[논문 리뷰] Face Recognition for Motorcycle Engine Ignition with Messaging System

Yolanda D. Austria, Luisito Lolong Lacatan외 3명|arXiv (Cornell University)|2017. 06. 01.

IoT and GPS-based Vehicle Safety Systems인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 저비용 임베디드 얼굴 인식 시스템을 GPS 및 GSM과 통합하여 오토바이 도난 방지 보안에 활용한다. 라즈베리 파이 3를 사용하여 USB 웹캠이 얼굴 영상을 촬영하고, 지역 이진 패턴(LBP) 알고리즘을 통해 처리하여 등록된 사용자에게만 엔진 시동을 허용한다. 비등록자 시도 시 SMS 경고를 발송하고, 촬영된 이미지와 함께 GPS/GSM을 통한 위치 추적 기능이 작동하여 도난 위험을 줄이고 실시간 알림을 제공한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 등록된 사용자에 대한 엔진 시동을 방지하기 위해 얼굴 인식 기반 저비용 생체인식 오토바이 보안 시스템을 개발한다.
• 이동 중 비승인 시 실시간 위치 추적 및 도난 경고를 제공하기 위해 GPS 및 GSM 모듈을 통합한다.
• 필리핀과 같은 고도난 지역에서 기존 열쇠 기반 시스템을 생체인식 인증으로 대체하여 오토바이 도난 사고를 줄인다.
• 비승인 접근 시 또는 차량 이동이 감지될 경우 소유자에게 즉각적인 SMS 알림을 제공한다.

제안 방법

• 시스템은 모든 구성 요소를 제어하기 위해 라즈베리 파이 3를 중앙 처리 장치로 사용한다.
• USB 웹캠이 얼굴 영상을 촬영하고, 회색조로 변환한 후 지역 이진 패턴(LBP) 알고리즘을 사용해 특징을 추출한다.
• 얼굴 템플릿는 로컬 데이터베이스에 저장되어 실시간 촬영 영상와 비교되어 사용자 인증을 수행한다.
• 인증에 실패할 경우 시스템은 비승인 사용자의 이미지를 촬영하고, GSM 모듈을 통해 소유자에게 촬영된 이미지가 포함된 경고 SMS를 발송한다.
• GPS 모듈은 지속적으로 오토바이의 위치를 추적하며, 엔진이 꺼진 상태에서 이동이 감지되면 좌표를 SMS로 전송한다.
• 시스템은 비밀번호 백업 기능을 포함하며, GSM 모듈의 메모리 오버플로우를 방지하기 위해 저장된 메시지를 지우는 것을 권장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 LBP와 라즈베리 파이 3를 사용한 얼굴 인식 시스템이 등록된 사용자를 신뢰성 있게 인증하여 오토바이 엔진 시동을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 오토바이가 비승인 상태에서 이동할 경우 통합된 GPS 및 GSM 모듈이 실시간 위치 추적 및 도난 경고를 얼마나 효과적으로 제공하는가?
• RQ3 GPS 안테나를 추가함으로써 위치 정확도와 시스템 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 장기간 사용 중 시스템이 GSM 모듈의 메모리 오버플로우를 어떻게 방지할 수 있는가?
• RQ5 얼굴 인식, GPS, GSM의 조합이 고도난 환경에서 오토바이 도난 사고를 줄이는 데 효과적인가?

주요 결과

• 얼굴 인식 시스템은 수락 테스트 #1에서 등록된 사용자를 성공적으로 인증하고 엔진 시동을 허용했다.
• 비등록자가 엔진을 시동하려는 尝시도 시 이미지 촬영과 함께 소유자에게 촬영된 이미지가 포함된 SMS 경고가 발송되었다.
• GPS 모듈은 정확하게 위도 및 경도 좌표를 수신하여 정밀한 위치 추적 기능을 수행했다.
• 이동이 감지된 경우 GSM 모듈이 GPS 위치 데이터를 SMS로 소유자에게 성공적으로 전송했다.
• 엔진이 꺼진 상태에서 약 5미터 이동이 감지되었고, 이에 따라 도난 방지 경고가 발동했다.
• 연구 결과, GPS 안테나를 사용할 경우 안테나 없이 구성한 경우에 비해 위치 정확도가 뚜렷이 향상됨을 확인했다.