CN115731647A - 一种地铁刷脸乘车方法及装置 - Google Patents

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胡明
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Abstract

本发明公开一种地铁刷脸乘车方法及装置，涉及人脸识别技术领域，方法包括：开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库；构建人脸站点库；将PAD捕获的待识别人脸信息与人脸站点库的人脸信息进行比对逻辑判断是否进行站点库缩库；在PAD内比对判断闸机是否放行，以生成请求放行指令或者禁止放行指令；闸机依据收到的指令开闸并生成支付订单，或者不放行。本发明满足了在现有地铁业务流程基础上，扩展不同型号PAD实现地铁刷脸乘车业务流程；提高了比对人脸效率和站点库人脸准确率通过分布式系统、数据库缓存和算法解决人脸识别性能瓶颈；完善地铁乘车人脸识别业务流程，提供供应链内一整套解决方案。

Description

一种地铁刷脸乘车方法及装置
本发明是发明名称为“一种地铁刷脸乘车方法及装置”的分案申请，其中，母案的申请号为202110214615.4，申请日为2021.02.26。
技术领域
本发明涉及人脸识别技术领域，特别是涉及一种地铁刷脸乘车方法及装置。
背景技术
目前刷脸技术中，使用历史人脸数据库根据乘客乘车时间缩库，比对人脸效率不足且准确性不高；未覆盖人脸注册流程；没有概述有效的数据安全方案，数据安全性无法得到保障；针对地铁运行时千万级的数据交易量人脸比对平台的性能瓶颈没有明确方案，系统的可用性存在隐患，没有明确的把控人脸过闸业务流程。
发明内容
本发明的目的是提供一种地铁刷脸乘车方法及装置，提高了比对人脸效率和站点库人脸准确率和比对效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种地铁刷脸乘车方法，包括：
建立人脸信息与用户信息的关联关系，并将所述人脸信息记录在人脸中心库；
采集进入地铁站的乘客图片信息，基于摄像头缩库技术和所述人脸中心库，构建人脸站点库；
通过PAD捕获待识别人脸信息，将所述待识别人脸信息通过所述人脸站点库查询乘客信息，以实现所述人脸站点库缩库；所述PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法，用于抓拍人脸；
比对所述待识别人脸信息与所述人脸中心库中对应存储的人脸信息是否一致，以得到比对结果；所述比对结果包括比对成功和比对失败；
当所述比对结果为比对成功时，显示刷脸成功，并生成请求放行指令；通过闸机根据所述请求放行指令，生成乘车订单，同时所述闸机放行；
当所述比对结果为比对失败时，显示刷脸失败，并生成禁止放行指令，闸机不放行。
可选地，所述建立人脸信息与用户信息的关联关系，并将所述人脸信息记录在人脸中心库，包括：
通过APP子系统-APP客户端-人脸注册模块，乘客注册人脸信息；
APP子系统-APP后台通过网关调用人脸比对子系统-用户系统接口，根据接口内部地铁刷脸服务平台数据流控制方法，判断乘客是否可以开通刷脸乘车；
将人脸图片上传至数字平台-云存储服务器中，将乘客注册信息持久化到数字平台-数据库平台和缓存库中；
调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件将人脸信息录入人脸中心库。
可选地，所述地铁刷脸乘车方法，还包括：
当所述闸机放行时，闸机返回允许通行内容到PAD中展示
当所述闸机不放行时，闸机返回错误内容到PAD中展示。
可选地，所述通过闸机根据所述请求放行指令，生成乘车订单，具体包括：
由所述闸机请求APP子系统-APP后台-票务系统模块根据内部逻辑生成乘车订单。
可选地，所述采集进入地铁站的乘客图片信息，基于摄像头缩库技术和所述人脸中心库，构建人脸站点库，具体包括：
通过设置在地铁站路口的多个摄像头，采集乘客进入地铁站时对应的乘客图片信息，然后发送到摄像头后台处理服务单元中；
所述摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将所述乘客图片信息推送给缩库服务单元；
所述缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
可选地，所述地铁刷脸乘车方法，还包括：
