本实用新型涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于人脸检测的顾客迎送系统。
背景技术：
随着人力成本的增加，智能信息技术的发展，移动支付的普及，自动售卖机，在海外大为流行。具统计，美国平均35人占有一台自动售卖机；在日本，用于销售饮料的自动售货机就多达250万台；在中国，自动售货机于2020年将达到138万台。总之，零售业的大趋势，一定是去人化。但是，现存的绝大多数自动售卖机仅仅只能够完成最基本的出货和收钱工作，缺乏人机交互的友好性，顾客体验不佳——这一缺陷也是自动售卖机在信息技术飞速发展的中国，普及程度却不高的原因之一。
另外，传统的顾客迎送系统存在如下缺点：1)使用微波雷达或红外传感器进行探测，很容易造成误检，当行人背对自动售卖机或从售卖机旁边走过时会误检，这一缺陷将在人流甚多的商场或车站无限放大；2)微波雷达和红外传感器价格相对较高。总而言之，在实际应用场合，如小型售卖机，传统的顾客迎送系统满足不了其高精度、低成本、人机交互差的要求。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于人脸检测的顾客迎送系统，检测精度高、实时性好，结构简单，成本低廉，且人机交互友好。
为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种基于人脸检测的顾客迎送系统，包括内存，闪存，存储卡，用于采集图像的摄像头，用于对所述图像进行人脸检测的处理器，用于在检测到人脸时播放欢迎动画或欢送动画的显示屏，以及用于在所述显示屏播放动画时播报相应的欢迎语音或欢送语音的扬声器；
所述处理器分别与所述摄像头、所述内存、所述闪存、所述存储卡、所述显示屏和所述扬声器连接。
进一步地，所述顾客迎送系统还包括电源；
所述电源分别与所述处理器、所述显示屏和所述扬声器连接。
优选地，所述摄像头为200w像素60cm焦距90度广角的USB摄像头。
优选地，所述处理器是型号为Freescale MX6Q的CPU。
优选地，所述内存为DDR3L 2GB的内存。
优选地，所述闪存为16GB EMMC颗粒的闪存。
优选地，所述显示屏包括VGA接口和HDMI接口；
所述显示屏通过所述VGA接口或所述HDMI接口与所述处理器连接。
优选地，所述显示屏为5英寸HDMI显示屏。
优选地，所述扬声器是阻抗为8欧姆、功率为2瓦的扬声器。
本实用新型实施例提供的基于人脸检测的顾客迎送系统，能够通过摄像头拍摄图像，通过处理器实时对图像进行人脸检测，不会对行人路过或行人背对等情况进行误检，提高顾客检测精度，且实时性好；所使用的CPU、内存、闪存、存储卡等均为简单实惠型硬件，降低系统成本；通过显示屏和扬声器从视觉和听觉两种感官途径对顾客表示欢迎或欢送，增加顾客的亲切感和趣味感，人机交互友好。
附图说明
图1是本实用新型提供的基于人脸检测的顾客迎送系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本实用新型提供的基于人脸检测的顾客迎送系统的一个实施例的结构示意图。
本实施例提供一种基于人脸检测的顾客迎送系统，包括内存1，闪存2，存储卡3，用于采集图像的摄像头4，用于对所述图像进行人脸检测的处理器5，用于在检测到人脸时播放欢迎动画或欢送动画的显示屏6，以及用于在所述显示屏播放动画时播报相应的欢迎语音或欢送语音的扬声器7；
所述处理器5分别与所述摄像头4、所述内存1、所述闪存2、所述存储卡 3、所述显示屏6和所述扬声器7连接。
需要说明的是，本实用新型所提供的基于人脸检测的顾客迎送系统适用于小型自动售卖机。其中，“小型”是指体积较小，其销售窗口宽度不超过1.0m，常见的如地铁站的自动售票机、智能榨汁机、小区的自动零食售卖机等。
本实施例依托原有的自动售卖机硬件软件平台，在不大幅改变自动售卖机内部结构的情况下实现。本实施例能够实时检测是否有顾客到来和离开，并在顾客到来和离开时，对顾客表示欢迎和欢送，提升自动售卖机的人机交互的友好性。本实施例所使用的硬件简单，价格实惠，且能够非常稳定的满足小型自动售卖机的顾客欢迎欢送的需求，增强自动售卖机的核心竞争力。
本实施例的系统中嵌入Android系统，在该Android系统中载入顾客迎送软件，使得系统包括图像采集模块、视频显示模块、语音播报模块、顾客检测模块和电源模块。其中，视频显示模块和语音播报模块可以在顾客到来时播放欢迎画面和欢迎语音，顾客离开时播放欢送画面和欢送语音，进而增强自动售卖机的顾客体验友好性，同时也能对视频显示内容和语言播报内容进行创新，进而增加自动售卖机的趣味性。
本实施例采用的人脸检测算法为JDA(Joint Cascade Face Detection and Alignment)算法，使用C代码进行实现，并在java层实现人脸检测接口，使得人脸检测效率大大提升。另外，为了进一步提升软件运行效率，顾客迎送软件还使用C语言中的静态变量的技术，使得每次人脸检测模型的导入只需要进行一遍即可，而不需要每来一帧图片就导入一次。
