基于RV1126开发板实现人脸识别门禁系统解决方案

1. 方案简介

本方案为类人脸门禁机的产品级解决方案，已为用户构建一个带调度框架的UI应用工程；准备好我司的easyeai-api链接调用；准备好UI的开发环境。具备低模块耦合度的特点。其目的在于方便用户快速拓展自定义的业务功能模块，以及快速更换UI皮肤。

2. 快速上手

2.1 开发环境准备

如果您初次阅读此文档，请阅读《入门指南/开发环境准备/Easy-Eai编译环境准备与更新》，并按照其相关的操作，进行编译环境的部署。

在PC端Ubuntu系统中执行run脚本，进入EASY-EAI编译环境，具体如下所示。

cd ~/develop_environment ./run.sh

2.2 源码下载以及实例编译

在EASY-EAI编译环境下创建存放源码仓库的管理目录：

cd /opt mkdir EASY-EAI-Toolkit cd EASY-EAI-Toolkit

通过git工具，在管理目录内克隆远程仓库

git clone https://github.com/EASY-EAI/EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution.git

注：

* 此处可能会因网络原因造成卡顿，请耐心等待。

* 如果实在要在gitHub网页上下载，也要把整个仓库下载下来，不能单独下载本实例对应的目录。

进入到对应的例程目录执行编译操作，具体命令如下所示：

cd EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate/ ./build.sh

注：

* 由于依赖库部署在板卡上，因此交叉编译过程中必须保持adb连接。

2.3 模型获取

【百度网盘】

链接：https://pan.baidu.com/s/1mrhVHxHWJ8cY9Fl9k5KtYg

提取码：0k7j

本方案用到两个模型：face_detect.model和face_recognition.model

直接把模型下载到本地Windows主机，复制

进入PC端Ubuntu创建存放model目录：

cd /opt mkdir model

然后把模型从本地Windows主机粘贴到PC端Ubuntu中：

2.4 方案部署

使用下方命令再次回到开发实例目录

cd /opt/EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate/

然后，通过执行以下命令，将编译结果手动部署到板卡中。

cp Release/qSolu-* /mnt/userdata/apps/facialGate cp QResource/audio -r /mnt/userdata/apps/facialGate

最后，将准备好的模型部署到板卡中（注意：模型要放到编译结果的同一目录中），执行命令如下所示。

cp /opt/model/face_detect.model /mnt/userdata/apps/facialGate cp /opt/model/face_recognition.model /mnt/userdata/apps/facialGate

2.5 示例方案运行

通过按键Ctrl Shift T创建一个新窗口，执行adb shell命令，进入板卡运行环境。

adb shell

进入板卡后，定位到例程部署的位置：

cd /userdata/apps/facialGate

运行例程命令如下所示：

./qSolu-facialGate

2.6 运行效果

运行打印：

液晶显示屏上会显示如下画面：

点击“欢迎”按钮，可以呼出或者关闭键盘。

在对准摄像头时，点击注册，即可完成人脸录入，录入后回到待机页面。

当用户再次对准摄像头，即可识别相关的用户信息

3. QtCreator配置

3.1 运行qtcreator

在EASY-EAI编译环境中的任意位置，通过下方命令，后台打开qtcreator：

qtcreator &

注：若虚拟机配置较低，打开qtcreator可能要等待10几秒。

3.2 打开Qt工程

3.3 配置远程调试参数

注：进行远程调试前，首先要用build.sh脚本把相关的资源拷贝到【开发板】相对应的目录上，否则会因缺少文件导致运行异常。

3.4 远程运行Qt应用

3.5 调试打印输出&远程停止应用进程

3.6 修改应用编译输出位置

注：任何修改*.pro或者*.pri的操作，都要clean掉Makefile后，再重新编译。

4. 设计讲解

本章节侧重于讲解代码组织架构，以便于对代码的辅助阅读和理解，因此不涉及具体的操作指导和详尽的代码内容解析。若需要进行上手操作的调试和开发，可直接参考“开发指南”章节。

