专利名称：基于人脸特征识别技术的停车场导航系统及其导航方法
技术领域：
本发明涉及一种导航系统及导航方法，尤其涉及一种基于人脸特征识别技术的停 车场导航系统及其导航方法。
背景技术：
随着现代人的生活水平的提高，各式车辆已经成为非常普遍的交通工具，因此，很 多商业大楼和住宅大楼内都配备有大型停车场。由于这些大型停车场楼层多，空间大，方向 不易辨别，场景和标志物类似，因此，使用者在返回停车场时，常常找不到车。为了解决这个 问题，停车场导航系统应运而生。目前有两种导航系统，车牌识别系统及刷卡定位系统。车牌识别系统是基于计算 机视觉技术，利用前端摄像机实时回传视频图像，获得车辆的车牌号码信息，并不断更新数 据库系统。所以车辆在那个分区里最后出现过，则车辆就在那个分区里。使用者根据车牌 号码，即可查到车辆所在位置。刷卡定位系统利用停车场内分布于各个区域的刷卡定位终 端，进行刷卡定位，使用者只需让刷卡定位终端读一下手上的数据卡，便能获知停车位置。然而，普通监控摄像机不能提供全天候环境下的高质量的成像，满足不了车牌识 别的要求。特别是在阳光直射车牌、晚上车辆大灯直射摄像头、外界环境光线很暗、车辆较 快行驶时等情况下，普通监控摄像机的成像质量较差，甚至人眼都无法分辨车牌。因此，车 牌识别寻车系统需要使用经过特殊改进的摄像机，其成本较高。而刷卡定位寻车系统虽然 成本较低，但是一旦使用者将数据卡遗失，就无法再刷卡定位，从而丧失寻车导航的功能。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低， 而又能提供可靠的导航功能的导航系统及导航方法。为实现上述目的，本发明提供了一种基于人脸特征识别技术的停车场导航系统， 其包括中央处理单元，对应存储多个比对影像及多个定位信息的数据库，多个信息终端及 用于联通中央处理单元与这些信息终端的联通系统。所述数据库连接所述中央处理单元。 各信息终端具有一个对应的位置信息，且这些位置信息互不相同，各信息终端包括照相单 元及控制单元。在这些信息终端中的一个的所述照相单元撷取了具有人脸特征的脸部影像后，若 同一信息终端的控制单元接收到导航指令，同一信息终端通过联通系统将位置信息与脸部 影像对应传送至中央处理单元，中央处理单元通过人脸特征识别技术比对脸部影像与多个 比对影像，以获得导航信息，并将导航信息回传至同一信息终端。在本发明一实施例中，所述数据库还存储了停车场区域数据，当所述脸部影像与 所述这些比对影像中的一个相同时，所述中央处理单元根据所述位置信息，与所述脸部影 像相同的所述比对影像所对应的所述定位信息，以及所述停车场区域数据，进行计算以获 取所述导航信息。
所述导航信息为从所述位置信息所表示的位置到与所述脸部影像相同的所述比 对影像所对应的所述定位信息所表示的位置的最佳路线信息。在本发明的一实施例中，当所述脸部影像与所述比对影像中的一个相同时，所述 导航信息为与所述脸部影像相同的所述比对影像所对应的所述定位信息。 在本发明的一实施例中，各所述信息终端还包括显示单元，用于显示所述物体影 像，所述导航信息，所述位置信息或其结合。在本发明的一实施例中，各所述信息终端还包括打印单元，用于打印所述脸部影 像，所述导航信息，所述位置信息或其结合。在本发明的一实施例中，在同一所述信息终端的所述照相单元撷取了所述脸部影 像后，若同一所述信息终端的所述控制单元接收到存车指令，同一所述信息终端通过所述 联通系统将其对应的位置信息及所述脸部影像传送至所述中央处理单元，所述中央处理单 元将所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库，在所述位置信息及所述脸部影 像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部影像即成为新的定位信息及新的比 对影像。