CN102054304A - 基于多传感器的客流动态采集装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公共交通客流采集，尤其涉及公共交通客流采集中的一种基于多传感器的客流动态采集装置及系统。本发明提供了一种基于多传感器的客流动态采集装置，包括设置在进出口处的软性本体，所述软性本体内设有压力传感器、第一无线通讯模块和微处理器，所述压力传感器呈阵列排列形成压力传感器阵列，所述压力传感器与所述微处理器连接，所述微处理器与所述第一无线通讯模块连接。本发明还提供了一种基于多传感器的客流动态采集系统。本发明的有益效果是：可通过压力传感器阵列的受压轮廓来判别上下车，提高了客流的统计精度。

Description

基于多传感器的客流动态采集装置及系统

技术领域

本发明涉及公共交通客流采集，尤其涉及公共交通客流采集中的一种基于多传感器的客流动态采集装置及系统。

背景技术

随着城市化的发展，需要面向城市公共交通（如公交、地铁等）进行智能化管理，而进行智能化管理的基础则是采集所需要的实时公共客流信息，目前常见的采集方式及其缺陷如下：

1、    刷卡统计：由于持卡量有限，并不是所有人都采用刷卡的形式，且目前刷卡只能准确统计上车信息，无法统计下车信息。

2、    按键统计：乘客不愿操作，很难实施。

3、    视频统计：照度影响、抖动影响、遮挡影响…精度差，并且需要人工统计，成本大。

4、    红外统计：在车门安装对射红外传感器，利用光线被遮挡来检查乘客，精度差，无法判别上下车，并且误差较大，当有两位或两位以上乘客并列上下车时，则会出现漏检。

5、    踏板统计：含机械式计数器和压力传感器两类，误差大，实用性差。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于多传感器的客流动态采集装置、系统及预测系统。

本发明提供了一种基于多传感器的客流动态采集装置，包括设置在进出口处的软性本体，所述软性本体内设有压力传感器、第一无线通讯模块和微处理器，所述压力传感器呈阵列排列形成压力传感器阵列，所述压力传感器与所述微处理器连接，所述微处理器与所述第一无线通讯模块连接。

作为本发明的进一步改进，所述客流动态采集装置还包括设置在代步工具上的第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机、中央处理器和第三无线通讯模块，所述第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机和第三无线通讯模块分别与所述中央处理器连接。

作为本发明的进一步改进，所述客流动态采集装置还包括设置在远端的终端计算机，所述终端计算机连接有第四无线通讯模块。

作为本发明的进一步改进，所述软性本体为凝胶密封膜。

本发明还提供了一种基于多传感器的客流动态采集系统，通过设置在进出口的压力传感器阵列建立平面坐标系，任意一个压力传感器的平面坐标值为A（X，Y），当乘客踏上所述压力传感器阵列时，获得受压的压力传感器的受压位置平面坐标值记录，通过所述受压位置平面坐标值记录来获得鞋底轮廓图，并根据所述鞋底轮廓图判断鞋头的朝向，然后记录进、出的人数。

作为本发明的进一步改进，构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，通过搜索受压位置平面坐标值记录边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成乘客鞋底外形轮廓链表，基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与构建的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，并根据该差值来查询相应的鞋头朝向，并输出进、出的人数。

作为本发明的进一步改进，所述基于多传感器的客流动态采集系统具体包括以下步骤：

A、构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，该鞋底轮廓纵剖面模板库为

，其中，

i代表鞋的类别，

L代表鞋长，

W代表鞋宽变化幅值，

D代表鞋头的朝向；

B、通过设置在进出口的压力传感器阵列建立平面坐标系，其中的任意一个压力传感器的平面坐标值为A（X，Y）；

C、当乘客踏上所述压力传感器阵列时，获得受压的压力传感器受压位置的平面坐标值记录，所述受压位置平面坐标值记录为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

D、通过搜索受压位置平面坐标值记录的边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成一个乘客鞋底外形轮廓链表，所述乘客鞋底外形轮廓链表为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

E、基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表为，

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

F、将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与步骤A中建立的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，该差值为，

，如果Δx<θ，则查询相应的鞋头朝向，并输出上进、出的人数，其中，

θ为设定误差值。

作为本发明的进一步改进，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括软性本体和微处理器，所述压力传感器阵列设置在所述软性本体内，所述压力传感器阵列中的任意一个压力传感器均与所述微处理器连接，所述微处理器连接有第一无线通讯模块。

