基于人臉識別的立體車庫-軟件設(shè)計

緒論1.1前言伴隨著我國社會的發(fā)展和進步、經(jīng)濟越來越繁榮、社會生活水平也隨之提高，作為最便捷城市交通工具汽車，特別是小轎車、保姆車逐漸成為人們?nèi)粘３鲂斜剡x方式，以至于汽車也成為了市民不可缺少的生活必須物質(zhì)。根據(jù)中國公安部交通管理局在去年6月份數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全國機動車的保有量已高達3.4億輛，其中占主要比例為汽車，約2.5億輛，其中城市超過100萬輛的汽車就有66個，并且超過300萬輛機動車城市高達11個。城市發(fā)展過于迅速會引發(fā)很多隱秘的社會問題，由于中國汽車保有量的快速增長，在享受著汽車給出行生活帶來便利的同時，城市道路也變得更加擁擠擁擠、出行想找車位停車也越之困難，城市問題逐步出現(xiàn)。不可能無限增長的城市土地使用面積和城市土地資源的自身貧缺和昂貴使得繼續(xù)使用未開放的土地來加建停車庫的方法是毅然不可取的，也是非常困難的事情。但是如果沒有車位停車，醫(yī)院、商場等這些人員相對密集地區(qū)停車位缺少，以至于大多數(shù)市民只能將自己車停靠在馬路的兩側(cè)，不僅會導(dǎo)致交通擁擠，而且也會帶來一些不可想象的隱患。造成這些停車困難問題主要是停車場的配置設(shè)施不合理和不規(guī)范導(dǎo)致了以下這些問題：車位的不足、停車秩序混亂和車庫管理方法落后。所以采取對現(xiàn)有的車庫系統(tǒng)進行升級改造是最好的辦法。至今，我國大多數(shù)車庫的操作管理控制系統(tǒng)采用的是基于人工管理和人工看守的方式來運行的，或者有一些較為先進的車庫采用的是基于IC卡識別和車牌識別的技術(shù)來控制車庫的進出使用。IC卡驗證技術(shù)由于存在需要自身去接觸刷卡認證方式的不可避免自身問題，只能適合用于簡單的出入口的時間上計費功能，無法使用滿足更多的條件和功能。在立體循環(huán)車庫中，客戶不能夠通過車牌識別進行取車，并且車牌識別存在車牌號碼清晰度的清晰度影響，所以該方法和智能IC卡差不多，并不能解決實際問題。此外現(xiàn)有的車庫大多沒有一個實時的信息發(fā)布平臺發(fā)布實時車位空余信息、車位位置、車輛要求和收費等信息。如果客戶想停車，必須親自開車去車庫內(nèi)尋找才得知，這樣既浪費時間，也會造成一些車庫擁擠而附近車位還有剩余車位的資源浪費的現(xiàn)象。因此，目前的管理方式對龐大的私家車數(shù)量和新型立體車庫模式有著極大的局限性。隨著社會的進步，對身份識別的安全要求也越來越高，人臉識別技術(shù)快速發(fā)展、運用也越來越多，算法精度也越來越高，成為當今主流運用于身份的識別技術(shù)和方法。人臉識別技術(shù)是通過對人臉信息進行檢測，將之轉(zhuǎn)化為可處理計算機的二進制數(shù)字模型進出處理，提取出臉部關(guān)鍵點的特征值，建立精確可靠的人臉對比識別的數(shù)字模型，完成身份的識別和對比。在立體車庫系統(tǒng)中引入人臉識別技術(shù)，不僅能提高車輛入庫和出庫的效率，而且還減少人工管理的復(fù)雜和客戶反向取車的困難。通過人臉識別進行空閑車位的分配和綁定，在智能車庫系統(tǒng)中具有較高的實用價值和經(jīng)濟價值。1.2本設(shè)計在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題1.2.1國外智能車庫研究現(xiàn)狀智能車庫在國外研究比較早，已有相關(guān)研究成果，研究場所相對完善，但在亞洲，起步相對晚一點，但做的最好的是日本，并且取得成功顯著。日本的智能式停車場除了具有停車功能外，還具有城市商業(yè)及社會氣息，包括通過一些大型廣告牌、頂棚綠化裝飾功能，在一些重要街道進行改造，將智能式停車場與城市環(huán)境融為一體，成為城市的一道靚麗且獨特的風(fēng)景，在日本，智能車庫的建設(shè)已經(jīng)成為了城市特色之一。在韓國，智能車庫的研究相對緩慢一點，大概是1970時代開始著手這方面研究，直至1990年代才開始試營、使用。但是現(xiàn)今，韓國智能車庫管理系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)就高達400多家，主要研發(fā)也是通過引進日本先進技術(shù)，然后再自身學(xué)習(xí)改造研發(fā)使用。國外的汽車品牌多和汽車價格較低和人們購買力強的原因，車輛增長比較塊，國外發(fā)達國家早已在智能車庫方向進行研究使用，主要是為了緩解道路交通，加快城市經(jīng)濟發(fā)展，至今，智能停車管理系統(tǒng)在日本、歐美發(fā)達國家已廣泛運用。發(fā)達國家在研究智能車庫的方向上，投入了大量資金、人員、物力的支持，創(chuàng)立完善的科所進行研究和開發(fā)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，美國在1970年代花在智能車庫管理系統(tǒng)的費用就高達12.935億美元。歐盟在智能車庫的研究經(jīng)費的4年也高達280億歐元。日本科研在智能交通研究一年內(nèi)資金高達161億日元?，F(xiàn)近，國外車庫廠商在往“網(wǎng)絡(luò)化存車”的方向進行研究。1.2.2國內(nèi)智能車庫研究現(xiàn)狀我國在智能停車管理系統(tǒng)領(lǐng)域的研究方向起步相對較晚。由于國內(nèi)這幾年汽車也開始迅速發(fā)展，停車庫也供不應(yīng)求，國內(nèi)也開始出現(xiàn)了很多關(guān)于這方面開發(fā)的廠商。我國在這方面技術(shù)一開始主要是通過引進日本、歐美等這些擁有成熟的智能車庫技術(shù)，然后再改進學(xué)習(xí)，最終形成符合我國車庫的的智能車庫停車系統(tǒng)。國內(nèi)的智能停車系統(tǒng)起初，國內(nèi)缺少較高智能化的設(shè)備生產(chǎn)機構(gòu)，導(dǎo)致了現(xiàn)今我國智能管理系統(tǒng)廠家大量購買使用的是國外的設(shè)施。如今，國內(nèi)智能停車場系統(tǒng)大多數(shù)是在出入口設(shè)置刷卡系統(tǒng)，使用智能IC卡管理系統(tǒng)，用來記錄出入時間和實現(xiàn)計費功能。這套管理系統(tǒng)采用的智能卡是磁感應(yīng)卡，卡內(nèi)設(shè)置不同的序列號作為區(qū)分，讀取卡沒有安全機制設(shè)置，如果內(nèi)置卡號被盜取，拷貝復(fù)現(xiàn)成功高，安全性能相對較低。且國內(nèi)目前來說，停車場管理系統(tǒng)自動化功能有限,IC卡和識別IC卡設(shè)備都沒有明確的標準，軟件結(jié)構(gòu)相對簡單,安全性難以得到保證，從嚴格來說，不能稱之為有效的智能化停車管理系統(tǒng)?，F(xiàn)最新出現(xiàn)流行的基于車牌識別管理系統(tǒng)，可以很好的管理記錄車輛的進入和出去，但是在用于立體車庫上，使用、功能難以實現(xiàn)?，F(xiàn)如今，智能車庫主要功能是可以快速地進行停取車操作，提高停車場出入庫效率并且還有提高車位利用率和車庫相關(guān)設(shè)施配置的合理規(guī)范性。智能停車系統(tǒng)現(xiàn)得到全世界的認同和重視，智能停車系統(tǒng)也會很快得到推廣和應(yīng)用。據(jù)鈦媒體瞬眼去年7月1日報道，“智能立體停車庫在深圳市寶安區(qū)甲岸正式投入使用和運營。這車庫也是深圳寶安區(qū)第一個公共智能立體車庫，并且是全國首個采用人臉識別進行停取車的智能立體車庫，該項目是中集集團旗下深圳中集智能停車有限公司設(shè)計和搭建?！钡街两瘢撥噹旌芎玫慕鉀Q了當?shù)剀囕v堵塞的社會問題，給深圳市至全國立體停車庫建設(shè)帶來了很好的設(shè)計案例。人臉識別技術(shù)已經(jīng)基本成熟，有很多成功的案例，改善人類生活，是智能AI技術(shù)的發(fā)展與運用。1.3本設(shè)計的目的、意義及應(yīng)達到的技術(shù)要求1.3.1本設(shè)計目的、意義為了較好的解決停車、取車難的問題，本設(shè)計采用基于人臉識別的車庫管理系統(tǒng)，客戶在入庫、出庫均通過刷臉認證。在車庫管理上，可以有效減少管理人員和管理設(shè)施的設(shè)立，在客戶使用上，可以避免客戶需要隨身攜帶IC卡和IC失磁、丟失等不安全問題，最重要還有一點是不需要客戶自己去尋找車位，系統(tǒng)自動分配車位綁定客戶人臉信息，客戶取車時，只需要進行刷臉即可取車。在該系統(tǒng)上，提供線上查詢、人臉識別線上預(yù)約車位系統(tǒng)，可以提高該系統(tǒng)的利用率和使用率。該系統(tǒng)運行在微信小程序上，據(jù)統(tǒng)計，微信已經(jīng)達10幾億客戶，基本人人都有微信，使用微信小程序可以免去客戶需要下載APP、APP需更新等問題，可以直接通過微信運行該系統(tǒng)，刷新頁面便能運行最新系統(tǒng)，方便客戶使用。該小程序線上提供騰訊導(dǎo)航功能，解決客戶找不到車位，集成一套人性化的智能管理系統(tǒng)。1.3.2本設(shè)計達到的技術(shù)要求1.車庫系統(tǒng)整體控制和運行該項目是基于人臉識別的立體車庫設(shè)計，主要是將人臉識別的智能AI技術(shù)與車庫運行全自動化技術(shù)融合，實現(xiàn)智能自動化運行。2.人臉識別系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)運行初期，客戶進行上傳照片進行注冊、識別、使用。提高該系統(tǒng)的安全性、準確性。系統(tǒng)中期，采用視頻采集功能，進行人臉識別、驗證，提高該系統(tǒng)的效率和便捷。系統(tǒng)后期，加入活體檢測功能，提高客戶在使用該系統(tǒng)是出于本人精神的狀態(tài)。3.停取車的設(shè)置客戶通過人臉注冊成功后，可以通過再次提交人臉信息進行分配車位和取出本人車位。4.人員安全離開當使用人員停放好車輛，為了確保使用人員的安全，微信客戶端會提示“是否已離開車庫”，確認了則啟動立體車庫正常運轉(zhuǎn)。整個過程完畢，則提示“您的車輛已停放成功”。5.出口車輛的檢測與收費微信客戶端彈出收費窗口，以停車時間開始依據(jù)計算收費，系統(tǒng)在調(diào)試階段，則未開啟此系統(tǒng)。6.對外信息發(fā)布微信小程序提供查詢功能，可以對外發(fā)布車庫的相關(guān)信息，如當前車位情況、收費情況、可停放使用的車輛信息介紹等情況?？梢宰屲囍鞲憷膶ふ业杰囄弧?.車庫導(dǎo)航線上提供騰訊地圖導(dǎo)航功能，方便客戶尋找車庫進行使用。8.車庫的一體化運行為了提高該智能車庫的效率，智能車庫在所有環(huán)節(jié)都設(shè)置人工管理，采用遠程監(jiān)控技術(shù)進行遠程操作控制，實時檢測。9.車輛的狀態(tài)記錄與分析車庫系統(tǒng)可記錄和分析車輛在車庫內(nèi)的狀態(tài)：包括入庫、出庫還有行駛的出入口進行分析，供系統(tǒng)后續(xù)優(yōu)化和使用。1.4本設(shè)計應(yīng)解決的主要問題(1)項目在控制運行時的安全問題是否能得到保障(2)人臉識別的算法是否能達到高效、精確無誤(3)車庫中車輛的檢測能不能達到實時更新(4)微信小程序的網(wǎng)絡(luò)通訊能不能滿足項目需求

