CN201932117U - 基于模式识别的汽车防盗抢网络系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于模式识别的汽车防盗抢网络系统，包括热释电传感器、云台、摄像头、前端嵌入式系统和前端检测模块；其中，前端嵌入式系统中包括前端嵌入式中心单元、热释电接口电路、云台控制电路和视频输入处理接口，前端嵌入式中心单元分别连接热释电接口电路、云台控制电路和视频输入处理接口，并与用于执行识别驾驶员身份信息的模式识别方法的前端检测模块进行连接；热释电传感器、云台和摄像头安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上，分别与热释电接口电路、云台控制电路和视频输入处理接口进行连接。本汽车防盗抢网络系统可以对驾驶员进行实时监控，融合人脸表情和声音多项特征进行判断，准确率高。

Description

基于模式识别的汽车防盗抢网络系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防盗抢网络系统，尤其涉及一种基于模式识别方法对驾驶员的身份进行识别，从而实现防盗抢功能的汽车防盗抢网络系统，属于机动车辆防盗抢技术领域。

背景技术

当前，汽车已经进入千万个家庭，成为人们生活中必不可少的组成部分。在汽车越来越普及的同时，丢车也成为日益频繁的安全问题。汽车被盗抢的事件屡屡发生，给个人、家庭和社会带来很大的损失。因此，以防盗抢网络系统为重点的汽车安全技术受到人们的极大关注。

现有的汽车防盗抢网络系统主要采用两方面的技术思路：一是基于车载周边设备进行嵌入式处理，所涉及到的车载周边设备有图像采集设备、红外热释电检测单元、门磁传感器、震动传感器、惯性传感器等；二是利用网络技术实现位置跟踪和远程报警，所采用的技术手段包括GSM/GPRS/3G、GPS/GIS等。例如在申请号为200810232645.2的中国发明专利申请中，提出了一种车辆远程监控防盗系统，当有人进入车内时，车载系统能够检测到红外热释电信号，并将汽车位置和车内图像通过公共通信模块发给手机。又如在申请号为200610144025.4的中国发明专利申请中，公开了一种具有异地控制功能的无线汽车防盗装置，遇到异常情况时，利用无线通讯特别是3G手机通讯技术，传输现场状况的图像，并进行音频传输，从而达到记录犯罪分子特征以及震慑犯罪分子，防止汽车被开走的目的。而申请号为200810059492.6的中国发明专利申请则提出了一种基于全景成像技术的汽车无线防盗监控系统，当运动传感装置接受到外界运动信号时，车载主机自动开启摄像装置，通过安装在车顶的两个全景镜头获得汽车周围360°范围内的图像，并在主机中的视频处理装置处理后通过视频发送装置、3G通信模块发送给3G手机等。

但是，以上述专利申请为代表的现有汽车防盗抢技术仍然存在以下的不足之处：

(1)检测能力不足

由于防盗抢问题的复杂性，对车内外环境难以建立一个有效的模型，以便将异常情况与正常情况区分开来。基于图像采集设备、红外热释电检测单元、门磁传感器、震动传感器、惯性传感器等的检测结果，往往会出现误报和漏报的现象。

(2)防盗能力的不足之处

不能有效地将非法驾驶员与合法驾驶员区分开来。

(3)防抢能力的不足之处

行驶过程中面临不法分子抢劫时，要求驾驶员触动报警按钮往往是不可取的；也没有充分有效地利用周围力量实施救援。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于模式识别的汽车防盗抢网络系统。该系统基于模式识别方法对驾驶员的身份进行识别，有效实现防盗抢功能。

为实现上述的发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于模式识别的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述汽车防盗抢网络系统包括热释电传感器、云台、摄像头、前端嵌入式系统和前端检测模块；其中，

