CN108875701A - 一种进出门人数自动统计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种进出门人数自动统计方法。该统计方法应用于红外测距单元中的的多个VL53L1系列激光测距传感器，每个传感器均能形成四个激光扫描平面，各个传感器的激光扫描平面均与门框所在平面平行，多个传感器的扫描平面覆盖整个门框，每个传感器均能接收到N阶阵列，包括：获取每个传感器采集到的距离数据序列；确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓；根据人体头和肩的轮廓关系对人体进行识别并确定每个人的人体特征；查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1。该发明能自动对进出门的人员进行准确计数，且具备较高识别精度。

Description

一种进出门人数自动统计方法
技术领域
本发明涉及人数统计技术领域，特别是一种进出门人数自动统计方法。
背景技术
目前，人员数统计方法主要分为图像处理技术和红外检测两种方式。采用图像处理技术是基于FPGA或DSP系统对单个或两个摄像机的图片进行实时处理，按目标轮廓或同一个目标在两个摄像机的偏移量计算目标到设备的距离或者根据目标基本特性等条件进行识别，具有较高的识别精度。
但是，采用图像处理技术成本过高，未能普及应用，同时该系统功耗大，在夜间需使用大功率红外补光，容易对客车电瓶寿命造成影响。另外，红外检测方式由于采用的是简单的遮挡或反射判断，受目标表面反射面或拥挤程度影响大可靠性低。
基于上述问题，如何设计一种能自动对进出门人员进行准确计数、具备较高识别精度且可靠的人员自动统计系统及方法成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种进出门人数自动统计方法，能自动对进出门的人员进行准确计数，且能具备较高识别精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种进出门人数自动统计方法，应用于红外测距单元中的的多个VL53L1系列激光测距传感器，每个传感器均能形成四个激光扫描平面，各个传感器的激光扫描平面均与门框所在平面平行，多个传感器的扫描平面覆盖整个门框，每个传感器均能接收到N阶阵列，其特征在于，包括：
获取每个传感器采集到的距离数据序列；
确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓；
根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征；
查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1。
可选的，所述确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓，具体包括：根据每个传感器采集到的距离数据以及每个距离数据对应的角度数据，确定各个距离数据在对应的激光扫描平面内所对应的空间位置，在每个激光扫描平面内按照角度大小依次连接距离数据所在空间位置，得到空间轮廓。
可选的，所述根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征，具体包括：根据人体肩宽、头顶与双肩的高度差、身高的人体特性确定空间轮廓内每个人的身高、肩宽以及头顶与双肩的高度差。
可选的，所述VL53L1系列激光测距传感器的排列方式为等距排列成一条直线或等距排列成弧形或半圆形，所述多个传感器的扫描面覆盖整个门框的横向宽度。
可选的，所述查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1，具体包括：查找同时满足设定阈值的身高数据、肩宽数据以及头顶与双肩的高度差数据形成的相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的位置；判断相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序，判断人员的进出门状态，若靠近门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，远离门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员进门，自动计数加上进门人员数量；若远离门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，靠近门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员出门，自动计数减去出门人员数量。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种进出门人数自动统计方法，采用红外测距的方式对客流断面动态采集识别，不受目标表面反射面或拥挤程度影响，能自动对进出门的人员进行准确计数，且确保在客流大流量情况下具备较高识别精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法流程图；
图2为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的传感器扫描范围示意图；
图3为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的传感器接收排列区域俯视图；
图4为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的系统结构图；
图5为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法中人员横向拥挤扫描示意图；
图6为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法中人员竖向拥挤扫描示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供了一种进出门人数自动统计系统及方法，能自动对进出门的人员进行准确计数，且能具备较高识别精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图4为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的系统结构图。如图4所示，一种客车人员数自动统计系统，包括：红外测距单元、第一处理器、双口高速存储器、第二处理器、电源稳压单元、数据接口单元以及环境采集按钮；
所述红外测距单元与所述第一处理器连接，所述第一处理器实时读取所述红外测距单元测量得到的接收阵列测量值；所述第一处理器与所述双口高速存储器连接，所述第一处理器将读取到的接收阵列测量值实时传送到所述双口高速存储器中进行保存；所述第二处理器一端与所述双口高速存储器连接，所述第二处理器用于从所述双口高速存储器读取接收阵列测量值，并计算客流量数据；所述第二处理器另一端与所述数据接口单元相连，所述数据接口单元用于将所述客流量数据通过数据交互或数据远传的形式传送给第三方设备；所述电源稳压单元分别与所述红外测距单元、所述第一处理器、所述双口高速存储器、所述第二处理器、所述电源稳压单元、所述数据接口单元相连；所述第二处理器还与所述环境采集按钮相连，所述第二处理器通过所述环境采集按钮进行环境初始值的标定。
所述红外测距单元由多个VL53L1系列激光测距传感器组成。
所述第一处理器负责对各个VL53L1系列激光测距传感器进行快速读取并实时将各个VL53L1系列激光测距传感器的接收阵列测量值写入所述双口高速存储器进行缓存。
所述双口高速存储器负责保证采集到的接收阵列测量值的完整性，减轻处理器B在算法运算处理时的系统压力。
所述第二处理器负责从所述双口高速存储器中按先进先出原则读取储存器中存储的接收阵列测量值，并按预置算法运算产生客流量数据。
