一种带人脸识别功能的智能充电桩及人脸识别控制方法与流程

1.本发明涉及充电桩领域，具体而言，涉及一种带人脸识别功能的智能充电桩及人脸识别控制方法。


背景技术：

2.充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电，充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电，充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。然而，现有的充电桩均不具备人脸识别智能装置，需要使用到充电卡才能进行充电，充电卡一旦丢失外人可以随意使用使用者的充电卡，会给使用者带来经济损失的，给使用者带来极大的困扰。


技术实现要素：

3.为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种带人脸识别功能的智能充电桩及人脸识别控制方法，通过优化充电桩结构及其人脸识别控制方法，能够有效的提高充电桩的智能性，提高其实用价值。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供一种带人脸识别功能的智能充电桩，其包括充电桩本体、人脸识别装置、触控显示屏和扫码装置，还包括充电枪头，上述人脸识别装置和上述扫码装置均设于上述充电桩本体前侧，上述充电枪头通过连接线与上述充电桩本体相连，上述充电桩本体的侧面设有用于放置上述充电枪头的放置座，上述触控显示屏设于上述充电桩本体的前侧，上述人脸识别装置设于上述充电桩本体的前侧，上述人脸识别装置用于获取和识别人脸数据，上述充电桩本体的顶部设有遮挡板，上述遮挡板的前端高于上述遮挡板的后端。
6.基于第一方面，在本发明的一些实施例中，还包括用于悬挂上述连接线的悬挂件，上述悬挂件一端与上述充电桩本体的侧壁相连，另一端设有限位部。
7.在本发明的一些实施例中，上述充电桩本体的底部设有支撑件，上述充电桩本体的底部和侧壁还设有散热槽口。
8.在本发明的一些实施例中，上述充电枪头设有把手。
9.第二方面，本技术实施例提供一种人脸识别控制方法，其包括以下步骤：
10.通过上述人脸识别装置获取当前使用者的人脸信息；
11.将当前使用者的人脸信息与上述人脸识别装置采集的注册用户的人脸信息进行对比，若对比结果为注册用户，则读取对应的用户信息；
12.响应当前使用者的充电请求控制上述充电桩本体开启充电，充电结束后更新当前
使用者的用户信息，并控制上述充电桩本体关闭充电。
13.基于第二方面，在本发明的一些实施例中，上述将当前使用者的人脸信息与上述人脸识别装置采集的注册用户的人脸信息进行对比的步骤具体包括：
14.通过上述人脸识别装置获取当前使用者的人脸信息中人脸的位置，并得到目标人脸检测图像；
15.通过确定的人脸中的标定点的位置对目标人脸检测图像进行人脸对齐处理，得到人脸对齐图像，上述标定点包括眼睛、鼻子、嘴角的两端；
16.将人脸对齐图像的像素点转为特征向量，得到人脸特征图像；
17.将人脸特征图像与通过上述人脸识别装置上传的保存在服务器中的所有注册用户的人脸特征图像逐一进行相似度判断，若两者的相似度低于预置阀值，则判断为注册用户。
18.在本发明的一些实施例中，上述对齐处理包括通过矩平移、缩放和旋转处理，其中，对于不需要进行对齐处理的目标人脸检测图像通过矩阵进行处理，x、y为目标人脸检测图像在对应位置的值，u、v为对齐处理后的目标人脸检测图像在对应位置的值，a1、a2、b1、b2、c1、c2为目标人脸检测图像中的标定点对应的值；通过矩阵对目标人脸检测图像进行平移处理，c1、c2为平移量；通过矩阵对目标人脸检测图像进行缩放处理，a1、b2为缩放量；通过矩阵对目标人脸检测图像进行旋转处理，θ为旋转角度。
19.在本发明的一些实施例中，上述将人脸对齐图像的像素点转为特征向量，得到人脸特征图像的步骤之前还包括：
20.获取人脸对齐图像在rgb坐标下的所有通道对应的值，并将人脸对齐图像分为多个区域分块；
21.获取所有区域分块在rgb坐标下对应通道的均值，并将所有区域分块的每一个像素对应的三通道的值减去对应区域分块的对应通道的均值，得到新的人脸对齐图像。
22.在本发明的一些实施例中，上述将人脸特征图像与通过上述人脸识别装置上传的保存在服务器中的所有注册用户的人脸特征图像逐一进行相似度判断，若两者的相似度低于预置阀值，则判断为注册用户的步骤具体包括：