在本发明的一实施例中，所述联通系统还用于联通所述这些信息终端与所述数据 库，在同一所述信息终端的所述照相单元撷取了所述脸部影像后，若同一所述信息终端的 所述控制单元接收到存车指令，同一所述信息终端通过所述联通系统将其对应的位置信息 及所述脸部影像传送至所述数据库，所述数据库对应存储所述位置信息及所述脸部影像， 在所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部影像 即成为新的定位信息及新的比对影像。本发明还提供了一种停车场导航方法，其适用于上述的停车场导航系统，包括以 下步骤利用这些信息终端中的一个的照相单元拍摄人脸以撷取具有人脸特征的脸部影 像；在同一所述信息终端的控制单元接收到导航指令时，通过联通系统将同一信息终端的 位置信息与脸部影像对应传送至中央处理单元；利用中央处理单元通过人脸特征识别技术 比对脸部影像与多个比对影像，以获得导航信息；以及将导航信息回传至同一信息终端。在本发明的一实施例中，所述停车场导航方法还包括在同一所述信息终端的所 述控制单元接收到存车指令时，通过所述联通系统将同一所述信息终端对应的所述位置信 息及所述脸部影像传送至所述中央处理单元；以及通过所述中央处理单元将所述位置信息 及所述脸部影像对应存储于所述数据库，在所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述 数据库后，所述位置信息及所述脸部影像即成为新的定位信息及新的比对影像。在本发明的一实施例中，所述停车场导航方法还包括在同一所述信息终端的所 述控制单元接收到存车指令时，通过所述联通系统将同一所述信息终端对应的位置信息及 所述脸部影像传送至所述数据库；以及使所述数据库对应存储所述位置信息及所述脸部影 像，在所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部 影像即成为新的定位信息及新的比对影像。通过本发明的停车场导航系统及导航方法，只要使用者在存车时，进行了拍照存 车，或者在数据库中存储有使用者的照片及其存车处的信息终端的位置信息，在其返回停 车场取车时，即使没有任何关于存车位置的资料信息，也可就近选择信息终端，进行拍照， 通过中央处理单元将撷取的照片与数据库中的影像进行比对，从而获得导航信息。因此，本发明可实现可靠的无缝化连续导航，而且本发明中所使用的照相单元仅需满足中央处理单 元进行人脸特征的比对处理的要求即可，无需经过特殊的处理，从而降低了成本。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1所示为本发明一较佳实施例的停车场导航系统的方块图；图2所示为本发明一较佳实施例的一个信息终端的方块图；图3所示为本发明一较佳实施例的一个信息终端的人机界面的示意图；图4所示为本发明一较佳实施例的数据库中所存储的对照表；图5所示为本发明一较佳实施例的另一个信息终端的人机界面的示意图；图6所示为本发明一较佳实施例的停车场导航方法的流程图；以及图7所示为本发明另一较佳实施例的停车场导航系统的方块图。
具体实施例方式请参考图1，其所示为本发明一较佳实施例的停车场导航系统的方块图。在本较佳 实施例中，停车场管理系统包括中央处理单元100，数据库200，联通系统300及多个信息终 端400a，400b，400c以及400d。数据库200有线或无线地与中央处理单元100连接。联通 系统300用于联通中央处理单元100及信息终端400a，400b，400c以及400d。其中，中央处 理单元100可以由伺服器来实现，联通系统300可以由控制器局域网(CAN)总线来实现。为了便于阐述，在本实施例中，仅以四个信息终端400a，400b，400c以及400d为 例，它们分别分布在停车场的4个子区内，每个子区可以停放15辆车。而在实际操作时，信 息终端的数量可根据停车场的大小和成本考量而调整，可以大于或小于4个，每个子区可 停放的车辆数量也可根据实际情况而调整。信息终端各具有一个对应的位置信息，且这些位置信息各不相同，用以表示各信 息终端所在的不同子区位置。