基于人脸识别的仪表参数自适配系统、方法及身份识别系统和车辆与流程

1.本发明属于车辆工程技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的仪表参数自适配系统、方法及身份识别系统和车辆。


背景技术：

2.汽车已经成为生活中的必需品，汽车仪表也越来越多样化，由于同一辆汽车会有不同的人开，每个人对仪表信息布局、界面风格喜好、娱乐系统、adas及巡航参数等设置都会不同，然而目前汽车仪表仅能记忆当前驾驶者的参数结果，无法追溯其他驾驶者的仪表参数，不能通过识别驾驶员身份进行个性化自动适配，每更换一次驾驶员都需通过手动调节到自己喜欢的风格和适合自己的仪表参数，操作效率较低。
3.另外，现有汽车行业的身份识别方式有智能钥匙、指纹识别、手机蓝牙钥匙、登陆id等，需要借助媒介或手动操作进行身份识别，物理媒介可以在多人手中传递，因此驾驶身份的识别精准度都不高，容易导致识别到的身份与驾驶者不符。通常钥匙持有者和驾驶员非同一人，登陆id账户也可多人共用，导致识别出的身份与实际驾驶员不符。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于人脸识别的仪表参数自适配系统、方法及身份识别系统和车辆，其提高了身份识别的成功率，并与当前驾驶身份进行仪表信息匹配，实现仪表信息在不同驾驶员情况下的自适配。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种基于人脸识别的身份识别系统，包括面部信息采集装置、身份识别系统，所述面部信息采集装置用于采集驾驶员面部图像，并将采集到的面部图像实时传输给身份识别系统，所述身份识别系统用于接收、保存面部图像，并进行人脸识别。
6.进一步地，身份识别系统接收面部信息采集装置传输过来的面部图像，提取面部图像的人脸特征，并将提取的面部图像的人脸特征与各样本图片的人脸特征逐一比对，挑选出最大的比对结果值作为最终比对结果，结果值是介于0至1间的有理数，包含0和1，比对结果为0表示两份人脸特征毫无相同点，比对结果为1表示两份人脸特征完全相同，将挑选出的最大比对结果值与预设阈值a进行比较，若最大比对结果值不小于a，则表明驾驶员身份得到识别即比对成功，若最大比对结果值为0，说明面部信息采集装置没有抓拍到驾驶员面部，即面部图像采集失败，若最大比对结果值非0，但小于a，则表明身份识别失败即比对未成功，将面部信息采集装置采集的面部图像作为样本图片存放在身份识别系统中。
7.进一步地，身份识别系统将面部信息采集装置传输过来的面部图像解码，生成图片原始数据rgb后再提取面部图像的人脸特征。
8.进一步地，面部信息采集装置采用双摄像头，通过双摄像头采集两张驾驶员面部图像，依次获取两张驾驶员面部图像的人脸特征，分别将两张驾驶员面部图像的人脸特征
对应与各组样本图片的人脸特征比对，每次比对后能得出两个比对结果值，计算两个比对结果值的平均值，待与所有的样本图片均比对完成后，挑选出最大的平均值，作为最终比对结果。
9.进一步地，身份识别系统内部建有驾驶员面部信息样本图片库，这些图片库是驾驶员第一次使用车辆时面部信息采集装置采集生成，样本图片库中的图片以组的形式存在，每组样本图片标有不同的编号，一组图片就代表一位驾驶员的样本。
10.进一步地，所述面部信息采集装置包括摄像头，所述摄像头安装在方向盘上，摄像头的拍摄方向正对驾驶位。
11.本发明还公开了一种基于人脸识别的仪表参数自适配系统，包括存储模块、处理器模块以及如上所述的基于人脸识别的身份识别系统，所述身份识别系统用于进行人脸识别，并将识别结果发送给处理器模块，所述处理器模块根据人脸识别结果从存储模块内调取与其匹配的仪表参数，并显示匹配的仪表界面。
12.本发明还公开了一种基于人脸识别的仪表参数自适配方法，采用了如上所述的基于人脸识别的仪表参数自适配系统，包括如下步骤：
