基于人脸识别的充电桩控制装置及其控制方法与流程

本发明属于充电桩控制技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的充电桩控制装置和一种基于人脸识别的充电桩控制方法。

背景技术：

与电动汽车配合使用的充电桩已经被广泛应用于住宅区、高速公路服务区等场所。现有充电桩普遍集成rdif芯片，与ic卡配合使用。ic卡采用硅片存储信息，与传统标识卡（磁条卡，条码）相比，具有非接触性、技术成熟等特点。

ic卡作为身份识别秘钥，主要用于配合充电桩识别身份。用户需要充电时，将ic卡放置在ic卡识别区，充电桩内置电路识别身份无误后核对信息，确认信息无误后触发充电电路开始充电。

然而，ic卡存在缺陷，主要是：ic卡作为小件实体容易遗失，遗失补办手续多有不便；部分ic卡只预置信息而没有身份识别区，意味着卡片一旦遗失就不能再确认剩余额度；ic卡基于电磁感应原理需要远离手机等带磁物体，防止因消磁而失效；ic卡因板材结构不能接触高温环境，并且不能弯折，容易老化且表面丝印磨损；ic还存在信息容易被恶意破解、复制、修改等安全隐患，不再适用于具有较高安全要求的充电桩控制领域。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的状况，提供一种基于人脸识别的充电桩控制装置和一种基于人脸识别的充电桩控制方法。

本发明采用以下技术方案，所述基于人脸识别的充电桩控制装置，用于控制触发或者关闭充电桩的充电电路，其特征在于，包括采集模块、控制模块、通讯模块和比对模块：

所述采集模块包括高清摄像机，所述控制模块包括控制电路板，所述通讯模块包括信号线和/或无线发射器，所述比对模块包括局域网服务器；

所述高清摄像机用于采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；

所述控制电路板电连接高清摄像机并且获取上述人脸图像数字信息，所述控制电路板将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；

所述控制电路板将上述人脸图像预处理标准信息进一步进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；

所述控制电路板和局域网服务器通过信号线有线双向连接和/或通过无线发射器无线双向连接；

所述控制电路板通过信号线和/或无线发射器向局域网服务器输出上述人脸图像灰度特征信息，所述局域网服务器获取上述人脸图像灰度特征信息,并且将上述人脸图像灰度特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功或者输出失败信号；

所述局域网服务器通过信号线和/或无线发射器向控制电路板回传上述比对成功或者失败信号；

所述控制电路板获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

根据上述技术方案，所述基于人脸识别的充电桩控制装置还包括与控制模块电连接的交互模块，通过所述交互模块与控制模块进行触控交互和/或语音交互。

根据上述技术方案，所述交互模块包括触摸屏和扬声器，所述触摸屏和扬声器相互独立地与控制电路板电连接，通过所述触摸屏与控制电路板进行触控交互，或者通过所述扬声器与控制电路板进行语音交互。

根据上述技术方案，所述局域网服务器具有内置的比对数据库，所述比对数据库用于存储预置灰度特征信息。

根据上述技术方案，所述高清摄像机、控制电路板和局域网服务器构成充电桩内部局域网。

根据上述技术方案，本发明还公开了一种基于人脸识别的充电桩控制方法，用于控制触发或者关闭充电桩的充电电路，其特征在于，包括步骤：

步骤a：高清摄像机采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；

步骤b:控制电路板获取上述人脸图像数字信息，并且将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；

步骤c：控制电路板将上述人脸图像预处理标准信息进一步进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；

步骤d：控制电路板通过信号线和/或无线发射器向局域网服务器输出上述人脸图像灰度特征信息；

步骤e：局域网服务器获取上述人脸图像灰度特征信息，并且将上述人脸图像灰度特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功信号或者失败信号；

