专利名称：一种自动控制方法及自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及控制系统领域，特征是指一种自动控制方法及自动控制系统。
背景技术：
司机驾驶汽车进入小区、车库或高速公路时，车辆都需要停下来进行登记或者 缴费，进入时，领取一个纸条，或者一张卡片，用于记录进入位置或时间，在出口处， 通过人工读取纸片信息或者机器读取卡片信息，读出停车时间或者高速通行里程，再根 据停车时间或通行里程收取费用。 发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下缺点现有的系 统，往往需要专设工作人员进行操作，浪费了人力、物力，并且降低了通行速度，尤其 对于高峰时段的高速公路，往往造成排着长队缴费通过的情形出现，无疑大大降低了运 行速度和使用效率。
发明内容
本发明提出一种自动控制方法及自动控制系统，采用人脸信息作为身份标识自 动控制车辆的进出，无需等待，提高了通过效率。
本发明的技术方案是这样实现的
—种自动控制系统，包括 图像采集单元，用于在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像；
人脸信息获取单元，用于获取所述人脸图像中的人脸特征信息；
身份确定单元，用于根据所述人脸特征信息确定用户身份； 处理单元，根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相 应的控制信息； 控制单元，用于根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。
优选的，所述自动控制系统包括客户端和服务器端，所述图像采集单元、人脸 信息获取单元和控制单元位于所述自动控制系统的客户端，所述身份确定单元、处理单 元位于所述自动控制系统的服务器端； 所述客户端还包括第一传输模块，用于发送所述人脸特征信息至所述服务器 端，并接收所述服务器端的所述控制信息； 所述服务器端还包括第二传输模块，用于接收所述客户端的所述人脸特征信
息，并发送所述控制信息至所述客户端。 优选的，所述人脸信息获取单元包括 人脸检测跟踪模块，用于根据人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置 和大小； 人脸特征点定位模块，用于根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，在人脸 区域内定位人脸特征点，所述人脸特征点包括双眼中心点和嘴巴中心点；
人脸特征提取模块，用于根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放 縮为固定大小，并从固定大小的脸部区域图像中提取人脸特征信息。
优选的，所述服务器端还包括 数据库单元，用于保存用户信息，所述用户信息包括用户编号、姓名、进出记 录、人脸图像记录、人脸特征信息、费用记录、车牌信息中的一种或多种。
优选的，所述处理单元包括 判断单元，用于判断是进入状态还是离开状态； 第一处理单元，用于当所述判断单元判断是进入状态时，向数据库单元添加用 户进入记录，并生成开启挡杆的控制信息； 第二处理单元，用于当所述判断单元判断是离开状态时，根据人脸特征信息查 询用户的进入记录，并根据用户的进入记录计算用户的缴费数额，并从用户记录中扣除 激费数额，扣除成功后生成开启挡杆的控制信息，如果用户记录中的费用记录不够或没 有记录，则生成提示信息。
优选的，还包括 车牌识别单元，用于在采集的图像中识别车牌信息，并在数据库单元中更新。
—种自动控制方法，包括 在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像；
获取所述人脸图像中的人脸特征信息；
根据所述人脸特征信息确定用户身份； 根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相应的控制信 息； 根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。
优选的，所述获取所述人脸图像中的人脸特征信息包括
根据人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小； 根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，在人脸区域内定位人脸特征点，所 述人脸特征点包括双眼中心点和嘴巴中心点； 根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放縮为固定大小，并从固定 大小的脸部区域图像中提取人脸特征信息。 优选的，所述根据数据库中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相应 的控制信息包括 判断是进入状态还是离开状态； 当判断是进入状态时，向数据库单元添加用户进入记录，并生成开启挡杆的控 制信息； 当判断是离开状态时，根据人脸特征信息查询用户的进入记录，并根据用户的 进入记录计算用户的缴费数额，并从用户记录中扣除激费数额，扣除成功后生成开启挡 杆的控制信息，如果用户记录中的费用记录不够或没有记录，则生成提示信息。
