比对，位置分析单元将规定时长内压力值连续处于预设载人压力值范围内的座椅判定为载人座椅，并以载人座椅的座位码作为目标座位码。

由上可见，压力值实时分析结合压力持续时长分析能够精确有效地确定车内人员的位置，从而保证人脸识别环节对摄像头和可见光补光模块的精准调用，在提高识别效率的同时降低设备能耗。

进一步的方案是，位置分析单元对载人座椅在单位时长内的压力值波动进行分析，位置分析单元将单位时长内的压力值波动范围大于预设压力值波动范围的载人座椅判定为换位座椅，并将换位座椅的座位码作为目标座位码发送给补光控制单元和人脸识别单元。

车内人员间的座位互换往往伴随着乘客与驾驶人身份的互换或乘客间相对位置的变化，因此有必要对相关人员进行二次人脸识别以更新其位置情况。通过分析单位时长内座椅压力值的波动能够准确找出换位座椅，进而确定互换座位后车内人员的具体位置，从而保证二次人脸识别环节对摄像头和可见光补光模块的精准调用。

进一步的方案是，本地识别包括：人脸识别单元通过无线传输模块从用户实名信息服务器获取与车辆ID匹配的授权人员人脸特征信息，随后人脸识别单元对驾驶位人员的人脸特征信息和授权人员人脸特征信息进行比对。

依据车辆ID从云端获取的授权人员人脸特征信息可为本地识别提供有效依据。本地识别的识别结果对车辆管理的意义重大，若通过无线传输模块发送给运营管理服务器后可使运营方获悉相关情况并在后台对车辆进行间接管理。若将人脸识别单元接入车辆的电子启动系统就能以识别结果作为汽车启动的依据，从而实现对车辆的直接管理。

附图说明

图1是本发明车内智能补光人脸识别装置实施例的布置位置示意图。

图2是本发明车内智能补光人脸识别装置实施例的电气结构框图。

图3是本发明车内智能补光人脸识别装置实施例的控制方法流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明提供的车内智能补光人脸识别装置包括处理器1、无线传输模块2以及数量与车内座椅数量一致的压力传感器3、亮度感光模块4、摄像头5和可见光补光模块6。压力传感器3、亮度感光模块4、摄像头5、可见光补光模块6以及无线传输模块2均与处理器1电性连接。压力传感器3设置于每个座椅的坐垫内，摄像头5设置于每个座椅的前方，亮度感光模块4及可见光补光模块6均设置于每个座椅的正上方。

处理器1内运行有位置分析单元11、补光控制单元12和人脸识别单元13。位置分析单元11通过压力传感器3检测到的压力值确认载人座椅，补光控制单元12依据与载人座椅对应的亮度感光模块4获取的环境亮度信息控制对应的可见光补光模块6执行补光。人脸识别单元13通过与载人座椅对应的摄像头5对驾驶位人员的面部信息进行本地识别并将乘客位人员的面部信息通过无线传输模块2发送给云端识别服务器7。

人脸识别装置通过设置于座椅内的压力传感器3可准确找出载人座椅，从而确定车内人员的实际分布情况，进而能够实现摄像头5和可见光补光模块6的按需调用。通过对应于载人座椅的亮度感光模块4确定环境亮度后能够控制对应的可见光补光模块6实现精准补光。针对车内全部座椅设置相关电子器件可保证对车内任意位置人员的面部信息都能做到精准和高效的识别。

车内人员中驾驶人的责任最为重大，因此无论网约车还是共享租车都要对驾驶人员进行严格管控，由于这两种业态下的驾驶人员都相对较为固定，因此适合进行本地识别。另外两种业态下乘客都有较大的流动性和随机性，因此乘客身份的识别更适合采取云端识别模式。实施例中整套车内智能补光人脸识别装置都从车载电源取电，因而未内置专门的电源模块。

可见光补光模块6包括PWM控制电路61和多个不同投射角度的LED灯62，每个LED灯62都与PWM控制电路61电性连接。

不同投射角度的多个LED灯62射出的光线能够在车内发生漫反射，照亮更大范围车内空间，并且能较好地模拟出自然光的补光效果，有助于提高面部识别成功率。PWM控制方案的原理简单且较为成熟可靠，可实现对LED灯亮度的精准控制。图2是实施例对应于两座微型车的实施形态。