步骤f：局域网服务器通过信号线和/或无线发射器向控制电路板回传上述比对成功或者失败信号；

步骤g：控制电路板获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

根据上述技术方案，在上述步骤g之后还包括步骤h：通过触摸屏和/或扬声器与控制电路板进行触控交互和/或语音交互。

根据上述技术方案，所述局域网服务器具有内置的比对数据库，所述比对数据库用于存储预置灰度特征信息。

根据上述技术方案，所述步骤c中，adaboost算法进一步包括：

步骤c-1：设置24*24检测器；

步骤c-2：利用积分图计算人脸图像预处理标准信息的haar特征；

步骤c-3：将错误率最小的haar特征转换为弱分类器；

步骤c-4：将弱分类器组合为强分类器。

根据上述技术方案，所述24*24检测器包含15000个特征矩形。

本发明公开的，其有益效果包括：通过adaboost算法，配合高清摄像机，能在各种环境下实现高效准确地人脸识别，用户在使用充电桩过程中，不需要携带ic卡等密钥，避免ic卡遗失、消磁等问题，在方便使用的同时提高可靠性，有效防止ic卡被破解、仿制等安全隐患。人脸识别是指人的面部五官以及轮廓的分布，这些特征因人而异，与生俱来且不易改变。与其他识别技术相比，人脸识别具有非侵扰性，无需干预正常行为即可达到良好的识别效果。

附图说明

图1是本发明优选实施例的流程框图。

图2是本发明优选实施例的模块框图。

具体实施方式

本发明公开了一种基于人脸识别的充电桩控制装置和一种基于人脸识别的充电桩控制方法，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图2，所述基于人脸识别的充电桩控制装置包括一采集模块10、一控制模块20、一通讯模块30和一比对模块40，所述采集模块10用于采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；所述控制模块20电连接采集模块10并且获取上述人脸图像数字信息，所述控制模块20将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；所述控制模块20将上述人脸图像预处理标准信息进一步进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；所述通讯模块30相互独立地与控制模块20和比对模块40分别进行双向无线或者有线连接并且双向通讯，所述通讯模块30向比对模块40输出上述人脸图像灰度特征信息，所述比对模块40获取上述人脸图像灰度特征信息并且将上述人脸图像特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功信号（允许访问/允许用户使用充电桩进行充电）或者输出比对失败信号（拒绝访问/拒绝用户使用充电桩进行充电）；所述通讯模块30获取上述比对成功或者失败信号，并且向所述控制模块20回传上述比对成功或者失败信号；所述控制模块20获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

进一步地，所述基于人脸识别的充电桩控制装置还包括与控制模块20电连接的一交互模块50，用户通过所述交互模块50实现与控制模块20进行触控交互和/或语音交互。

优选地，所述采集模块10包括一高清摄像机11，所述控制模块20包括一控制电路板21，所述通讯模块包括一信号线31和/或一无线发射器32，所述比对模块40包括一局域网服务器41。优选地，所述高清摄像机11用于采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；所述控制电路板21电连接高清摄像机11并且获取上述人脸图像数字信息，所述控制电路板21将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；所述控制电路板21将上述人脸图像预处理标准信息进一步进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；所述控制电路板21和局域网服务器41通过信号线31有线双向连接和/或通过无线发射器32无线双向连接，所述高清摄像机11、控制电路板21、局域网服务器41之间构成充电桩内部局域网；所述控制电路板21通过信号线31和/或无线发射器32向局域网服务器41输出上述人脸图像灰度特征信息，所述局域网服务器41获取上述人脸图像灰度特征信息并且将上述人脸图像灰度特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功信号（允许访问/允许用户使用充电桩进行充电）或者输出比对失败信号（拒绝访问/拒绝用户使用充电桩进行充电）；所述局域网服务器41通过信号线31和/或无线发射器32向控制电路板21回传上述比对成功或者失败信号；所述控制电路板21获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

进一步地，所述交互模块50包括一触摸屏51和/或一扬声器52，所述触摸屏51和扬声器52相互独立地与控制电路板21电连接，用于通过所述触摸屏51实现与控制电路板21进行触控交互，或者通过所述扬声器52实现与控制电路板21进行语音交互。例如，如果控制电路板21获取比对失败信号，则通过触摸屏51和/或扬声器52提醒用户未注册或者未匹配，提醒用于进行注册或者再次尝试人脸识别；如果控制电路板21获取比对成功信号，则通过触摸屏51和/或扬声器52提醒用户选择充电时长、充电金额等交互信息。