23.通过公式计算得到人脸特征图像与通过上述人脸识别装置上传的
保存在服务器中的的任一注册用户的人脸特征图像的相似度，其中cosθ为两者之间的相似度值，为人脸特征图像对应的特征向量、为任一注册用户的人脸特征图像的特征向量；
24.将求得的cosθ与预置阀值进行比较，若cosθ小于预置阀值，则判断为注册用户。
25.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当上述一个或多个程序被上述处理器执行时，实现如上述第一方面中任一项上述的方法。
26.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
27.首先，本发明实施例提供一种带人脸识别功能的智能充电桩，通过在充电桩本体的前侧设置人脸识别装置，将可以用来获取或者识别用户的脸部信息，从而实现用来控制相应的充电桩设备的功能。另外，通过在充电桩本体的顶部设置遮挡板，将可以使充电桩本体免于阳光暴晒和雨水腐蚀，降低其生锈的风险，从而有效的降低其老化进程。并且，由于遮挡板的前端高于遮挡板的后端，因此，落在遮挡板上的水源将会顺着遮挡板流向充电桩本体的后侧，从而不仅使得遮挡板上方不会积水，也不会将水源引向充电桩本体的前侧，从而影响其正常工作。
28.另外，本发明实施例还提供一种应用与上述智能充电桩的人脸识别控制方法，通过优化算法，能够有效的提高充电桩的人脸识别精度，从而能够对充电桩进行更好的操作，提升用户的使用体验感。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为本发明一种带人脸识别功能的智能充电桩一实施例结构示意图；
31.图2为本发明实施例中一种人脸识别控制方法一实施例的流程图；
32.图3为本发明实施例中所述将当前使用者的人脸信息与所述人脸识别装置采集的注册用户的人脸信息进行对比的步骤的具体流程图；
33.图4为本发明实施例中所述将人脸对齐图像的像素点转为特征向量，得到人脸特征图像的步骤之前包括的步骤的具体流程图；
34.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。
35.图标：1、充电桩本体；2、人脸识别装置；3、触控显示屏；4、扫码装置；5、充电枪头；6、连接线；7、放置座；8、遮挡板；9、悬挂件；10、限位部；11、支撑件；12、把手；13、存储器；14、处理器；15、通信接口。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.实施例
41.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
42.请参照图1，本发明实施例提供一种带人脸识别功能的智能充电桩，其包括充电桩本体1、人脸识别装置2、触控显示屏3和扫码装置4，还包括充电枪头5，人脸识别装置2和扫码装置4均设于充电桩本体1前侧，充电枪头5通过连接线6与充电桩本体1相连，充电桩本体1的侧面设有用于放置充电枪头5的放置座7，触控显示屏3设于充电桩本体1的前侧，人脸识别装置2设于充电桩本体1的前侧，人脸识别装置2用于获取和识别人脸数据，充电桩本体1的顶部设有遮挡板8，遮挡板8的前端高于遮挡板8的后端。
43.在传统的充电桩的中，由于有些老年人不会操作手机，因此基本都会选择通过刷卡来进行充电，然而，如果用户的充电卡丢失了的话，将会导致充电卡可能会被别的人员进行冒用消费，从而给用户带来一定的经济损失，给其带来极大的困扰。上述实施例中，通过在充电桩本体1的前侧设置人脸识别装置2，将可以用来获取或者识别用户的脸部信息，从而实现用来控制相应的充电桩设备的功能。其中人脸识别装置2包括用于获取人脸数据的摄像头，其摄像头的镜面可以设置的与充电桩本体1的前侧表面齐平，从而可以避免凸出的摄像头容易受到碰撞损伤。另外，通过在充电桩本体1的顶部设置遮挡板8，将可以使充电桩本体1免于阳光暴晒和雨水腐蚀，降低其生锈的风险，从而有效的降低其老化进程。并且，由于遮挡板8的前端高于遮挡板8的后端，因此，落在遮挡板8上的水源将会顺着遮挡板8流向充电桩本体1的后侧，从而不仅使得遮挡板8上方不会积水，也不会将水源引向充电桩本体1的前侧，从而影响其正常工作。
44.请参照图1，在本发明的一些实施例中，还包括用于悬挂连接线6的悬挂件9，悬挂件9一端与充电桩本体1的侧壁相连，另一端设有限位部10。