所述VL53L1系列激光测距传感器(飞行时间(TOF)距离传感器)是最先进的激光测距传感器，是市场上最快的微型ToF传感器，测距精度达4米，频率高达50Hz。该传感器集成了SPAD接收阵列进行多区域检测，可实现对目标的移动信息检测。940nm隐形1类激光发射器、物理红外滤波器和光学元件，实现最佳测距性能，能进行绝对距离测量，VL53L1系列激光测距传感器采用飞行时间计算，无论目标颜色和反射情况如何都能实现较高的检测精度。VL53L1系列激光测距传感器集成度较高，连续工作电流只有16mA,且整体体积小，非常便于狭小空间的安装使用。
图1为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法流程图；图3为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的传感器接收排列区域俯视图。
如图1、图2和图3所示，一种进出门人数自动统计方法，应用于红外测距单元中的的多个VL53L1系列激光测距传感器，每个传感器均能形成四个激光扫描平面，各个传感器的激光扫描平面均与门框所在平面平行，多个传感器的扫描平面覆盖整个门框，每个传感器均能接收到N阶阵列，其特征在于，包括：
步骤101：获取每个传感器采集到的距离数据序列；
步骤102：确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓；
步骤103：根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征；
步骤104：查找同样的人体特征分别在两组激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1。
所述步骤102：确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓，具体包括：根据每个传感器采集到的距离数据以及每个距离数据对应的角度数据，确定各个距离数据在对应的激光扫描平面内所对应的空间位置，在每个激光扫描平面内按照角度大小依次连接距离数据所在空间位置，得到空间轮廓。
所述步骤103：根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征，具体包括：根据人体肩宽、头顶与双肩的高度差、身高的人体特性确定空间轮廓内每个人的身高、肩宽以及头顶与双肩的高度差。
如图3所示，扫描平面A、B一侧靠近门框，当检测到相同人体轮廓在传感器的扫描平面内出现的顺序是：从传感器的激光扫描平面A、B一侧到激光扫描平面的C、D一侧，则判定有人进入，自动计数+1；当当检测到相同人体轮廓在传感器的扫描平面内出现的顺序是：从传感器1的激光扫描平面C、D一侧到激光扫描平面的A、B一侧，则判定有人出门，自动计数-1；当检测到相同人体轮廓仅在A、B一侧出现或者仅在C、D一侧出现时，计数器不进行计数；当检测到相同轮廓出现顺序是从A、C一侧到B、D一侧或者从B、D一侧到A、C，则判定目标人员在左右移动，计数器不进行计数。当目标人员处于两个传感器之间时，根据同侧相邻的接收阵列中接收到的数据进行比对，按照相同轮廓出现的先后顺序判定目标人员的移动方向。
图2为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法的传感器扫描范围示意图。如图2所示，所述VL53L1系列激光测距传感器的排列方式为等距排列成一条直线或等距排列成弧形或半圆形，所述每组传感器的扫描面均覆盖整个门框的横向宽度。
所述步骤104：所述查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1，具体包括：查找同时满足设定阈值的身高数据、肩宽数据以及头顶与双肩的高度差数据形成的相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的位置；判断相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序，判断人员的进出门状态，若靠近门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，远离门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员进门，自动计数加上进门人员数量；若远离门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，靠近门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员出门，自动计数减去出门人员数量。
图5为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法中人员拥挤扫描示意图。如图5所示，当人员在并排拥挤情况下进出门时，连续的接收阵列对并排的人员信息进行采集，获得门横向断面人员各个位置的相对距离，根据人体头部和肩部的高度差特性对各人员位置进行标定，识别并排进出门的人员数量。
图6为本发明实施例一种进出门人数自动统计方法中人员竖向拥挤扫描示意图。如图6所示，当人员在前后拥挤情况下进出门时，连续的接收阵列对前后的人员信息进行采集，获得整个门范围人员纵向移动时的相对距离变化值，根据人体头部和肩部的高度差特性直接根据人员身高的变化对移动的人员数量及方向进行标定。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种进出门人数自动统计方法，应用于红外测距单元中的的多个VL53L1系列激光测距传感器，每个传感器均能形成四个激光扫描平面，各个传感器的激光扫描平面均与门框所在平面平行，多个传感器的扫描平面覆盖整个门框，每个传感器均能接收到N阶阵列，其特征在于，包括：
获取每个传感器采集到的距离数据序列；
确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓；
根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征；
查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1。
2.根据权利要求1所述的一种进出门人数自动统计方法，其特征在于，所述确定各个距离数据在空间内的位置，得到空间轮廓，具体包括：根据每个传感器采集到的距离数据以及每个距离数据对应的角度数据，确定各个距离数据在对应的激光扫描平面内所对应的空间位置，在每个激光扫描平面内按照角度大小依次连接距离数据所在空间位置，得到空间轮廓。
3.根据权利要求1所述的一种进出门人数自动统计方法，其特征在于，所述根据人体头和肩的轮廓关系在所述空间轮廓内对人体进行识别并确定每个人的人体特征，具体包括：根据人体肩宽、头顶与双肩的高度差、身高的人体特性确定空间轮廓内每个人的身高、肩宽以及头顶与双肩的高度差。
4.根据权利要求1所述的一种进出门人数自动统计方法，其特征在于，所述VL53L1系列激光测距传感器的排列方式为等距排列成一条直线或等距排列成弧形或半圆形，所述多个传感器的扫描面覆盖整个门框的横向宽度。
5.根据权利要求1所述的一种进出门人数自动统计方法，其特征在于，所述查找同样的人体特征分别在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序确定人员的移动方向以及人员的移动轨迹，得到每个人的进出方向，每进一个人，记数加1；每出一个人，记数减1，具体包括：查找同时满足设定阈值的身高数据、肩宽数据以及头顶与双肩的高度差数据形成的相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的位置；判断相似轮廓在每个传感器的四个激光扫描平面内出现的先后顺序，判断人员的进出门状态，若靠近门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，远离门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员进门，自动计数加上进门人员数量；若远离门口一侧的激光扫描平面先出现人体轮廓，靠近门口一侧的激光扫描平面后检测到相似轮廓，则判定有人员出门，自动计数减去出门人员数量。
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