CN207337484U - 一种车载计时计程终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了的一种车载计时计程终端,包括处理器模块、存储器模块、显示模块、通信模块、指纹采集识别模块、图像视频采集识别模块、IC卡识别模块、卫星定位模块、外部接口模块、电源模块。本终端采用多种识别技术相结合的方法，对驾驶员或者教练员进行身份确认，该车载终端充分实现了驾培、驾考、辅助驾驶过程中的实时监控、培训学时、培训里程、教练员/学员身份识别、车辆定位、数据记录备份等多种应用。

Description

一种车载计时计程终端

技术领域

本实用新型涉及一种车载计时计程终端，用于汽车驾驶领域，具体应用于驾驶员培训、驾驶员考试、辅助驾驶等场景。

背景技术

根据《国务院办公厅转发公安部交通运输部关于推进机动车驾驶人培训考试制度改革意见的通知》(国办发〔2015〕88号)，交通运输部、公安部组织对《机动车驾驶培训教学与考试大纲》(交运发〔2012〕729号)进行了修订，并联合发布了新的《机动车驾驶培训教学与考试大纲》(交运发〔2016〕128号，以下简称《大纲》)，《大纲》自2016年10月1日起正式实施。为深入做好《大纲》贯彻落实工作，经交通运输部同意，现提出如下要求：驾驶培训机构要按照《大纲》要求，根据各车型符合基本学时要求，各省应当根据实际对各准驾车型培训里程做出相关要求，但最低不得少于300公里。尽快调整培训教学计划，积极提供“计时培训、按学时收费、先培训后付费”的服务模式，要在按照《大纲》教学的基础上，对《大纲》内容进行细化，优化教学组织方式，根据学员特点进行差异化教学，提高培训效率，确保教学质量，将培养学员的安全文明意识贯穿在整个培训过程中。

然而在实际应用过程中，传统的计时器通过使用IC卡读卡记录学员打卡时间，容易发生替打卡情况：驾校或者教练员替学员打卡，凑足培训时间。学员没有经过充足的学时培训和里程培训就拿到驾驶证，对公共交通安全是一大隐患。

实用新型内容

实用新型目的：为了解决顶替打卡的不良现象，保障培训学时和培训里程，提高学员培训质量，急需一款具有身份识别功能的车载计时计程终端。

在国内每个机动车驾驶员在报名学车时，公安局车管所都会采集个人的身份证信息、指纹信息以及人脸图像信息。本实用新型提供了一种车载计时计程终端，采用IC卡识别、身份证识别、指纹识别和人脸识别相结合的技术，对驾驶员进行身份确认，多重认证机制保障了身份确认的真实性和转准确性。仅仅使用指纹识别技术进行身份验证具有局限性，由于驾驶员容易出汗，特备是到了夏季，指纹识别技术通过不能正常工作，即便是学员换不同的手指进行认证，也会发生不能识别的现象。通过人脸识别技术能够很好地弥补指纹识别技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种车载计时计程终端，包括处理器模块，以及与处理器模块相连接的存储器模块、显示模块、通信模块、图像视频采集识别模块、IC卡识别模块、卫星定位模块、指纹采集识别模块，其中存储器模块采用内嵌式存储器。

进一步的，通信模块包括移动通信子模块和无线局域网通信子模块，其中移动通信子模块支持全网通。

进一步的，图像视频采集识别模块包括用于采集驾驶员人脸信息的摄像头，用于采集车外信息的摄像头，以及用于采集车内信息的摄像头。

进一步的，图像视频采集识别模块配置有多光源人脸识别子模块，该子模块包括可见光、近红外人脸识别功能模块，采集人脸21-106个关键点信息，通过级联回归算法、深度学习五官标定算法实现高准确度人脸识别。

在实际的应用中，经常会存在使用他人替换、人脸照片进行作弊的现象。为了提高识别功能，本实用新型的人脸识别技术增加了实时人脸识别技术、三维人脸识别技术、动态人眼识别技术。图像视频采集识别模块还集成了实时人脸识别子模块、三维人脸识别子模块、动态人眼识别子模块。

进一步的，IC卡识别模块支持非接触式IC卡识别，并配置有身份证识别子模块。

进一步的，卫星定位模块支持GPS/GLONASS/北斗定位系统，接收一个或者多个监控中心的位置定位请求，并上传位置信息，支持按时间间隔、距离间隔或者外部事件触发方式上传位置信息。

进一步的，终端还包括自检模块，对终端工作状态自检，对车辆工作状态自检，对各类传感器工作状态自检。

进一步的，移动通信天线和卫星定位天线外置于终端设备，无线局域网天线内置于终端设备。

进一步的，本终端内置麦克风和扬声器，用于车内驾驶员、教练员与驾校管理中心、车管所监管中心进行语音通话。

进一步的，显示模块采用mipi转RGB接口的触摸显示屏。

进一步的，本终端还包括外部接口模块，该接口模块包括但不限于外部接口模块TF/SD卡口、多个USB接口、SIM卡接口、以太网接口、多个串行接口、天线接口、25PIN终端接口线束。

