CN113301526B - 一种基于自组网的车载移动终端 - Google Patents

一种基于自组网的车载移动终端 Download PDF

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CN113301526B CN202110519401.8A CN202110519401A CN113301526B CN 113301526 B CN113301526 B CN 113301526B CN 202110519401 A CN202110519401 A CN 202110519401A CN 113301526 B CN113301526 B CN 113301526B
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Abstract

本发明提供了一种基于自组网的车载移动终端，包括终端主体、触摸屏、控制芯片、摄像头和通信天线；所述触摸屏设置在所述终端主体的正面；所述摄像头设置在所述终端主体的上表面；所述控制芯片和所述通信天线均设置在所述终端主体的内部；所述触摸屏、所述摄像头、所述通信天线均分别与所述控制芯片连接；所述摄像头用于获取用户的脸部图像，并传输至所述控制芯片；所述控制芯片用于基于所述脸部图像判断所述用户是否具有自组网通信权限，若是，则打开自组网功能；若否，则关闭自组网功能；所述通信天线用于与路网中的通信节点进行自组网通信。本发明的车载移动终端能够有效地增强自组网通信中的信息安全性。

Description

一种基于自组网的车载移动终端
技术领域
本发明涉及车载移动终端领域，尤其涉及一种基于自组网的车载移动终端。
背景技术
车载自组网是指在交通环境中车辆之间、车辆与固定接入点之间及车辆与行人之间相互通信组成的开放式移动Adhoc网络，其目标是为了在道路上构建一个自组织的、部署方便、费用低廉、结构开放的车辆间通信网络，提供无中心、自组织、支持多跳转发的数据传输能力，以实现事故预警、辅助驾驶、道路交通信息查询、车间通信和Internet接入服务等应用。为了实现车载自组网，一般需要在车辆上设置相应的车载移动终端。现有技术中，车载移动终端并没有身份验证功能，一般是汽车启动后按照默认的设置进行汽车之间的通信等工作。但是这种设置方式容易导致黑客恶意散布错误的道路交通信息，容易对正常的交通秩序产生不良影响。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于自组网的车载移动终端。
本发明提供了一种基于自组网的车载移动终端，包括终端主体、触摸屏、控制芯片、摄像头和通信天线；
所述触摸屏设置在所述终端主体的正面；
所述摄像头设置在所述终端主体的上表面；
所述控制芯片和所述通信天线均设置在所述终端主体的内部；
所述触摸屏、所述摄像头、所述通信天线均分别与所述控制芯片连接；
所述摄像头用于获取用户的脸部图像，并传输至所述控制芯片；
所述控制芯片用于基于所述脸部图像判断所述用户是否具有自组网通信权限，若是，则打开自组网功能；若否，则关闭自组网功能；
所述通信天线用于与路网中的通信节点进行自组网通信。
作为优选，所述基于自组网的车载移动终端还包括麦克风和扬声器；
所述麦克风和所述扬声器均设置在所述终端主体的正面；所述麦克风和所述扬声器均与所述控制芯片连接；
所述扬声器用于在播放多媒体内容时和在进行通信时播放声音；
所述麦克风用于在进行通信时获取所述用户的语音，并将所述语音传输至所述控制芯片。
作为优选，所述基于自组网的车载移动终端还包括定位芯片，所述定位芯片设置在所述终端主体的内部，所述定位芯片与所述控制芯片连接；
所述定位芯片用于获取车载移动终端的位置信息，并将所述位置信息发送至所述控制芯片。
作为优选，所述基于自组网的车载移动终端还包括转动装置，所述转动装置设置在所述终端主体的上表面；
所述转动装置包括壳体、转动电机和连接杆；
所述转动电机与所述控制芯片电性连接；
所述转动电机设置在所述壳体的内部；
所述连接杆的一端与所述转动电机的转轴连接，另一端穿过所述壳体的上表面与所述摄像头连接。
作为优选，所述路网中的通信节点包括道路上的车辆中的自组网通信装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的车载移动终端在进行自组网通信前需要先进行身份验证，然后再启动自组网通信功能，相较于现有技术中的对自组网通信不做任何限制的方式，本发明的车载移动终端能够有效地增强自组网通信中的信息安全性，避免黑客恶意散布错误的道路交通信息，对正常的交通秩序产生不良影响。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种基于自组网的车载移动终端主视图的一种示例性实施例图。