优选的，还包括 在采集的图像中识别车牌信息，并在数据库单元中更新。 本发明所述自动控制方法和自动控制系统可以应用于车库出入口、小区出入口、公路的出入口等车辆出入口，采用人脸信息作为身份标识，并采用视频分析技术， 克服了现有技术中车辆出入需要等待、浪费人工的缺点，提高了车辆的通过效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中 所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种自动控制系统第一实施例的结构框图； 图2为图1中人脸信息获取单元120的结构框图； 图3为图1中处理单元220的结构框图； 图4为本发明一种自动控制方法第一实施例的流程图； 图5为图4中步骤S420的详细流程图； 图6为图4中步骤S440的详细流程图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 参照图l，示出了本发明一种自动控制系统第一实施例的组成结构图。所述自
动控制系统包括客户端100和服务器端200，其中，所述客户端100包括图像采集单元
110、人脸信息获取单元120、控制单元130、第一传输模块140;所述服务器端200包括
身份确定单元210、处理单元220、数据库单元230、第二传输模块240。 所述图像采集单元IIO、用于在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像。 当车辆靠近卡口处，如进入所述图像采集单元110的采集范围或离卡口处在一
阈值范围内时，所述图像采集单元iio采集卡口处车辆图像以及车辆驾驶位的人脸图
像。所述阈值范围可以根据所述图像采集单元110的性能或其它因素进行设定，如可以 设定5米、IO米或其它数值。 人脸信息获取单元120、用于获取所述人脸图像中的人脸特征信息。
如附图2所示，所述人脸信息获取单元120包括人脸检测跟踪模块121，人脸特 征点定位模块122，人脸特征提取模块123。其中人脸检测跟踪模块121从图像采集单元 IIO获取采集的图像，并采用人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小，人 脸检测跟踪为现有技术，可以参考中国专利申请"视频序列中人脸的实时检测与持续跟 踪的方法及系统"(申请号200510135668.8)中的人脸检测跟踪方法。人脸特征点定位模 块122，根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，进一步，在人脸区域内定位人脸特征 点，比如定位双眼中心点和嘴巴中心点，人脸特征点定位技术为现有技术，可以参考中 国专利申请"一种图像特征点定位方法及装置"(申请号200710177541.1)中的人脸特征点定位方法。人脸特征提取模块123，用于根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图
像，并放縮为固定大小，进一步，从固定大小的脸部区域图像中提取特征，特征提取方
式依赖于采用的人脸认证算法，比如可以采用Gabor或者LBP(Local Binary Pattern,局部
二值模式)的特征提取方式，具体可以参考现有技术。 身份确定单元210、用于根据所述人脸特征信息确定用户身份。 处理单元220、根据数据库单元230中记录的用户身份信息进行相应的处理，并
生成相应的控制信息。 如果确定用户不是数据库单元230中记录的用户，即数据库单元230中未存在 所述人脸特征信息所对应的用户信息时，则作为未记录用户进行处理，此时可以采用现 有的传统方式进行处理，比如在其进入时，给其记录进入时间和地点的纸质记录单，在 其离开时，再根据其进入时间和地点记录收取费用。如果是数据库单元230中记录的用 户，则采用本发明所述的技术方案进行处理。 如附图3所述，所述处理单元220包括判断单元221、第一处理单元222和第二 处理单元223。 所述判断单元221、用于判断是进入状态还是离开状态。 判定用户是进入状态还是离开状态的方法有多种，如可以根据当前车道是驶入 车道还是驶出车道进行判定，如果是驶入车道，则认为用户是进入状态，否则，认为用 户为离开状态，还可以采用其它的方式进行判断。 所述第一处理单元222、用于当所述判断单元221判断是进入状态时，向数据库 单元230添加用户进入记录，并生成开启挡杆的控制信息。 所述第二处理单元223、用于当所述判断单元221判断是离开状态时，根据人脸 特征信息查询用户的进入记录，并根据用户的进入记录计算用户的缴费数额，并从用户 记录中扣除激费数额，扣除成功后生成开启挡杆的控制信息，如果用户记录中的费用记 录不够或没有记录，则生成提示信息。 所述控制单元130、用于根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，从而控制车 辆的进出。 所述数据库单元230，用于保存用户信息，所述用户信息包括用户编号、姓名、 进出记录、人脸图像记录、人脸特征信息、费用记录、车牌信息中的一种或多种。