进一步的，本终端还具有电源连接模块，采用12V电压，与车辆蓄电池相连。

本实用新型所公开的车载计时计程终端具有以下有益效果：

该终端集成了人脸识别、指纹识别和IC卡识别等多种识别技术相结合的方法，对驾驶员或者教练员进行身份确认。其中的人脸识别技术还可支持多光源人脸识别、实时人脸识别技术、三维人脸识别技术、动态人眼识别技术，大大提高了身份识别的准确度。

该终端充分实现了驾培过程中的实时监控、培训学时、培训里程、教练员/学员身份识别、车辆定位、数据记录备份等多种应用。

该终端支持无线网络远程方式实现终端在监控中心注册和注销功能、远程配置功能(例如远程控制终端重启等)、固件更新功能、固件参数的修改和查询功能、终端的复位功能等。

该终端具有人机交互功能，与驾驶员进行信息交互，终端具有语音播报、图文显示功能，驾驶员能通过按键和触摸屏等方式操作终端。

该终端可支持多中心接入功能，支持同时连接两个或两个以上的监控中心，并能获取监控中心下发的信息。

该终端还可支持自检功能，对终端工作状态自检、车辆工作状态自检、传感器工作状态自检，对关键运行状态进行开机自检、定期自检、按平台下发命令要求自检。

该终端集成信息管理、终端登录、学员及教练员登录、信息发送与接收、预约信息更新、图片和视频上传反馈。

该终端产品功能强劲、性能可靠、超低功耗，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本终端的结构原理图示；

图2为本终端的通信模块结构图示；

图3为本终端的IC卡识别模块结构图示；

图4为人脸识别过程；

图5为人脸水平转角、俯仰角、倾斜角示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，实施例中公开一种车载计时计程终端,该终端包括处理器模块、存储器模块、显示模块、通信模块、图像视频采集识别模块、IC卡识别模块、卫星定位模块、指纹采集识别模块、外部接口模块和电源模块。

处理器模块采用ARM处理器，优选多核处理器，如四核处理器、Cortex-A7模组、最高主频1.1G。存储器模块选用内嵌式存储器(EMMC)，如可选用LPDDR3，标准配置8Gb。操作系统可采用安卓操作系统。

存储器模块选用内嵌式存储器(EMMC)，内嵌式存储器由一个嵌入式存储解决方案组成，带有多媒体卡(MMC)接口、快闪存储器设备及主控制器，所有组件都在一个小型的BGA封装。内嵌式存储器接口速度高达每秒52MBytes，具有快速、可升级的性能，还能加速产品研发速度。

显示模块采用触摸显示屏，如7英寸、800*480分辨率的显示屏。触摸屏可选用电容屏或者电阻屏，优选液晶电容屏，优选5点触控电容屏。为了提高显示效果，显示模块采用mipi转RGB接口。

如图2所示，通信模块包括移动通信子模块和无线局域网通信子模块，移动通信子模块支持全网通2G以上模式，如2G、3G、4G、5G模式，标准配置4G模式，无线局域网通信子模块采用802.11b/g/n标准的wifi模式，wifi天线采用内置形式，节约终端在车辆空间中的使用空间。为了节约终端的占用空间，移动天线和卫星定位天线也可以设计成终端内部，但考虑到本终端位于车辆驾驶室内，车辆壳体有一定的屏蔽功能，并且移动通信和卫星定位信号比较重要，为了保障移动通信和卫星定位的信号质量，移动通信天线和卫星定位天线优选外置设计，本终端产品是将上述两个天线设计在终端壳体的背面。无线通信模块通过局域无线网络和/或移动通信网网络，将辅助驾驶相关信息上传至互联网或者移动客户端，随着手机等移动客户端的普及，客户需要随时随地查看相关信息。同时无线通信模块将相关数据上传至互联网端，进行数据记录备份。

图像视频采集识别模块具有多个摄像头，一个摄像头采集驾驶员人脸信息，一个摄像头采集车外路况，一个摄像头采集车内情况。其中，拍摄驾驶员人脸的摄像头采用USB摄像头，通过对比算法，实现驾驶员人脸、姿态识别，通过视频拍照和摄像监控，整体记录驾驶员全程培训信息。采集车内情况的摄像头可对车内进行监控。采集车外路况的摄像头可实现汽车行驶记录功能，并支持行驶记录数据的上传功能。图像视频采集识别模块采集的数据可通过移动网络上传至运营服务中心输至配送中心服务器。