图2，为本发明一种基于自组网的车载移动终端的连接关系的一种示例性实施例图。
图3，为本发明一种基于自组网的车载移动终端的主视图的另一种示例性实施例图。
图4，为本发明一种基于自组网的车载移动终端的连接关系的另一种示例性实施例图。
图5，为本发明的转动装置的一种示例性实施例图。
图6，为本发明的坐标系的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于自组网的车载移动终端，包括
本发明提供了一种基于自组网的车载移动终端，包括终端主体1、触摸屏2、控制芯片3、摄像头4和通信天线5；
所述触摸屏2设置在所述终端主体1的正面；
所述摄像头4设置在所述终端主体1的上表面；
所述控制芯片3和所述通信天线5均设置在所述终端主体1的内部；
如图2所示，所述触摸屏2、所述摄像头4、所述通信天线5均分别与所述控制芯片3连接；
所述摄像头4用于获取用户的脸部图像，并传输至所述控制芯片3；
所述控制芯片3用于基于所述脸部图像判断所述用户是否具有自组网通信权限，若是，则打开自组网功能；若否，则关闭自组网功能；
所述通信天线5用于与路网中的通信节点进行自组网通信。
本发明的车载移动终端在进行自组网通信前需要先进行身份验证，然后再启动自组网通信功能，相较于现有技术中的对自组网通信不做任何限制的方式，本发明的车载移动终端能够有效地增强自组网通信中的信息安全性，避免黑客恶意散布错误的道路交通信息，对正常的交通秩序产生不良影响。
另外，采用人脸识别的方式来对自组网通信权限进行判断，能够避免账号密码泄露导致用户背锅。
触摸屏2用于用户输入操作指令。
用户在发现道路拥堵、发现交通事故等事件时，可以通过车载移动终端将这些事件的相关信息通过自组网通信发送至其它车辆，方便其它车辆及时减速或者变换车道等，从而提高道路的安全性。
但是，如果用户发布错误的相关信息，则容易对正常的交通秩序产生影响，例如因为车主减速造成后面的车辆拥堵等。因此，需要对发布相关信息的主题的权限进行限制，避免没有权限的人发布错误的相关信息，扰乱交通秩序。
作为优选，如图3所示，所述基于自组网的车载移动终端还包括麦克风6和扬声器7；
所述麦克风6和所述扬声器7均设置在所述终端主体1的正面；如图4所示，所述麦克风6和所述扬声器7均与所述控制芯片3连接；
所述扬声器7用于在播放多媒体内容时和在进行通信时播放声音；
所述麦克风6用于在进行通信时获取所述用户的语音，并将所述语音传输至所述控制芯片3。
作为优选，所述基于自组网的车载移动终端还包括定位芯片，所述定位芯片设置在所述终端主体1的内部，所述定位芯片与所述控制芯片3连接；
所述定位芯片用于获取车载移动终端的位置信息，并将所述位置信息发送至所述控制芯片3。
作为优选，所述基于自组网的车载移动终端还包括转动装置，所述转动装置设置在所述终端主体1的上表面；
如图5所示，所述转动装置包括壳体8、转动电机9和连接杆10；
所述转动电机9与所述控制芯片3电性连接；
所述转动电机9设置在所述壳体8的内部；
所述连接杆10的一端与所述转动电机9的转轴11连接，另一端穿过所述壳体8的上表面与所述摄像头4连接。
摄像头4可旋转地设置，有利于自动获取用户的位置，从而获取用户的脸部图像，并不需要用于把头伸到摄像头4前面来是摄像头4获取脸部图像，有效地提高了用户的体验。从而促进更多的用户使用本发明的车载移动终端，进而提高自组网的安全性。
作为优选，所述路网中的通信节点包括道路上的车辆中的自组网通信装置。
作为优选，所述控制芯片3通过下述方式控制所述摄像头4获取用户的脸部图像：
控制转动电机9转动，带动摄像头4旋转到预设的第一拍摄角度；
获取所述摄像头4在所述预设的第一拍摄角度拍摄的定位图像；
基于所述定位图像确定所述用户的脸部对应的第二拍摄角度；
控制转动电机9转动，带动摄像头4旋转到所述第二拍摄角度；
获取所述摄像头4在所述第二拍摄角度拍摄的用户的脸部图像。
由于摄像头4实现并不知道用户的位置，因此，需要通过获取多张定位图像来判断用户的位置，从而实现第二拍摄角度的计算，以便摄像头4获取高质量的脸部图像。因为当摄像头4的光轴与用户的脸部平面之间的夹角越接近90度，则获得的脸部图像的质量越高。
作为优选，所述第一拍摄角度为预设的角度集合中的元素，如图6所示，以摄像头4的光轴和车辆直线倒车时的移动方向平行时为0度建立坐标系，将摄像头4的视野范围角度记为α，则所述角度集合为{-aα,…,-2α,-α,0°,α,2α,…,aα}，