在本实施例中，信息终端400a，400b，400c以及400d的位置 信息分别为Bl-I，Bl-20, B2-1及B2-20，以表示信息终端400a, 400b, 400c以及400d所在 的子区位置分别为Bl层的第1子区，Bl层的第20子区，B2层的第1子区，及B2层的第20子区。请参考图2，其所示为本发明一较佳实施例的一个信息终端的方块图。以信息终 端400a为例说明，信息终端400a包括照相单元401，打印单元402，读取单元403，显示单 元404及控制单元405。照相单元401，打印单元402，读取单元403，显示单元404皆连接 控制单元405。照相单元401用于拍摄人脸，以撷取脸部影像。显示单元404用于显示脸部影像。 控制单元405用于接收各种不同的控制指令，以控制信息终端400a。关于打印单元402及 读取单元403的功用将在下文中进行介绍。在本实施例中，信息终端400b，400c，400d与信 息终端400a具有相同的构成。请在参考图2的同时，参考图3，其所示为本发明一较佳实施例的一个信息终端的 人机界面的示意图。当使用者将车停放在Bl层的第1子区后，其可靠近信息终端400a的人机界面，则显示单元404显示使用者的脸部影像500。显示单元404较佳地为触控显示荧 幕，其可同时显示多个触控按钮406，用于让使用者下达命令。如图3所示，当使用者按下按 钮“拍照”，则照相单元401会撷取显示单元404所显示的脸部影像500。接下来，若使用者按下按钮“存车”，控制单元405会接收到一存车指令，并通过联 通系统300将脸部影像500及信息终端400a的位置信息Bl-I传送至中央处理单元100，中 央处理单元100将脸部影像500及位置信息Bl-I对应地存储于数据库200中，例如存储于 数据库200中的比对表中，如图4所示。信息终端400a可在传送脸部影像500及位置信息 Bl-I的同时，发送一存储指令至中央处理单元100，以命令中央处理单元100进行存储的工 作。当脸部影像500及位置信息Bl-I被存储于数据库200后，它们即分别成为比对影 像1及定位信息Bl-I，以备后续寻车导航使用。此时，使用者还可按下按钮“打印”，控制单元405即接收到一打印指令，打印单元402即打印出脸部影像500，较佳地，打印出的脸部影像500上具有记录位置信息Bl-I的条 形码。当然，使用者也可以选择不打印脸部影像500，其在后续的寻车过程中，仍然可获得导 航信息。若使用者存车时打印了具有条形码的脸部影像500，当其返回停车场取车，一时找 不到停车的位置时，其可在附近的子区，选择一个信息终端，例如选择信息终端400c，并将 条形码靠近信息终端400c的读取单元403，以使读取单元403读取条形码，以读取位置信息 Bl-I。接着，若使用者按下“导航”按钮，控制单元405便接收到一导航指令，信息终端400c 即会通过联通系统300将自身的位置信息B2-1，连同读取到的位置信息Bl-I—并传送至中 央处理单元100。较佳地，数据库200中存储有停车场区域数据，例如停车场的数字地图。中央处理 单元100即通过位置信息B2-1，B1-1及停车场区域数据计算出从使用者目前所在子区的位 置，B2层的第1子区，到车辆停放子区的位置，Bl层的第1子区的最佳导航路线，并将所述 最佳导航路线传送回信息终端400c。所述最佳导航路线可显示在显示单元404上。根据使用者需要，其可选择通过按 下“打印”按钮来打印出所述最佳导航路线，便可容易地找到车辆停放的子区位置。若使用者遗失了带有条形码的脸部影像500或者存车时未打印带有条形码的脸 部影像500，其同样可以在附近的子区，选择一个信息终端，来获得导航信息。仍然假设这个 信息终端为信息终端400c。如图5所示，使用者可以面对显示单元404，再次按下按钮“拍 照”，从而信息终端400c的照相单元401撷取脸部影像600。