基于人臉識別的停車場智能尋車系統設計＊

曠翔文，趙 偉，王 芳，劉雅婷

（宿州學院資源與土木工程學院，安徽 宿州234000）

隨著科技的發展，人工智能技術逐漸占據了市場主導地位，人工智能融合了智能機器以及機器智能技術[1]。以前的人工智能已經不能滿足現代技術的發展需求，因此提出了新的人工智能技術，其被廣泛應用在各大領域當中，其中包括了人臉識別技術。人臉識別技術是通過機器自動化對批定圖像或視頻中的人臉進行定位、身份識別，具有鮮明的自動化特征[2]。其應用主要以相機或攝像機為基本接入工具，采集與人臉識別需求相關的數據信息，然后實施檢測、跟蹤、識別，因而一般也將其叫做人像識別技術或面部識別技術[3]。本項目擬將人工智能識別技術與大型停車場中產生的尋車問題結合起來，通過手機客戶端與藍牙定位系統為更多人高效尋找自己的愛車提供更方便的服務。

1 系統的流程與框架

該智能人臉尋車系統的主體框架如圖1 所示，該系統主要由紅外線采集信息收集器、系統信息終端處理器、手機客戶端系統平臺3 大主體部分組成。

圖1 系統結構

1.1 紅外線采集信息

紅外線采集系統由紅外感應器、紅外線傳導器、超高清攝像頭和紅外線燈組成。該系統是通過運用紅外對射判斷車輛位置。紅外對射判斷的原理如下：紅外對射有2 種返回值，即x和y。其中，x是沒有車輛經過紅外對射，y則是有車輛經過紅外對射，當車輛經過的時候紅外對射返回y，反射的紅外線傳輸給紅外線傳導器，進一步紅外線感應器接收同時高清攝像頭進行多次拍攝采集人臉信息和車牌信息[4]。此時系統后臺人員將會利用計算機進行抬桿操作，這樣車輛就能順利進入停車場入口。具體原理如圖2 所示。

圖2 紅外線對射原理

1.2 信息存儲與處理

系統前端將剛拍攝的照片進行分類，保留人臉識別出來的車主信息，讓車主確認識別出來的車位號等停車信息，并將部分拍攝人臉信息不完整的照片進行自動刪除。之后，將已經處理好的照片和信息匹配一并上傳至云儲存單元中進行保留，在用戶使用時進行云端保留信息與現實信息的圖片匹配。信息轉換如圖3 所示。

圖3 信息傳輸原理

1.3 車輛的監控定位

車輛進入停車場內，內部有大量監控對車輛的實時位置進行拍攝。當車輛已選擇一個固定車位進行停放時，該信息又將進行二次反饋，從而更好地確定車輛所停放的位置，同時可以更好地保護停放在停車場內的汽車的安全。該車輛坐標監控的原理為：通過車載設備的接收天線接收衛星發出的導航信號，經接收機解調處理，從中提取衛星星歷距離和距離變化率時鐘校正、大氣校正參量等參數，解算出載體所處的經緯度坐標，再將經緯度坐標通過無線通訊系統傳送給監控中心的總控程序，將經緯度坐標換算成地方平面直角坐標，并在具有相同坐標系的電子地圖上顯示其當前位置[5]。連續地接收、顯示可真實再現車輛的動態軌跡，并且該過程可由監控車輛進行直接控制操作[6]，原理如圖4 所示。

圖4 衛星監控定位原理

1.4 系統自動生成代碼

當車輛已經停放到車位內時，系統會自動顯示出車輛位置，并且根據車輛所處停車位的號碼與照片信息相結合自動分配到同一單元內進行。該過程中所有的用戶個人信息都會經過加密處理，保證用戶的個人信息不會泄露。同時，該步驟將生成特定的代表車輛信息的編碼，并二次傳輸到系統處理器中進行處理。

1.5 信息傳給手機智能導航

系統處理器處理過的信息通過輸出系統傳給手機智能導航，根據實時停車場地圖狀況和手機位置信息來判斷車主所處的位置，并將之前儲存在信息庫的關于本人的照片提取出對應的編碼進行翻譯解碼，來確認車主所能到達停放車輛的一條最佳路線。用戶如需下載路線信息，可通過移動終端向智能信息終端發送定向信息獲取請求，智能信息終端使用信息定向推送功能將路線信息推送到用戶移動終端上并存儲下來，發送至手機客戶端[7]。

1.6 手機客戶端的反饋

處理完所有的信息之后，用戶需打開手機藍牙系統、導航設備，進行人臉識別、確認車輛信息和車主信息，選擇目的地和點擊“開始導航”，系統會自動為司機規劃好最佳路線。該路線將會自動呈現在司機的手機智能導航上，這時系統會通過路徑跟蹤顯示和語音提示來引導車主尋找到自己的車輛。在停車場有限復雜的空間內，讓用戶更快地找到車輛，從而更高效地提高生活的節奏。