4.1 设计目的

本方案为产品级别的解决方案，需要调度种类繁多的各种资源，而且为了应对不同用户各自丰富多样的需求，则需要对功能模块进行解耦。故而针对该种情况设计了一套模块调度框架。

4.2 模块静态关系

框架概览 & 源码目录分布

源码目录说明：

组件子目录	描述
QSrcCode/business/	应用框架的核心代码，用于实现、创建、各个业务功能模块，以及协调各模块间的相互调度。
QSrcCode/ui/	构建界面相关的代码，用于描述页面的布局与显示。
QSrcCode/common/	用户的自定义代码，也可以是存放和管理第三方代码。
QSrcCode/apiWrapper/	若easyeai-api的代码不能完全满足产品要求，用户可以在此目录对easyeai-api进行抽象再封装。

4.3 模块动态交互

模板间的交互分为两种，一种是非界面模块间的交互，另一种是界面模块间的交互。

4.3.1 非界面模块之间的交互

非界面模块间的交互，其特点是通过“应用调度器”进行相互调度。

4.3.2 界面间的模块交互

界面模块间的交互，应用了信号槽和事件机制，该种机制也是Qt为了去耦合而进行的针对性设计。而且Qt规定，非gui线程不能操作gui线程，因此从UIManager（非界面）到mainWidget（界面）的调用操作，也必须通过信号槽来完成。

4.4 模块设计细节

4.4.1 应用调度器

EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate/QSrcCode/ui/main.cpp是程序入口，应用调度器在此处被创建，是本程序首个被创建的对象，具体代码如下所示：

AppScheduler App;

应用调度器类的构成与功能：

class AppScheduler { public: AppScheduler(); ~AppScheduler(); int PosDataTo(Modeler mod, void *pData); private: int InitBusinessModel(); int Register(Modeler mod, BusinessCB pCBFunc); int UnRegister(Modeler mod); std::map m_BusinessModel; };

应用调度器实质上是一个回调函数映射表，在创建基础业务功能块时，需要把业务功能块的回调函数注册到应用调度器的映射中（具体的注册代码，会在“开发指南”章节中的“添加一个新的业务功能模块”涉及）。

4.4.2 基础业务功能块

所有的业务功能块，都要继承于基础业务功能块（BaseModel）。应用调度器是各个BaseModel实例化对象之间的桥梁。

BaseModel源码位于：

EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate/QSrcCode/business/basemodel.cpp

EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate/QSrcCode/business/basemodel.h

class BaseModel { public: explicit BaseModel(); ~BaseModel(); int SetScheduler(AppScheduler *pScheduler); /// 输出>>>>: 向其他模块输出数据 virtual int SendDataToDataAnnouncement(int cmdType, int dataLen, void *data); virtual int SendDataToDataBase(int cmdType, int dataLen, void *data); virtual int SendDataToMainThread(int cmdType, int dataLen, void *data); virtual int SendDataToMsgAdapter(int cmdType, int dataLen, void *data); virtual int SendDataToUI(int tagPage, int cmdType, int dataLen, void *data); private: int SendDataTo(Modeler mod, void *pData); AppScheduler *m_pScheduler; };

BaseModel在初始化时通过SetScheduler方法向子模块绑定应用调度器对象的指针。在程序交互的过程中通过调用SendDataTo方法向其他子模块回调发送数据。

5. 开发指南

5.1 示例文件&目录结构

UiSolution git仓库仅会放置两个解决方案。

一是最简洁的UI调用方案，用户可以基于此方案，快速进行需要带界面交互的产品开发。

二是带调度框架的UI应用方案，该方案为类人脸门禁机的产品级解决方案，其特点是模块之间的耦合度低，用户可以快速拓展自定义的业务功能模块，以及快速更换UI皮肤。

5.1.1 UiSolution git仓库目录介绍。

UiSolution工程构成如下所示，由功能组件easyeai-api和各个解决方案构成。

功能组件的描述如下所示，easyeai-api是经过高度封装的易用性组件接口，便于用户直接调用板卡资源。

功能	组件目录	组件子目录	描述
功能组件	easyeai-api	algorithm_api	算法组件
		common_api	通用组件
		media_api	多媒体组件
		netProtocol_api	网络协议组件
		peripheral_api	外设硬件组件

