CN101482986A - 人流量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种在人流比较密集或相互拥挤的情况下仍具有较高检测精度的人流量检测方法。本发明以阵列方式排列的多个探测单元同时从人流通道上方向下发射光信号，各个探测单元将接收的反射信号转换为电压信号输出，然后将每个探测单元输出的电压信号与多个不同参考电压进行比较，得到一组由“1”或“0”表示的数字信号，最后将每个探测单元输出的电压信号进行比较后所得到的数字信号送入处理器，根据相邻探测单元对应的数字信号所代表信号电压的相对大小及差值，获得行人头部和肩部的空间关系信息，从而识别行人，并由此得到所通过的人流量。

Description

人流量的检测方法

技术领域：

本发明涉及流量检测领域，特别是一种人流量的检测方法，尤其适用于城市智能交通领域中公交、地铁、商场及站场等公共场所的人流量检测。

背景技术：

大力发展公共交通是我国城市交通系统建设的重要方向，建立智能化公交调度管理系统对发展公共交通具有十分重要的意义。实现公交调度管理智能化的基础之一是客流量统计的智能化，客流量统计的准确与否将直接影响公交调度管理智能化水平的提高。目前计算人流量的方式很多，如视频方式和光电传感方式，视频客流量统计系统有较高的精度，但其车载设备多、功耗大、成本高，给大量应用造成较大的成本压力。阵列式光电传感器作为探测器是近来人们所热衷的方式，但这种方式均采用的是“平面式”的检测方法，即对检测到的信号仅用“有”或“无”予以简单识别，如中国专利CN1438609所公开的乘客自动计数仪就是这种方式。在人流比较疏松的情况下采用“平面式”的检测方法还具有一定的参考价值，但在客流量高峰期，因人流比较密集，人们相互拥挤、相互遮挡的情况大量出现，此时上述“平面式”的检测方法就很难予以区分，从而造成客流量统计出现较大的误差。

发明内容：

本发明所要解决的问题是提供一种在人流比较密集或相互拥挤的情况下仍具有较高检测精度的人流量检测方法。

解决上述问题的基本思路是：利用阵列式光(红外或紫外光)电探测单元从上向下发射光信号，将接收的反射信号的强弱转换为电压信号，并进行比较，得到相邻探测单元所接收信号的相对大小和差值范围，据此可以得到行人头部和肩部的高度差信息，用以识别行人，从而获得人流量的信息。

依据以上思路，本发明所提供的人流量的检测方法，其步骤如下：

1)以阵列方式排列的多个探测单元同时从人流通道上方向下发射光信号。

2)上述各个探测单元将接收的反射信号转换为电压信号输出。该电压信号的大小与探测单元到被探测物间的距离相关，对于被探测的行人来说，该电压信号可以反映出探测单元到被探测行人头部和肩部距离的大小。

3)将每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与多个不同参考电压进行比较，得到一组由“1”或“0”表示的数字信号，其中“1”或“0”分别表示比较后所输出的信号为高电平或低电平。其目的是将探测单元输出的电压信号予以较为精确的量化，以便有效地区分出行人的头部和肩部。

4)将每个探测单元输出的电压信号进行比较后所得到的数字信号送入处理器，根据相邻探测单元对应的数字信号所代表信号电压的相对大小及差值，获得行人头部和肩部空间关系信息，识别行人，据此得到所通过的人流量。

探测单元同时从人流通道上方向下发射光信号是指竖直发射和接收，或者是以一定的倾角发射和接收。

上述步骤3)中所说的将每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与多个不同参考电压进行比较可以采用下面两种方式之一：

其一是：每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值分别与n个参考电压同时进行比较，其中参考电压1>电压2>电压3……>电压n，n为自然数，得到一组由“1”或“0”组成的数字信号。

其二是：每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与相邻探测单元输出电压信号的多个不同分值k/m同时进行比较，其中m≥k，k、m为任意数值，得到一组由“1”或“0”组成的数字信号。

上述步骤3)中进行比较的多个参考电压可以按等差关系设置。

上述步骤3)中进行比较的多个参考电压最好这样设置：相邻参考电压的差值从最高参考电压到最低参考电压依次减小。

与现有技术相比，本发明采取探测行人头部与肩部高度差的形式来识别行人，由于在拥挤的情况下，从上向下，行人的头部极少相互遮挡，但头肩空间关系却很清晰，因此，即使在人流高峰期以及行人相互接触、拥挤的情况下也能准确识别行人，从而能精确地探测出过往的人流量。另外，本发明的实施成本较低，特别适合予在公交交通、商场、站场的推广应用。