2系統(tǒng)配置2.1系統(tǒng)介紹本課題軟件開發(fā)擬在騰訊云服務(wù)器架構(gòu)相應(yīng)環(huán)境運行，云服務(wù)器是64位Windowserver10系統(tǒng)，系統(tǒng)變量安裝Python3.7、mongodb數(shù)據(jù)庫、dlib、pillow、opencv和人臉訓(xùn)練器等人像處理主要核心資源包，還有微信開發(fā)者工具軟件。采用Client/Server結(jié)構(gòu)模式進行客戶端和服務(wù)器的連接共享，即為客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)模式。服務(wù)器配置相關(guān)環(huán)境配置環(huán)境，客戶端安裝微信這款工具便可使用。在特定的環(huán)境下，系統(tǒng)的客戶端軟件和服務(wù)端軟件是相互對應(yīng)的。微信工具現(xiàn)在支持IOS、安卓、微軟系統(tǒng)，實現(xiàn)全覆蓋手機，所以可以保證絕大部分人可以使用該系統(tǒng)。在系統(tǒng)維護升級的時候，只需要服務(wù)端更新功能，客戶端無需重新下載，直接刷新加載就可以更新版本，這也是使用微信小程序的優(yōu)勢，不需要重新編寫對應(yīng)的系統(tǒng)相應(yīng)的軟件，在這方面無疑有著絕對優(yōu)勢的表現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫采用mongodb數(shù)據(jù)庫，具有效率高、配置簡單、操作簡單，存儲數(shù)據(jù)量大和簡單等特點，使用起來十分容易上手操作，能滿足該項目存取人臉數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù)和綁定等相關(guān)操作。軟件配置核心是人臉識別對比算法，項目采用的算法是基于HOG特征的人臉識別對比算法，主要進行人臉信息進行特征提取、檢測、分析和對比，HOG特征算法通過統(tǒng)計圖像各部分的梯度值形成一個成直方圖，從而實現(xiàn)人臉對比識別。2.2操作系統(tǒng)的配置網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)器，具有環(huán)境配置完善、方便運營、易操作、支持各種操作等特點，可為此項目提供高使用、高效益及易于維護和后期檢測的運行平臺，并且使用加速樂和vpn加快進程，有利于提高數(shù)據(jù)的處理能力和用戶體驗感。如今現(xiàn)有的云服務(wù)器操作系統(tǒng)基本分為兩類：windowsserver系統(tǒng)和linux系統(tǒng)。當前開發(fā)語言是Python，所以兩者系統(tǒng)都可以選，但本項目數(shù)據(jù)庫運用是mongodb數(shù)據(jù)庫，權(quán)衡之下選擇windows系統(tǒng)兼容性會更好，64位操作系統(tǒng)有更大的內(nèi)存，具備更優(yōu)秀的系統(tǒng)性能以及執(zhí)行效率，選擇win10系統(tǒng)，是因為其中有可以加快系統(tǒng)運行速度的自動優(yōu)化功能，綜合所有功能選擇64位Win10的云服務(wù)器可以更好的運行這個項目。2.3編程語言的選擇項目采用python作為核心編程語言，該語言適合用于機器學(xué)習(xí)、網(wǎng)站建設(shè)，編程簡便，并且擁有強大的社區(qū)以及庫、框架，自動化性能更高，是非常高效和可靠的編程語言。它是一種高級的語言，學(xué)習(xí)使用相對簡單，且解釋、編譯、運行非?？?。在機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法領(lǐng)域中，python是用戶選擇最多的，主要是選擇python內(nèi)置的兩個庫：Numpy、Scipy，他有獨自的機器學(xué)習(xí)算法和數(shù)據(jù)處理算法，效率非常高：聚類、回歸和分類。甚至內(nèi)置還有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、特征算法學(xué)習(xí)等，并且這些功能都可以通過幾行簡單的代碼實現(xiàn)。2.4數(shù)據(jù)庫的選擇項目采用MongoDB數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是10gen公司在2009年上線使用的開源數(shù)據(jù)庫。MongoDB數(shù)據(jù)庫的定位是一個開源的、易于操作的以文本存儲的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)都是以文檔JSON格式進行存儲在MongoDB數(shù)據(jù)庫中。JSON數(shù)據(jù)易于人閱讀和編寫，同時也易于機器解析和生成。JSON結(jié)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)，json簡單說就是Javascript中的對象和數(shù)組，所以這兩種結(jié)構(gòu)就是對象和數(shù)組兩種結(jié)構(gòu)，通過這兩種結(jié)構(gòu)可以表示各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)【8】。在數(shù)據(jù)庫中，都是以字典形成對存在，每條數(shù)據(jù)都由一個名字和數(shù)據(jù)類型還有值組成。SOL數(shù)據(jù)庫與MongoDB數(shù)據(jù)庫進行的對比，如下表1：表1SQL數(shù)據(jù)庫與MongoDB數(shù)據(jù)對比SOL數(shù)據(jù)庫MongoDB數(shù)據(jù)庫表集合行文檔列字段索引索引