13.s1)驾驶员启动汽车之后，面部信息采集装置对驾驶员面部图像进行采集，并将采集到的面部图像实时传输给身份识别系统；
14.s2)若面部图像采集失败，显示默认仪表界面，驾驶期间对仪表参数的调整不做存储；若面部图像采集成功，则由身份识别系统对面部图像进行分析，获取面部图像和各样本图片的人脸特征，并将获取的面部图像的人脸特征与各样本图片的人脸特征逐一比对，得到面部图像与各样本图片比对结果，若比对成功，则处理器从存储模块调出与该身份匹配的仪表参数，并显示匹配的仪表界面，执行步骤s3)，若比对未成功，则提示驾驶者是否录入身份，若处理器接收到不录入身份指令，则显示默认仪表界面，驾驶期间对仪表参数的调整不做存储；若处理器接收到录入身份指令，则进入身份录入系统，将面部信息采集装置采集的面部图像作为样本图片录入身份识别系统，同时显示默认仪表界面，执行步骤s3)；
15.s3)驾驶期间，若处理器接收到仪表参数调整指令，则进行对应的仪表参数调整，并将调整后的仪表参数与对应的驾驶员样本匹配后存入存储模块。
16.进一步地，一张或组样本图片对应一个驾驶员样本编号，将驾驶员样本编号存入存储模块，驾驶员样本编号与仪表参数对应匹配，根据驾驶员样本编号调用与其匹配的仪表参数。
17.进一步地，步骤s3)中若驾驶期间未做参数调整则保留原仪表参数，若驾驶期间对仪表参数进行调整，则用调整后的仪表参数替换原仪表参数。
18.本发明还公开了一种车辆，所述车辆包括如上所述的基于人脸识别的身份识别系统或如上所述的基于人脸识别的仪表参数自适配系统。
19.本发明至少具有如下有益效果：本发明的仪表参数自适配系统包括面部信息采集装置、身份识别系统、存储模块、处理器模块，面部信息采集装置用于采集驾驶员面部图像，并将采集到的面部图像实时传输给身份识别系统，由身份识别系统对面部图像进行分析，获取面部图像和各样本图片的人脸特征，并将获取的面部图像的人脸特征与各样本图片的人脸特征逐一比对，得到比对结果，并将比对结果发送给处理器模块，处理器模块根据人脸识别结果从存储模块内调取与其匹配的仪表参数，并显示匹配的仪表界面，本发明提高了
身份识别的成功率，并与当前驾驶身份进行仪表信息匹配，实现仪表信息在不同驾驶员情况下的自适配，通过对不同驾驶员进行仪表自适配，减少了驾驶者对仪表参数的频繁调整，降低操作负荷，提高驾驶安全性。不同驾驶者的身份信息及仪表参数都存储在数据库存储模块，便于后台对用户的操作习惯进行采集，设计出适用于不同性别及年龄段的仪表参数，也便于通过驾驶习惯进行车身性能的损耗评估。
附图说明
20.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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本发明一种实施例提供的基于人脸识别的仪表参数自适配系统的原理示意图；
22.图2为本发明一种实施例提供的基于人脸识别的仪表参数自适配方法的流程图；
23.图3为本发明一种实施例提供的摄像头安装位置及摄像头移动轨迹示意图；
24.图4为摄像头对驾驶员面部上下、左右的三维拍摄角度示意图。
具体实施方式
25.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它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一
27.本发明实施例提供一种基于人脸识别的身份识别系统，包括面部信息采集装置、身份识别系统，所述面部信息采集装置用于采集驾驶员面部图像，并将采集到的面部图像实时传输给身份识别系统，所述身份识别系统用于接收、保存面部图像，并进行人脸识别。