45.上述实施例中，通过在充电桩本体1的侧壁设置悬挂件9，将可以用来悬挂充电枪头5的连接线6，也就是说可以将充电枪头5的连接线6设置的更长，从而可以更加方便的对电动车进行充电，避免因为连接线6不够长而导致的没法或者不方便充电的现象发生。
46.示例性地，可以在悬挂件9上设置一个活动的卡箍结构，如此，将连接线6悬挂到悬挂件9后，将可以通过合上卡箍将连接线6进行捆绑，防止其散落，在需要取下连接线6的时候，又可以通过打开卡箍，然后实现快捷取下连接线6的功能。
47.请参照图1，在本发明的一些实施例中，充电桩本体1的底部设有支撑件11，充电桩本体1的底部和侧壁还设有散热槽口。
48.上述实施例中，通过在充电桩的底部和侧壁设置散热槽口，将可以使得充电桩运行时产生的热量能够及时有效的排出，从而对充电桩进行降温处理。另外，在充电桩本体1的底部设置支撑件11，将可以使得充电桩能够更好的放置在其工作位置，而且还使得充电桩本体1的底部与地面会有一定的空间，从而能够对其进行更好的散热。
49.示例性地，支撑件11可以设置成可伸缩结构，如此将可以使得充电桩能够更加平稳的放置在目标区域。另外，还可以在支撑件11的底部设置固定孔，然后用螺钉等固定件将其固定到地面上，从而能够将充电桩稳定有效的固定在其工作位置，防止其会到处晃动从而影响其正常工作。
50.请参照图1，在本发明的一些实施例中，充电枪头5设有把手12。
51.上述实施例中，通过在充电枪头5设置把手12，从而使得用户能够更加方便的对充电枪头5进行操作。
52.请参阅图2，本发明还提出一种人脸识别控制方法。该一种人脸识别控制方法包括以下步骤：
53.步骤s101:通过上述人脸识别装置2获取当前使用者的人脸信息。
54.上述步骤中，通过设置在充电桩本体1前侧的人脸识别装置2获取靠近范围内的使用者的人脸信息，将可以为后续对其进行处理提供原始数据。
55.步骤s102:将当前使用者的人脸信息与上述人脸识别装置2采集的注册用户的人脸信息进行对比，若对比结果为注册用户，则读取对应的用户信息。
56.上述步骤中，使用者通过提前利用自身的人脸信息进行信息注册，从而生成相应的注册信息，然后后续使用者再次使用充电桩的时候，人脸识别装置2可以将当前采集的使用者的人脸信息进行识别，然后与所有的注册用户的人脸信息逐一进行对比，从而判断出当前使用者是否为注册用户，若为注册用户，将可以开始读取到其对应的用户信息，然后方便响应用户后续的操作。
57.请参阅图3，上述将当前使用者的人脸信息与上述人脸识别装置2采集的注册用户的人脸信息进行对比的步骤具体包括：
58.步骤s201:通过上述人脸识别装置2获取当前使用者的人脸信息中人脸的位置，并得到目标人脸检测图像。
59.上述步骤中，人脸识别装置2通过目标检测算法进行获取当前使用者的人脸信息中人脸的位置，并得到目标人脸检测图像，将可以为后续人脸信息判断对比等处理提供原始数据支撑。
60.示例性地，可以通过viola-joness算法或者直接训练人脸分类器进行获取人脸识别装置2采集到的影像数据中包含的人脸信息。
61.步骤s202:通过确定的人脸中的标定点的位置对目标人脸检测图像进行人脸对齐处理，得到人脸对齐图像，上述标定点包括眼睛、鼻子、嘴角的两端。
62.上述步骤中，人脸对齐处理的目的是使用一组或者多组位于图像中固定位置的参考点来缩放和裁剪人脸图像，从而将人脸的姿势调为目标姿势。通过选取眼睛、鼻子、嘴角的两端作为标定点(参考点)，从而可以使得目标人脸检测图像能够更好的进行仿射变换
(即可以更好的将其中的人脸的姿势调为目标姿势)。也就是说，通过上述处理，后续能够更好的对人脸进行识别，从而有效的提高后续的检测精度。
63.请参阅图3，上述对齐处理包括通过矩平移、缩放和旋转处理，其中，对于不需要进行对齐处理的目标人脸检测图像通过矩阵进行处理，x、y为目标人脸检测图像在对应位置的值，u、v为对齐处理后的目标人脸检测图像在对应位置的值，a1、a2、b1、b2、c1、c2为目标人脸检测图像中的标定点对应的值；通过矩阵对目标人脸检测图像进行平移处理，c1、c2为平移量；通过矩阵对目标人脸检测图像进行缩放处理，a1、b2为缩放量；通过矩阵对目标人脸检测图像进行旋转处理，θ为旋转角度。
64.上述步骤中，通过相应的矩阵对目标人脸检测图像进行对齐仿射变换，也就是对其进行从二维坐标到二维坐标之间的线性变换，且变换过程中能够较好的保持图像的平直性和平行性(图像中的直线之间的相对位置关系保持不变，平行线经仿射变换后依然为平行线，且直线上的点位置顺序不会发生变化)。其中，分别通过矩阵矩阵和矩阵对目标人脸检测图像进行矩平移、缩放和旋转处理，能够在保证图像信息不丢失的情况下，有效的对其进行变换处理，方便后续对其进行处理，