采用Mongodb數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢：查詢支持：MongoDB可以根據(jù)名字或者給定范圍查詢，并且能根據(jù)正則表達式進行嚴格讀取某條數(shù)據(jù)信息；索引支持：假定某些字段，設(shè)置為輔助索引，就可以直接采取索引進行查詢；分片支持：跨多服務(wù)器進行查詢使用是MongoDB數(shù)據(jù)庫區(qū)別其他數(shù)據(jù)庫的特性功能之一；主從復(fù)制支持：可以在兩個服務(wù)器上運行數(shù)據(jù)庫，當主服務(wù)出現(xiàn)故障時，可以使用備用服務(wù)器；2.5客戶端的選擇據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，微信使用客戶已經(jīng)累計了10億多，涵括了中國94%以上的智能設(shè)備，基本上可以說是人人使用微信。根據(jù)QuestMobile發(fā)布的《2019小程序半年洞察報告》數(shù)據(jù)顯示，直至上年6月，客戶使用微信小程序的人數(shù)已高達7個億，幾乎人人都有用過微信小程序，以下是他的好處優(yōu)勢：1、微信不用注冊，便可直接登陸使用微信小程序不需要安裝、直接打開使用，不用下載其他客戶端，這就是微信小程序?qū)λ渌浖囊淮髢?yōu)勢。2、微信可以調(diào)用自身線上支付在微信上，有自已的支付平臺，可以實現(xiàn)支付，不需要第三方，因此在微信小程序中能迅速完成支付，方便客戶使用車庫系統(tǒng)，并且省下繳費時間。3、可直接分享，進行線上推廣相較于軟件，微信小程序可以直接分享轉(zhuǎn)發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)朋友圈、好友，增大了車庫的知悉人數(shù)和使用人數(shù)。4、開發(fā)成本低對于原生的APP來說，開發(fā)一個APP花費是巨大的，而微信小程序則不同，微信官方有提供大量樣式、模板，只需要實現(xiàn)相應(yīng)功能即可，成本降低很多。