接着，使用者接着按下按钮“导航”，此时，信息终端400c的控制单元405会接收到 一导航指令，信息终端400c通过联通系统300将脸部影像600及位置信息B2-1发送至中 央处理单元100，使中央处理单元100将脸部影像600与数据库200中的多个比对影像进行 比对，以获得导航信息，并将导航信息传送回信息终端400c。信息终端400c可在发送脸部 影像600及位置信息B2-1的同时，发送一比对指令至中央处理单元100，以命令中央处理单 元100进行比对的工作。具体地，中央处理单元100通过人脸识别软件，分析脸部影像600的脸部特征与各 比对影像中的脸部特征的相似度，当相似度超过一预设值时，例如98%时，即判定为相同的人脸，也即判定为所述脸部影像600与比对影像相同。例如，当脸部影像600与比对影像1 的相似度达到99%时，即认为，脸部影像600与比对影像1相同。实际上，因为比对影像1为使用者存车时拍摄的脸部影像500，其与脸部影像600 属于同一个人，因此，在通常情况下，其相似度必然超过98%。通过比对，中央处理单元100 可以找到与脸部影像600相同的比对影像1，并由此找到与比对影像1对应存储的定位信息 B1-1，其即表示使用者停放车辆的子区的位置。中央处 理单元100由此可将定位信息Bl-I传送回使用者当前所在子区的信息终 端400c，定位信息Bl-I即可显示于显示单元404，达到导航的目的。较佳地，中央处理单元100在找到定位信息Bl-I后，不直接将其传送回信息终端 400c，而是通过位置信息B2-1，定位信息Bl-I及停车场区域数据计算出从使用者目前所在 的子区的位置，B2层的第1子区，到车辆停放的子区的位置，Bl层的第1子区的最佳导航路 线，并将所述最佳导航路线传送回使用者目前所在的子区的信息终端400c。所述最佳导航路线可显示在显示单元404上。使用者可通过按下“打印”按钮来 打印出所述最佳导航路线，便可容易地找到停车的位置。若使用者在寻车过程中，遗忘了或丢失了所述最佳导航路线，其可再次就近寻找 一个信息终端，重复上述动作，即可再次获得导航信息，实现连续导航，例如，当使用者从B2 层来到Bl层时，其可再次选择信息终端400b，以实现再次导航。在另一实施例中，按钮406也可以是设置于信息终端，且与控制单元405电性连接 的实体按钮。按钮406的功能和形式也可以是多种多样的，例如，可以设计“打印条形码”按 钮，让使用者可以选择仅打印条形码，而不打印脸部影像。使用者也可以选择不拍照，直接 按下“存车”按钮，以获取条形码。但是，在这种情况下，若丢失了条形码，使用者便无法再 获得导航信息。另外，本发明较佳实施例中的打印单元402，读取单元403和显示单元404皆是为 了更好地实现本发明，而不是必须的，本发明中的信息终端只需要有照相单元401和控制 单元405，即可实现利用比对影像来寻找定位信息，从而获得导航信息。继而，可通过打印导 航信息，显示导航信息，语音提示导航信息或其结合等各种方式来将所述导航信息提供给 使用者。较佳地，本发明中的信息终端还可具有提示单元与照明单元，在使用者进入对应 子区内时，提示单元可发出存车提示，以提示使用者拍照，所述提示单元可以是语音单元或 者发光单元。而照明单元可设置在照相单元前方，供夜间或光照不足时，增加亮度，以使照 相单元可撷取较清晰的脸部影像。本发明中的对比影像与定位信息也可事先存储于数据库中，例如将停车场的常用 客户的脸部影像以及固定的车辆停放位置的信息事先存储于数据库中，以作为对比影像与 定位信息，供使用者需要时使用。图6所示为适用于上述较佳实施例的停车场导航系统的导航方法的流程图。首 先，利用信息终端400c的照相单元401拍摄人脸以撷取具有人脸特征的脸部影像600 ；当 控制单元405接收导航指令后，通过联通系统300将信息终端400c对应的位置信息B2-1 与撷取的脸部影像600对应传送至中央处理单元100 ；利用中央处理单元100通过人脸特 征识别技术比对脸部影像600与数据库200中的多个比对影像，以获得导航信息；将所述导航信息回传至信息终端400c。