所述前端嵌入式系统中包括前端嵌入式中心单元、热释电接口电路、云台控制电路和视频输入处理接口，所述前端嵌入式中心单元分别连接所述热释电接口电路、所述云台控制电路和所述视频输入处理接口，并与用于执行识别驾驶员身份信息的模式识别方法的前端检测模块进行连接；

所述热释电传感器、所述云台和所述摄像头安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上，分别与所述热释电接口电路、所述云台控制电路和所述视频输入处理接口进行连接。

其中，所述汽车防盗抢网络系统中还包括拾音器，所述拾音器与所述前端嵌入式系统中的音频输入处理接口连接，所述音频输入处理接口连接所述前端嵌入式中心单元。

所述汽车防盗抢网络系统中还包括声光发生器，所述声光发生器与所述前端嵌入式系统中的声光发生器接口连接，所述声光发生器接口连接所述前端嵌入式中心单元。

所述前端嵌入式系统中具有汽车操纵接口，所述汽车操纵接口一方面连接所述前端嵌入式中心单元，另一方面连接汽车本身的操纵装置。

所述前端检测模块进一步包括人脸检测模块、人脸特征点定位模块、活性鉴别模块、人脸识别模块和防抢劫功能模块。

所述前端嵌入式系统中具有无线通讯模块及天线，所述无线通讯模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

所述前端嵌入式系统中具有导航定位模块及天线，所述导航定位模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

所述前端嵌入式系统中具有WLAN模块及天线，所述WLAN模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

本实用新型所提供的汽车防盗抢网络系统可以对驾驶员进行实时监控，融合人脸表情和声音多项特征进行判断，准确率高。使用本汽车防盗抢网络系统，不但驾驶员身份不合法时汽车不能被启动，而且合法驾驶员正常行驶过程中遇到非法分子抢劫时也会从驾驶员的异常表情和声音中做出遇劫的正确判断。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1本实用新型所提供的汽车防盗抢网络系统的组成原理示意图；

图2为本汽车防盗抢网络系统中，热释电传感器及摄像头等的安装点示意图；

图3为本汽车防盗抢网络系统中，防抢劫功能模块的工作模式示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提供的汽车防盗抢网络系统由如下几部分组成：热释电传感器1、云台2、摄像头3、拾音器4、声光发生器5、前端嵌入式系统6和前端检测模块7。其中，前端嵌入式系统6以前端嵌入式中心单元62为中心，进一步包括电源输入模块61、热释电接口电路63、云台控制电路64、视频输入处理接口65、音频输入处理接口66、视频输出处理接口67、声光发生器接口68、汽车操纵接口69、无线通讯模块及天线610、导航定位模块及天线611和WLAN模块及天线612。该前端嵌入式中心单元62分别与电源输入模块61、热释电接口电路63、云台控制电路64、视频输入处理接口65、音频输入处理接口66、视频输出处理接口67、声光发生器接口68、汽车操纵接口69、无线通讯模块及天线610、导航定位模块及天线611和WLAN模块及天线612进行连接，同时还与前端检测模块7进行连接。该前端检测模块7用于执行识别人脸等驾驶员身份信息的模式识别方法。

上述的前端嵌入式中心单元62包括处理器硬件及相应的驱动程序和操作系统软件。它安装在汽车内的适当位置，可采用ARM系列芯片、FPGA、DSP或单片机等来实现，并具有自带时钟。云台控制电路64用于提供云台运动和摄像头镜头伸缩驱动命令，以确保得到足够大且完整的驾驶员头部视频图像。汽车操纵接口69连接汽车本身的操纵装置，用于对汽车自身的制动、喇叭等进行操纵。汽车蓄电池的输出直接与电源输入接口61相连，为本汽车防盗抢网络系统中的有关设备供电。无线通讯模块及天线610用于实现广域网无线通信，如采用GSM/GPRS/3G/4G通信模块及相应的SIM/USIM卡等。导航定位模块及天线611可以支持接收美国GPS、俄罗斯GNNS、欧洲伽利略、中国北斗2等卫星信息或惯性导航系统进行导航定位，能够实时获知汽车所处的经度、纬度，便于在需要求援时将具体位置通过服务器告知预设的客户端。WLAN模块及天线612用于实现局域网无线通信。当多辆汽车都安装了本汽车防盗抢网络系统时，可实现车与车之间的通信；而当路网基础设施也安装了本汽车防盗抢网络系统的相应功能模块时，可实现车与路直接的通信。当一个车内的驾驶员受到劫持，可以自动向相邻车辆发送信号以便警示或求救。