3人臉識別技術(shù)3.1人臉識別技術(shù)概述人臉識別技術(shù)，是一種基于人的臉部特征信息的檢測識別對比技術(shù)。首先采集人臉信息并保存成圖片，然后根據(jù)算法提取人臉信息，進而對檢測的人臉進行解析，建立可靠數(shù)學(xué)模型進行對比識別，最后得出結(jié)果，人臉識別通常也叫做面部識別、臉部識別。人臉識別技術(shù)早在上世紀60年代開始研究，由于80年代的光成像技術(shù)和計算機技術(shù)逐漸成熟，人臉識別技術(shù)也更進一步發(fā)展，而人臉識別技術(shù)真正成熟是在90年代后的美國、德國、日本，并且開始投放運用；人臉識別核心技術(shù)主要包含了機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、人工智能等多種圖像視頻處理技術(shù)，該技術(shù)也是目前生物特征識別算法的最新的成果和運用，該核心技術(shù)的成熟也意味著舊時代的弱人工智能開始轉(zhuǎn)向新時代的強人工智能。當今，人臉識別對比技術(shù)也出現(xiàn)在各個行業(yè)，如圖圖3人臉識別技術(shù)運用3.2人臉識別技術(shù)的優(yōu)劣勢優(yōu)勢：人臉識別技術(shù)能有效進行實時監(jiān)控檢測技術(shù)，并且在短時間內(nèi)獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)提交到服務(wù)端進行處理，由于它是非接觸性的識別技術(shù)，因此可以進行隱蔽的運行和監(jiān)控，主要應(yīng)用于犯罪人員的追捕、實時監(jiān)控等等；使用極其方便，只需要攝像頭和電腦就可以實現(xiàn)，大多數(shù)用戶都可以滿足這些條件，并可有效記錄人臉信息，非常適用于事后的調(diào)查和追蹤，例如VIP客戶識別、出入境管理等等。但是其他的生物特征識別（例如指紋識別、虹膜識別）想用于這類事件，后期比較復(fù)雜，就很難進行此類操作；現(xiàn)今用于做人臉識別技術(shù)的相關(guān)設(shè)施，成本也慢慢降低，例如現(xiàn)在的電腦、手機等等的設(shè)備，都成了家家戶戶必備的生活品，人臉識別技術(shù)也給市場帶來了很多的發(fā)展、需求。劣勢：一個正常人的臉部不會一直一樣，伴隨著年齡的增長，身體的某些原因變化也會導(dǎo)致臉部信息變化，雖然不會發(fā)生很大的變化，但是依然會對識別過程產(chǎn)生一些干擾和破壞，或者有些人是經(jīng)常戴眼鏡的，化妝的都會造成一些微小誤差，所以也是有一些不可靠的因素在里面；除此之外，盡管世界上沒有相同的兩張人臉，但是依舊有可能存在某些很相似的人臉，這種情況可能會被檢測成本人從而產(chǎn)生不好的后果，想要解決這些不穩(wěn)定的干擾因素還需加強算法，提高檢測安全性；人臉識別最重要也是最難突破的一點，在進行識別對比的過程中產(chǎn)生了一些自然的干擾因素很難去除，主要是光照、陰雨天、還有人臉的位置、方向、角度和攝像頭之間距離等等都會干擾識別對比的效果，進而造成本次識別的影響?？偠灾?，人臉識別技術(shù)也會存在自身的缺點，提高人臉識別結(jié)果的可靠度，就是人臉識別技術(shù)的發(fā)展巨大挑戰(zhàn)，也是亟需解決的重要問題。3.3人臉識別技術(shù)算法現(xiàn)在主流的人臉識別算法有很多，本文主要介紹以下兩種算法，第一種是最經(jīng)典、目前比較常用的算法基于特征臉的人臉識別方法（Eigenface或PCA），還有就是本次設(shè)計采用的，也是比較新穎和識別效率比較高的算法基于圖像梯度方向直方圖HOG算法(HistogrsmlofOrientedGradient)。（1）基于特征臉部的識別算法（Eigenface或PCA）PCA算法的出現(xiàn)是人臉識別算法發(fā)展中核心突破的一次，這被稱之為是歷史上第一種可靠度最高的的人臉識別算法。在1987年，SirovichandKirby為了實現(xiàn)和解決圖片降維提出了PCA（主成分分析）算法，MatthewTurk和AlexPentland在此基礎(chǔ)上進行研究和突破，并成功在1991年提出了這種基于特征臉部的識別算法，算法主要是通過將原始圖像投影到指定空間，通過一系列處理技術(shù)得到降維之后圖像，取出主要單位作為人臉的主要信息，主單位的提取基本就是得到人臉的形狀，所以稱為“特征臉”。PCA算法主要原理：主成分分析（PrincipalComponentAnalysis，PCA）是通過運用數(shù)學(xué)理論分析事物主要矛盾的方法，建立模型分析主要影響，得出主要物質(zhì)。計算通過投影將高緯度圖像轉(zhuǎn)化為低緯度圖像，是一種壓縮矩陣算法，在降低維數(shù)的同時保存主要信息，最后只保留矩陣主要的特征。EigenFace算法流程大致如下：(a)EigenFace算法流程（2）基于梯度方向的直方圖（HOG算法）HOG算法：方向梯度直方圖(HistogramofOrientedGradient,HOG)主要是采用計算機的圖像視覺處理技術(shù)，從視覺圖像處理中得出物體的特征描述子。HOG算法主要是統(tǒng)計圖像同種梯度方向次數(shù)，最后根據(jù)統(tǒng)計計數(shù)得出該圖像的梯度直方圖。HOG算法原理：首先將整個圖像分割成很多個相互連接的細胞單元cell，這些獨立的單獨cell梯度方向生成自身獨立一個方向梯度直方圖，最后統(tǒng)計這些直方圖可表示出所檢測目標的描述子。根據(jù)描述子進行梯度的累積，最終生成一個基于梯度方向的直方圖，從而得出某塊區(qū)域，作為該人臉的主要特征，最后輸入到分類器里面檢測，進行識別、對比，得出信息。HOG算法優(yōu)勢：HOG主要是在圖像的局部單元格cell上進行處理，所以可以很好的降低了圖像受天氣、光照等環(huán)境影響，然后是直方圖在圖像處理時進行歸一化處理技術(shù)，可以有效的提高人臉識別算法的精度，只要被識別的人物能給出大致的正臉方向，允許一些微笑的動作、神態(tài)的變化，當中細微的姿態(tài)可以完全忽略，不會對識別造成任何影響，從而非常適用于人臉識別算法。HOG算法流程大致如下：（b）HOG算法流程1、系統(tǒng)初始化2、圖片進行灰度化處理，最終生成只有x,y,z（灰度）的三維圖像；3、圖片采用Gamma歸一化處理，調(diào)整圖片對比度，降低圖片受光照、其他環(huán)境影響，同時還可以降低噪音干擾；4、HOG中的滑動步長、窗口win、塊block、細胞cell，如下例演示圖4.1所示，在128px*128px照片中截取一個64px*64px的窗口圖4.1圖像截取窗口圖4.2所示，在窗口內(nèi)選擇16px*16px塊進行步長為8移動圖4.2窗口檢測圖5所示，在一個塊中，細胞單元cell不會再次移動，假定細胞尺寸為(8,8)，所以在一個16px*16px塊中共有2×2=4個cell。圖5塊檢測檢測窗口的計算方式：假設(shè)圖檢測窗口的像素為64px×64px，取塊的像素為16px*16px，確定一般滑動步長(8,8)。圖像在列中將滑動次數(shù)如下：圖像在列中將滑動次數(shù)如下：所以在64px64px檢測窗口共滑動7*7=49個塊對所有細胞cell進行投影，計算權(quán)重像素的梯度值計算公式：將G(x,y)像素坐標設(shè)為Gx(x,y),Gy(x,y)【10】利用線性微分公式得出像素的梯度值，G(x,y)梯度大小和方向分別為【10】對所有細胞cell再次進行歸一化處理圖像分成若干個cell，為每個cell構(gòu)建梯度方向直方圖構(gòu)成特征向量，這8px*8px的cell的梯度信息通過采用8個角度方向直方圖進行統(tǒng)計，G(x,y)角度取值范圍是0度到360度，分為8個主要方向角度，每個角度主方向設(shè)置為（上、右上、右、右下、下、左下、左、左上），共8維特征向量（8個bin），每個角度方向相差45度進行統(tǒng)計，檢測如果是已存在的相同角度則該角度加1，最后對cell內(nèi)每個像素用梯度方向在直方圖中進行加權(quán)投影，得到該圖像的梯度直方圖，就是該cell對應(yīng)的8維特征向量的直方圖,如圖6。圖6梯度方向直方圖8、最終把原始圖生成轉(zhuǎn)化成HOG表達式，最后得出該圖像的基本人臉結(jié)構(gòu)圖7人臉結(jié)構(gòu)模型圖3.4活體檢測技術(shù)活體檢測技術(shù)是主要是確定是本人在進行身份認證技術(shù)，降低偽造照片對系統(tǒng)的攻擊。在進行人臉識別過程中，要求本人通過眨眼、搖頭和張嘴等操作來確定其本人在進行操作?？捎行Ы档驼掌Q面具、通過表情化妝等對系統(tǒng)進行攻擊的威脅，從而保證客戶使用系統(tǒng)的安全性和唯一性?；铙w檢測主要用于門禁系統(tǒng)、打卡系統(tǒng)等，本次車庫也屬于門禁系統(tǒng)之一，所以后續(xù)也會上該技術(shù)提高智能車庫的安全性?；铙w檢測常用檢測方法主要是眨眼、搖頭檢查，為了系統(tǒng)的效率和安全性，本系統(tǒng)采用的是眨眼檢測算法。眨眼是算法如下：圖8人臉68個特征點人臉檢測技術(shù)提供了人臉信息主要的68個特征點，根據(jù)這68個特征點，我們可以分析出人眼、鼻子、嘴巴的位置，進而實現(xiàn)相關(guān)檢測功能。本次要使用的是眨眼檢測，所以定位到眼睛那些特征點圖9人眼特征點原理：通過計算眼睛當前的縱橫比，就可以分析出當前是否在眨眼，進行檢測，公式如下如果當前人眼為閉眼時，則結(jié)果為0，如果張眼時，則有一個數(shù)值。設(shè)置一個合理的閾值，實驗多次運算得出，最滿足眨眼檢測的閾值是0.3。檢測識別通過閾值變化確定是否本人操作。如果待檢測閾值大于0.3，則確定本人眼睛是處于張開狀態(tài)；如果待檢測閾值小于0.3，則確定本人眼睛是處于閉上狀態(tài)的。最后設(shè)定3秒內(nèi)，必須有兩種狀態(tài)相互改變，則證明這是本人進行操作。3.5人臉識別技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計圖10人臉識別核心設(shè)計人臉識別的核心是通過數(shù)據(jù)庫已知人臉進行訓(xùn)練，已知人臉的照片應(yīng)該足夠多，目的是提高人臉識別模塊的準確性，最后通過已知人臉訓(xùn)練生成一個較為普遍符合大眾的人臉模型，提供給人臉識別系統(tǒng)進行人臉識別、檢測、對比使用。圖11人臉識別系統(tǒng)設(shè)計服務(wù)器端：主要實現(xiàn)人臉檢測、對比、識別功能。在人臉識別模塊中，首先對圖片進行預(yù)處理，生成符合識別的圖片，如灰度化、歸一化處理等，然后通過HOG算法對該圖片進行識別處理，在通過識別對比算法識別出改圖片的人物并返回相應(yīng)信息。在人臉識別模塊中設(shè)置人臉對比成功的閾值，進行待檢測圖片和已知圖片對比得出閾值，若檢測閾值大于預(yù)先設(shè)置的閾值，則表示識別成功，并將識別結(jié)果返回給用戶界面模塊；反之，若待識別圖像與數(shù)據(jù)庫中已知圖片的檢測閾值小于預(yù)先設(shè)置的閾值，則表示識別失敗，結(jié)果同樣返回給用戶模塊【8】。用戶端：提供功能接口給用戶進行注冊人臉信息和提交待識別的照片，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的交互，用戶初次使用，先通過注冊，將名字和照片上傳數(shù)據(jù)庫進行注冊，檢測照片是否合理，并返回注冊信息。用戶注冊成功后，用戶可以使用該人臉識別系統(tǒng)，并自動進入到人臉識別模塊，再次要求本人上傳其他照片，系統(tǒng)進行識別檢測，結(jié)果返回用戶界模塊，告知用戶是否被成功識別。

4總體設(shè)計4.1服務(wù)器功能設(shè)計服務(wù)器實現(xiàn)用戶注冊和使用功能，停車管理費計時功能，線上提供車位數(shù)據(jù)實時更新、預(yù)約管理、手機支付、車庫位置導(dǎo)航、安全按鈕功能，并且設(shè)置后臺管理人臉注冊信息。4.1.1服務(wù)器架構(gòu)圖12服務(wù)器架構(gòu)服務(wù)器軟件架構(gòu)主要實現(xiàn)人臉信息管理、線上預(yù)約和支付、服務(wù)連接、后臺管理以及連接硬件控制功能。(1)控制部分：接收app端的控制信息，并且對車庫管理端發(fā)送相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)進行請求和處理；(2)核心部分：核心部分實現(xiàn)的功能是處理客戶注冊和識別、線上預(yù)約、停取車功能，后臺處理異常圖片功能；(4)車位分配：查詢數(shù)據(jù)庫合理分配車輛，并且保存相應(yīng)車輛數(shù)據(jù)(5)服務(wù)：服務(wù)主要是提供各類服務(wù)功能，提供地圖導(dǎo)航服務(wù)，意見反饋功能；(6)連接：連接、通訊；(7)組件路由：分配相應(yīng)接口，返回查詢頁面，提供各類組件支持；