数据库中的对比影像及位置信息的获得方法可为通过一个信息终端，例如信息 终端400a，拍摄一人脸以获得一脸部影像500，当其控制单元405接收到一存车指令时，通 过联通系统300将脸部影像500及信息终端400a的位置信息Bl-I对应传送至中央处理单 元100，中央处理单元100将脸部影像500及位置信息Bl-I对应存储到数据库200中。当脸部影像500及位置信息Bl-I对应存储到数据库200中，即成为对比影像1及 定位信息。当然，数据库中的对比影像及位置信息也可为事先存储于数据库中的具有人脸 特征的脸部影像以及位于某一子区的信息终端的位置信息。图7所示为本发明另一较佳实施例的停车场导航系统的方块图。此实施例与前一 实施例相似，不同之处在于，联通系统300还联通数据库200与信息终端400a，400b，400c 及400d。当使用者存车时，信息终端400a，400b, 400c及400d直接通过联通系统300将位 置信息及脸部影像传送至数据库200进行保存，而不再经过中央处理单元100，以减轻中央 处理单元的负载，简化系统。对应上述停车场导航系统，数据库中的对比影像及位置信息的获得方法可为通 过一个信息终端400a，拍摄一人脸以获得一脸部影像500，当其控制单元405接收到一存 车指令时，信息终端400a通过联通系统300将脸部影像500及信息终端400a的位置信息 Bl-I对应传送并存储到数据库200中。当脸部影像500及位置信息Bl-I对应存储到数据 库200中，即成为对比影像1及定位信息。综上所述，本发明提供了一种停车场导航系统及其导航方法，只要使用者在存车 时，进行了拍照存车，或者在数据库中存储有使用者的照片及其存车处的信息终端的位置 信息，在其返回停车场取车时，即可就近选择信息终端，以获得导航信息。因此，本发明可实 现可靠的无缝化连续导航，而且本发明中所使用的照相单元仅需满足中央处理单元进行人 脸特征的比对处理的要求即可，从而降低了成本。另一方面，所打印的脸部影像也可供使用 者留念，增加了停车的趣味性。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
权利要求
一种基于人脸特征识别技术的停车场导航系统，其特征在于，包括中央处理单元；对应存储多个比对影像及多个定位信息的数据库，所述数据库连接所述中央处理单元；多个信息终端，各所述信息终端具有一个对应的位置信息，且所述这些位置信息互不相同，各所述信息终端包括照相单元及控制单元；联通系统，用于联通所述中央处理单元与所述这些信息终端；其中，在所述这些信息终端中的一个的所述照相单元撷取了具有人脸特征的脸部影像后，若同一所述信息终端的所述控制单元接收到导航指令，同一所述信息终端通过所述联通系统将对应的所述位置信息与所述脸部影像对应传送至所述中央处理单元，所述中央处理单元通过人脸特征识别技术比对所述脸部影像与所述这些比对影像，以获得导航信息，并将所述导航信息回传至同一所述信息终端。
2.根据权利要求1所述的停车场导航系统，其特征在于，所述数据库还存储了停车场 区域数据，当所述脸部影像与所述这些比对影像中的一个相同时，所述中央处理单元根据 所述位置信息，与所述脸部影像相同的所述比对影像所对应的所述定位信息，以及所述停 车场区域数据，进行计算以获取所述导航信息。
3.根据权利要求2所述的停车场导航系统，其特征在于，所述导航信息为从所述位置 信息所表示的位置到与所述脸部影像相同的所述比对影像所对应的所述定位信息所表示 的位置的最佳路线信息。
4.根据权利要求1所述的停车场导航系统，其特征在于，当所述脸部影像与所述这些 比对影像中的一个相同时，所述导航信息为与所述脸部影像相同的所述比对影像所对应的 所述定位信息。
5.根据权利要求1 4所述的停车场导航系统，其特征在于，各所述信息终端还包括打 印单元，用于打印所述脸部影像，所述导航信息，所述位置信息或其结合。