如图2所示，热释电传感器1、摄像头2、云台3及拾音器4安装在前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上，确保不影响驾驶员视线且处于与驾驶员头部高度相当的位置。

热释电接口电路63连接热释电传感器1。当驾驶员位置无人时，热释电传感器一直在工作，而整个汽车防盗抢网络系统处于休眠状态。一旦驾驶员位置出现人，热释电传感器1能够第一时间检测到驾驶员位置人体的红外热释电信号，汽车防盗抢网络系统自动从休眠状态恢复到正常工作状态。

云台控制电路64连接云台2，视频输入处理接口65连接摄像头3。它们负责将驾驶员头部的视频图像传送到前端嵌入式系统6。前端嵌入式系统6提供云台运动和摄像头镜头伸缩驱动命令，以确保得到足够大且完整的驾驶员头部视频图像。如果自然光能确保成像要求，则关闭红外灯；否则，打开红外灯。如果正常行驶过程中汽车遭到非法抢劫，驾驶员自然发出的异常表情通过摄像头3传送到前端嵌入式系统6，前端嵌入式系统6将通过无线通讯模块及天线610接入无线网络，向服务器及附近装有同类防盗抢网络系统的汽车报警。

音频输入处理接口66连接拾音器4。如果正常行驶过程中汽车遭到非法抢劫，驾驶员自然发出的异常声音便通过拾音器4传送到前端嵌入式系统6，前端嵌入式系统6将通过无线通讯模块及天线610接入无线网络，向服务器及附近装有同类汽车防盗抢网络系统的汽车报警。

声光发生器接68连接声光发生器5。声光发生器5包括声音发生器、灯光(可发出红、橙、黄、绿等灯光)或视频显示器等。

如图1所示，本汽车防盗抢网络系统中的前端检测模块7进一步包括人脸检测模块71、人脸特征点定位模块72、活性鉴别模块73、人脸识别模块74和防抢劫功能模块75。其中，人脸检测模块71和人脸特征点定位模块72相连接，这两个功能模块分别连接活性鉴别模块73、人脸识别模块74和防抢劫功能模块75。人脸检测模块71用于对输入的单帧图像数据，找到图像中人脸的位置，并将人脸的位置用矩形框表示。人脸特征点定位模块72用于对输入的单帧图像数据，得到人脸的五官位置，五官位置用多个点的坐标序列表示。活性鉴别模块73对于输入的单帧图像数据，区别登陆者是否照片，以此判断该继续进行人脸识别还是拒绝照片登陆。人脸识别模块74对于输入的单帧图像数据，通过与人脸库中注册过的人脸图像比对，对于库中注册过的人脸予以放行，对于库中没有注册过的人脸予以拒绝。上述的各功能模块是基于现有的模式识别方法，以软件或者固件方式实现的。例如基于LGBP的人脸识别方法(参见http://www.jdl.ac.cn/project/faceId/articles/ICCV2005-wczhang-LGBP.pdf)、基于AdaBoost的Gabor特征选择及判别分析方法(参见http://www.jdl.ac.cn/project/faceId/articles/FRJDL-FG04-BoostedGabor-Yang.pdf)、基于SV的Kerne l判别分析方法(参见http://www.jdl.ac.cn/project/faceId/articles/FRJDL-baochangzhang-CVPR05.pdf)和基于特定人脸子空间的人脸识别方法(参见http://www.jdl.ac.cn/project/faceId/articles/FRJDL-Sha02.pdf)等，在此就不详细赘述了。