65.示例性地，还可以根据实际情况需要，对目标人脸检测图像进行翻转和错切等仿射变换。
66.步骤s203:将人脸对齐图像的像素点转为特征向量，得到人脸特征图像。
67.上述步骤中，通过将人脸对齐图像的每一个像素点转换为紧凑且可判别的特征向量，从而方便后续对其进行相似度判断，也就是可以判断其中的人脸信息是否为注册用户。
68.步骤s204:将人脸特征图像与通过上述人脸识别装置2上传的保存在服务器中的所有注册用户的人脸特征图像逐一进行相似度判断，若两者的相似度低于预置阀值，则判断为注册用户。
69.请参阅图3，上述将人脸特征图像与通过上述人脸识别装置2上传的保存在服务器
中的所有注册用户的人脸特征图像逐一进行相似度判断，若两者的相似度低于预置阀值，则判断为注册用户的步骤具体包括：
70.通过公式计算得到人脸特征图像与通过上述人脸识别装置2上传的保存在服务器中的的任一注册用户的人脸特征图像的相似度，其中cosθ为两者之间的相似度值，为人脸特征图像对应的特征向量、为任一注册用户的人脸特征图像的特征向量；
71.将求得的cosθ与预置阀值进行比较，若cosθ小于预置阀值，则判断为注册用户。
72.上述步骤中，通过求取人脸特征图像对应的特征向量和任一注册用户的人脸特征图像的特征向量之间的余弦值cosθ，从而可以用来判断两个特征向量之间的距离，也就是说通过设定一个预置阀值，将cosθ与预设阀值进行比较，从而可以用来判断两者之间的相似度，也就是可以判断出其是否为注册用户。
73.步骤s103:响应当前使用者的充电请求控制上述充电桩本体1开启充电，充电结束后更新当前使用者的用户信息，并控制上述充电桩本体1关闭充电。
74.请参阅图4，上述将人脸对齐图像的像素点转为特征向量，得到人脸特征图像的步骤之前还包括：
75.步骤s301:获取人脸对齐图像在rgb坐标下的所有通道对应的值，并将人脸对齐图像分为多个区域分块；
76.步骤s302:获取所有区域分块在rgb坐标下对应通道的均值，并将所有区域分块的每一个像素对应的三通道的值减去对应区域分块的对应通道的均值，得到新的人脸对齐图像。
77.上述步骤中，通过将人脸对其图像分为多个区域分块，然后将所有区域分块的每一个像素对应的三通道的值减去对应区域分块的对应通道的均值，将可以得到一个不受光照影像的新的人脸对齐图像。也就是说，将可以避免不同光照对人脸对齐图像的影响，从而能够提高其识别精度。其基本原理是，借助每一个像素点周围邻域像素点的信息对其进行相应的处理，然后得到像素点对应的新值，减少其受到的光照影响。
78.请参阅图5，图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。该电子设备包括存储器13、处理器14和通信接口15，该存储器13、处理器14和通信接口15相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器13可用于存储软件程序及模块，如本技术实施例所提供的一种人脸识别控制方法对应的程序指令/模块，处理器14通过执行存储在存储器13内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口15可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
79.其中，存储器13可以是但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。
80.处理器14可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器14可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集
成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
81.可以理解，图5所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
82.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
83.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。