[論文レビュー] Face Recognition for Motorcycle Engine Ignition with Messaging System

Yolanda D. Austria, Luisito Lolong Lacatan+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2017

IoT and GPS-based Vehicle Safety Systems被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、GPSおよびGSMを統合した低コストで埋め込み型の顔認識セキュリティシステムを、オートバイの盗難防止に向け開発した。Raspberry Pi 3を用い、USBウェブカメラが顔画像をキャプチャし、局所的バイナリパターン（LBP）アルゴリズムを用いて処理し、登録済みユーザーにのみエンジン始動を許可する。不正アクセスの場合は、キャプチャされた画像とGPSによる位置情報がGSMを介してSMSで通知され、リアルタイムでの通知により盗難リスクを低減する。

ABSTRACT

In this current world where technology is growing up day by day and scientific researchers are presenting new era of discoveries, the need for security is also increasing in all areas. At present, the vehicle usage is basic necessity for everyone. Simultaneously, protecting the vehicle against theft is also very important. Traditional vehicle security system depends on many sensors and cost is also high. When the vehicle is stolen, no more response or alternative could be available to help the owner of the vehicle to find it back. The main goal of this paper is to protect the vehicle from any unauthorized access, using fast, easy-to-use, clear, reliable and economical face recognition technique. An efficient automotive security system is implemented for anti-theft using an embedded system for starting the engine by the use of face recognition and integrated with Global Positioning System (GPS) and Global System for Mobile Communication (GSM). This proposed work is an attempt to design and develop a smart anti-theft system that uses Face recognition, GPS and GSM system to prevent theft and to determine the exact location of vehicle.

研究の動機と目的

• 登録済みユーザーの顔認識による認証を用いて、不正なエンジン始動を防ぐ低コストのバイオメトリクスベースのオートバイセキュリティシステムを開発すること。
• GPSおよびGSMモジュールを統合し、オートバイが不正に移動した場合にリアルタイムでの位置追跡と盗難通知を提供すること。
• フィリピンのような盗難が多発する地域において、従来のキーベースのシステムに代わってバイオメトリクス認証を導入することで、オートバイの盗難件数を削減すること。
• 不正アクセスが試みられた場合や、車両が移動した場合に、所有者へ即時SMSアラートを送信すること。

提案手法

• システムは、すべてのコンponentsを管理するための中央処理ユニットとしてRaspberry Pi 3を用いる。
• USBウェブカメラが顔画像をキャプチャし、グレースケールに変換して局所的バイナリパターン（LBP）アルゴリズムを用いて特徴抽出を実行する。
• 顔テンプレートはローカルデータベースに保存され、ライブキャプチャと照合してユーザー認証を実施する。
• 認証に失敗した場合、不正ユーザーの画像がキャプチャされ、GSMモジュールを介して所有者へ画像付きのアラートSMSが送信される。
• GPSモジュールは、エンジンが停止している間の移動を検知すると、位置座標をSMSで送信し、オートバイの位置を継続的に追跡する。
• パスコードのバックアップ機能を備え、GSMモジュールのメモリオーバーフローを防ぐために、保存済みメッセージの削除を推奨する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LBPとRaspberry Pi 3を用いた顔認識システムは、登録済みユーザーの認証を信頼性高く実施し、オートバイのエンジン始動を可能にするか？
• RQ2 不正な移動が発生した場合に、統合されたGPSおよびGSMモジュールが、リアルタイムでの位置追跡と盗難アラートをどれほど効果的に提供できるか？
• RQ3 GPSアンテナの追加は、位置精度とシステムの信頼性にどのような影響を与えるか？
• RQ4 長時間使用した場合に、GSMモジュールのメモリオーバーフローをどのように防止できるか？
• RQ5 顔認識、GPS、GSMの組み合わせによって、盗難が多発する環境下でのオートバイの盗難件数を減少させることができるか？

主な発見

• 顔認識システムは、受容性テスト#1において登録済みユーザーの認証に成功し、エンジン始動を可能にした。
• 不正ユーザーがエンジン始動を試みた場合、画像がキャプチャされ、所有者へ画像付きのSMSアラートが送信された。
• GPSモジュールは正確に緯度・経度の座標を受信し、正確な位置追跡が可能であった。
• 移動が検知された場合、GSMモジュールはGPSの位置データをSMSとして所有者へ正常に送信した。
• システムは、エンジンが停止している間、約5メートルの不正な移動を検知し、防犯アラートを発動した。
• 本研究では、GPSアンテナを使用した場合、アンテナなしの設定と比較して位置精度が顕著に向上することが確認された。