4.1.2服務(wù)器軟件流程圖圖13服務(wù)器流程架構(gòu)服務(wù)器軟件流程，主要是實現(xiàn)用戶的注冊、識別等操作整體流程，同時實現(xiàn)用戶對車位、預(yù)約、停取一體化等等，并且響應(yīng)車庫控制端的相關(guān)請求，綁定相應(yīng)的功能，控制相應(yīng)的車庫的相關(guān)設(shè)備。(1)系統(tǒng)管理：主要是人臉數(shù)據(jù)、車位數(shù)據(jù)、車位與人臉數(shù)據(jù)綁定算法等相關(guān)管理；(2)監(jiān)聽端口數(shù)據(jù)：端口監(jiān)聽主要是服務(wù)器對小程序各個功能監(jiān)聽并返回相應(yīng)的信息，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)接收存儲、轉(zhuǎn)發(fā)和控制相應(yīng)的操作；(3)app數(shù)據(jù)：app數(shù)據(jù)主要以json格式數(shù)據(jù)進行提交，提交的內(nèi)容包括可能為照片和名字或者照片，按不同功能劃分；(4)車庫和人臉數(shù)據(jù)：車庫數(shù)據(jù)模塊、人臉數(shù)據(jù)模塊、車庫和人臉綁定的模塊，第三個模塊為線程模塊，用戶使用時生成，退出時消失，對應(yīng)的數(shù)據(jù)做相關(guān)的處理；(5)用戶注冊、識別等：主要是實現(xiàn)注冊、識別及相關(guān)管理；(6)異步IO處理：使用線程池異步IO非阻塞方法，防止遇到同時請求阻塞，同時執(zhí)行相應(yīng)的請求處理；4.2數(shù)據(jù)庫功能設(shè)計數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)用戶信息存儲和車位信息存儲，作為車位和人臉數(shù)據(jù)綁定交互的媒介。4.2.1數(shù)據(jù)庫功能設(shè)置數(shù)據(jù)庫采用的是MongoDB數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建三個庫，一個是管理員、一個是車位數(shù)據(jù)庫、還有一個是人臉信息集合，提供給后臺調(diào)用和使用。圖14MongoDB數(shù)據(jù)庫admin數(shù)據(jù)庫：存放的是系統(tǒng)后臺操作人員數(shù)據(jù)庫，對人臉不及格照片進行過濾和刪除；car數(shù)據(jù)庫：存放的是車位信息，提供給后臺使用；face_project：存放的是人臉信息；4.2.2Mongodb數(shù)據(jù)庫存儲信息Mongodb操作簡單，存儲的信息直接就是與文本的形式儲存，方便我們和后臺調(diào)用圖15MongoDB數(shù)據(jù)庫操作4.2.3后臺連接Mongodb數(shù)據(jù)庫在MongoDB數(shù)據(jù)中，已提供python程序接口。服務(wù)器只需通過python安裝該驅(qū)動，便可連接MongoDB數(shù)據(jù)庫，這個驅(qū)動也是python已經(jīng)集合好了一個安裝包，安裝完便可直接使用，配合后端就可以實現(xiàn)相應(yīng)的功能和操作，且處理數(shù)據(jù)極快，非常方便。安裝語句：python3-mpip3installpymongo導(dǎo)入語句：importpymongo調(diào)用語句：myclient=pymongo.MongoClient("mongodb://localhost:27017/")mydb=myclient["runoobdb"]提供的方法：增添語句insert_one()，查找語句find_one()，更新語句update_one()排序語句sort()，刪除語句delete_one()4.3微信小程序軟件設(shè)計微信小程序客戶端主要是提供給用戶的注冊、人臉識別等操作功能，并提供線上車位查詢、預(yù)約、停取車功能，以及微信支付等功能，同時提供安全按鈕接口，保證用戶安全。4.3.1微信小程序端軟件架構(gòu)圖16微信小程序架構(gòu)功能描述如下：用戶注冊：用戶提供照片和名字進行線上注冊，注冊成功則返回相應(yīng)信息線上預(yù)約：提供線上查詢接口，如果有空余車位，則提示用戶上傳照片進行預(yù)約和綁定操作。停車操作：查詢是否有預(yù)約，有直接分配相應(yīng)車位進行，無則先查詢車位是否有車，如有則提示上次照片進行綁定，分配車位，并開始計時功能取車操作：提示用戶上傳照片進行取車操作，上傳照片成功，則關(guān)閉計時功能，計算時間并收取費用。安全按鈕：當用戶停取完車都需要執(zhí)行此事件，保證用戶已經(jīng)離開。導(dǎo)航功能：提供地圖，并帶百度導(dǎo)航。支付管理：提供支付管理相關(guān)操作4.3.2微信小程序端軟件流程能根據(jù)系統(tǒng)功能，以及微信小程序的需求服務(wù)，其中微信小程序軟件流程如下圖17軟件流程根據(jù)設(shè)計需求，微信小程序主要是提供頁面顯示和、功能使用和監(jiān)聽客戶操作的功能，運行大致如下：(1)后臺服務(wù)器初始化，正常運行，啟動系統(tǒng)，接受來自微信小程序數(shù)據(jù)；(2)微信小程序監(jiān)聽用戶動作，包括人臉信息注冊、線上查詢車位、預(yù)約車位、停車、取車等；(3)微信小程序一直運行，持續(xù)監(jiān)聽，如果監(jiān)測到用戶提交數(shù)據(jù)，則開啟數(shù)據(jù)發(fā)送操作；(4)開啟數(shù)據(jù)傳送后，封裝需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包成為json格式；(5)發(fā)送數(shù)據(jù)，將封裝好的信息發(fā)送給服務(wù)器；(6)等待服務(wù)器處理結(jié)果，并且將結(jié)果顯示給用戶；(7)異步運行，同時監(jiān)聽用戶動作。

5系統(tǒng)運行流程5.1系統(tǒng)整體流程根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計原理，通信流程，以及采用json數(shù)據(jù)格式的協(xié)議，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的分析大致可總結(jié)為以下的通信過程，以下為通信流程簡圖圖18系統(tǒng)整體流程(1)微信小程序客戶端：監(jiān)聽用戶的信息和相關(guān)操作，并且把這些數(shù)據(jù)解析成JSON格式數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器端，等待服務(wù)器返回結(jié)果進行顯示；(2)服務(wù)器端：服務(wù)器正常運行，監(jiān)聽和接受來自微信小程序的數(shù)據(jù)，解析處理JSON數(shù)據(jù)，調(diào)用調(diào)用對應(yīng)函數(shù)、方法，對數(shù)據(jù)進行相關(guān)操作和處理，得到返回的結(jié)果，創(chuàng)建成新的命令信息，返回給微信小程序并且通過路由功能發(fā)送數(shù)據(jù)給相關(guān)的停車端服務(wù)；(3)車庫控制端：接受服務(wù)器傳來的數(shù)據(jù)指令，將數(shù)據(jù)解析處理成指令函數(shù)，控制車庫運行，分配車位和提取車位等。

5.2系統(tǒng)運行測試微信小程序提供給客戶使用功能如下：圖19微信小程序?qū)Ш侥K客戶使用人臉注冊功能：

圖20人臉注冊識別模塊客戶提交姓名和照片，進行注冊，如果識別成功，則成功截取人臉和名字綁定進行保存，并返回相應(yīng)的結(jié)果給客戶。（2）客戶使用預(yù)約查詢預(yù)約功能：圖21線上預(yù)約查詢模塊客戶使用查詢預(yù)約功能，查詢成功分配車位給客戶，并告知客戶需在15分鐘將車開到指定位置進行停放，逾期將失效。（3）客戶使用停車系統(tǒng)

圖22停車系統(tǒng)分為兩種情況，一種為已有預(yù)約的車位，當如果已經(jīng)有預(yù)約，直接分配系統(tǒng)預(yù)留的車位給客戶進行停放，如果無預(yù)約。則進行數(shù)據(jù)庫查詢等操作，在分配車位。取車系統(tǒng)圖23取車系統(tǒng)提示客戶提交照片，進行人臉識別，進行車位尋找，返回對應(yīng)的車位給客戶(5)安全按鈕