其中，顾客到来检测技术的原理如下：1)生成人脸检测状态序列detect_face 和人脸检测时刻序列detect_time，并将人脸检测状态“0”和“1”(“0”代表该帧图像无人脸，“1”代表该帧图像有人脸)和视频帧时刻分别推入detect_face 和detect_time中；2)如果detect_face中连续两个状态均为“0”，则清空detect_face 和detect_time；3)如果detect_face中最后一个状态为“1”，则计算detect_time 中第一个元素和最后一个元素之差，大于1.5s则判断顾客到来。
顾客离开检测技术原理如下：1)与顾客到来检测技术原理中一致，生成 detect_face和detect_time，并为其添加元素；2)如果detect_face中最后一个状态为“1”，则清空detect_face和detect_time；3)如果detect_face中最后一个状态为“0”，则计算detect_time中第一个元素和最后一个元素之差，大于1s则判断顾客离开。
本实用新型所提供的顾客迎送系统的工作原理为：在自动售卖机运行的过程中，摄像头会不断进行拍摄，并将图像传到CPU中进行顾客检测。初始化时，顾客迎送系统切换到顾客到来检测模式，当顾客面对自动零售机并对自动售机产生兴趣，朝自动零售机前进或在自动零售机前停留时，顾客迎送系统检测到顾客到来，并及时控制显示屏播放欢迎画面或购买引导画面，并控制扬声器发出“欢迎光临”等欢迎语音。随后顾客迎送系统切换到顾客离开检测模式，检测当前顾客是否离开，当顾客离开自动售卖机时，顾客迎送系统检测到顾客离开，随即播放欢送画面并控制扬声器发出“欢迎下次光临”等语音，随后顾客迎送系统再切换到顾客到来检测模式，并检测是否有新的顾客到来。如此循环往返，即当没有顾客时检测是否有顾客到来，顾客到来后检测当前顾客是否离开。
本实施例在在复杂的环境下检测状况良好，具备较优的实时性，能够实时的检测到顾客的到来和离开，而且，在某一距离范围内精度高，而在某一距离范围外精度低。
进一步地，所述顾客迎送系统还包括电源8；
所述电源8分别与所述处理器5、所述显示屏6和所述扬声器7连接。
其中，系统连接电源的电源接口为12V单电源输入接口。
优选地，所述摄像头4为200w像素60cm焦距90度广角的USB摄像头。
其中，摄像头为普通廉价的非高清非广角(广角约为90度)USB网络摄像头。使用非广角摄像头，是为了1)提升系统检测精度，即可以有效防止行人走过自动售卖机时看了几眼而被误检，也可以缩窄检测范围继而进一步避免误检； 2)提升系统运行效率，对于同一位置同一环境，非广角摄像头拍出的图像中人脸区域更大，这将有助于人脸检测算法中最小滑动窗口大小的选取，进而促进人脸检测实时性的提升。实践表明，本系统中这种非广角摄像头刚好适用。另外，本实施例中的摄像头使用非高清摄像头，不采用高清摄像头是为了避免高清摄像头所拍摄的图片过大，导致对人脸检测带来过重的负担，继而降低其人脸检测效率，最终严重影响顾客检测的精度。
优选地，所述处理器5是型号为Freescale MX6Q的CPU。
优选地，所述内存1为DDR3L 2GB的内存。
优选地，所述闪存2为16GB EMMC颗粒的闪存。
其中，处理器、内存和闪存均为廉价实用的处理器和内存，甚至无需对自动售卖机的工控机的核心硬件进行修改。
优选地，所述显示屏6包括VGA接口和HDMI接口；
所述显示屏通过所述VGA接口或所述HDMI接口与所述处理器连接。
优选地，所述显示屏6为5英寸HDMI显示屏。
其中，显示屏的供电电压为5V。
优选地，所述扬声器7是阻抗为8欧姆、功率为2瓦的扬声器。
本实用新型实施例通过对软硬件进行联调，使得顾客迎送系统符合小型自动售卖机的实际使用要求，能够平稳顺利地完成顾客欢迎欢送工作，从视觉和听觉两种感官上增加顾客的趣味感和亲切感；顾客迎送系统的结构简单，所使用的硬件价格低廉；在系统中封装人脸检测算法JDA，并针对具体使用环境作出相应调整，使得人脸检测的精度和实时性满足实际使用的需求，即，在图像的预处理环节为其加入直方图均衡化方法，增加系统抗光照不均和光照变化的能力，从而提升人脸检测精度，对其最小和最大滑动窗口大小和阈值进行调整，使得其在实时性和实际应用精度(某一距离范围内精度高，而其范围外精度低) 大大改善；考虑到人脸检测的实际运行的软硬件环境不同，人脸检测的运行时耗的不稳定性，以及顾客快速移动时人脸检测漏检的情况，在判断顾客是否到来或离开时，不以连续N帧内检测到人脸或连续M帧内检测不到人脸作为判断依据，而是以某一段时间内是否检测到人脸以及检测到人脸的实际情况分别作为顾客是否离开和到来的依据，对距离摄像头0.7m以内的顾客检测精度非常高，而将行人当做顾客的概率很低。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。