解决方案的描述如下所示，单个“qSolu-”开头的目录即为一个解决方案案例，代码内调用“EASY EAI-API”来满足某一实际应用场景的需求。

功能	工程目录	描述
解决方案	qSolu-QDemo	最简单的UI交互方案
	qSolu-facialGate	类人脸识别门禁机解决方案

5.1.2 qSolu-facialGate解决方案的目录结构

每个解决方案就是一个独立的项目，facialGate项目内包含部分如下所示，项目使用qmake构建自动编译部署。

具体介绍如下所示。

组成部分	描述
build.sh	编译脚本，用于管理生成可执行文件后的部署准备工作，用户可自定义shell命令。
qSolu-facialGate.pro	工程管理文件，用于组织整个工程结构，指导qmake生成Makefile。
resource.qrc	工程管理文件，用于组织管理贴图资源，样式表资源等。
api.pri	工程管理文件，用于组织管理“对easyeai-api拓展封装”子模块相关源码。
business.pri	工程管理文件，用于组织管理“业务功能”子模块相关源码。
common.pri	工程管理文件，用于组织管理“第三方”子模块相关源码。
ui.pri	工程管理文件，用于组织管理“UI界面效果”相关源码。
QResource	用于存放贴图资源，样式表资源等。
QSrcCode	用于存放工程源代码。

5.2 *.pro和*.pri文件解析

5.2.1 *.pro文件：

第一部分为输出配置，如下所示：

配置信息如下所示。

配置项	描述
TARGET	输出文件名称
TEMPLATE	输出文件类型，app为可执行文件，lib为库文件

第二部分为全局编译选项配置，如下所示：

配置信息如下所示。

配置项	描述
LIBS	全局链接库，通常是本Ubuntu系统提供的库
QMAKE_CXXFLAGS	全局C 编译参数，可传入一些宏或者C 编译配置

第三部分为加载自定义子模块，如下所示：

第四部分为加载资源管理，如下所示：

第五部分为指定文件输出目录，如下所示：

5.2.2 api.pri文件：

本工程文件是对我司的功能组件库的管理，若用户有“对我司的功能组件库进行拓展封装”的需求，则可通过本文件来管理。（针对当前方案进行：配置EASY EAI API头文件目录、库文件目录以及配置库链接参数）：

配置信息如下所示。

配置项	描述
INCLUDEPATH	向工程指定头文件的查找路径
LIBS	指定对应的easyeai-api库文件以及其依赖的编译参数
SOURCES	向工程添加需要编译的源文件
HEADERS	向工程添加需要编译的头文件

5.2.3 business.pri文件：

本工程文件是具体的应用业务功能管理，用户封装的业务功能模块可放置此处进行管理：

配置信息如下所示。

配置项	描述
INCLUDEPATH	向工程指定头文件的查找路径
SOURCES	向工程添加需要编译的源文件
HEADERS	向工程添加需要编译的头文件

5.2.4 common.pri文件：

本工程文件是第三方的库的配置（针对当前方案进行：配置第三方头文件目录、库文件目录、配置第三方库链接参数以及配置源码目录）：

配置信息如下所示。

配置项	描述
INCLUDEPATH	向工程指定头文件的查找路径
SOURCES	向工程添加需要编译的源文件
HEADERS	向工程添加需要编译的头文件

5.2.5 ui.pri文件：

本工程文件是交互界面相关的源码文件配置，内容如下所示：

配置项如下所示。

配置项	描述
SOURCES	向工程添加需要编译的源文件
HEADERS	向工程添加需要编译的头文件
FORMS	向工程添加Qt设计师产生的界面文件

5.3 build.sh编译脚本：

5.3.1 路径定位部分

第一部分用于提取目录用于编译操作，内容如下所示：（进入build.sh脚本所在目录，并且提取当前目录绝对路径，提取当前目录名称）

5.3.2 编译参数部分

第二部分清除操作，清除目录为Release，内容如下所示：（执行build.sh脚本时，带入了参数“clear”，则清空编译输出；带入了参数“all”，则重新编译）