圖24安全按鈕提供給客戶使用安全按鈕，確保用戶離開，在啟動車庫系統(tǒng)停車須知圖25停車須知模塊提供給客戶使用流程，客戶緊急聯(lián)系的方式，還有車庫位置和導(dǎo)航人臉識別效果如下圖26人臉識別效果人臉識別實例，從一張多人臉照片中獲取到已注冊人臉眨眼檢測效果圖27.1睜眼圖27.2閉眼眨眼檢測實例，通過檢測睜眼和閉眼的間隔時長是否大于3秒，從而判定他是否為本人在進行操作。

6結(jié)論本文根據(jù)當今的流行智能車庫管理系統(tǒng)，進行創(chuàng)新和升級，采用人臉識別技術(shù)進行優(yōu)化和加強，從而實現(xiàn)本次智能車庫系統(tǒng)。本次設(shè)計主要得出以下想法：(1)針對目前停車系統(tǒng)環(huán)境的惡劣，排線困難、檢測故障復(fù)雜、人員管理復(fù)雜等問題，提出一種基于人臉識別的立體車庫設(shè)計，通過軟件方式實現(xiàn)對車庫的控制；(2)在進行人臉識別功能測試時，比較了通過百度AI識別技術(shù)和dlib人臉識別技術(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)百度AI識別技術(shù)可操作性不高，受網(wǎng)絡(luò)影響較大，dlib可以進行自行控制識別的結(jié)果和效率，并且不受網(wǎng)絡(luò)影響；(3)功能創(chuàng)新部分，引入了微信小程序，微信小程序不僅是用戶使用最多的軟件之一，而且也是最低消耗手機性能的軟件，不需要下載、安裝，可以直接進行線上使用；(4)研究學(xué)習(xí)JSO格式，基于JSON協(xié)議制定系統(tǒng)的通信協(xié)議，加快了系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的性能。綜上所述，本設(shè)計研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人臉識別技術(shù)、無線通訊技術(shù)等實現(xiàn)該次智能人臉識別車庫的設(shè)計，系統(tǒng)不僅可以通過線上查詢預(yù)約尋找車位，降低出行找車位停的困難，而且也使用了人臉識別技術(shù)提高入庫和出庫的效率。本文研究的智能車庫管理系統(tǒng)，由于時間和技術(shù)等多方面的影響，所以本次智能車庫設(shè)計依舊有很多不足需要完善，總結(jié)為以下幾方面：(1)增加收費算法，綜合考慮停車場的因素和系統(tǒng)識別因素導(dǎo)致收費出現(xiàn)偏差，完善系統(tǒng)；(2)將客戶上傳照片方式改為監(jiān)控識別方式，優(yōu)化算法，減少客戶操作，提高速率；(4)微信小程序可能相對不夠安全，以后加入語音指令功能，通過識別通過后，進行語音停取車，提高客戶體驗感智能化、自動化是未來的發(fā)展的方向和趨勢，智能車庫管理系統(tǒng)的研究對我國未來城市發(fā)展有著積極的影響，改善城市交通，便捷市民生活，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。智能車庫是實現(xiàn)智慧交通的最有效的辦法，不僅可以有效的解決停取車的問題，還可以提升車庫車位的使用率低等問題。因此，在還沒有標準化的智能車庫管理系統(tǒng)，研究智能車庫管理系統(tǒng)的標準、自動化、智能化有著深遠的歷史意義。參考文獻孫志．基于OpenCV的人臉識別算法實驗平臺研究與實現(xiàn)［Ｄ］．吉林：吉林大學(xué)，2014．池燕玲.基于深度學(xué)習(xí)的人臉識別方法的研究［Ｄ］．福州：福建師范大學(xué)，2015．龍海強.基于深度學(xué)習(xí)的人臉識別算法［Ｄ］．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2016．黃佳.基于OPENCV的計算機視覺技術(shù)研究［Ｄ］．上海：華東理工大學(xué)，2012.孫博.智能車庫系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［Ｄ］．昆明：昆明理工大學(xué)大學(xué)，2014．王艷紅.基于OpenCV的運動目標檢測與跟蹤算法的研究［Ｄ］．杭州：杭州電子科技大學(xué)，2013.何榮.基于OpenCV人臉識別系統(tǒng)設(shè)計［Ｄ］．廣州：華南理工大學(xué)，2013.麻錫林.智能車庫管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［Ｄ］．綿陽：西南科技大學(xué)，2017.卜秋月.基于OpenCV的人臉識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［Ｄ］．吉林：吉林大學(xué)，2015.聶然.基于OpenCV的人臉檢測與跟蹤算法實現(xiàn)［Ｄ］．淮南：安徽理工大學(xué)，2015.慕春雷.基于HOG特征的人臉識別系統(tǒng)研究［Ｄ］．成都：電子科技大學(xué)，2013.呂聯(lián)盟.基于云計算的人臉識別系統(tǒng)研究與設(shè)計［Ｄ］．西安：長安大學(xué)，2014.宋萬軍.基于OpenCV視覺庫的人臉檢測［Ｄ］．吉林：吉林大學(xué)，2014麻錫林，智能車庫管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［Ｄ］．綿陽：西南科技大學(xué)，2017.秦小文，溫志芳，喬維維．基于OpenCV的圖像處理［J］．電子測試，2011，第七期蘇慧娟、于正林、張桂林，基于OpenCV的圖像處理［J］．科技資訊，2014，NO.08趙琳、馬慧娟、孫彥，智能車庫管理系統(tǒng)的設(shè)計［J］．無線互聯(lián)科技，2017，第十八期劉培軍、馬明棟、王得玉，基于OpenCV圖像處理系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)［J］．計算機技術(shù)與發(fā)展，2019，第29卷第3期秦小文、溫志芳、喬維維，基于OpenCV的圖像處理［J］．電子測試，2011，第7期齊金山，基于OpenCV的人臉檢測算法研究［J］．淮陰師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2009，第9卷第3期陶穎軍，基于OpenCV的人臉識別應(yīng)用［J］．計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2012，第21卷第3期葉明委員，大力推廣立體車庫解決小區(qū)停車難題[Ｎ]．昆明日報，2015年10月30日第007版