作为本发明的进一步改进，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在代步工具上的第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机、中央处理器和第三无线通讯模块，所述第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机和第三无线通讯模块分别与所述中央处理器连接，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在远端的终端计算机，所述终端计算机连接有第四无线通讯模块。

作为本发明的进一步改进，所述设定误差值θ≤0.05。

本发明的有益效果是：通过上述方案，可通过压力传感器阵列的受压轮廓来判别上下车，提高了客流的统计精度。

附图说明

图1是本发明一种基于多传感器的客流动态采集装置的软性本体的结构示意图；

图2是本发明基于多传感器的客流动态采集装置的软性本体的原理框图；

图3是本发明基于多传感器的客流动态采集装置的位于代步工具部分的原理框图；

图4是本发明基于多传感器的客流动态采集装置的位于远端部分的原理框图；

图5是一种基于多传感器的客流动态采集系统通过压力传感器阵列所建立的平面坐标系的示意图；

图6是所述基于多传感器的客流动态采集系统受压状态时的实施例的示意图；

图7是所述基于多传感器的客流动态采集系统的受压位置平面坐标值记录的示意图

图8是所述基于多传感器的客流动态采集系统的乘客鞋底外形轮廓链表的示意图；

图9是所述基于多传感器的客流动态采集系统的乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表的示意图；

图10是所述基于多传感器的客流动态采集系统的整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图10中的附图标号为：压力传感器阵列1；压力传感器11、111、112、11n；第一射频识别通讯模块12；微处理器13；电池14；中央处理器2；第二射频识别通讯模块21；电源22；全球定位系统信号接收机23；第一通用分组无线服务技术通讯模块24；终端计算机3；第二通用分组无线服务技术通讯模块31，软性本体4。

本发明可应用于公共场所进出处（包括如公共汽车、飞机、火车、地铁、巴士、轮船等代步工具，也包括具有进出处的商场、体育馆、银行、学校等公共场所）的客流信息的采集，本发明在下面的具体实施中以公共汽车为例进行说明，并以第一无线通讯模块为第一射频识别通讯模块12，第二无线通讯模块为第二射频识别通讯模块21，第三无线通讯模块为第一通用分组无线服务技术通讯模块24，第四无线通讯模块为第二通用分组无线服务技术通讯模块31为优选的具体实施例进行说明。

如图1至图2所示，一种基于多传感器的客流动态采集装置，包括设置在公共汽车上下车踏板处的软性本体4，所述软性本体4内设有若干个压力传感器11、第一射频识别通讯模块12和微处理器13，所述微处理器13连接有提供电源的电池14，所述压力传感器11呈阵列排列形成压力传感器阵列1，本发明提供234个压力传感器11按9列24行排列为矩形阵列，所述压力传感器11与所述微处理器13连接，所述微处理器13与所述第一射频识别通讯模块12连接。其中，任意一个所述压力传感器111、112、11n均与所述微处理器连接，射频识别为Radio Frequency Identification，简称RFID，俗称电子标签，所述第一射频识别通讯模块12可简称为第一RFID通讯模块，所述第一射频识别通讯模块12为应答器。

如图3所示，所述客流动态采集装置还包括设置在公共汽车上的第二射频识别通讯模块21、全球定位系统信号接收机23、中央处理器2和第一通用分组无线服务技术通讯模块24，所述第二射频识别通讯模块21、全球定位系统信号接收机23和第一通用分组无线服务技术通讯模块24分别与所述中央处理器连接，所述中央处理器2连接有电源22。其中，所述第二射频识别通讯模块21可简称为第二RFID通讯模块，所述第二射频识别通讯模块21为阅读器，所述全球定位系统为Global Positioning System，简称GPS，所述全球定位系统信号接收机23可简称为GPS信号接收机，本发明可采用公共汽车上已有的车载GPS来替代，通用分组无线服务技术为General Packet Radio Service，简称GPRS，所述第一通用分组无线服务技术通讯模块24可简称为第一GPRS通讯模块。

如图4所示，为了实现动态采集，所述客流动态采集装置还包括设置在远端的终端计算机3（即电脑），所述终端计算机3连接有第二通用分组无线服务技术通讯模块31。其中，所述第二通用分组无线服务技术通讯模块31可简称为第二GPRS通讯模块。