通过PAD捕获待识别人脸信息，将所述待识别人脸信息通过所述人脸站点库查询乘客信息时，若查询结果为未在所述人脸站点库查询到乘客信息，则基于所述人脸中心库对所述待识别人脸信息进行查询。
为达上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种地铁刷脸乘车装置，包括：
录入单元，用于开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库；
第一判断单元，用于乘客感知缩库单元捕获人脸信息，将捕获的人脸信息与人脸中心库的人脸信息进行比对，逻辑判断是否进行站点库缩库；
第二判断单元，用于PAD比对开闸生成支付订单，判断闸机是否放行，其中，PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法用于抓拍人脸，上报人脸信息给人脸比对后台，显示人脸比对后台返回信息，控制闸机开门放行。
可选地，所述乘客感知缩库单元，包括：
采集模块，用于通过在地铁站若干路口放置若干摄像头，在乘客进入地铁站时，采集乘客图片信息；
推送单元，用于摄像头通过人脸抓拍算法捕获到人脸图片后发送到摄像头后台处理服务单元中，摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将摄像头抓拍到的人脸图片推送给缩库服务单元；
构建单元，用于缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
与现有技术相比，本发明的有益效果：满足了在现有地铁业务流程基础上，扩展不同型号PAD实现地铁刷脸乘车业务流程；实现了人脸站点库缩库，提高了比对人脸效率和站点库人脸准确率，并且由于先通过百万级的人脸站点库查询乘客信息，达到了人脸识别库缩库的目的，有效提高了人脸识别的反应效率，进一步能够提升乘客乘车交感体验；完善的乘客人脸注册流程和乘客乘车异常场景处理；通过分布式系统、数据库缓存和算法解决人脸识别性能瓶颈；完善地铁乘车人脸识别业务流程，提供供应链内一整套解决方案；监控用户数据流向为地铁运营赋能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种地铁刷脸乘车方法的流程框图；
图2为本发明实施例的一种地铁刷脸乘车装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种地铁刷脸乘车方法，该方法包括：
步骤S1：开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库。
步骤S2：乘客感知缩库单元捕获人脸信息，将捕获的人脸信息与人脸中心库的人脸信息进行比对，逻辑判断是否进行站点库缩库。
PAD比对开闸生成支付订单，判断闸机是否放行，其中，PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法用于抓拍人脸，上报人脸信息给人脸比对后台，显示人脸比对后台返回信息，控制闸机开门放行。
在本发明的一些实施例中，所述开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库，包括：
通过注册模块，乘客注册人脸信息。
通过网关调用人脸信息比对子系统-用户系统接口，根据接口内部逻辑判断乘客是否可以开通刷脸乘车。
从人脸信息将人脸图片上传至数字平台-云存储服务器中，将乘客注册信息持久化到数字平台-数据库平台和缓存库中。
调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件将人脸信息录入人脸中心库。
在本发明的一些实施例中，所述逻辑判断闸机是否放行，包括：
抓取过闸的乘客人脸信息。
调用中心人脸比对子系统-人脸比对平台接口，上报获取到的人脸图片信息，返回比对结果。
展示人脸比对结果，比对失败展示刷脸失败，比对成功展示刷脸成功，同时向闸机请求放行。
闸机收到请求放行记录后，根据内部逻辑判断是否允许生成乘车订单信息。
在本发明的一些实施例中，所述根据内部逻辑判断是否允许生成乘车订单信息，包括：
当不允许生成乘车订单时，不生成乘车订单，闸机不放行，闸机返回错误内容到图像捕获装置中展示。
当允许生成乘车订单时，生成乘车订单，闸机放行，闸机返回允许通行内容到图像捕获装置中展示。
在本发明的一些实施例中，所述乘客感知缩库单元，包括：
通过在地铁站若干路口放置若干摄像头，在乘客进入地铁站时，采集乘客图片信息。
