CN105700415A - 一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置及方法，所述装置包括数据采集模块，设置在人流监测点的地面下方，用于采集人流监测点地面踩踏情况数据；数据传输模块，用于发送采集到的数据；数据处理模块，用于从数据传输模块接收采集到的数据，并进行分析处理，利用人类足部的前尖后圆、前窄后宽的特点对人类脚印进行识别并计数，获得人流量数据；数据输出模块，用于将处理后的人流量数据向外部进行反馈。与现有技术相比，本发明通过以人类足印作为识别的媒介改善了平面法无法大规模检测人流量且精确度较低的缺点，具有识别准确性高、检测精度高等优点，使得拥挤情况下也能够准确记录数据。

Description

一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种人流量监控装置，尤其是涉及一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置及方法。

背景技术

当今社会，随着人口以及人口流动性的逐步增加，公众场合的客流量统计往往会耗费大量的人力、物力以及财力，因此我们设计了一款基于FPGA的人流量自动检测系统，为在公众场合对人流量进行精确统计提供了一种全新的解决思路以及解决方案，以便相关部门能够进行高效智能的调度管理。

人流密集公共场合，人身安全是首要问题。因此对人流量的实时监控以及智能调配资源，合理优化资源利用就显得尤为重要，我国公共场合人流检测电子技术在安全领域的作为相对滞后，比如，公交车、长途客运汽车、大型商场、大型会展还没有实时记载人流量装置。在上下班高峰期、春运以及旅游黄金周、购物狂欢节、新颖性会展，上述的各种地点常常会成为事故高频发生点，如果能有一种装置能自动实时记录人流密集数量，不仅对公交车过度载客、客车超载、消费者排队拥挤等起到监督作用，还将改变资源配置提高运营效率。

目前计算人流量的方法很多，如视频方法和光电传感方式，视频客流量统计系统有较高的精度，但其设备多、功耗大、成本高，给大量应用造成较大压力。光电传感方式采用的是“平面式”的检测方法，即对检测到的信号仅用“有”或“无”给予简单识别。在人流量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，但在人流高峰期，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误差。另外，人流出入口情况多种多样，譬如出入口停顿、携带较大物品等，而现有检测技术装置很难对这些情况进行较为准确的识别。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种识别准确性高、精确度高的以脚印检测作为媒介的人流量监测装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，包括：

数据采集模块，设置在人流监测点的地面下方，用于采集人流监测点地面踩踏情况数据；

数据传输模块，用于发送采集到的数据；

数据处理模块，用于从数据传输模块接收采集到的数据，并进行分析处理，利用人类足部的前尖后圆、前窄后宽的特点对人类脚印进行识别并计数，获得人流量数据；

数据输出模块，用于将处理后的人流量数据向外部进行反馈。

所述数据采集模块包括矩阵键盘式压力传感器。

所述矩阵键盘式压力传感器上每个按键长宽均为3-5cm。

所述数据处理模块为FPGA芯片。

所述数据输出模块为显示器。

一种以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，包括：

采集人流监测点处地面踩踏情况数据的步骤；

发送采集到的数据的步骤；

对采集到的数据进行分析处理，识别人类脚印，获得人流量数据的步骤；

将处理后的数据向外部进行反馈的步骤。

所述采集人流监测点处地面踩踏情况数据的步骤中，采用矩阵键盘式压力传感器采集地面踩踏情况数据。

所述识别人类脚印，获得人流量数据具体包括：

101)遍历矩阵键盘式压力传感器上的按键状态，判断是否存在连续两行都有一定数量按键处于按下状态，若是，则检测到人类脚印，执行步骤102)，若否，则识别下一个数据；

102)判断检测到的人类脚印的方向是否为前窄后宽，若是，则人流量加1，若否，则人流量减1，获得人流量数据。

还包括：

在设定的连续时间内，在同一位置识别到同一人类脚印时发出报警提示的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明以足印检测作为媒介的人流量监测装置摈弃了视频法的庞杂的设备，改善了平面法无法大规模检测人流量且精确度较低的缺点；

(2)通过使用FPGA芯片进行数据处理，极大地减少了数据处理时间和增加了识别的准确性，使得拥挤情况下也能够准确记录数据。

(3)本发明设有可采用无线传输设备的数据传输模块，对于有多个出入口的场所可以做到多方同步，确保计数的准确性与可靠性，也可以对人流量进行远程监控。

(4)本发明可用于商场、公交车等场合，适用范围广，可接入汽车行驶记录仪，载客流量可作为行驶记录数据；也可作为活动人流量数据记录，作为商家活动结束数据分析资料。

附图说明

图1为本发明装置模块示意图；

图2为矩阵键盘式压力传感器使用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，包括数据采集模块1、数据传输模块2、数据处理模块3和数据输出模块4，其中，数据采集模块1设置在人流监测点的地面下方，用于采集人流监测点地面踩踏情况数据；数据传输模块2用于发送采集到的数据；数据处理模块3用于从数据传输模块接收采集到的数据，并进行分析处理，识别人类脚印，获得人流量数据；数据输出模块4用于将处理后的人流量数据向外部进行反馈。