5.3.3 编译操作

第三部分，编译直接调用qmake，内容如下所示：（重新编译，并生成部署目录）

5.4 添加一个新的业务功能模块：

以名字为“myModel”为例：

从工程目录EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate切换到business目录：

cd QSrcCode/business/

5.4.1 创建model源码文件

在business目录下执行：

mkdir myModel touch myModel/myModel.cpp touch myModel/myModel.h

在myModel.h中填入源代码，具体操作为：

输入命令：

vim myModel/myModel.h

在vim环境下，按“i”后，开始输入代码：

#ifndef __MYMODEL_H__ #define __MYMODEL_H__ #include "business/basemodel.h" /* *说明：由于每个模块都是一个单例对象，因此： * 1,只能通过调用MyModel::createMyModel()去创建。 * 2,除了示例展示的2处new以外，其它地方不能使用new MyModel 去创建，否则会引发程序崩溃 */ class MyModel : public BaseModel { public: explicit MyModel(); ~MyModel(); static MyModel *instance() { if(m_pSelf == NULL){ once_flag oc; call_once(oc, [&] { m_pSelf = new MyModel; }); } return m_pSelf; } static void createMyModel(); private: static MyModel *m_pSelf; }; #endif // __MYMODEL_H__

输入代码完毕后，依次按下“Esc键”、“：键”、“w键”、“q键”、“回车键”保存代码。（注意：w、q是小写）

同myModel.h的操作方法，对myModel.cpp填入代码：

#include "system.h" #include "myModel.h" MyModel *MyModel::m_pSelf = NULL; /* *说明：本回调为“阻塞回调”。因此有以下注意事项： * 1,返回值能够直接在调用模块中获取。 * 2,通过修改输入参数的指针指向的数据，也能进行数据取回。 * 3,若在此回调进行阻塞操作，调用模块也会被阻塞。 */ int MyModelCallback(void *data) { /*此回调处理其他模块送入的消息*/ return 0; } MyModel::MyModel() { /*特别注意：不建议在构造函数内部使用跨模块调度(m_pScheduler->PosDataTo(mod,data)),目标业务模块有可能未被注册*/ } MyModel::~MyModel() { if(m_pSelf){ delete m_pSelf; m_pSelf = NULL; } } void MyModel::createMyModel() { if(m_pSelf == NULL){ once_flag oc; call_once(oc, [&] { m_pSelf = new MyModel; }); } }

5.4.2 修改business.pri文件

在business目录下执行命令：

vim business.pri

同myModel.h的操作方法，添加下图所示两行代码：

保存退出：

:wq

5.4.3 修改bsprotocol.h文件

在business目录下执行命令：

vim bsprotocol.h

在模块映射枚举中，加入“MYMODEL”索引。

保存退出：

:wq

5.4.4 修改appscheduler.cpp文件

在business目录下执行命令：

vim appscheduler.app

在appscheduler.cpp文件原有结构基础上，添加以下代码：

新增模块的头文件：

#include "myModel/myModel.h"

新增模块的回调函数声明：

extern int MyModelCallback(void *data);

在AppScheduler中创建并注册新增模块：

MyModel::createMyModel(); MyModel::instance()->SetScheduler(this); Register(MYMODEL, MyModelCallback);

保存退出：

:wq

5.4.5 编译与验证

回到工程目录EASY-EAI-Toolkit-C-UiSolution/qSolu-facialGate中，执行命令：

./build.sh all

结果为：编译成功，且在Release目录中生成有myModel.o文件。则说明“myModel”业务功能被成功添加

编译成功截图：

myModel.o截图：

5.5 屏蔽某个业务模块功能：

此操作为本应用调度框架的核心设计，若项目不需要某个功能。仅需在appscheduler.cpp的构造函数中注释掉其创建与注册即可。除此以外无须改动任何代码！因此本调度框架具备极强的灵活性以及低耦合度。

示例：

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