摄像头通过人脸抓拍算法捕获到人脸图片后发送到摄像头后台处理服务单元中，摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将摄像头抓拍到的人脸图片推送给缩库服务单元。
缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
另一方面，如图2所示，本发明提供了一种地铁刷脸乘车装置，该装置包括：
录入单元，用于开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库。
第一判断单元，用于乘客感知缩库单元捕获人脸信息，将捕获的人脸信息与人脸中心库的人脸信息进行比对，逻辑判断是否进行站点库缩库。
第二判断单元，用于PAD比对开闸生成支付订单，判断闸机是否放行，其中，PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法用于抓拍人脸，上报人脸信息给人脸比对后台，显示人脸比对后台返回信息，控制闸机开门放行。
在本发明的一些实施例中，所述开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库，包括：
通过注册模块，乘客注册人脸信息。
通过网关调用人脸信息比对子系统-用户系统接口，根据接口内部逻辑判断乘客是否可以开通刷脸乘车。
从人脸信息将人脸图片上传至数字平台-云存储服务器中，将乘客注册信息持久化到数字平台-数据库平台和缓存库中。
调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件将人脸信息录入人脸中心库。
在本发明的一些实施例中，所述逻辑判断闸机是否放行，包括：
抓取过闸的乘客人脸信息。
调用中心人脸比对子系统-人脸比对平台接口，上报获取到的人脸图片信息，返回比对结果。
展示人脸比对结果，比对失败展示刷脸失败，比对成功展示刷脸成功，同时向闸机请求放行。
闸机收到请求放行记录后，根据内部逻辑判断是否允许生成乘车订单信息。
在本发明的一些实施例中，所述根据内部逻辑判断是否允许生成乘车订单信息，包括：
当不允许生成乘车订单时，不生成乘车订单，闸机不放行，闸机返回错误内容到图像捕获装置中展示。
当允许生成乘车订单时，生成乘车订单，闸机放行，闸机返回允许通行内容到图像捕获装置中展示。
在本发明的一些实施例中，所述乘客感知缩库单元，包括：
采集模块，用于通过在地铁站若干路口放置若干摄像头，在乘客进入地铁站时，采集乘客图片信息。
推送单元，用于摄像头通过人脸抓拍算法捕获到人脸图片后发送到摄像头后台处理服务单元中，摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将摄像头抓拍到的人脸图片推送给缩库服务单元。
构建单元，用于缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
本方案实现地铁乘车人脸识别系统中，主系统包括主要逻辑功能分别是：地铁刷脸服务平台数据流控制方法、PAD(图像采集器)人脸识别乘车业务流程方法、摄像头缩库技术方法、人脸识别平台融合算法产品等。
地铁乘车人脸识别系统为乘客提供在地铁内刷脸过闸并支付票款的服务，项目计划在某地地铁全线网实施，每站点实现至少2进2出刷脸进出闸，通过人脸识别技术，实现即时通过，快速付款。该技术能保证乘客刷脸过闸快速响应，实现毫秒进站出站，提升乘客出行体验。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步说明，发明方法包括：地铁刷脸支付系统平台技术方案整体架构设计，其中包含：APP子系统、人脸对比子系统、实名认证及信用评估子系统、乘客感知系统、数字平台、车站人脸对比子系统、智能安检监测子系统、终端设备。终端设备用于和乘客进行体感交互采集乘客信息，车站边缘计算用于采集筛选有效乘客信息构建人脸站点库提高人脸比对效率和准确率，中心数字平台作为乘客信息的高速公路承担存储传输职责，中心应用层对乘客数据进行大数据分析为地铁运营赋能。地铁刷脸服务平台数据流控制。为保障整体系统功能的可靠性和高效性，特提出以下系统架构。
(1)地铁站部署摄像头、蓝牙、人脸PAD。
(2)通过前置AP服务和keepalive服务保障硬件设备统一对外出口和设备保活监听。
(3)云服务-文件存储服务器用于存储人脸图片。
(4)云服务-网关nginx用于负载人脸比对子系统，当外部请求进入时nginx通过负载策略主动选取最优请求路径。
