CN110422204A - 一种基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置，所述方法包括：利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。所述装置执行上述方法。本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置，通过检测车门附近的视频影像中的目标物的运动量，确定乘客是否完成了乘降活动，从而控制是否关闭车门，以实现控制列车停站时间，能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置。
背景技术
基于对轨道交通系统运行管理的需要，对列车停站时间进行控制显得尤为重要。
对列车停站时间的控制，关系到轨道交通系统的运行效率，也是制定列车运行图的重要参数。现有技术中，预先根据各车站的上车人数、下车人数、车门数量、车内拥挤度等历史数据，确定列车在该车站的固定停站时间，例如列车每到一个站点的固定停站时间都为两分钟，通常，该固定停站时间的时长较长，从而保证乘客有足够的时间完成上下车，但是，这也导致了列车的无效停站时间过长，即在乘客上下车之后还要等待一段时间才发车，从而降低了城市轨道交通运行效率。
因此，如何避免上述的技术缺陷，在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率，成为亟须解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置。
本发明实施例提供一种基于视频分析的列车动态时间停站方法，包括：
利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
其中，所述运动量包括运动速度或运动范围；相应的，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围未达到各自对应的阈值，则控制关闭所述车门。
其中，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围达到各自对应的阈值，则控制不关闭所述车门。
其中，所述检测所述视频影像中的目标物的运动量，包括：
采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓；
根据所述轮廓检测所述运动量。
其中，所述采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓，包括：
获取所述视频影像中各图像的前景像素；
对前景像素对应的图像进行腐蚀、膨胀处理，以获取目标物的轮廓。
其中，所述根据所述轮廓检测所述运动量，包括：
根据所述视频影像中各图像中的目标物的轮廓的位移，检测所述运动量。
本发明实施例提供一种基于视频分析的列车动态时间停站装置，包括：
获取单元，用于利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
控制单元，用于检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，
所述处理器执行所述计算机程序时实现如下方法步骤：
利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下方法步骤：
利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法及装置，通过检测车门附近的视频影像中的目标物的运动量，确定乘客是否完成了乘降活动，从而控制是否关闭车门，以实现控制列车停站时间，能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例基于视频分析的列车动态时间停站方法的流程示意图；
图2为本发明实施例基于视频分析的列车动态时间停站装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
图1为本发明实施例基于视频分析的列车动态时间停站方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于视频分析的列车动态时间停站方法，包括以下步骤：
S101：利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像。
具体的，装置利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像。装置可以是车载计算机，不作具体限定。预设范围可以根据实际情况自主设置，可以包括该车门的车门内的区域和车门外的区域。
S102：检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
具体的，装置检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。发明人在实施本发明实施例的过程中发现：在车门候车的乘客和车上的乘客一般不会不停地走动，即乘客的乘降活动是一个从静止到活动，最后又静止的过程。本发明实施例正是基于乘客的这一乘降行为特征，检测所有乘客是否都完成了乘降活动，待所有乘客完成了乘降活动，即在需要下车的乘客全部下车、需要上车的乘客全部上车之后，可以控制关闭车门，然后控制列车发车；如果乘客没完成乘降活动，即还有需要下车的乘客正在下车或有需要上车的乘客正在上车，此时控制不关闭车门，直到所有乘客完成了乘降活动之后，再控制关闭车门，然后控制列车发车。
目标物可以包括乘客、也可以包括乘客携带的物品等，不作具体限定。运动量可以包括运动速度或运动范围，即通过运动速度或运动范围可以表征乘客是否完成了乘降活动。即本发明实施例通过视频影像分析、检测乘客的乘降活动，从而可动态调整列车停站时间。
本发明实施例的效果：从北京地铁试验采集的视频分析结果表明，5个车站共可以节约乘客乘车时间55.3秒，节约了乘车时间。乘车时间的减少，提升了乘客的旅行速度。5个车站平均降低列车追踪间隔11秒，提升系统总体的运输能力。按照同样时段运送同样的乘客数量，节约了列车，降低了投资。
另外，基于动态停车时间，能够督促乘客提前准备，在列车开门后快速上下车，从而进一步提高系统的能力。也能避免在乘客上下车时关闭车门，提高了系统安全性。乘客乘降完成后立即关闭车门，也减少了乘客从远处冲向车门上车现象的发生。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，通过检测车门附近的视频影像中的目标物的运动量，确定乘客是否完成了乘降活动，从而控制是否关闭车门，以实现控制列车停站时间，能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
在上述实施例的基础上，所述运动量包括运动速度或运动范围；相应的，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围未达到各自对应的阈值，则控制关闭所述车门。
具体的，列车运行控制系统若判断获知所述运动速度或所述运动范围未达到各自对应的阈值，则控制关闭所述车门。运动速度对应的阈值、运动范围对应的阈值都可以根据实际情况自主设置，运动速度或运动范围未达到各自对应的阈值，说明乘客已完成乘降活动，从而控制关闭车门。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，进一步能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
在上述实施例的基础上，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围达到各自对应的阈值，则控制不关闭所述车门。
具体的，列车运行控制系统若判断获知所述运动速度或所述运动范围达到各自对应的阈值，则控制不关闭所述车门。参照上述说明，运动速度或运动范围达到各自对应的阈值，说明乘客没完成乘降活动，从而控制不关闭车门。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，进一步能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
在上述实施例的基础上，所述检测所述视频影像中的目标物的运动量，包括：