所述软性本体4为凝胶密封膜，本发明优选所述软性本体4为高强度凝胶密封膜，可提高使用寿命。

如图1至图4所示，本发明的一种基于多传感器的客流动态采集装置的工作原理是，当乘客上下车时，将压迫设置在高强度凝胶密封膜内的一部分压力传感器11，其压迫的轮廓与乘客的鞋底轮廓相同，可通过所述微处理器13将受压迫的压力传感器11的信息发送给所述第一射频识别通讯模块12，并由所述第一射频识别通讯模块12将信息无线传输给相应公共汽车内的第二射频识别通讯模块21，并收所述第二射频识别通讯模块21将信息传送给中央处理器2，所述中央处理器2将采集到所述第二射频识别通讯模块21的信息和所述全球定位系统信号接收机23的信息通过所述第一通用分组无线服务技术通讯模块24传送到所述第二通用分组无线服务技术通讯模块31，最终将相应信息传送到终端计算机3上进行记录或计算。

如图5至图10所示，本发明还提供了一种基于多传感器的客流动态采集系统，通过设置在公共汽车上下车踏板处的压力传感器阵列1建立平面坐标系，所述压力传感器阵列1为包括若干个按阵列排列的压力传感器11，本发明提供234个压力传感器11按9列24行排列为矩形阵列，其中的任意一个压力传感器11的平面坐标值为A（X，Y），本发明优选的将所述压力传感器阵列1布置在平面坐标系的第一象限，当乘客踏上所述压力传感器阵列1时，获得受压的压力传感器11的受压位置平面坐标值记录，通过所述受压位置平面坐标值记录来获得鞋底轮廓图，并根据所述鞋底轮廓图判断鞋头的朝向，然后记录进、出的人数。

如图5至图10所示，构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，通过搜索受压位置平面坐标值记录边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成乘客鞋底外形轮廓链表，基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与构建的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，并根据该差值来查询相应的鞋头朝向，并输出进、出的人数。

如图5至图10所示，所述基于多传感器的客流动态采集系统具体包括以下步骤：

A、构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，该鞋底轮廓纵剖面模板库为

，其中，

i代表鞋的类别，

L代表鞋长，

W代表鞋宽变化幅值，

D代表鞋头的朝向；

B、通过设置在进出口的压力传感器阵列建立平面坐标系，其中的任意一个压力传感器的平面坐标值为A（X，Y）；

C、当乘客踏上所述压力传感器阵列时，获得受压的压力传感器受压位置的平面坐标值记录，所述受压位置平面坐标值记录为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

D、通过搜索受压位置平面坐标值记录的边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成一个乘客鞋底外形轮廓链表，所述乘客鞋底外形轮廓链表为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

E、基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表为，

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

F、将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与步骤A中建立的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，该差值为，

，如果Δx<θ，则查询相应的鞋头朝向，并输出上进、出的人数，其中，

θ为设定误差值，本发明优选的设定所述设定误差值θ≤0.05。

如图6至图9所示，本发明提供一实施例来对上述系统进行说明，当乘客上车时，其受压位置平面坐标值记录为A[a1, a14]，如图7所示，其中各压力传感器的坐标值如下：

a1(3,21), a2(4,20), a3(4,21), a4(4,22), a5(5,20), a6(5,21), a7(5,22), a8(6,21), a9(6,22), a10(7,21), a11(7,22), a12(8,20), a13(8,21), a14(8,22)。

如图8所示，通过搜索受压位置平面坐标值记录的边界的平面坐标点，按顺时针构成一个乘客鞋底外形轮廓链表，所述乘客鞋底外形轮廓链表为J｛a1, a4, a7, a9, a11, a14, a13, a12, a10, a8, a5, a2｝。

如图9所示，基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表为R｛(3，0)，(4，2) ，(5，2) ，(6，1) ，(7，1) ，(8，2)｝。

将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与步骤A中建立的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值Δx，如果Δx≤0.05，则查询鞋底轮廓纵剖面模板库中相应的鞋头朝向，然后得到上车或下车信息，并将相应信息输出。