所述 数据库单元230还可以包括其它用户信息，本发明不对此进行限定。 所述第一传输模块140、用于发送所述人脸特征信息至所述服务器端200，并接 收所述服务器端200的所述控制信息。 所述第二传输模块240，用于接收所述客户端100的所述人脸特征信息，并发送 所述控制信息至所述客户端100。 所述客户端IOO设在卡口处，如小区出入口、车库出入口、公路出入口，而服 务器端200可以设在其它安全、容易安放的位置，所述服务器端200也可以和所述客户端 IOO设置在一起。 所述第一传输单元和第二传输单元通过传输媒介传输人脸特征信息、控制信息 和其它信息，传输媒介可以为诸如有限网络，无线网络，以及手机等各种方式。如果客 户端100和服务器端200共存在一个主机上，则只要采用磁盘或者内存通信的方式即可实现通信，而无需采用其它传输介质。 在本发明的另一个实施例中，所述图像采集单元110、人脸信息获取单元120、 控制单元130、身份确定单元210、处理单元220、数据库单元230可以设置在一台机器 上，而不再设置服务器端200和客户端100，在这一实施例中，没有第一传输单元和第二 传输单元。 本发明所述自动控制系统还可以包括车牌识别单元，用于在采集的图像中识别 车牌信息，并在数据库单元230中更新。 本发明所述自动控制方法和自动控制系统可以应用于车库出入口、小区出入 口、公路的出入口等车辆出入口，采用人脸信息作为身份标识，并采用视频分析技术， 克服了现有技术中车辆出入需要等待、浪费人工的缺点，提高了车辆的通过效率。
参照图4，示出了本发明一种自动控制方法第一实施例的流程图，包括步骤
步骤S410、在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像。
步骤S420、获取所述人脸图像中的人脸特征信息。
步骤S430、根据所述人脸特征信息确定用户身份。 步骤S440、根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相 应的控制信息。 步骤S450、根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。
参照图5、所述步骤S420包括 步骤S421、根据人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小。
步骤S422、根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，在人脸区域内定位人脸 特征点，所述人脸特征点包括双眼中心点和嘴巴中心点。 步骤S423、根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放縮为固定大
小，并从固定大小的脸部区域图像中提取人脸特征信息。 参照图6，所述步骤S440包括 步骤S441、判断是进入状态还是离开状态。 判定用户是进入状态还是离开状态的方法有多种，如可以根据当前车道是驶入 车道还是驶出车道进行判定，如果是驶入车道，则认为用户是进入状态，否则，认为用 户为离开状态。 步骤S442、当判断是进入状态时，向数据库单元添加用户进入记录，并生成开 启挡杆的控制信息。 步骤S443、当判断是离开状态时，根据人脸特征信息查询用户的进入记录，并 根据用户的进入记录计算用户的缴费数额，并从用户记录中扣除激费数额，扣除成功后 生成开启挡杆的控制信息，如果用户记录中的费用记录不够或没有记录，则生成提示信 息。 如果用户是进入状态，则数据库单元为用户添加了进入记录并设定进入时间 后，不再进行其它操作。如果用户是离开状态，查询到用户的进入记录后，根据进入时 间或卡口编号，确定用户应收费用，并记录用户离开时间，同时，将当前记录作为历史 记录。对于停车场所，根据用户进入时间和离开时间，计算时间差，并进行收费。而对 于高速公路或桥梁场所，根据用户进入时的卡口编号和用户离开时的卡口编号，计算收费数量。确定收费数额后从用户数据记录中扣除相应额度。如果额度不足，则发出提醒 信息，提醒用户采用其它的交费方式或续费。 由于图像采集单元可以在车辆接近卡口时就开始采集，并自动计算费用和控制 挡杆的开启，因此，上述过程无需浪费车辆的行驶时间，车辆无需减速等待就可以通过 卡口。
所述自动控制方法还可以包括步骤 在采集的图像中识别车牌信息，并在数据库单元中更新。 本发明所述方法实施例是与所述系统实施例相对应的，因此方法实施例部分未 详细描述的部分参见前面系统实施例相关部分的描述即可。 本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如磁碟、 光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步 骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，对各 步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 之内。
权利要求