图像视频采集识别模块所具有的人脸识别功能集成了近红外人脸识别技术，USB摄像头采集视频图像，进行人脸检测，提取21-106个脸部特征，通过级联回归的算法进行特征验证，得出验证结果。识别过程如图4所示，大致分为图像采集、人脸检测、特征提取、特征验证、结果输出五个步骤。

传统的人脸识别采用基于日常环境下的可见光图像的人脸识别，但这种方式有着难以克服的缺陷，尤其在环境光照发生变化时，识别效果会急剧下降，无法满足实际系统的需要。我们又集成了基于主动近红外图像的多光源人脸识别技术，通过近红外人脸识别，即便是在夜间也能实现人脸识别。在实际的应用过程中，传统的人脸识别需要被检测人的脸部正对采集摄像头，在显示器规定的头像采集区域进行检测识别，需要被检测人不停地调整自己的脸部位置。我公司自主开发的人脸识别技术在静止图像或者视频流中，采用人脸姿态识别技术可参见图5，能快速准确地检测出人脸的位置，该识别技术对光线变化，角度变化，不同肤色，不同年龄的人脸都有较好的适应性。同时我们基于深度学习的人脸检测算法，一次性克服了侧脸、半遮挡、模糊人脸等技术难题，极大提升了各种现实情况中的人脸检出效果。在人脸检测的基础上，该识别技术还进一步进行人脸关键点识别(眼角，眉毛尖端，嘴角，鼻尖等)，每个特征点以图像坐标的形式表现，特征点数量的多少(21-106点)可以表达不同精度的人脸变化。实施例中，人脸识别技术还采用了最新的基于级联回归的算法，结合深度学习的五官标定初始化，综合多个不同标准的多点数据集知识，使得同一个模型可以应用于不同数量的关键点检测,以保障更低的误差和更好的适应性。通过实际的应用统计，人脸识别准确率超过了99％。

实时人脸识别技术是用来防止学员开始培训时通过了人脸识别检测，就使用他人替换完成培训或者考试相关任务。在学员培训过程中，本终端按照固定时间间隔通过摄像头实时采集驾驶员的人脸信息，进行实时动态比对，从而保证学员培训时为单一学员。通过实时人脸识别技术保障了学员的培训学时，从根本上杜绝了培训作弊，提高了培训质量。

为了进一步保障人脸检测准确率、降低作弊率，图像视频采集识别模块还集成了三维人脸识别子模块、动态人眼识别子模块。

三维人脸识别子模块是基于摄像头采集不同姿态时的人脸位置，得到多张二维人脸图像信息，进而判断采集的人脸图像信息是否在一个平面内。若检测结果在同一平面内，则判定采集的为静态人脸图像；若检测结果是不在同一平面内，则判定采集的为动态人脸图像。

动态人眼识别子模块是基于驾驶员在驾驶过程中会发生眨眼或者眼球转动的现象，本终端采集人脸特征时，对人眼的上下眼皮和眼球都做了标定。在人脸检测过程中，采集不同时间的人脸图像信息，对人眼眼皮和眼球特征进行比对，设定预设阈值。若检测结果对比差值小于或者等于预设阈值，则判定采集的为静态人脸图像；若检测结果对比差值大于预设阈值，则判定采集的为动态人脸图像。

IC卡识别模块支持ISO/IEC14443/MIFARE协议的非接触式IC卡，其中，MIFARE卡是目前世界上使用量最大、技术最成熟、性能最稳定、内存容量最大的一种感应式智能IC卡。。传统的IC卡采用的是接触式IC卡，使用时需将IC卡插入固定卡槽内读取相关数据，容易导致插槽损坏、接触不良等后果。采用非接触式IC卡,即射频卡，学员只需将IC卡近距离靠近计时计程终端就能读取学员身份信息，大大方便了学员的使用和身份信息的读取，同时终端也不需要单独设计IC卡插槽，降低了生产成本，提高了终端产品的外观美观度。

在实际传统的使用过程中我们发现好多学员经常忘带学员IC卡，但随身携带了身份证。如图3所示，我们在IC卡识别模块中又集成了身份证识别子模块。传统的二代身份证识别器采用Type B非接触IC卡阅读技术，通过内嵌的专用身份证安全控制模块(SAM)，以无线传输方式与第二代居民身份证内的专用芯片进行数据交换，可以将芯片内的个人信息资料读出。鉴于个人身份证信息的私密性，一般只有公安、旅馆等特定场所才能采集，为了保障学员的个人信息不外泄，我们设计的身份证识别模块只采集学员的身份证ID号(序列号)，不采集个人户口住址及生日等个人私密信息。在制作学员IC卡时，我们在系统内将每个学员的身份证ID号与IC卡内的学员信息相关联，读取到身份证物理ID号时相当于读取学员IC卡。这种设计方式简化了二代身份证识别器的组成结构，不需要设计内嵌式专用身份证安全控制模块(SAM)，只需集成身份证ID号识别系统就可以了。