(5)Nacos作为微服务配置中心和注册中心，监控内部服务存活状态，当内部服务请求调用时nacos通过负载策略主动选取最优请求路径。
(6)云服务-Redis集群和云服务-mysql集群作为数据持久化层，为用户信息读写和用户数据分析提供数据支撑。
(7)云服务-MQ集群解决在摄像头、PAD高并发大流量图片比对请求时的处理缓冲策略，起到削峰去谷平稳服务请求流量的作用。
通过网关和服务健康检查工具保证服务的高可用性，通过数据库集群、缓存库集群、算法服务器集群和消息中间件集群保证数据的可靠性和正确性。
开通刷脸乘车业务流程：乘客需要开通刷脸乘车时，首先需要将人脸信息和用户信息建立关联关系，然后将乘客的人脸信息记录在人脸中心库，为后续人脸比对获取用户信息提供数据支撑。
(1)通过APP子系统-APP客户端-人脸注册模块，乘客注册人脸信息。
(2)APP子系统-APP后台通过网关调用人脸对比子系统-用户系统接口根据该接口内部逻辑判断此乘客是否可以开通刷脸乘车。
(3)将人脸图片上传至数字平台-云存储服务器(OBS)中，将乘客注册信息持久化到数字平台-数据库平台和缓存库中保证乘客信息读写的高效性和可靠性。
(4)调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件将人脸信息录入人脸中心库。
PAD人脸识别乘车业务流程方案：乘客在开通刷脸乘车业务流程前提下，在通行闸机时，通过PAD捕获人脸信息，完成下述逻辑判断流程后决定闸机是否放行。
(1)通过PAD抓取需要过闸的乘客人脸信息。
(2)PAD调用中心人脸比对子系统-人脸比对平台接口，PAD上报根据人脸捕捉算法获取到的人脸图片信息，返回比对结果给PAD。
(3)PAD展示人脸比对结果，比对失败展示刷脸失败UI，比对成功展示刷脸成功UI，同时向闸机请求放行。
(4)闸机收到请求记录后，由闸机请求APP子系统-APP后台-票务系统(IAFC)模块根据内部逻辑判断是否允许生成乘车订单信息，不允许生成乘车订单时，不生成乘车订单，闸机不放行，闸机返回错误内容到PAD中展示；允许生成乘车订单时，生成乘车订单，闸机放行，闸机返回允许通行内容到PAD展示。
摄像头缩库技术方案：为解决中心库千万级人脸数据耗时过长，特提出通过摄像头缩库技术建立站点库，将人脸比对范围控制在百万级数据以下以此提升中心人脸比对子系统-人脸比对平台性能。
(1)通过在地铁站多个关键路口放置多个摄像头，在乘客进入地铁站时采集乘客图片信息。
(2)摄像头通过人脸抓拍算法捕获到人脸图片后发送到摄像头后台处理服务中，摄像头后台处理服务通过云服务-消息中间件将摄像头抓拍到的人脸图片推送给缩库服务。
(3)缩库服务调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，用于缩库服务构建人脸站点库。
(4)从而PAD人脸识别乘车业务流程中先通过百万级的人脸站点库查询乘客信息，达到人脸识别库缩库的目的，有效提高了人脸识别的反应效率，极高提升乘客乘车交感体验。
人脸识别融合算法服务产品：人脸识别融合算法平台是地铁乘车人脸识别系统核心逻辑算法服务。该服务向上层将为地铁乘车人脸识别系统提供人脸识别功能，是地铁乘车人脸识别的核心功能。该服务向下层集成不同厂商的人脸识别算法引擎，通过三方算法厂商接入人脸识别融合算法服务的方式为地铁乘车人脸识别系统提供底层技术支持。
鉴于数字平台-AI平台作为中心人脸比对子系统-人脸识别模块的底层算法的供应商不同，为高质量兼容不同人脸识别算法厂商提供技术可行性，特开发人脸识别融合算法服务产品，用于适配不同算法供应商提供协议统一的人脸算法接口给中心人脸比对子系统-人脸识别模块调用。为地铁乘车人脸识别系统的扩展性、可监控性、易维护性提供有力的技术支持。地铁乘车人脸识别系统的完整处理。
支付这一功能沿用的原有地铁乘车流程，本发明相当于多了一种乘客刷脸发起乘车流程的手段。
通过该装置及方法，满足了在现有地铁业务流程基础上，扩展不同型号PAD实现地铁刷脸乘车业务流程；通过摄像机、蓝牙、安检门以及PAD实现人脸站点库缩库，提高了比对人脸效率和站点库人脸准确率；完善的乘客人脸注册流程和乘客乘车异常场景处理；通过分布式系统、数据库缓存和算法解决人脸识别性能瓶颈；完善地铁乘车人脸识别业务流程，提供供应链内一整套解决方案；监控用户数据流向为地铁运营赋能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，包括：