图3显示了防抢劫功能模块75的具体工作模式。摄像头3和拾音器4分别将采集的驾驶员图像和声音数据输入前端检测模块7之中。对于输入的图像帧，由人脸检测模块71和人脸特征点定位模块72分别进行图像定位和特征识别，并由人脸识别模块74进行人脸特征比对，从而产生人脸特征识别结果。同样地，对于拾音器4输入的声音数据，由防抢劫功能模块75中内置的声音识别子模块(图中未示)进行相应的识别判断。如果结果正常，则允许驾驶员操纵车辆；如果结果不正常，则一方面通过汽车操纵接口69控制汽车操纵装置，使汽车不能正常发动和行驶，另一方面则由防抢劫功能模块75通过LAN和WAN方式进行网络报警。

利用本实用新型所提供的汽车防盗抢网络系统，当有人进入驾驶位置时，该系统会自动启动。当合法驾驶员处于离车状态，非法人员进入驾驶位置时，汽车防盗抢网络系统检测出其身份不合法。如果驾驶员身份不合法时，汽车不能被启动，车内喇叭会报警。同时，远程客户端(包括合法驾驶员的手机等)会得到报警示意被盗，附近装有与本车同类防盗抢网络系统的汽车也会得到报警示意被盗，并报告汽车特征信息与地理位置。如果合法驾驶员正常行驶过程中遇到非法分子抢劫时，防抢劫功能模块75会从驾驶员自然的异常表情和声音做出遇劫的正确判断。防抢劫功能模块75认为汽车遇劫时，及时向远程客户端报警示意被抢劫，同时向附近装有与本车同类防盗抢网络系统的汽车报警示意被抢劫，并报告汽车特征信息与地理位置。

以上对本实用新型所提供的基于模式识别的汽车防盗抢网络系统进行了详细的说明，但显然本实用新型的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本实用新型的权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于模式识别的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述汽车防盗抢网络系统包括热释电传感器、云台、摄像头、前端嵌入式系统和前端检测模块；其中，

所述前端嵌入式系统中包括前端嵌入式中心单元、热释电接口电路、云台控制电路和视频输入处理接口，所述前端嵌入式中心单元分别连接所述热释电接口电路、所述云台控制电路和所述视频输入处理接口，并与用于执行识别驾驶员身份信息的模式识别方法的前端检测模块进行连接；

所述热释电传感器、所述云台和所述摄像头安装在汽车前挡风玻璃驾驶员外侧的框架上，分别与所述热释电接口电路、所述云台控制电路和所述视频输入处理接口进行连接。

2.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述汽车防盗抢网络系统中还包括拾音器，所述拾音器与所述前端嵌入式系统中的音频输入处理接口连接，所述音频输入处理接口连接所述前端嵌入式中心单元。

3.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述汽车防盗抢网络系统中还包括声光发生器，所述声光发生器与所述前端嵌入式系统中的声光发生器接口连接，所述声光发生器接口连接所述前端嵌入式中心单元。

4.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述前端嵌入式系统中具有汽车操纵接口，所述汽车操纵接口一方面连接所述前端嵌入式中心单元，另一方面连接汽车本身的操纵装置。

5.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述前端检测模块进一步包括人脸检测模块、人脸特征点定位模块、活性鉴别模块、人脸识别模块和防抢劫功能模块。

6.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述前端嵌入式系统中具有无线通讯模块及天线，所述无线通讯模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

7.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述前端嵌入式系统中具有导航定位模块及天线，所述导航定位模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

8.如权利要求1所述的汽车防盗抢网络系统，其特征在于：

所述前端嵌入式系统中具有WLAN模块及天线，所述WLAN模块及天线连接所述前端嵌入式中心单元。

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