Figure BDA0003063307440000041
角度集合中元素的个数和摄像头4的视野范围角度有关，摄像头4的视野范围角度越大，则角度集合中的元素的数量越少。
作为优选，所述基于所述定位图像确定所述用户的脸部对应的第二拍摄角度，包括：
将摄像头4在拍摄角度为iα时获取的定位图像记为lophiα，i∈[-a,a]，i为整数；
对lophiα进行肤色识别处理，判断lophiα中的人脸皮肤像素点的比例是否大于预设的比例阈值，若是，则基于lophiα计算所述第二拍摄角度：
获取所述人脸皮肤像素点在图像坐标系下的平均坐标aveloct；将lophiα在所述图像坐标系下的图像中心的坐标记为midloct；
将aveloct和midloct从图像坐标系转换到世界坐标系，将aveloct和midloct在世界坐标系下对应的坐标分别记为aveloct'和midloct'；
计算aveloct'和midloct'在所述世界坐标系下的直线距离；
将所述直线距离转换为摄像头4的光轴的旋转角度θ；
通过下述公式计算第二拍摄角度：
saglph＝iα+sθ
式中，saglph表示第二拍摄角度，s表示自适应数值,
当i∈[-a,0]时，若aveloct'在midloct'的右侧，则s的值为1，若aveloct'在midloct'的左侧，则s的值为-1，若aveloct'和midloct'重合，则s的值为0；
当i∈(0，a]时，若aveloct'在midloct'的右侧，则s的值为-1，若aveloct'在midloct'的左侧，则s的值为1，若aveloct'和midloct'重合，则s的值为0。
对定位图像进行肤色识别，有利于快速找到用户的脸部所在的位置，从而计算出第二拍摄角度。另外，本发明在进行肤色识别时，还通过比例阈值来排除人脸皮肤像素点过少的定位图像，从而避免进行无效的运算，有效地提高了第二拍摄角度的计算速度。自适应数值的设置，有利于针对aveloct'所处的不同情况，自适应地得到不同的值，从而准确地计算得到第二拍摄角度。进而提高本发明的用户体验。
作为优选，所述控制芯片3通过下述方式判断所述用户是否具有自组网通信权限：
获取所述脸部图像的第一特征数据；
将所述第一特征数据与预存的第二特征数据进行匹配，计算两者之间的匹配度；
若所述匹配度大于预设的匹配度阈值，则表示所述用户具有自组网通信权限。
所述第二特征数据为具有自组网通信权限的人员的脸部图像的特征数据。
作为优选，通过下述方式获取所述脸部图像的第一特征数据：
对所述脸部图像进行光照调节处理，获得第一处理图像；
通过下述公式对所述第一处理图像进行转换处理，获得第二处理图像：
tspi(node)＝ω1×L(node)+ω2×[δ1×R(node)+δ2×G(node)+δ3×B(node)]
式中，tspi(node)表示像素点node在所述第二处理图像中的像素值，L(node)表示像素点node在L分量图像中的对应的像素点的像素值；L分量图像表示将所述第一处理图像转换到Lab颜色空间后的亮度分量的对应的图像；ω1和ω2表示预设的比例系数，δ1、δ2、δ3表示预设的权重系数，R(node)表示像素点node在R分量图像中的对应的像素点的像素值，G(node)表示像素点node在G分量图像中的对应的像素点的像素值，B(node)表示像素点node在B分量图像中的对应的像素点的像素值，R分量图像、G分量图像、B分量图像分别表示将所述第一处理图像转换到RGB颜色空间后的红色分量、绿色分量、蓝色分量对应的图像；
对所述第二处理图像进行降噪处理，获得第三处理图像；
使用预设的特征提取算法对所述第三处理图像进行特征提取，获得所述第三处理图像中包含的第一特征数据。
先进行光照调节处理，有利于降低光照不均匀分布对后续的特征提取的准确性的影响，从而提升本发明对用户是否具有自组网通信权限的判断的准确性。在计算第二处理图像时，并不是简单地对R、G、B三个分量的图像进行加权求和，而是加入了L分量，亮度分量的加入有利于进一步使得获取的第二处理图像中的光照分布更为均匀。
作为优选，所述对所述脸部图像进行光照调节处理，获得第一处理图像，包括：
对所述脸部图像进行分块处理，将所述脸部图像分成N个面积相等的子图像；
分别对每个子图像进行光照调节处理，获得光照调节处理后的子图像；
将所有光照调节处理后的子图像组成第一处理图像；
对于第n个子图像，使用下述方式对其进行光照调节处理，n∈[1,N]：
使用下述公式对所述第n个子图像进行预处理：
Figure BDA0003063307440000071