建立人脸信息与用户信息的关联关系，并将所述人脸信息记录在人脸中心库；
采集进入地铁站的乘客图片信息，基于摄像头缩库技术和所述人脸中心库，构建人脸站点库；
通过PAD捕获待识别人脸信息，将所述待识别人脸信息通过所述人脸站点库查询乘客信息，以实现所述人脸站点库缩库；所述PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法，用于抓拍人脸；
比对所述待识别人脸信息与所述人脸中心库中对应存储的人脸信息是否一致，以得到比对结果；所述比对结果包括比对成功和比对失败；
当所述比对结果为比对成功时，显示刷脸成功，并生成请求放行指令；通过闸机根据所述请求放行指令，生成乘车订单，同时所述闸机放行；
当所述比对结果为比对失败时，显示刷脸失败，并生成禁止放行指令，闸机不放行。
2.根据权利要求1所述的一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，所述建立人脸信息与用户信息的关联关系，并将所述人脸信息记录在人脸中心库，包括：
通过APP子系统-APP客户端-人脸注册模块，乘客注册人脸信息；
APP子系统-APP后台通过网关调用人脸比对子系统-用户系统接口，根据接口内部地铁刷脸服务平台数据流控制方法，判断乘客是否可以开通刷脸乘车；
将人脸图片上传至数字平台-云存储服务器中，将乘客注册信息持久化到数字平台-数据库平台和缓存库中；
调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件将人脸信息录入人脸中心库。
3.根据权利要求1所述的一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，所述地铁刷脸乘车方法，还包括：
当所述闸机放行时，闸机返回允许通行内容到PAD中展示
当所述闸机不放行时，闸机返回错误内容到PAD中展示。
4.根据权利要求1所述的一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，所述采集进入地铁站的乘客图片信息，基于摄像头缩库技术和所述人脸中心库，构建人脸站点库，具体包括：
通过设置在地铁站路口的多个摄像头，采集乘客进入地铁站时对应的乘客图片信息，然后发送到摄像头后台处理服务单元中；
所述摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将所述乘客图片信息推送给缩库服务单元；
所述缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
5.根据权利要求1所述的一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，所述通过闸机根据所述请求放行指令，生成乘车订单，具体包括：
由所述闸机请求APP子系统-APP后台-票务系统模块根据内部逻辑生成乘车订单。
6.根据权利要求1所述的一种地铁刷脸乘车方法，其特征在于，所述地铁刷脸乘车方法，还包括：
通过PAD捕获待识别人脸信息，将所述待识别人脸信息通过所述人脸站点库查询乘客信息时，若查询结果为未在所述人脸站点库查询到乘客信息，则基于所述人脸中心库对所述待识别人脸信息进行查询。
7.一种地铁刷脸乘车装置，其特征在于，包括：
录入单元，用于开通刷脸乘车业务，将人脸信息录入人脸中心库；
第一判断单元，用于乘客感知缩库单元捕获人脸信息，将捕获的人脸信息与人脸中心库的人脸信息进行比对，逻辑判断是否进行站点库缩库；
第二判断单元，用于PAD比对开闸生成支付订单，判断闸机是否放行，其中，PAD为面板机，内置摄像头和人脸抓拍算法用于抓拍人脸，上报人脸信息给人脸比对后台，显示人脸比对后台返回信息，控制闸机开门放行。
8.根据权利要求7所述的一种地铁刷脸乘车装置，其特征在于，所述乘客感知缩库单元，包括：
采集模块，用于通过在地铁站若干路口放置若干摄像头，在乘客进入地铁站时，采集乘客图片信息；
推送单元，用于摄像头通过人脸抓拍算法捕获到人脸图片后发送到摄像头后台处理服务单元中，摄像头后台处理服务单元通过云服务-消息中间件将摄像头抓拍到的人脸图片推送给缩库服务单元；
构建单元，用于缩库服务单元调用中心人脸比对子系统-人脸融合组件从人脸中心库拉取乘客信息，缩库服务单元构建人脸站点库。
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