一种自动控制系统，其特征在于，包括图像采集单元，用于在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像；人脸信息获取单元，用于获取所述人脸图像中的人脸特征信息；身份确定单元，用于根据所述人脸特征信息确定用户身份；处理单元，根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相应的控制信息；控制单元，用于根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。
2. 根据权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于所述自动控制系统包括客户端和服务器端，所述图像采集单元、人脸信息获取单元 和控制单元位于所述自动控制系统的客户端，所述身份确定单元、处理单元位于所述自 动控制系统的服务器端；所述客户端还包括第一传输模块，用于发送所述人脸特征信息至所述服务器端，并 接收所述服务器端的所述控制信息；所述服务器端还包括第二传输模块，用于接收所述客户端的所述人脸特征信息，并 发送所述控制信息至所述客户端。
3. 根据权利要求2所述的自动控制系统，其特征在于，所述人脸信息获取单元包括人脸检测跟踪模块，用于根据人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小；人脸特征点定位模块，用于根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，在人脸区域 内定位人脸特征点，所述人脸特征点包括双眼中心点和嘴巴中心点；人脸特征提取模块，用于根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放縮为 固定大小，并从固定大小的脸部区域图像中提取人脸特征信息。
4. 根据权利要求3所述的自动控制系统，其特征在于，所述服务器端还包括 数据库单元，用于保存用户信息，所述用户信息包括用户编号、姓名、进出记录、人脸图像记录、人脸特征信息、费用记录、车牌信息中的一种或多种。
5. 根据权利要求4所述的自动控制系统，其特征在于，所述处理单元包括 判断单元，用于判断是进入状态还是离开状态；第一处理单元，用于当所述判断单元判断是进入状态时，向数据库单元添加用户进 入记录，并生成开启挡杆的控制信息；第二处理单元，用于当所述判断单元判断是离开状态时，根据人脸特征信息查询用 户的进入记录，并根据用户的进入记录计算用户的缴费数额，并从用户记录中扣除激费 数额，扣除成功后生成开启挡杆的控制信息，如果用户记录中的费用记录不够或没有记 录，则生成提示信息。
6. 根据权利要求5所述的自动控制系统，其特征在于，还包括 车牌识别单元，用于在采集的图像中识别车牌信息，并在数据库单元中更新。
7. —种自动控制方法，其特征在于，包括 在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像； 获取所述人脸图像中的人脸特征信息；根据所述人脸特征信息确定用户身份；根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相应的控制信息； 根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。
8. 根据权利要求7所述的自动控制系统，其特征在于，所述获取所述人脸图像中的人 脸特征信息包括根据人脸检测跟踪算法从图像中获取人脸所在的位置和大小；根据人脸检测跟踪得到的人脸位置和大小，在人脸区域内定位人脸特征点，所述人 脸特征点包括双眼中心点和嘴巴中心点；根据人脸特征点定位结果，获取脸部区域图像，并放縮为固定大小，并从固定大小 的脸部区域图像中提取人脸特征信息。
9. 根据权利要求8所述的自动控制方法，其特征在于，所述根据数据库中记录的用户 身份信息进行相应的处理，并生成相应的控制信息包括判断是进入状态还是离开状态；当判断是进入状态时，向数据库单元添加用户进入记录，并生成开启挡杆的控制信息；当判断是离开状态时，根据人脸特征信息查询用户的进入记录，并根据用户的进入 记录计算用户的缴费数额，并从用户记录中扣除激费数额，扣除成功后生成开启挡杆的 控制信息，如果用户记录中的费用记录不够或没有记录，则生成提示信息。
10. 根据权利要求9所述的自动控制方法，其特征在于，还包括 在采集的图像中识别车牌信息，并在数据库单元中更新。
全文摘要
本发明公开了一种自动控制方法及自动控制系统，所述自动控制系统包括图像采集单元，用于在车辆靠近卡口处时采集车辆及驾驶位的人脸图像；人脸信息获取单元，用于获取所述人脸图像中的人脸特征信息；身份确定单元，用于根据所述人脸特征信息确定用户身份；处理单元，根据数据库单元中记录的用户身份信息进行相应的处理，并生成相应的控制信息；控制单元，用于根据所述控制信息控制挡杆的开启和关闭，控制车辆的进出。所述自动控制方法和自动控制系统能广泛应用于车库出入口、小区出入口、公路的出入口等车辆出入口，采用人脸信息作为身份标识自动控制车辆的进出，无需等待，提高了通过效率。
文档编号G07B15/06GK101692290SQ20091023570
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者邓亚峰 申请人:北京中星微电子有限公司