謝辭時長一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計就將結(jié)束了，這也意味著北京理工大學(xué)珠海學(xué)院的大學(xué)生涯也即將結(jié)束。在這段畢業(yè)設(shè)計時間里，我得到了很大的自身提高，學(xué)到了很多知識，最重要一點是極大的加強了自我學(xué)習(xí)能力、自我約束能力、自我養(yǎng)成良好習(xí)慣的能力。此次經(jīng)歷告訴我，只要不斷歷經(jīng)考驗、解決困難，才能真正激發(fā)、提高自已的本能，付出雙倍努力、耐心，就會得到意想不到的收獲。在此，首先要感謝我的恩師-劉娜老師，致以最深的感謝。她嚴格的治學(xué)精神、精益求精的工作作風(fēng)，深深感染了我，并且在我遇到困難，百思不得其解的時候，是她耐心的鼓勵、虛心的指導(dǎo)。我還要感謝在一起陪伴我度過這次艱難畢業(yè)設(shè)計的各位同學(xué)、朋友，沒有你們的支持與幫助，我也不能這么順利完成這次畢業(yè)設(shè)計。還有特別感謝朱凱強同學(xué)、吳淑芬同學(xué)，在本次設(shè)計中，給予了我很多的支持，幫助我解決了不少課題問題。附錄程序源代碼人臉識別核心代碼vimportface_recognitionimportcv2importosunknown_image=face_recognition.load_image_file('image/he.jpg')known_image=face_recognition.load_image_file('image/zeng.jpg')results=[]known_face_encoding=face_recognition.face_encodings(known_image)[0]unknown_face_encodings=face_recognition.face_encodings(unknown_image)#獲取未知圖片兩個特征位置face_locations=face_recognition.face_locations(unknown_image)#print(face_locations)#返回列表，查詢列表長度就是幾個臉foriinrange(len(face_locations)):top,right,bottom,left=face_locations[i]#每張臉坐標face_image=unknown_image[top:bottom,left:right]#以面形式取出來,生成數(shù)組face_coding=face_recognition.face_encodings(face_image)#提取單個人臉特征ifface_coding:result={}#人臉一張張對比matches=face_pare_faces([unknown_face_encodings[i]],known_face_encoding,tolerance=0.5)print(matches)ifTrueinmatches:print('在未知圖片中找到已知面孔')result['face_encoding']=face_codingresult['is_view']=Trueresult['location']=face_locations[i]result['face_id']=i+1results.append(result)ifresult['is_view']:print('已知面孔匹配照片上的第{}張臉！'.format(result['face_id']))view_face_locations=[i['location']foriinresultsifi['is_view']]#獲取已知人臉位置iflen(view_face_locations)>0:forlocationinview_face_locations:top,right,bottom,left=locationstart=(left,top)end=(right,bottom)cv2.rectangle(unknown_image,start,end,(0,0,255),thickness=2)font=cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEXcv2.putText(unknown_image,'Zyx',(left+6,bottom+16),font,3.0,(255,255,255),thickness=1)save_path="D:/PP/1.jpg"cv2.imwrite(save_path,unknown_image)dWindow("enhanced",0)cv2.resizeWindow("enhanced",640,480);cv2.imshow('enhanced',unknown_image)cv2.waitKey()眨眼檢測代碼fromscipy.spatialimportdistanceimportdlibimportcv2fromimutilsimportface_utilsdefeye_aspect_ratio(eye):'''計算EAR值，眨眼檢測歐氏距離計算:parameye::return:'''A=distance.euclidean(eye[1],eye[5])B=distance.euclidean(eye[2],eye[4])C=distance.euclidean(eye[0],eye[3])return(A+B)/(2.0*C)#dlib的69個特征點人臉檢測器detector=dlib.get_frontal_face_detector()pretector=dlib.shape_predictor('libs/shape_predictor_68_face_landmarks.dat')#設(shè)置眼睛縱橫比的閥值EAR_THRESH=0.3#連續(xù)3幀內(nèi)是閉眼操作#假定連續(xù)3幀以上的EAR值都小于閥值，才確認是產(chǎn)生眨眼EAR_CONSEC_FRAMES=3#人臉特征點中對應(yīng)眼睛的特征點的序號RIGHT_EYE_START=37-1#數(shù)組從0開始，與數(shù)組保持一致RIGHT_EYE_END=42-1LEFT_EYE_START=43-1LEFT_EYE_END=48-1frame_counter=0#連續(xù)幀的計算blink_counter=0#眨眼的計算cap=cv2.VideoCapture(0)whileTrue:ret,frame=cap.read()gray=cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY)#轉(zhuǎn)化為灰度圖像rects=detector(gray,1)#把圖片像素放大一倍，獲取更多細節(jié)iflen(rects)>0:shape=pretector(gray,rects[0])#檢測特征點points=face_utils.shape_to_np(shape)#轉(zhuǎn)換成點坐標信息leftEye=points[LEFT_EYE_START:LEFT_EYE_END+1]#取出左眼特征點rigEye=points[RIGHT_EYE_START:RIGHT_EYE_END+1]#取出右眼特征點#計算左右眼的EAR值leftEAR=eye_aspect_ratio(leftEye)rightEAR=eye_aspect_ratio(rigEye)#計算輪廓不是必須算法#計算左右眼EAR的平均值ear=(leftEAR+rightEAR)/2.0#尋找左右眼的輪廓leftEyeHull=cv2.convexHull(leftEye)rightEyeHull=cv2.convexHull(rigEye)#繪制左右眼輪廓cv2.drawContours(frame,[leftEyeHull],-1,(0,255,0),1)cv2.drawContours(frame,[rightEyeHull],-1,(0,255,0),1)#如果EAR小于閥值，開始計算連續(xù)幀ifear<EAR_THRESH:frame_counter+=1blink_counter+=1else:ifframe_counter>=EAR_CONSEC_FRAMES:print("眨眼檢測成功，請進入")frame_counter+=1breakframe_counter=0#cv2.putText(frame,"blink:{}".format(blink_counter))cv2.imshow('window',frame)ifcv2.waitKey(1)&0xFF==ord('q'):breakcap.release()cv2.destroyAllWindows()