2 系統的保障

一個系統的設計需要有多方面的保障才能使人們更好地使用，因此針對整個系統，項目進行了系統本身的安全保障和客戶個人信息的隱私保障。這樣可以使用戶能更加放心地使用整個系統。

2.1 系統安全保障

系統安全保障方面，本項目主要對網上黑客方面進行討論與分析。黑客是一些為了一己私欲或發泄負面情緒對人們的電腦進行物聯網攻擊或者進行程序篡改的人，也就是所謂的計算機犯罪[8]。他們會影響整個系統的使用，因此，在系統中設計了一個新的程序，主要流程如圖5 所示。

圖5 系統的安全保障

2.2 總體程序設計

進入該程序需要輸入正確的密碼，根據用戶輸入錯誤的密碼次數來判斷屬于病毒入侵還是人為錯誤。當輸入密碼為0～5 次時將會檢測密碼是否正確，如果密碼正確將會正常使用該系統，如果輸入錯誤密碼5次以上，將會檢測是否為病毒入侵；如果根據系統全盤檢測判定，判斷只是人為多次輸入錯誤，將會由管理員進行實名認證從而來重置密碼，保證系統的正常使用。如若檢測出是因為病毒入侵導致的，首先系統自動開啟防火墻來抵御部分病毒入侵。所謂防火墻指的是由軟件和硬件設備組合而成，在內部網和外部網及專用網與公共網之間的界面上構造的保護屏障[9]。它是將計算機硬件和軟件相結合，使Internet 與Internet之間建立起一個安全網關，從而保護系統內部網免受非法用戶（黑客）的侵入[10]。然后，系統整體會斷開網絡，這樣可以減少病毒造成的損失。接下來系統會自動備份重要文件，并且直接將所有的重要文件傳輸到加密文件夾中，防止病毒更改重要文件或者盜取重要文件[11]。且該系統與110 報警系統連接，采用自動撥號的鏈接方式，在該系統中的報警聯動輸出端接了一個電話直撥器，里面儲存了110 的電話，當系統報警時，輸出端的電話直撥器將會直接撥通110 的電話，并將其中的錄音播放給110 報警中心，從而實現與110的聯動。同時系統會自動通知入侵信息到管理員的電腦上，管理員接收到信息會立馬過來給系統進行全面的殺毒處理[12]。病毒查殺是基于用戶計算機中的殺毒軟件實現的，其中包括360、火絨這些殺毒軟件，通過其病毒數據庫，判定計算機動態信息，即通過模仿病毒侵入方式判定信息，并將病毒信息存入數據庫，以后碰到類似的程序病毒時，就可以迅速做出反應，查殺相關可疑文件。該技術包括讀寫控制、計算機監控及病毒查殺等部分，由于病毒種類多，所以一些軟件的病毒被查殺功能有一定的滯后性，需要在出現病毒后，通過系統修補防范病毒繼續入侵[13]。當系統病毒被查殺完畢之后，管理員將會檢測系統能否正常使用，如果可以將正常開啟智能停車系統，否則將再次進行全面的病毒查殺。該程序的設計是為了更好地保護整個智能系統的正常運作[14]。

3 市場前景

現如今，在停車場尋車難的問題仍然存在且沒有有效的解決辦法。本文提出的人臉識別尋車系統就可以在很大程度上改善此類問題。且該系統基本無需駕駛員自行操作，全程都是自動化進行，大大提高了用戶的體驗感，且該系統的云儲存空間足夠大，這也可以使停車場的流量在系統上不受限制。在未來的市場上，該系統相比較于其他的監控系統更加安全，且系統中的任何操作都是經過實名認證以及實車對號，大大降低了人工犯錯誤的概率。在成本方面，該系統屬于一次性投資建設，在之后的使用過程中大大降低了人工方面所花費的費用。系統維護也將可以通過網絡在電腦上遠程進行維護，同時該系統也會定期自動更新、自動維護。維護中發現的問題也會發送給人工處理方進行維護操作，即使在使用過程中出現了臨時問題，該系統將自動啟用第二套備用系統，全程與第一套操作系統一致，目的就是方便用戶使用以及減少犯錯誤所產生的成本問題。

4 結語

本次設計實現了通過人臉識別系統解決日常生活中的尋車問題，并且在日常生活中的應用性較強，且涉及范圍廣、使用價值高。本系統具體以尋車為最終目的，以人臉識別為工具，利用紅外線采集信息收集器、系統信息終端處理器和手機客戶端系統平臺讓用戶通過手機客戶端與藍牙定位系統幫助自己更快地找到愛車，提高生活節奏，提供更高效的尋車方式及便捷停放車輛。未來將會在此基礎上，以用戶體驗為根本，不斷升級更新尋車系統，為用戶提供更好的服務體驗，提高用戶滿意度，為用戶節約時間成本，盡可能為用戶的日常生活提供便捷。