如图1至图10所示，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括软性本体4和微处理器13，所述压力传感器阵列1设置在所述软性本体4内，所述压力传感器阵列1中的任意一个压力传感器11均与所述微处理器13连接，所述微处理器13连接有第一射频识别通讯模块12。

如图1至图10所示，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在代步工具上的第二射频识别通讯模块21、全球定位系统信号接收机23、中央处理器2和第一通用分组无线服务技术通讯模块24，所述第二射频识别通讯模块21、全球定位系统信号接收机23和第一通用分组无线服务技术通讯模块24分别与所述中央处理器2连接，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在远端的终端计算机3，所述终端计算机3连接有第二通用分组无线服务技术通讯模块31。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多传感器的客流动态采集装置，其特征在于：包括设置在进出口处的软性本体，所述软性本体内设有压力传感器、第一无线通讯模块和微处理器，所述压力传感器呈阵列排列形成压力传感器阵列，所述压力传感器与所述微处理器连接，所述微处理器与所述第一无线通讯模块连接。

2.根据权利要求1所述基于多传感器的客流动态采集装置，其特征在于：所述客流动态采集装置还包括设置在代步工具上的第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机、中央处理器和第三无线通讯模块，所述第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机和第三无线通讯模块分别与所述中央处理器连接。

3.根据权利要求2所述基于多传感器的客流动态采集装置，其特征在于：所述客流动态采集装置还包括设置在远端的终端计算机，所述终端计算机连接有第四无线通讯模块。

4.根据权利要求1所述基于多传感器的客流动态采集装置，其特征在于：所述软性本体为凝胶密封膜。

5.一种基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于，通过设置在进出口的压力传感器阵列建立平面坐标系，任意一个压力传感器的平面坐标值为A（X，Y），当乘客踏上所述压力传感器阵列时，获得受压的压力传感器的受压位置平面坐标值记录，通过所述受压位置平面坐标值记录来获得鞋底轮廓图，并根据所述鞋底轮廓图判断鞋头的朝向，然后记录进、出的人数。

6.根据权利要求5所述基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于：构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，通过搜索受压位置平面坐标值记录边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成乘客鞋底外形轮廓链表，基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与构建的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，并根据该差值来查询相应的鞋头朝向，并输出进、出的人数。

7.根据权利要求6所述基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于，包括以下步骤：

A、构建各类鞋子的鞋底轮廓纵剖面模板库，该鞋底轮廓纵剖面模板库为

，其中，

i代表鞋的类别，

L代表鞋长，

W代表鞋宽变化幅值，

D代表鞋头的朝向；

B、通过设置在进出口的压力传感器阵列建立平面坐标系，其中的任意一个压力传感器的平面坐标值为A（X，Y）；

C、当乘客踏上所述压力传感器阵列时，获得受压的压力传感器受压位置的平面坐标值记录，所述受压位置平面坐标值记录为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

D、通过搜索受压位置平面坐标值记录的边界的平面坐标点，按顺时针或逆时针构成一个乘客鞋底外形轮廓链表，所述乘客鞋底外形轮廓链表为

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

E、基于所述平面坐标系，纵向扫描所述乘客鞋底外形轮廓链表，获得乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表，所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表为，

，其中，

x=1，2，3，……，m，

y=1，2，3，……，n；

F、将所获得的所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与步骤A中建立的所述鞋底轮廓纵剖面模板库进行比对，得到所述乘客鞋底轮廓纵剖面数据链表与所述鞋底轮廓纵剖面模板库的差值，该差值为，

，如果Δx<θ，则查询相应的鞋头朝向，并输出上进、出的人数，其中，

θ为设定误差值。

8.根据权利要求6所述基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于：所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括软性本体和微处理器，所述压力传感器阵列设置在所述软性本体内，所述压力传感器阵列中的任意一个压力传感器均与所述微处理器连接，所述微处理器连接有第一无线通讯模块。

9.根据权利要求7所述基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于：所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在代步工具上的第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机、中央处理器和第三无线通讯模块，所述第二无线通讯模块、全球定位系统信号接收机和第三无线通讯模块分别与所述中央处理器连接，所述基于多传感器的客流动态采集系统还包括设置在远端的终端计算机，所述终端计算机连接有第四无线通讯模块。

10.根据权利要求6所述基于多传感器的客流动态采集系统，其特征在于：所述设定误差值θ≤0.05。

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