指纹采集识别模块具体可采用半导体电容式指纹仪。

卫星定位模块支持GPS/GLONASS/北斗多种定位技术，该模块实现实时的时间、位置坐标、速度和方向等定位状态信息采集，能接收一个或多个监控中心的位置定位请求，并进行位置信息上传；支持按时间、距离间隔或外部事件触发方式上传位置信息。卫星定位模块能够准确记录车辆的行驶轨迹，对车辆的行驶里程进行准确地统计。驾校管理中心或者车管所监管中心也可以通过卫星定位模块发送的定位信息准确定位驾驶车辆所在位置。

该终端可通过自检模块对终端工作状态自检，对车辆工作状态自检，对传感器工作状态自检，对关键运行状态进行开机自检、定期自检、按平台下发命令要求自检。

外部接口模块包括TF卡口，支持64G、128G存储；两个USB接口，一个USB接口位于壳体，支持USB2.0或者USB3.0标准，一个USB接口内置，支持USB调试：SIM卡接口，支持移动通信；以太网接口，支持10/100M以太网；串行接口，支持RD232接口；天线接口，包括卫星定位天线、全网通天线，天线接口配置在壳体上；25PIN终端接口线束提供电源供电、ACC信号、脉冲信号、2*USB(视频输入)、2*RS232串行、10/100M以太网口接口等。

该终端还包括语音通讯功能，内置1路麦克风和1路2W喇叭，用于车内驾驶员和教练员与驾校管理中心或者车管所监管中心进行语音通话。遇到紧急情况，驾校管理中心或者车管所监管中心可以通过语音告知车内人员，或者进行相关指导操作。车内人员若发现特殊情况也可通过语音通讯模块告知管理中心或者监管中心。

该终端设备还支持OBD、硬盘录像机等设备接入。其外部还包括3个实体按键，支持按键功能个性定制。

电源模块采用车载电源，即汽车蓄电池供电。

综上可见，实施例中所公开的车载计时计程终端可采用ARM处理器、安卓操作系统、液晶触摸屏，支持全网通移动通信、Wi-Fi无线通信、GPS/GLONASS/北斗多种制式卫星定位、IC卡识别功能、指纹采集识别功能、人脸图像识别功能、视频拍照和摄像监控、语音监听处理等功能。在实际应用过程中，IC卡识别模块识别出学员IC卡或者学员身份证信息，再加上指纹识别和人脸识别结果之一就可以确定驾驶员的真实身份。同样本终端也适用于对教练员的身份识别，方便驾校对教练员进行相关管理。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (10)

1.一种车载计时计程终端，其特征在于，该终端包括处理器模块，以及与处理器模块相连接的存储器模块、显示模块、通信模块、图像视频采集识别模块、IC卡识别模块、卫星定位模块、指纹采集识别模块，其中，存储器模块采用内嵌式存储器；所述图像视频采集识别模块包括用于采集驾驶员人脸信息的摄像头，用于采集车外信息的摄像头，以及用于采集车内信息的摄像头。

2.根据权利要求1所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述通信模块包括移动通信子模块和无线局域网通信子模块，其中移动通信子模块支持全网通。

3.根据权利要求1所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述图像视频采集识别模块配置有基于近红外人脸识别技术的多光源人脸识别子模块，采集人脸21-106个关键点信息，通过级联回归算法、深度学习五官标定算法实现高准确度人脸识别。

4.根据权利要求1所述的车载计时计程终端，其特征在于，图像视频采集识别模块还包括实时人脸识别子模块、三维人脸识别子模块、动态人眼识别子模块之一或其组合。

5.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述IC卡识别模块支持非接触式IC卡识别，并配置有身份证识别子模块，身份证识别子模块只采集学员的身份证ID号。

6.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述卫星定位模块支持GPS/GLONASS/北斗定位系统，接收一个或者多个监控中心的位置定位请求，并上传位置信息，支持按时间间隔、距离间隔或者外部事件触发方式上传位置信息。

7.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述终端还包括自检模块，对终端工作状态自检，对车辆工作状态自检，对各类传感器工作状态自检。

8.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，还内置麦克风和扬声器，用于车内驾驶员、教练员与驾校管理中心、车管所监管中心进行语音通话。

9.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，所述显示模块采用mipi转RGB接口的触摸显示屏。

10.根据权利要求1-4之一所述的车载计时计程终端，其特征在于，还包括外部接口模块，具体配置有TF卡口、USB接口、SIM卡接口、以太网接口、串行接口和天线接口。