进一步地，所述局域网服务器41具有内置的一比对数据库411，用于比对的预置灰度特征信息存储于所述比对数据库411。同时，adaboost算法样本训练中的训练数据也可存储于所述比对数据库411。adaboost算法在人脸和非人脸的样本中训练出弱分类器，然后把弱分类器级联成强分类器。它是一种自适应增强算法，理论上错误率能达到无限低。adaboost分类器对特定的实体进行分类，从简单的弱分类器开始训练出来。

adaboost算法进行人脸检测，主要利用人脸灰度分布不一致这一特性，其采用积分图计算haar特征，haar特征具有计算简单、检测速度快等优点。adaboost算法检测过程首先计算图像的haar特征，并且在算法训练过程中将错误率最小的haar特征转换为弱分类器，再把弱分类器组合成强分类器实现人脸识别。

haar特征值能够准确地反映图像的灰度变化，人脸的眼睛比脸颊的颜色更深，鼻梁两侧颜色比鼻梁颜色更深，通过对脸部特征的计算可提取到人脸的haar特征值。

优选地，通过设置24*24检测器，其内包含了15000个特征矩形，以甄选合适的矩形特征，并将其组合成强分类器，从而实现高精度的人脸识别效果。

参见附图的图1，根据上述优选实施例，所述基于人脸识别的充电桩控制方法包括以下步骤：

步骤一：采集模块10采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；

步骤二：控制模块20获取上述人脸图像数字信息，并且将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；

步骤三：控制模块20将上述人脸图像预处理标准信息进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；

步骤四：通讯模块30向比对模块40有线和/或无线输出上述人脸图像灰度特征信息，比对模块40获取上述人脸图像灰度特征信息，并且将上述人脸图像特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功或者失败信号；

步骤五：通讯模块30获取并且向控制模块20回传上述比对成功或者失败信号；

步骤六：控制模块20获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

优选地，在上述步骤六之后还包括步骤七：

步骤七：通过交互模块50与控制模块20进行触控交互和/或语音交互。

优选地，所述采集模块10包括一高清摄像机11，所述控制模块20包括一控制电路板21，所述通讯模块包括一信号线31和/或一无线发射器32，所述比对模块40包括一局域网服务器41，所述交互模块50包括一触摸屏51和/或一扬声器52。

优选地，所述局域网服务器41具有内置的一比对数据库411，用于比对的预置灰度特征信息存储于所述比对数据库411。

进一步地，所述基于人脸识别的充电桩控制方法包括以下步骤：

步骤a：高清摄像机11采集人脸图像并且输出人脸图像的数字信息；

步骤b:控制电路板21获取上述人脸图像数字信息，并且将上述人脸图像数字信息进行图像预处理及标准化，以输出人脸图像的预处理标准信息；

步骤c：控制电路板21将上述人脸图像预处理标准信息进一步进行基于adaboost算法的特征识别及提取，以输出人脸图像的灰度特征信息；

步骤d：控制电路板21通过信号线31和/或无线发射器32向局域网服务器41输出上述人脸图像灰度特征信息；

步骤e：局域网服务器41获取上述人脸图像灰度特征信息，并且将上述人脸图像灰度特征信息与预置灰度特征信息进行比对，以输出比对成功信号或者失败信号；

步骤f：局域网服务器41通过信号线31和/或无线发射器32向控制电路板21回传上述比对成功或者失败信号；

步骤g：控制电路板21获取上述比对成功或者失败信号，并且根据上述比对成功或者失败信号触发或者关闭充电桩的充电电路。

优选地，在上述步骤g之后还包括步骤h：

步骤h：通过触摸屏51和/或扬声器52与控制电路板21进行触控交互和/或语音交互。

进一步地，所述局域网服务器41具有内置的一比对数据库411，用于比对的预置灰度特征信息存储于所述比对数据库411。同时，adaboost算法样本训练中的训练数据也可存储于所述比对数据库411。

进一步地，所述步骤c中，adaboost算法进一步包括：

步骤c-1：设置24*24检测器；

步骤c-2：利用积分图计算人脸图像预处理标准信息的haar特征；

步骤c-3：将错误率最小的haar特征转换为弱分类器；

步骤c-4：将弱分类器组合为强分类器。

优选地，上述24*24检测器包含15000个特征矩形，以甄选合适的矩形特征并且将其组合成强分类器。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，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。