附图说明

图1是本发明行人通过检测通道俯视方向的示意图。

图2是本发明检测的原理性示意图之一。

图3是本发明检测的原理性示意图之二。

图4是本发明检测的原理性示意图之三。

图5是本发明将探测单元的输出进行比较的电路原理图之一。

图6是将探测单元的输出进行比较后得到的波形图之一。

图7是将探测单元的输出进行比较后得到的波形图之二。

图8是将探测单元的输出进行比较后得到的波形图之三。

图9是本发明将探测单元的输出进行比较的电路原理图之二。

具体实施方式

下面结合附图示例对本发明的内容加以详细说明。

如图1所示，在通道1的上方安装一个阵列式探测器2，六个红外线探测单元21、22、23、24、25、26一字排列。行人按图中箭头方向前进，图中编号3——人的肩部，4——人的头部。位置A的一个行人位于通道中部，位置B的一个行人位于通道左侧，位置C有两个并行的行人。为了节约成本，探测器2并没有横跨整个通道宽度，即在靠近通道侧面的位置不设置探测单元。

图2给出了图1中位置A的行人通过探测器2时的情况。六个探测单元同时向下方发射红外线信号，并接收反射信号。探测单元将接受的反射信号转换成电压信号，由于探测单元到行人的头部、肩部距离不同，所以所接受的反射信号的强弱不同，转换成电压信号的强弱也不同，被探测对象距离该探测单元近，其输出信号强，被探测对象距离该探测单元远，其输出信号弱。

图3给出了图1中位置B的行人通过探测器2时的情况。

图4给出了图1中位置C的两个并排行人通过探测器2时的情况。

图5给出了将探测单元输出信号进行比较的第一种方案的电路原理。如图5所示，将每个探测单元输出的电压信号同时与六个参考电压V1、V2、V3、V4、V5和V6进行比较，图中只画了四个电压比较器5。设参考电压V1>V2>V3>V4>V5>V6，相邻参考电压的差值相等，但最好是相邻参考电压的差值从参考电压V1到V6依次减小。如果输出的信号电压大于参考电压，比较后的输出为高电平，否则比较后的输出为低电平，据此可以得到一组0或1表示的数字信号，其中1为高电平，0为低电平。

以图2为例，探测单元21、24接收的是来自行人肩部的反射信号，探测单元22、23接收的是来自行人头部的反射信号，探测单元24、25接收的是来通道底部的反射信号，将它们的输出电压信号与六个参考电压比较后得到的数字信号如下：

与探测单元21对应的数字信号为000111，即：V3>U₂₁>V4；

与探测单元22对应的数字信号为011111，即：V1>U₂₂>V2；

与探测单元23对应的数字信号为011111；

与探测单元24对应的数字信号为000111；

与探测单元25对应的数字信号为000000；即：V6>U₂₅；

与探测单元26对应的数字信号为000000。

U₂₁、U₂₂、U₂₅分别是探测单元21、22、25的输出电压。

以上各组数字信号代表了各探测单元输出信号电压的大小。

从上述数字信号可以看出各探测单元输出电压大小的趋势是：U₂₁<U₂₂＝U₂₃>U₂₄>U₂₅＝U₂₆，其中U₂₁、U₂₂、U₂₃U₂₄、U₂₅、U₂₆分别是探测单元21、22、23、24、25和26的输出电压。上述数字信号也是对探测单元输出电压进行精确量化的结果，经过处理就可以有效地将行人的头部和肩部区分出来。

将上述数字信号送入处理器6，处理器6将各探测单元输出的信号进行相互比较，其结果可以用图6所示的波形图表示，图中纵坐标代表电压，横坐标代表位置，其中数字21、22、23、24、25、26分别对应于探测单元21、22、23、24、25、26的位置。波形图中的线段7代表行人头部，线段8代表行人肩部。该波形图反映了行人头部和肩部相对高度差的关系，据此，可以判断是否有行人通过及通过的数量。

同理，对于图1位置B的行人通过探测器2所得到的数字信号是：

与探测单元21对应的数字信号为011111；

与探测单元22对应的数字信号为011111；

与探测单元23对应的数字信号为000111；

与探测单元24对应的数字信号为000000；

与探测单元25对应的数字信号为000000；

与探测单元26对应的数字信号为000000。

其结果可以用图7所示的波形图表示，它反映了位置B行人头部与右肩部相对高度差的关系。

对于图1位置C的两个行人通过探测器2所得到的数字信号是：

与探测单元21对应的数字信号为011111；

与探测单元22对应的数字信号为011111；

与探测单元23对应的数字信号为000111；

与探测单元24对应的数字信号为000011；

与探测单元25对应的数字信号为001111；

与探测单元26对应的数字信号为001111。

其结果可以用图8所示的波形图表示，它反映了位置C两个高矮不同行人并排行走时头部与肩部相对高度差的关系。

以上只是示例性的说明，实际应用时应当设置一定多数量的探测单元以及比较用的参考电压，探测单元排布越密，比较用的参考电压越多，则对行人头部和肩部的识别精度越高，其实际数量应考虑所需的识别精度和成本因素。另外，本示例中是将探测单元输出信号的全值与参考电压进行比较，也可以将探测单元输出信号的部分值与参考电压进行比较，其结果是一样的。