式中，preproimg(g)表示对所述第n个子图像进行预处理后得到的图像preproimg中的像素点g的像素值，neiUg表示像素点g在所述第n个子图像中对应的像素点的q×q大小的邻域中的像素点的集合，nei表示neiUg中包含的像素点，Rn(nei)、Gn(nei)、Bn(nei)分别表示nei在所述第n个子图像对应的R分量图像、G分量图像、B分量图像中的像素点的像素值，max表示取Rn(nei)、Gn(nei)、Bn(nei)三者中的最大值，nofUg表示neiUg中包含的像素点的总数；
对于preproimg中的像素点g，通过下述方式判断其所属类型：
计算像素点g的判断参数：
Figure BDA0003063307440000072
式中，judpar(g)表示像素点g的判断参数，preproimgma和preproimgmi分别表示preproimg中的像素值的最大值和最小值，nthsimgma和nthsimgmi分别表示所述第n个子图像对应的L分量图像中的像素值的最大值和最小值，nthsimg(g)表示像素点g在所述第n个子图像对应的L分量图像中对应的像素点的像素值，c1和c2分别表示预设的第一常数参数和第二常数参数，sg表示的控制变量，
Figure BDA0003063307440000073
c1的取值范围为[7,10]，c2的取值范围为[9,12]；
若judpar(g)大于自适应对比阈值adpctr，则像素点g为第一类型像素点，若judpar(g)小于等于自适应对比阈值adpctr，则像素点g为第二类型像素点；
adpctr＝nthsimgave×c3
式中，nthsimgave表示所述第n个子图像对应的L分量图像中的像素值的均值，c3表示预设的第三常数参数；
将像素点g在所述第n个子图像中对应的像素点记为g′，基于像素点g的所属类型计算g′的调节参数；
使用所述调节参数对g′进行光照调节计算，获得g′进行光照调节后的像素值。
传统的光照调节处理，一般是全局处理，即对所有的像素点都使用同一函数进行处理，这种处理方式并不能适应不同的光照分布情况，使得光照处理的结果准确度不够高。
而本发明先将脸部图像分成多个子图像，然后再对每个子图像中的像素点自适应地进行光照调节处理，提高了对像素点进行光照调节处理的针对性，从而提高光照处理结果的准确性。
在对第n个子图像进行光照调节处理时，先对子图像进行预处理，将子图像中的各个像素点的光照信息进行扩散，从而有利于准确地对预处理图像中的像素点g的的类型进行划分，进而获取像素点g在所述第n个子图像中对应的像素点g′的调节参数，实现对像素点g′的自适应光照调节处理，提高光照调节处理的准确性。
在计算判断参数时，充分考虑了像素点g和子图像中其它像素点的关系，在判断参数计算时，考虑了preproimg中的像素值的最大值和最小值，像素点g在所述第n个子图像对应的L分量图像中对应的像素点的像素值，预处理时处理窗口的大小q等参数，实现了对像素点g的所属类型的准确判断。
自适应对比阈值的获取与子图像的像素值的均值有关，能够有效地判断出像素点g与子图像中的其它像素点的差异，进一步提高对像素点g的所属类型的判断的准确性。
作为优选，若像素点g为第一类型像素点，则使用下述公式计算g′的调节参数：
Figure BDA0003063307440000081
u∈{R,G,B}，adjpar(fir,g',u)表示在像素点g为第一类型像素点时，像素点g'在u分量中的调节参数，dkadjpar表示预设的控制系数，bt表示预设的调节程度参数，un(g)表示g在所述第n个子图像对应的u分量图像中对应的像素点的像素值；
Figure BDA0003063307440000082
表示比例参数，
Figure BDA0003063307440000083
若像素点g为第二类型像素点，则使用下述公式计算g′的调节参数：
Figure BDA0003063307440000091
式中，adjpar(sec,g',u)表示在像素点g为第二类型像素点时，像素点g'在u分量中的调节参数。
在计算调节参数时，不仅充分考虑了预处理前和预处理后的像素值的影响，而且自适应地为不同的分量图像设置了不同的计算函数，能够获得准确的调节参数，同时，还设置了控制系数和调节程度参数，有利于在使用调节参数进行光照调节计算时，尽可能保留脸部图像中的对比度信息，实现了对脸部图像中的的信息的有效保留。另外，为不同类型的像素点自适应地设置了不同的处理函数，有利于自适应地获得不同的调节参数，有利于提高对脸部图像进行光照调节的准确性。
作为优选，通过下述方式对g′进行光照调节计算：
当像素点g为第一类型像素点时，通过下述公式计算g′在u分量图像的像素值：
aun(fir,g')＝un(g')×adjpar(fir,g',u)×ctrpar1