電腦無法識別U盤該怎么辦HYPERLINK電腦無法識別U盤怎么辦?打開我的電腦上單擊右鍵，在快捷菜單里，選擇“管理”，打開“計算機管理”窗口。在計算機管理窗口里，選擇“存儲”下面的“磁盤管理”，如果看得到?jīng)]有盤符的U盤，那么在這個U盤上按鼠標右鍵，選擇“更改驅(qū)動器名稱和路徑”選項，就打開了“更改……的驅(qū)動器號和路徑”對話框。再點擊“更改”按鈕，打開“更改驅(qū)動器號和路徑”的對話框，在“指定以下驅(qū)動器號”的右邊下拉列表里，選擇你希望分配給U盤的驅(qū)動器號，盡可能靠后選擇，比如X、Y、Z，選擇好后，單擊確定按鈕，回到上一次“更改……的驅(qū)動器號和路徑”對話框窗口，再一次單擊確定，就回到“計算機管理”窗口。至此，如果一切正常，就給U盤單獨設(shè)置了一個長久使用的驅(qū)動器號，并卻，不受虛擬驅(qū)動器的影響了。建議將U盤插到電腦上，看任務(wù)欄中是否顯示圖標，如果顯示，在我的電腦點右鍵查看屬性——高級——硬件——設(shè)備管理器——查看里面是否有問號的設(shè)備，在問號設(shè)備上點右鍵——更新驅(qū)動程序然后下一步——否暫時不連接到網(wǎng)絡(luò)——下一步自動安裝軟件（推薦）就可以了另外：系統(tǒng)不認U盤的幾種處理方法1.禁用主板usb設(shè)備。管理員在CMOS設(shè)置里將USB設(shè)備禁用，并且設(shè)置BIOS密碼，這樣U盤插到電腦上以后，電腦也不會識別。這種方法有它的局限性，就是不僅禁用了U盤，同時也禁用了其他的usb設(shè)備，比如usb鼠標，usb光驅(qū)等。所以這種方法管理員一般不會用，除非這臺電腦非常重要，值得他舍棄掉整個usb總線的功能。但是這種屏蔽也可以破解，即便設(shè)置了密碼。整個BIOS設(shè)置都存放在CMOS芯片里，而COMS的記憶作用是靠主板上的一個電容供電的。電容的電來源于主板電池，所以，只要把主板電池卸下來，用一根導(dǎo)線將原來裝電池的地方正負極短接，瞬間就能清空整個CMOS設(shè)置，包括BIOS的密碼。隨后只需安回電池，自己重新設(shè)置一下CMOS，就可以使用usb設(shè)備了。（當然，這需要打開機箱，一般眾目睽睽之下不大適用~~）2.修改注冊表項，禁用usb移動存儲設(shè)備。打開注冊表文件，依次展開"HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\usbehci”雙擊右面的“Start”鍵，把編輯窗口中的“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為“4”，把基數(shù)選擇為“十六進制”就可以了。改好后注銷一下就可以看見效果了。為了防止別人用相同的方法來破解，我們可以刪除或者改名注冊表編輯器程序。提示：“Start”這個鍵是USB設(shè)備的工作開關(guān)，默認設(shè)置為“3”表示手動，“2”是表示自動，“4”是表示停用。3.在computermanagement里將removablestorage的使用權(quán)限禁止。computermanagement是一個windows管理組件，可以在控制面板——管理工具——計算機管理打開。在該工具窗口中storage——removablestorage——property中，general項，可以控制系統(tǒng)托盤是否顯示security則可以管理移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限。在security中將普通用戶的使用權(quán)限降低，就可以達到禁用u盤的目的。破解的方法也很簡單，管理員降低普通用戶移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限，但未必禁用computermanagement的使用權(quán)限。普通用戶可以通過這個工具解除usb移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限限制。另外，值得一提的是，如果u盤插到電腦上后可以驅(qū)動，但是我的電腦里卻沒有盤符，很有可能是管理員改動了u盤的默認盤符，使得我的電腦不能識別。這種情況，可以在movablestorage中看到u盤驅(qū)動器?？梢栽趗盤驅(qū)動器屬性設(shè)置里為u盤重新分配一個盤符，再重新插拔一次u盤，就可以在我的電腦里看到u盤的盤符了。一、首先可以將該U盤換到別的機器上，看使用是否正常。如果排除了硬件損壞的可能，一般就是軟件方面有問題。在WindowsXP+SP1操作系統(tǒng)下，有些USB2.0設(shè)備的確常常出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的問題，可以試試安裝設(shè)備自帶的USB2.0驅(qū)動程序。另外最好不要使用USB延長線，防止因為供電不足而造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。如果仍無效，可以在主板BIOS設(shè)定中，將USB接口強行設(shè)置為USB1.1傳輸速率。二、（適用于WIN98）啟動計算機，進入主板BIOS設(shè)置，檢查BIOS中USB的相關(guān)選項是否已經(jīng)打開：OnChipUSB設(shè)定為Enabled；USBController設(shè)定為Enabled；PNPOSInstalled設(shè)定為Yes；AssignIRQForUSB設(shè)成Enabled。要正常使用USB設(shè)備首先要開啟USB接口，在主板BIOS里可以進行此項工作，一般來說只需在BIOS中進入ChipsetFeatures設(shè)置，并將USBKeyborad/MouseLegacy選項設(shè)定為Enable，就能夠保證在操作系統(tǒng)下使用USB鍵盤了。這些選項的作用是打開主板芯片組對USB設(shè)備的完全支持，為系統(tǒng)識別USB設(shè)備做準備工作。三、USB口接觸不好處理辦法：拔下，等十秒鐘再插上USB口，使接觸完好；五、閃存盤驅(qū)動程序沒有安裝完成(WIN98系統(tǒng)下)處理辦法：鼠標點“我的電腦”，選擇屬性找到“通用串行總線”，刪除其中的USBMASSSTORAGE項，再點擊“刷新”，然后按照提示重新安裝一次驅(qū)動程序。六、接其它USB設(shè)備(如掃描儀、打印機、數(shù)碼相機)時可以正常使用，接優(yōu)盤時閃指示燈不亮，不能夠使用。1、檢查優(yōu)盤與電腦的聯(lián)接是否正常，并換用其它USB接口測試。2、檢查設(shè)備管理器，看是否出現(xiàn)”通用總線設(shè)備控制器”條目，如果沒有，請將電腦主板BIOS中USB接口條目*激活(ENABLE)。3、如果電腦安裝過其它類型USB設(shè)備，卸載該設(shè)備驅(qū)動程序，并首先安裝優(yōu)盤驅(qū)動程序。4、到其它電腦試用此優(yōu)盤，確認是否優(yōu)盤不良。七、啟動型優(yōu)盤在的電腦上無法實現(xiàn)啟動，可能是主板型號不支持。如何判斷一塊主板是否支持閃存盤啟動系統(tǒng)啟動型優(yōu)盤是采用模擬USB軟驅(qū)和USB硬盤的方式啟動電腦的。只要電腦主板支持USB設(shè)備啟動，即BIOS的啟動選項中有USB-FDD、USB-HDD或是其它類似的選項，就可以使用啟動型優(yōu)盤啟動電腦。八、第一次在電腦上使用優(yōu)盤，未出現(xiàn)提示發(fā)現(xiàn)新硬件的窗口，驅(qū)動程序無法安裝的原因可能是：1、主板usbcontroller未啟用解決辦法:在電腦主板BIOS中啟用此功能。2、usbcontroller已經(jīng)啟用但運行不正常解決辦法:在設(shè)備管理器中刪除”通用串行控制器”下的相關(guān)設(shè)備并刷新。3、優(yōu)盤被電腦識別異常，在設(shè)備管理器中表現(xiàn)為帶有黃色？或！的”其它設(shè)備”或“未知設(shè)備”。解決辦法:刪除此設(shè)備并刷新。九、大容量的U盤(例如兼具MP3播放器或錄音功能的U盤)或移動硬盤在電腦上無法正常使用，雖然系統(tǒng)提示找到了未知的USB設(shè)備，但無法正確識別U盤或移動硬盤。原因可能是：1．USB接口供電不足:系統(tǒng)為每個USB接口分配了500mA的最大輸出電流，一般的U盤只需要100mA的工作電流，因此在使用過程中不會出現(xiàn)什么問題。大多數(shù)移動硬盤所使用的是普通的2.5英寸硬盤，其工作電流介于500mA~1000mA之間，此時假如僅僅通過USB接口供電，當系統(tǒng)中并無其他USB設(shè)備時，那么還是可以勉強使用的，但如果電壓不穩(wěn)的話，就隨時可能出現(xiàn)供電不足的問題。特別是使用支持USB2.0的移動硬盤時，情況最為嚴重。另外，如果你的筆記本電腦使用電池供電，那么USB接口所分配的電量就更小了。2．使用了外接的USB擴展卡:在筆記本電腦中使用USB2.0的U盤或移動硬盤時，如果筆記本電腦不支持USB2.0技術(shù)，一般必須通過PCMCIA卡轉(zhuǎn)USB2.0的擴展卡來間接實現(xiàn)支持，這些擴展卡基本上都采用NEC公司的D720100AGMUSB控制芯片，少則提供兩個USB2.0接口，多則提供五個USB2.0接口，對一般用戶而言足夠使用了。由于PCMICA接口提供的電源功率比板載USB接口要小，這樣就會由于供電不足而導(dǎo)致移動硬盤工作的出現(xiàn)問題。解決方案:1.它從USB連接線上接移動硬盤的一端引出一根轉(zhuǎn)接線，可以插入電腦背后的PS/2接口取電，這里可以比USB接口提供更大的電流輸出。2.利用電源補償線(也稱“鍵盤取電線”)，如果U盤或移動硬盤的包裝盒中提供了選配的電源適配器，你就可以直接使用外接電源，這樣就可以從根本上避免供電不足的情況發(fā)生了前置USB線接錯。當主板上的USB線和機箱上的前置USB接口對應(yīng)相接時把正負接反就會發(fā)生這類故障，這也是相當危險的，因為正負接反很可能會使得USB設(shè)備燒毀。所以盡量采用機箱后置的USB接口,也少用延長線.也可能是斷口有問題,換個USB端口看下.USB接口電壓不足。當把<ahref="mobileharddisk">移動硬盤</a>接在前置USB口上時就有可能發(fā)生系統(tǒng)無法識別出設(shè)備的故障。原因是<ahref="">移動硬盤</a>功率比較大要求電壓相對比較嚴格，前置接口可能無法提供足夠的電壓，當然劣質(zhì)的電源也可能會造成這個問題。解決方法是<ahref="">移動硬盤</a>不要接在前置USB接口上，更換劣質(zhì)低功率的電源或盡量使用外接電源的硬盤盒，假如有條件的話。主板和系統(tǒng)的兼容性問題。呵呵這類故障中最著名的就是NF2主板與USB的兼容性問題。假如你是在NF2的主板上碰到這個問題的話，則可以先安裝最新的nForce2專用USB2.0驅(qū)動和補丁、最新的主板補丁和操作系統(tǒng)補丁，還是不行的話嘗試著刷新一下主板的BIOS一般都能解決。系統(tǒng)或BIOS問題。當你在BIOS或操作系統(tǒng)中禁用了USB時就會發(fā)生USB設(shè)備無法在系統(tǒng)中識別。解決方法是開啟與USB設(shè)備相關(guān)的選項。就是開機按F2或DEL鍵,進入BIOS,把enableusbdevice選擇enable。拔插要小心,讀寫時千萬不可拔出,不然有可能燒毀芯片。XP中任務(wù)欄中多出USB設(shè)備的圖標，打開該圖標就會在列表中顯示U盤設(shè)備，選擇將該設(shè)備停用,然后你再拔出設(shè)備，這樣會比較安全。

其實判斷軟件硬件問題很簡單,在別的機器或換個系統(tǒng)試試就可以了.有些小的問題不妨先用專門軟件格式化下.還有提醒大家WINDOWS下格式化時要選擇FAT,不要選FAT32。

提示無法識別的USB設(shè)備維修

故障提示如圖：

無法識別的USB設(shè)備：UnknownUSBDevice.很多人都遇到過的一個問題，所謂“無法識別”對于操作系統(tǒng)來說，或者是驅(qū)動程度有問題，或者是USB設(shè)備出現(xiàn)