图9给出了本发明将探测单元输出信号进行比较的第二种方案的电路原理。如图9所示，将每个探测单元输出的电压信号同时与相邻探测单元输出信号电压的四个不同分值E1、E2、E3和E4进行比较。其做法是利用电阻R1、R2、R3和R4，对作为参考基准的相邻探测单元输出电压进行分压，得到上述四个不同的参考电压，通过电压比较器5进行比较。本示例设定第一个参考电压E1等于作为参考基准的相邻探测单元的输出电压，其余三个参考电压依次减小，即：参考电压E1>E2>E3>E4。

仍以图2所示情况为例，将第一个探测单元21的输出电压U₂₁与右边相邻探测单元22的输出电压U₂₂的四个不同分值进行比较，得到一组数字信号；将探测单元22的输出电压U₂₂分别与两个相邻的探测单元21、23的输出电压U₂₂、U₂₃的四个不同分值进行比较，得到两组数字信号，依此类推，最后一个探测单元26的输出电压与左边探测单元25输出电压的四个不同分值进行比较。为了便于表示，与左边相邻探测单元输出信号各分值进行比较后得到的一组数字信号的组别设为①，与右边探测单元输出信号各分值进行比较后得到的一组数字信号的组别设为②，各探测单元输出信号经比较后得到的数字信号如下：

与探测单元21对应的数字信号为②0011，即；E2>U₂₁>E3；

与探测单元22对应的数字信号为①1111，②0111；

与探测单元23对应的数字信号为①0111，②1111；

与探测单元24对应的数字信号为①0011，②1111；

与探测单元25对应的数字信号为①0000，②0111；

与探测单元26对应的数字信号为①0111。

上述数字信号送处理器6处理，所得到的波形图与图6所示的波形图一样。

同理，对于图1位置B的行人通过探测器2所得到的数字信号是：

与探测单元21对应的数字信号为②0111；

与探测单元22对应的数字信号为①0111，②1111；

与探测单元23对应的数字信号为①0011，②1111；

与探测单元24对应的数字信号为①0001，②0111；

与探测单元25对应的数字信号为①0111，②0111；

与探测单元26对应的数字信号为①0111。

其结果所得到的波形图与图7所示的波形图一样。

对于图1位置C的两个高矮不同行人并排通过探测器2所得到的数字信号是：

与探测单元21对应的数字信号为②0111；

与探测单元22对应的数字信号为①0111，②1111；

与探测单元23对应的数字信号为①0011，②1111；

与探测单元24对应的数字信号为①0111，②0011；

与探测单元25对应的数字信号为①1111，②0111；

与探测单元26对应的数字信号为①0111。

其结果所得到的波形图与图8所示的波形图一样。

Claims (5)

1、一种人流量检测方法，其步骤如下

1)以阵列方式排列的多个探测单元同时从人流通道上方向下发射光信号；

2)上述各个探测单元将接收的反射信号转换为电压信号输出；

3)将每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与多个不同参考电压进行比较，得到一组由“1”或“0”表示的数字信号，其中“1”或“0”分别表示比较后所输出的信号为高电平或低电平；

4)将每个探测单元输出的电压信号进行比较后所得到的数字信号送入处理器，根据相邻探测单元对应的数字信号所代表信号电压的相对大小及差值，获得行人头部和肩部空间关系信息，识别行人，据此得到所通过的人流量。

2、根据权利要求1所述的人流量检测方法，其特征是上述步骤3)中所说的将每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与多个不同参考电压进行比较是：每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值分别与n个参考电压同时进行比较，其中参考电压1>电压2>电压3……>电压n，n为自然数，得到一组由“1”或“0”组成的数字信号。

3、根据权利要求1所述的人流量检测方法，其特征是上述步骤3)中所说的将每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与多个不同参考电压进行比较是：每个探测单元输出的电压信号的全值或部分值与相邻探测单元输出电压信号的多个不同分值k/m同时进行比较，其中m≥k，k、m为任意数值，得到一组由“1”或“0”组成的数字信号。

4、根据权利要求2或3所述的人流量检测方法，其特征是步骤3)中进行比较的多个参考电压按等差关系设置。

5、根据权利要求2或3所述的人流量检测方法，其特征是步骤3)中进行比较的多个参考电压这样设置：相邻参考电压的差值从最高参考电压到最低参考电压依次减小。

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