亮度感光模块4为数字型光强度传感器，无线传输模块2为3G通信模块或4G通信模块，压力传感器3为薄膜型触点传感器。

参见图3，前述车内智能补光人脸识别装置的控制方法包括下列步骤：

S1:位置分析单元11根据压力传感器3检测到的压力值确认车内的载人座椅并将对应的目标座位码发送给补光控制单元12和人脸识别单元13。

S2:补光控制单元12通过与目标座位码对应的亮度感光模块4获取载人座椅处的环境亮度值，补光控制单元12依据环境亮度值和预设亮度值区间生成对应的PWM信号并发送给与目标座位码对应的PWM控制电路61，PWM控制电路61依据PWM信号控制对应的LED灯62的发光亮度。

S3:人脸识别单元13依据目标座位码将车内人员区分为驾驶位人员和乘客位人员并通过摄像头5获取对应人员的人脸特征信息，人脸识别单元13对驾驶位人员的人脸特征信息进行本地识别，并将乘客位人员的人脸特征信息连同对应的目标座位码通过无线传输模块2发送给云端识别服务器7。

其中，步骤S1可以依据通用的规则对不同类型乘用车的内部座椅进行编码后就能准确判断出车内人员的位置及身份(驾驶员或乘客)。步骤S2中补光控制单元通过比较目标座椅处的环境亮度值与预设亮度值区间的差距确定所需的补光亮度并生成对应的PWM信号从而实现精准补光。步骤S3中网约车和共享租车运营方通过云端识别服务器7不仅能确定乘客的身份信息，还能知晓车辆的座位使用情况，这将有助于提高运营管理水平和服务质量。本地识别和云端识别两种识别模式相结合能够较好地满足运营方的监管需求。

压力传感器3实时检测车内座椅所受的压力并将对应的压力值及座位码发送给位置分析单元11，位置分析单元11持续对压力值和预设的载人压力值范围进行比对，位置分析单元11将规定时长内压力值连续处于预设载人压力值范围内的座椅判定为载人座椅，并以载人座椅的座位码作为目标座位码。

通过压力传感器3与位置分析单元11联动进行压力值实时分析以及压力持续时长分析能够准确判断车内人员是否已于选定的座椅上坐定。车内人员刚进入车厢内往往需要一定时间调整座椅及坐姿，在此期间还可能还会更换座椅，因而不宜执行人脸识别。待车内人员坐定后即不太可能做大幅动作，并且座位变动的可能性也较小，此时再进行人脸识别的时机较为恰当。另外两种分析模式相结合能够准确找出载人座椅，从而保证人脸识别环节对摄像头5和可见光补光模块6的精准调用，在提高识别效率的同时降低设备能耗。

位置分析单元11对载人座椅在单位时长内的压力值波动进行分析，位置分析单元11将单位时长内的压力值波动范围大于预设压力值波动范围的载人座椅判定为换位座椅，并将换位座椅的座位码作为目标座位码发送给补光控制单元12和人脸识别单元13。

车内人员间的座位互换往往伴随着乘客与驾驶人身份的互换或乘客间相对位置的变化，因此有必要对相关人员进行二次人脸识别以更新其位置情况。通过分析单位时长内座椅压力值的波动能够准确找出换位座椅，进而确定互换座位后车内人员的具体位置，从而保证二次人脸识别环节对摄像头5和可见光补光模块6的精准调用。

本实施例的本地识别包括：人脸识别单元13通过无线传输模块2从用户实名信息服务器8获取与车辆ID匹配的授权人员人脸特征信息，随后人脸识别单元13对驾驶位人员的人脸特征信息和授权人员人脸特征信息进行比对。

依据车辆ID从云端获取的授权人员人脸特征信息可为本地识别提供有效依据。本地识别的识别结果对车辆管理的意义重大，若通过无线传输模块2发送给运营管理服务器可使运营方获悉相关情况并在后台对车辆实施间接管理；若将人脸识别单元接入车辆的电子启动系统就能以识别结果作为汽车启动的依据，从而实现对车辆的直接管理。

Claims (10)