式中，aun(g')表示当像素点g为第一类型像素点时，对g'光照调节后，g'在u分量图像的中的像素值，ctrpar表示预设的第一范围控制参数，用于控制aun(g')处于[0,255]之间；
当像素点g为第二类型像素点时，通过下述公式计算g′在u分量图像的像素值：
aun(sec,g')＝un(g')×adjpar(sec,g',u)×ctrpar2
式中，aun(g')表示当像素点g为第一类型像素点时，对g'光照调节后，g'在u分量图像的中的像素值，ctrpar2表示预设的第二范围控制参数，用于控制aun(g')处于[0,255]之间。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于自组网的车载移动终端，其特征在于，包括终端主体、触摸屏、控制芯片、摄像头和通信天线；
所述触摸屏设置在所述终端主体的正面；
所述摄像头设置在所述终端主体的上表面；
所述控制芯片和所述通信天线均设置在所述终端主体的内部；
所述触摸屏、所述摄像头、所述通信天线均分别与所述控制芯片连接；
所述摄像头用于获取用户的脸部图像，并传输至所述控制芯片；
所述控制芯片用于基于所述脸部图像判断所述用户是否具有自组网通信权限，若是，则打开自组网功能；若否，则关闭自组网功能；
所述通信天线用于与路网中的通信节点进行自组网通信；
基于自组网的车载移动终端还包括转动装置，所述转动装置设置在所述终端主体的上表面；
所述转动装置包括壳体、转动电机和连接杆；
所述转动电机与所述控制芯片电性连接；
所述转动电机设置在所述壳体的内部；
所述连接杆的一端与所述转动电机的转轴连接，另一端穿过所述壳体的上表面与所述摄像头连接；
所述控制芯片通过下述方式控制所述摄像头获取用户的脸部图像：
控制转动电机转动，带动摄像头旋转到预设的第一拍摄角度；
获取所述摄像头在所述预设的第一拍摄角度拍摄的定位图像；
基于所述定位图像确定所述用户的脸部对应的第二拍摄角度；
控制转动电机转动，带动摄像头旋转到所述第二拍摄角度；
获取所述摄像头在所述第二拍摄角度拍摄的用户的脸部图像；
所述基于所述定位图像确定所述用户的脸部对应的第二拍摄角度，包括：
将摄像头在拍摄角度为iα时获取的定位图像记为lophiα，i∈[-a,a]，i为整数；
对lophiα进行肤色识别处理，判断lophiα中的人脸皮肤像素点的比例是否大于预设的比例阈值，若是，则基于lophiα计算所述第二拍摄角度：
获取所述人脸皮肤像素点在图像坐标系下的平均坐标aveloct；将lophiα在所述图像坐标系下的图像中心的坐标记为midloct；
将aveloct和midloct从图像坐标系转换到世界坐标系，将aveloct和midloct在世界坐标系下对应的坐标分别记为aveloct'和midloct'；
计算aveloct'和midloct'在所述世界坐标系下的直线距离；
将所述直线距离转换为摄像头的光轴的旋转角度θ；
通过下述公式计算第二拍摄角度：
saglph＝iα+sθ
式中，saglph表示第二拍摄角度，s表示自适应数值,
当i∈[-a,0]时，若aveloct'在midloct'的右侧，则s的值为1，若aveloct'在midloct'的左侧，则s的值为-1，若aveloct'和midloct'重合，则s的值为0；
当i∈(0，a]时，若aveloct'在midloct'的右侧，则s的值为-1，若aveloct'在midloct'的左侧，则s的值为1，若aveloct'和midloct'重合，则s的值为0。
2.根据权利要求1所述的一种基于自组网的车载移动终端，其特征在于，还包括麦克风和扬声器；
所述麦克风和所述扬声器均设置在所述终端主体的正面；所述麦克风和所述扬声器均与所述控制芯片连接；
所述扬声器用于在播放多媒体内容时和在进行通信时播放声音；
所述麦克风用于在进行通信时获取所述用户的语音，并将所述语音传输至所述控制芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于自组网的车载移动终端，其特征在于，还包括定位芯片，所述定位芯片设置在所述终端主体的内部，所述定位芯片与所述控制芯片连接；
所述定位芯片用于获取车载移动终端的位置信息，并将所述位置信息发送至所述控制芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于自组网的车载移动终端，其特征在于，所述路网中的通信节点包括道路上的车辆中的自组网通信装置。
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