28.进一步地，身份识别系统接收面部信息采集装置传输过来的面部图像，提取面部图像的人脸特征，并将提取的面部图像的人脸特征与各样本图片的人脸特征逐一比对，挑选出最大的比对结果值作为最终比对结果，结果值是介于0至1间的有理数，包含0和1，比对结果为0表示两份人脸特征毫无相同点，比对结果为1表示两份人脸特征完全相同，将挑选出的最大比对结果值与预设阈值a进行比较，若最大比对结果值不小于a，则表明驾驶员身份得到识别即比对成功，若最大比对结果值为0，说明面部信息采集装置没有抓拍到驾驶员面部，即面部图像采集失败，若最大比对结果值非0，但小于a，则表明身份识别失败即比对未成功，将面部信息采集装置采集的面部图像作为样本图片存放在身份识别系统中。
29.进一步地，面部信息采集装置采用双摄像头，通过双摄像头采集两张驾驶员面部图像，依次获取两张驾驶员面部图像的人脸特征，分别将两张驾驶员面部图像的人脸特征对应与各组样本图片的人脸特征比对(可以将同一摄像头采集的图片进行比对)，每次比对后能得出两个比对结果值，计算两个比对结果值的平均值，待与所有的样本图片均比对完成后，挑选出最大的平均值，作为最终比对结果。
30.面部信息采集装置(双摄像头)，用于采集驾驶员面部三维图像。采集装置(双摄像头)将采集到的驾驶员面部图像保存为图片，图片格式可为jpg、png等，图片名以采集时刻命名，同时，由于采集装置是双摄像头，摄像头1采集生成的图片在命名时名尾固定添加“_1”，摄像头2采集生成的图片在命名时名尾固定添加“_2”，如名为20210510081020_1.jpg的图片，表示采集装置中摄像头1在2021年5月10日上午8时10分20秒采集驾驶员面部，生成此图片。采集装置采集生成的图片均实时传输给身份识别系统。
31.身份识别系统逐一解码面部信息采集装置传输过来的面部图片，解码生成图片原始数据rgb，并依次提取两张图片的人脸特征。身份识别系统内部建有驾驶员面部信息样本图片库，这些图片库是驾驶员第一次使用车辆时采集装置采集生成，样本图片库中的图片以组的形式存在，每组样本图片标有不同的编号，一组图片就代表一位驾驶员的样本，每组图片包含两张。身份识别系统在成功解码采集装置传输的面部图片后，逐一解码、提取、比对样本图片，先解码样本图片为rgb数据，再提取样本图片人脸特征，最终比对人脸特征，得出比对结果，结果值是介于0至1间的有理数，包含0和1,比对结果为0表示两份人脸特征毫无相同点，比对结果为1表示两份人脸特征完全相同。需要说明的是，在比对人脸特征时，同一采集装置的摄像头采集的图片进行比对，由于采集装置是双摄像头，所以每一组样本图片比对后能得出两个比对结果，可以计算两个比对结果的平均值为此组样本图片的最终结果，如采集装置中摄像头1采集的面部图片与第二组样本图片进行人脸特征比对，得出的比对结果为0.75，采集装置中摄像头2采集的面部图片与第二组样本图片进行人脸特征比对，得出的比对结果为0.79，0.75与0.79的平均值为0.77，那么0.77即为第二组样本图片与采集装置此时采集的面部图片的最终比对结果。待与所有的样本图片均比对完成，挑选出最大的比对结果值。身份识别系统自身会设置一个固定阈值a，其中a属于0至1间的有理数，不包含0和1，如a取值0.70，身份识别系统从每组样本图片计算得到的最大比对结果与a进行比较，若比对结果值不小于a，则驾驶员身份得到识别，若比对结果值为0，说明采集装置的两个摄像头没有抓拍到驾驶员面部，采集装置重新采集，若比对结果值非0，但小于a，则身份识别失败，可将采集装置采集的两张图片作为一组样本图片存放在身份识别系统中。
32.进一步地，身份识别系统内部建有驾驶员面部信息样本图片库，这些图片库是驾驶员第一次使用车辆时面部信息采集装置采集生成，样本图片库中的图片以组的形式存在，每组样本图片标有不同的编号，一组图片就代表一位驾驶员的样本。
33.进一步地，参见图3和图4，所述面部信息采集装置2包括摄像头，摄像头安装于方向盘1前侧，拍摄方向正对驾驶位，确保拍摄的为驾驶位置人员的面部信息。方向盘上设有滑动轨道，摄像头安装在滑动轨道上，且摄像头可沿滑动轨道移动，用于适配不同驾驶员的驾车角度。本实施例的滑动轨道用于适配方向盘1的形状，如面部信息采集装置2的移动轨迹可以根据需要设计成弧形。