1.一种车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，包括处理器、无线传输模块以及多个压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块，所述无线传输模块以及多个所述压力传感器、所述亮度感光模块、所述摄像头和所述可见光补光模块均与所述处理器电性连接，所述压力传感器设置于座椅的坐垫内，所述摄像头设置于座椅前方，所述亮度感光模块及所述可见光补光模块均设置于座椅正上方；

所述处理器内运行有位置分析单元、补光控制单元和人脸识别单元，所述位置分析单元通过所述压力传感器检测到的压力值确认载人座椅，所述补光控制单元依据与所述载人座椅对应的亮度感光模块获取的环境亮度值控制对应的可见光补光模块执行补光，所述人脸识别单元通过与所述载人座椅对应的摄像头对驾驶位人员的面部信息进行本地识别并将乘客位人员的面部信息通过所述无线传输模块发送给云端识别服务器。

2.如权利要求1所述的车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，所述压力传感器、所述亮度感光模块、所述摄像头、所述可见光补光模块的数量均与车内座椅的数量一致。

3.如权利要求1所述的车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，所述可见光补光模块包括PWM控制电路和多个不同投射角度的LED灯，每个所述LED灯都与所述PWM控制电路电性相连。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，所述亮度感光模块为数字型光强度传感器。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，所述无线传输模块为3G通信模块或4G通信模块。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的车内智能补光人脸识别装置，其特征在于，所述压力传感器为薄膜型触点传感器。

7.一种车内智能补光人脸识别装置的控制方法，该车内智能补光人脸识别装置包括处理器、无线传输模块以及数量与车内座椅数量一致的压力传感器、亮度感光模块、摄像头和可见光补光模块，所述压力传感器、所述亮度感光模块、所述摄像头、所述可见光补光模块以及所述无线传输模块均与所述处理器电性连接，所述压力传感器设置于每个座椅的坐垫内，所述摄像头设置于每个座椅的前方，所述亮度感光模块及所述可见光补光模块均设置于每个座椅的正上方，所述处理器内运行有位置分析单元、补光控制单元和人脸识别单元，其特征在于，该方法包括下列步骤：

所述位置分析单元根据所述压力传感器检测到的压力值确认车内的载人座椅并将对应的目标座位码发送给所述补光控制单元和所述人脸识别单元；

所述补光控制单元通过与所述目标座位码对应的亮度感光模块获取所述载人座椅处的环境亮度值，所述补光控制单元依据所述环境亮度值和预设亮度值区间生成对应的PWM信号并发送给与所述目标座位码对应的PWM控制电路，所述PWM控制电路依据所述PWM信号控制对应的LED灯的发光亮度；

所述人脸识别单元依据所述目标座位码将车内人员区分为驾驶位人员和乘客位人员并通过所述摄像头获取对应人员的人脸特征信息，所述人脸识别单元对驾驶位人员的人脸特征信息进行本地识别，并将乘客位人员的人脸特征信息连同对应的目标座位码通过所述无线传输模块发送给云端识别服务器。

8.如权利要求7所述的车内智能补光人脸识别装置的控制方法，其特征在于，所述压力传感器实时检测车内座椅所受的压力并将对应的压力值及座位码发送给所述位置分析单元，所述位置分析单元持续将压力值与预设的载人压力值范围进行比对，所述位置分析单元将规定时长内压力值连续处于预设载人压力值范围内的座椅判定为载人座椅，并以所述载人座椅的座位码作为目标座位码。

9.如权利要求7所述的车内智能补光人脸识别装置的控制方法，其特征在于，所述位置分析单元对所述载人座椅在单位时长内的压力值波动进行分析，所述位置分析单元将单位时长内的压力值波动范围大于预设压力值波动范围的载人座椅判定为换位座椅，并将所述换位座椅的座位码作为目标座位码发送给所述补光控制单元和所述人脸识别单元。

10.如权利要求7至9中任意一项所述的车内智能补光人脸识别装置的控制方法，其特征在于，所述本地识别包括：

所述人脸识别单元通过所述无线传输模块从用户实名信息服务器获取与车辆ID匹配的授权人员人脸特征信息，随后所述人脸识别单元对驾驶位人员的人脸特征信息和授权人员人脸特征信息进行比对。