6.根据权利要求1所述的停车场导航系统，其特征在于，在同一所述信息终端的所述 照相单元撷取了所述脸部影像后，若同一所述信息终端的所述控制单元接收到存车指令， 同一所述信息终端通过所述联通系统将其对应的位置信息及所述脸部影像传送至所述中 央处理单元，所述中央处理单元将所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库， 在所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部影像 即成为新的定位信息及新的比对影像。
7.根据权利要求1所述的停车场导航系统，其特征在于，所述联通系统还用于联通所 述这些信息终端与所述数据库，在同一所述信息终端的所述照相单元撷取了所述脸部影像 后，若同一所述信息终端的所述控制单元接收到存车指令，同一所述信息终端通过所述联 通系统将其对应的位置信息及所述脸部影像传送至所述数据库，所述数据库对应存储所述 位置信息及所述脸部影像，在所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库后，所 述位置信息及所述脸部影像即成为新的定位信息及新的比对影像。
8.一种基于人脸特征识别技术的停车场导航方法，适用于停车场导航系统，所述停车 场导航系统包括中央处理单元，对应存储多个比对影像及多个定位信息的数据库，多个信 息终端以及联通系统，各所述信息终端具有一个对应的位置信息，且所述这些位置信息互不相同，各所述信息终端包括照相单元及控制单元，其特征在于，包括利用所述这些信息终端中的一个的所述照相单元拍摄人脸以撷取具有人脸特征的脸 部影像；在同一所述信息终端的所述控制单元接收到导航指令时，通过所述联通系统将同一所 述信息终端的所述位置信息与所述脸部影像对应传送至所述中央处理单元；利用所述中央处理单元通过人脸特征识别技术比对所述脸部影像与所述这些比对影 像，以获得导航信息；以及将所述导航信息回传至同一所述信息终端。
9.根据权利要求8所述的基于人脸特征识别技术的停车场导航方法，其特征在于，还 包括在同一所述信息终端的所述控制单元接收到存车指令时，通过所述联通系统将同一所 述信息终端对应的所述位置信息及所述脸部影像传送至所述中央处理单元；以及通过所述中央处理单元将所述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库，在所 述位置信息及所述脸部影像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部影像即成 为新的定位信息及新的比对影像。
10.根据权利要求8所述的基于人脸特征识别技术的停车场导航方法，其特征在于，还 包括在同一所述信息终端的所述控制单元接收到存车指令时，通过所述联通系统将同一所 述信息终端对应的位置信息及所述脸部影像传送至所述数据库；以及使所述数据库对应存储所述位置信息及所述脸部影像，在所述位置信息及所述脸部影 像对应存储于所述数据库后，所述位置信息及所述脸部影像即成为新的定位信息及新的比 对影像。
全文摘要
一种停车场导航系统及其导航方法，所述停车场导航系统包括中央处理单元，对应存储多个比对影像及多个定位信息的数据库，多个信息终端，用于联通中央处理单元与信息终端的联通系统。数据库连接中央处理单元。各信息终端具有一个对应的位置信息，且这些位置信息互不相同，各信息终端包括照相单元及控制单元。在一个信息终端的照相单元撷取了具有人脸特征的脸部影像后，若其控制单元接收到导航指令，同一信息终端通过联通系统将位置信息与脸部影像对应传送至中央处理单元，中央处理单元通过人脸特征识别技术比对脸部影像与比对影像，以获得导航信息，并将导航信息回传至同一信息终端。本发明可实现可靠的无缝化连续导航，而且成本较低。
文档编号G08G1/123GK101882380SQ201010194360
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者保丽霞, 徐敏生, 王宗暐, 高翔 申请人:上海市城市建设设计研究院