本实施例中，数据采集模块1包括矩阵键盘式压力传感器，矩阵键盘式压力传感器上每个按键长宽可选为4cm。如图2所示，在监测点铺设一块长120cm，宽60cm的矩阵键盘，每个按键长宽各4cm，共计450个按键。

数据处理模块3为FPGA芯片，解决了需要处理数据庞大而导致的芯片处理速度过慢，对于大量矩阵键盘的输入普通芯片I/O口不足等一系列问题，也大大加快了数据处理速度，使得拥挤情况下也能够准确记录数据，FPGA芯片可通过可充电电源供电。数据输出模块4为显示器，可以将某一特定区域内的人流总量适时反馈，有利于相关部门对人流量的控制。数据处理模块3利用人类足部的前尖后圆、前窄后宽的特点对人类脚印进行识别并计数，获得人流量数据。

本装置的数据传输模块2可以采用无线收发模块，对于有多个出入口的场所可以做到多方同步，确保计数的准确性与可靠性，也可以对人流量进行远程监控。

本实施例还提供一种以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，包括：

1)采用矩阵键盘式压力传感器采集人流监测点处地面踩踏情况数据。

2)发送采集到的数据。

3)对采集到的数据进行分析处理，识别人类脚印，获得人流量数据，具体为

101)遍历矩阵键盘式压力传感器上的按键状态，判断是否存在连续两行都有一定数量按键处于按下状态，若是，则检测到人类脚印，执行步骤102)，若否，则识别下一个数据；

102)判断检测到的人类脚印的方向是否为前窄后宽，若是，则人流量加1，若否，则人流量减1，获得人流量数据。

4)将处理后的数据向外部进行反馈显示。

上述方法还包括：在设定的连续时间内，在同一位置识别到同一人类脚印时发出报警提示的步骤。

下面以一个矩阵键盘实例对上述人流量监测方法作具体阐述：

(1)对如图2所示，建立矩阵坐标系。

假设在一块长为120cm，宽为60cm的矩形上，按照人体足部的平均宽度10cm来计算，每4cm放置一个按键，以此为基础建立出一个矩阵坐标系，其中X轴长度为120cm，等分为30份，宽为60cm，等分为15份，一共450个按键。

(2)对矩阵键盘所有按键进行遍历并将每个按键的状态(0或1)记录并传送至FPGA芯片待处理。

(3)FPGA芯片对按键状态进行图像分析，判断是否与人类足部的轮廓大致吻合。若鞋印分为前后两部分，后面的部分忽略不计以防止处理时发生混乱。

(4)所得足印如果前窄后宽则为进入，人数加1，若为前宽后窄，则记为出去，人数减1。

(5)将监测结果更新至显示器。

如上例所述，还可以将矩阵键盘上每个按键的长宽设置为各3cm，可以提高采集精度，对于结果精度要求较高时，便于FPGA芯片更精确地分析识别出脚印，人流量数据更准确。

同样的，也可以把每个按键长宽设置为各5cm，虽然降低了采集精度，但在对于实时性要求很高的情况下，此方法可以提高FPGA芯片分析识别脚印的速度。

Claims (9)

1.一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，设置在人流监测点的地面下方，用于采集人流监测点地面踩踏情况数据；

数据传输模块，用于发送采集到的数据；

数据处理模块，用于从数据传输模块接收采集到的数据，并进行分析处理，利用人类足部的前尖后圆、前窄后宽的特点对人类脚印进行识别并计数，获得人流量数据；

数据输出模块，用于将处理后的人流量数据向外部进行反馈。

2.根据权利要求1所述的一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括矩阵键盘式压力传感器。

3.根据权利要求2所述的一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，其特征在于，所述矩阵键盘式压力传感器上每个按键长宽均为3-5cm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，其特征在于，所述数据处理模块为FPGA芯片。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种以脚印检测作为媒介的人流量监测装置，其特征在于，所述数据输出模块为显示器。

6.一种以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，其特征在于，包括：

采集人流监测点处地面踩踏情况数据的步骤；

发送采集到的数据的步骤；

对采集到的数据进行分析处理，识别人类脚印，获得人流量数据的步骤；

将处理后的数据向外部进行反馈的步骤。

7.根据权利要求6所述的以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，其特征在于，所述采集人流监测点处地面踩踏情况数据的步骤中，采用矩阵键盘式压力传感器采集地面踩踏情况数据。

8.根据权利要求7所述的以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，其特征在于，所述识别人类脚印，获得人流量数据具体包括：

101)遍历矩阵键盘式压力传感器上的按键状态，判断是否存在连续两行都有一定数量按键处于按下状态，若是，则检测到人类脚印，执行步骤102)，若否，则识别下一个数据；

102)判断检测到的人类脚印的方向是否为前窄后宽，若是，则人流量加1，若否，则人流量减1，获得人流量数据。

9.根据权利要求6所述的以脚印检测作为媒介的人流量监测方法，其特征在于，还包括：

在设定的连续时间内，在同一位置识别到同一人类脚印时发出报警提示的步骤。