基于人臉識別的新能源汽車權限管理系統研究

2025-09-10 00:00:00彭蘇皓

汽車電器 2025年8期

中圖分類號：U463.67 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）08-0041-03

【Abstract】With thedevelopmentof new energyvehicles，the traditionalkeyauthoritymanagement mode isdificult to meet the user experience requirements.This article proposes anew energy vehicle authority management system based onfacerecognition，elaborates itssystem structurecomposedof the mobile communicationend，thefacerecognitionend andthevehiclecontrolend，aswellas theworking principlesoffaceregistration，recognition，authoritysharingand deletion，vehiclecontrol，etc.，andintroducestheworkingprocessoffaceauthenticationforenteringandstartingthe vehicle.Thissystemenablesusers togetridof the traditional keyrelianceandachievevehicle permisson management through facial information，which is conducive to improving the user experience.

【Key words】 face recognition；permission management；T-Box； cloud service platform

0 引言

隨著新能源汽車的推廣與發展，用戶體驗成為各大傳統主機廠與新勢力造車企業在新能源汽車智能網聯技術搭載中的最終落腳點。燃油汽車的傳統機械鑰匙、遙控鑰匙進人與啟動系統等權限管理模式，已無法適應新能源汽車對用戶體驗的極致要求。隨著車聯網技術、車云一體化技術、生物識別技術、視覺檢測技術等智能網聯新技術的發展，采用基于人臉識別信息的車輛進入與啟動管理成為可能。本文以用戶人臉識別為基礎，闡述如何通過人臉識別技術實現新能源汽車的進人與啟動權限管理。

1系統組成與結構

整個系統由手機APP、云服務平臺、車載通信控制器（TelematicsBox，T-Box）、車外攝像頭、車內攝像頭、人臉識別控制器、車身域控制器（BodyDomainController，BDC）、整車控制器（VehicleControlUnit，VCU）組成，分為移動通信端、人臉識別端、車輛控制端3部分，其系統框圖如圖1所示。

圖1人臉識別系統框圖

1.1 移動通信端

移動通信端由手機APP、云服務平臺、T-Box組成。其中，手機APP移動端由用戶持有，主要用于人臉信息錄入注冊；云服務平臺用于人臉信息的傳輸與管理、注冊控制指令的下發與接收，用戶注冊的人臉圖像通過手機的4G/5G網絡傳輸至云平臺；T-Box內置4G/5G通信模組，用于與云平臺通信，并通過以太網與人臉識別控制器連接，將云平臺發送的人臉圖像信息傳輸至車端人臉識別控制器。

1.2 人臉識別端

人臉識別端由車外攝像頭、車內攝像頭和人臉識別控制器組成，攝像頭均通過低電壓差分信號（Low-VoltageDifferentialSignaling，LVDS）線束連接至人臉識別控制器。車外攝像頭安裝于B柱，用于用戶進入車輛時的人臉信息識別；車內攝像頭安裝于儀表，用于用戶啟動車輛時的人臉信息識別；人臉識別控制器用于人臉信息的存儲、特征提取、圖像對比及識別結果輸出。

1.3 車輛控制端

車輛控制端包含BDC、VCU、網關及其他控制器與執行部件，用于車輛解鎖、啟動等狀態控制。其中，BDC用于車輛解鎖、閉鎖及啟動的低壓管理。VCU用于啟動的高壓管理及整車狀態監測。網關用于整車控制器局域網CAN網絡的網段管理與報文轉發，確保CAN信號正常。

2 系統工作原理

2.1 人臉注冊原理

人臉信息作為車輛權限管理的識別核心，需先注冊方可使用。用戶通過手機APP錄入個人人臉圖像，錄入時APP調用云平臺HTTPS（HyperTextTransferProtocolSecure，超文本傳輸安全協議）注冊接口，將拍攝的人臉圖像、用戶ID、車輛ID、車架號 ΔVin 及其他參數綁定后上傳至云服務平臺，接口參數如表1所示。

表1人臉圖像注冊參數

云平臺接收注冊指令后，下發喚醒短信激活T-Box。T-Box喚醒后向云平臺發起登錄，平臺核驗通過后建立TCP長連接，將綁定的人臉信息通過TCP連接發送至T-Box。T-Box通過以太網將信息傳輸至人臉識別控制器，完成本地存儲，至此人臉注冊流程結束，如圖2所示。

2.2 人臉識別原理

人臉識別控制器是系統核心，接收注冊的人臉信息后，對其進行特征提取，建立數學物理模型并保存至人臉特征庫。當接收到認證請求信號時，控制器喚醒車外攝像頭采集實時人臉圖像，經預處理、特征提取、分類匹配后，將計算的特征向量與數據庫中已知特征向量對比，完成身份判定并輸出識別結果，如圖3所示。

圖2人臉注冊流程

圖3人臉識別原理

2.3 權限分享原理

車輛管理權限可由車主分享給他人，被分享者享有同等解鎖與啟動權限。車主在手機APP端點擊“添加用戶”，被分享者通過APP完成人臉注冊（圖2），其人臉模型與車主共享同一車輛Vin和CarID，但UserID不同，注冊后特征庫將保存其人臉特征模型，完成權限分享。

2.4 權限刪除原理

車主可通過手機APP刪除被分享者人臉圖像以收回權限。操作時APP調用云平臺HTTPS刪除接口，云平臺判斷T-Box在線狀態：若不在線，先喚醒并建立TCP連接；若在線，直接下發刪除指令至T-Box。T-Box通過以太網通知人臉識別控制器刪除對應UserID的人臉模型，反饋刪除成功信號后權限刪除完成，被分享者無法再通過認證。

2.5車輛控制原理

車輛控制由BDC、VCU及其他控制器協同完成，人臉識別控制器與BDC、VCU通過CAN總線通信：車外人臉識別時，BDC根據識別結果控制車門鎖解鎖/閉鎖；車內認證時，人臉識別成功后BDC通知VCU啟動車輛，VCU判定其他啟動條件滿足后使車輛進入Ready狀態。

3權限管理系統工作流程

3.1人臉認證進入車輛流程

用戶按壓主駕車門PE鍵，BDC下發人臉識別請求CAN信號，車外攝像頭采集人臉圖像，控制器調用特征庫完成識別并輸出匹配結果。

1）認證成功：BDC解鎖車輛。

2）認證失敗：儀表彈窗提示，未超過5次失敗時顯示“剩余5-X次”，超過5次則提示“系統已鎖定”，同時 ΔT-BoX 反饋鎖定狀態至云平臺，云平臺推送消息至車主APP，如圖4所示。

圖4人臉認證進入車輛流程