34.本发明可以通过手动调节摄像头的位置，也可以采用视觉随动主动调节的方式调节摄像头的位置。本发明的上述方案使摄像头的面部信息采集角度可调节，信息采集的准确率和成功率更高。
35.且本发明通过双摄像头以三维角度准确、高效采集驾驶人员面部三维图像，提高图像采集准确率及成功率。
36.实施例二
37.参见图1，本发明实施例还公开了一种基于人脸识别的仪表参数自适配系统，包括存储模块、处理器模块以及如实施例一所述的基于人脸识别的身份识别系统，所述身份识别系统用于进行人脸识别，并将识别结果发送给处理器模块，数据库存储模块，用于驾驶员样本编号和仪表参数的存储。处理器模块，根据识别系统的比对结果进行数据库内信息的执行，包括根据人脸识别结果从存储模块内调取与其匹配的仪表参数，并显示匹配的仪表(智能组合仪表)界面。
38.驾驶员启动汽车之后，面部信息采集装置对驾驶员面部图像进行采集；
39.将采集到的面部图像录入身份识别系统，在系统内获取采集装置所采集图片的人脸特征和每组样本图片的人脸特征；将采集装置所采集图片的人脸特征依次与每组样本图片的人脸特征进行比对，得到满足要求的驾驶员样本编号；处理器模块通过驾驶员样本编号从数据库内调取与其匹配的仪表参数，并在仪表屏幕显示。驾驶员在驾驶过程中进行的参数再调整，自动存储到数据库。
40.实施例三
41.参见图1，本发明实施例还公开了一种基于人脸识别的仪表(即智能组合仪表)参数自适配方法，采用了如实施例二所述的基于人脸识别的仪表参数自适配系统，包括如下步骤：
42.(1)驾驶员启动汽车，面部信息采集自动对驾驶员面部三维图像进行采集。
43.(2)a.面部图像采集失败，显示默认仪表界面，驾驶期间对仪表参数的调整不做存储；
44.b.面部图像采集成功则由身份识别系统对面部图像进行分析，依次获取面部图像和样本图片的人脸特征，并逐一比对，得到面部图像与每组样本图片比对结果的平均值，再从所有平均值中选出最大值。
45.(3)a.比对结果最大值不为0，且小于身份识别系统设置的阈值a，提示驾驶者是否录入身份；
46.不录入身份则显示默认仪表界面，驾驶期间对仪表参数的调整不做存储；
47.录入身份则进入身份录入系统，面部信息采集装置双摄像头采集的两张面部图片会成为一组样本图片录入身份识别系统，为此组样本图片标一个样本编号，将样本编号存入数据库，同时显示默认仪表界面，驾驶期间对仪表参数的调整自动存储，若未做参数调整则将默认仪表的参数与该身份进行匹配存储。
48.b.身份对比成功，处理器从数据库调出与该身份匹配的仪表参数进行界面显示，驾驶期间对仪表参数的调整自动存储，若未做参数调整则保留原仪表信息。
49.进一步地，一张或组样本图片对应一个驾驶员样本编号，将驾驶员样本编号存入存储模块，驾驶员样本编号与仪表参数对应匹配，根据驾驶员样本编号调用与其匹配的仪表参数。
50.进一步地，步骤s3)中若驾驶期间未做参数调整则保留原仪表参数，若驾驶期间对仪表参数进行调整，则用调整后的仪表参数替换原仪表参数。
51.实施例四
52.本发明实施例还公开了一种车辆，所述车辆包括如实施例一所述的基于人脸识别的身份识别系统或如实施例二所述的基于人脸识别的仪表参数自适配系统。
53.本发明提供通过双摄像头对驾驶员面部进行三维拍摄，提高驾驶员面部信息采集及身份识别的成功率，并与当前驾驶身份进行仪表信息匹配，实现仪表信息在不同驾驶员情况下的自适配。双摄像头面部采集装置提高了面部采集的准确率和成功率，适用于任何与面部信息相关的车载应用。本发明仅对汽车启动后，坐在驾驶位的驾驶员进行多角度人脸识别，录入身份与仪表信息匹配后，该驾驶员对仪表的参数调整会自动被记忆，下次驾驶时根据身份识别结果自动调出匹配的仪表信息，保留了驾驶员的操作和使用习惯，解决了传统方案在更换驾驶员时需手动调节这些仪表信息才能满足不同人的个性化需求及适应不同驾驶者的驾驶习惯的问题。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。