采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓。
具体的，装置采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓。借鉴视频显著性检测原理，设计算法对乘客的乘降活动进行检测。利用视频帧间的上下文来分析视频中目标物的运动量，进而判定乘降活动是否完成。实现的基本原理是对视频中目标物的运动量进行检测，也就是视频中目标物的运动速度或运动范围。
帧间差分法是一个典型的计算视频内容运动量的方法，基本原理是：在图像序列相邻两帧或三帧间采用基于像素的时间差分，通过闭值化来提取出图像中的运动区域。算法过程如下：
1)查找并标记图像中的前景像素。将相邻帧图像转为灰度图像，便于图像间运算。灰度图像对应像素值相减得到差分图像，然后对差分图像进行二值化处理。
在环境亮度变化不大的情况下，如果对应像素值变化小于事先确定的预设阈值时，可以标记此处为背景像素；如果对应像素值变化大于等于事先确定的预设阈值时，可以认为这是由于图像中运动物体引起的，将这些区域标记为前景像素。
设It(i,j)代表t时刻的灰度图像，Bt(i,j)代表t时刻的二值化图像，T为预设阈值，那么：
2)对前景像素对应的图像进行腐蚀、膨胀处理，以获取目标物的轮廓。
将图像做腐蚀和膨胀处理。图像腐蚀的过程类似于一个卷积的过程，假设有图像矩阵A以及结构元素B(注意，B的形状、尺寸没有限制)，B在A矩阵上依次移动，用每个位置上B所覆盖元素的最小值替换B的中心位置值(即锚点处)，即为腐蚀的过程。膨胀的过程与腐蚀一致，区别在于用最大值替换中心位置值。通过腐蚀操作，消除了图像中运动的噪声，并将图像中正式的运动信号放大。
查找膨胀处理后的图像的轮廓，从而得到图像中运动的物体的轮廓。还可以计算轮廓总面积：利用目标物的轮廓总面积来代表目标物，对目标物的面积求和，代表图像中目标物的体积和速度，也就是上述目标物的运动量。
根据所述轮廓检测所述运动量。
具体的，装置根据所述轮廓检测所述运动量。可以根据所述视频影像中各图像中的目标物的轮廓的位移，检测所述运动量，即根据轮廓的位移可以检测运动范围，根据轮廓的位移和各帧图像的采样时间间隔可以检测运动速度。该算法实时性好、其背景不积累、且更新速度快、算法简单、计算量小。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，能够有效检测视频影像中的目标物的轮廓，便于该方法的执行。
在上述实施例的基础上，所述采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓，包括：
获取所述视频影像中各图像的前景像素。
具体的，装置获取所述视频影像中各图像的前景像素。可参照上述说明，不再赘述。
对前景像素对应的图像进行腐蚀、膨胀处理，以获取目标物的轮廓。
具体的，装置对前景像素对应的图像进行腐蚀、膨胀处理，以获取目标物的轮廓。可参照上述说明，不再赘述。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，能够获取更加清晰的目标物的轮廓，更加便于该方法的执行。
在上述实施例的基础上，所述根据所述轮廓检测所述运动量，包括：
根据所述视频影像中各图像中的目标物的轮廓的位移，检测所述运动量。
具体的，装置根据所述视频影像中各图像中的目标物的轮廓的位移，检测所述运动量。可参照上述说明，不再赘述。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站方法，能够更准确地检测目标物的运动量，进一步能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
图2为本发明实施例基于视频分析的列车动态时间停站装置的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供了一种基于视频分析的列车动态时间停站装置，包括获取单元201和控制单元202，其中：
获取单元201用于利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；控制单元202用于检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
具体的，获取单元201用于利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；控制单元202用于检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站装置，通过检测车门附近的视频影像中的目标物的运动量，确定乘客是否完成了乘降活动，从而控制是否关闭车门，以实现控制列车停站时间，能够在列车停站过程中灵活、有效地控制列车停站时间，进而改善城市轨道交通运行效率。
本发明实施例提供的基于视频分析的列车动态时间停站装置具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
图3为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图，如图3所示，所述电子设备包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302和总线303；
其中，所述处理器301、存储器302通过总线303完成相互间的通信；
所述处理器301用于调用所述存储器302中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，包括：
利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
2.根据权利要求1所述的基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，所述运动量包括运动速度或运动范围；相应的，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围未达到各自对应的阈值，则控制关闭所述车门。
3.根据权利要求2所述的基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，所述根据检测结果控制是否关闭所述车门，包括：
若判断获知所述运动速度或所述运动范围达到各自对应的阈值，则控制不关闭所述车门。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，所述检测所述视频影像中的目标物的运动量，包括：
采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓；
根据所述轮廓检测所述运动量。
5.根据权利要求4所述的基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，所述采用帧间差分法检测所述视频影像中的目标物的轮廓，包括：
获取所述视频影像中各图像的前景像素；
对前景像素对应的图像进行腐蚀、膨胀处理，以获取目标物的轮廓。
6.根据权利要求4所述的基于视频分析的列车动态时间停站方法，其特征在于，所述根据所述轮廓检测所述运动量，包括：
根据所述视频影像中各图像中的目标物的轮廓的位移，检测所述运动量。
7.一种基于视频分析的列车动态时间停站装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于利用安装在各个车门的摄像头获取列车在停站过程中距离各个车门在预设范围之内的视频影像；
控制单元，用于检测所述视频影像中的目标物的运动量，将检测结果发送给列车运行控制系统，所述列车运行控制系统根据检测结果控制是否关闭所述车门，以实现列车动态时间停站。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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2019
- 2019-07-23 CN CN201910666618.4A patent/CN110422204A/zh active Pending
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