CN113158923B - 一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统 - Google Patents
一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,包括公交换乘管理子系统以及到站提醒系统,公交换乘管理子系统包括用于获取乘客的到站站点的车载终端模块、获取乘客的人脸图像数据的数据关联模块、利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪的位置跟踪模块、获取车内的客流信息的客流量统计模块。到站提醒模块包括站点分析模块、最优化选择模块、扬声器模块,站点分析模块接收位置跟踪模块和客流量统计模块的信息,生成提醒方案发送到最优化选择模块,最优化选择模块用于确定最优提醒方案,并利用扬声器模块提醒乘客,无需乘客操作,提高乘客满意度。
Description
技术领域
本发明涉及公交领域,尤其涉及一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统。
背景技术
现有的公交换乘通常需要手机终端,对不会操作手机终端的人群便捷性并不高,比如老人和一些残疾人士。
发明内容
本发明提供一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,以克服上述技术问题。
本发明公开了一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,包括公交换乘管理子系统以及到站提醒系统,公交换乘管理子系统包括用于获取乘客的到站站点的车载终端模块、获取乘客的人脸图像数据的数据关联模块、利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪的位置跟踪模块、获取车内的客流信息的客流量统计模块。到站提醒模块包括站点分析模块、最优化选择模块、扬声器模块,站点分析模块接收位置跟踪模块和客流量统计模块的信息,生成提醒方案发送到最优化选择模块,最优化选择模块用于确定最优提醒方案,并利用扬声器模块提醒乘客。
车载终端模块是指获取乘客的到站站点,获取乘客的到站站点包括通过信息采集端对站台区域内乘客到站信息进行采集,生成到站站点信息;
数据关联模块是指获取乘客的人脸图像数据,获取乘客的人脸图像数据包括通过信息端获取当前到站站点信息对应的乘客面部特征,建立到站站点信息与乘客面部特征的数据关联,并将关联后的信息发送到位置跟踪模块;
位置跟踪模块是指利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪,利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪包括安装在车内的监控装置,接收数据关联模块发送的建立到站站点信息与乘客面部特征的数据关联,统计即将到站的人数,跟踪即将到站人员在车内位置信息;
客流量统计模块是指获取车内的客流信息,获取车内的客流信息包括采集开门过程乘客的支付信息,获取上车人数,通过安装在车门的监控装置,获取车辆开门过程中的视频,识别并统计视频中出现的下车人数,根据上车人数、下车人数、开门前车内人数计算关门后车内人数;
所述到站提醒系统包括站点分析模块、最优化选择模块、扬声器模块,
站点分析模块是指将到到达下一站的时间划分为不同的采样周期,在同一采样周期获取当前车速,后一站点的车站客流信息,获取客流量统计模块统计的当前车内客流量,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员数量统计,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员在车内位置信息,根据以上数据生成提醒方案;
最优化选择模块是指将站点分析模块中相邻的两个采样周期内产生的数据进行匹配度计算,计算匹配度的公式为(1),若匹配值大于阈值,则说明两方案匹配度较高,则选择第一个采样周期的提醒方案作为最优提醒方案,若匹配值小于等于阈值,则选择第二个采样周期的方案作为最优提醒方案,标记最优提醒方案所对应的乘客;
其中,txi,txi-1分别为相邻的两个采样周期内产生的数据,zm为匹配度,k为即将到站人员在车内位置信息,Vx表示第一个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],Vy表示第二个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],l(*)表示使用卷积网络抽取后的特征,f(*)表示对两个数据进行序列化;
扬声器模块是指获取最优化选择模块的最优提醒方案,对即将到站的乘客进行到站提醒;
优选地,所述获取乘客的人脸图像数据包括通过信息端获取获取当前到站站点信息对应的乘客面部特征,获取乘客面部特征的公式为(2),
其中,x为图像,y是通用人脸模版,具体是指由256个点组成的三维点云,点云内的点包含眼鼻嘴和脸颊轮廓,fea是乘客面部特征,Vi表征图像特征置信度,取值范围[0,1],Vj表征人脸特征模板置信度,取值范围[0,1],ln(*)表示使用对比损失训练的孪生网络抽取后的特征,ft(*)表示从面像中提取人脸信息,x',y'表示归一化后的人脸图像;
优选地,所述通过信息采集端对站台区域内乘客到站信息进行采集是指乘客通过车站的触摸屏、话筒选择到站站点;
优选地,所述乘客通过车站的话筒选择到站站点是指通过语音识别的方式识别乘客的发音信息,并转换成文字与站点信息匹配;
具体来说,获取发音对应文字的公式为(3),
其中,o为乘客对应发音,p是标准汉语发音库,fa是发音对应的文字,Vm表示乘客对应发音特征的置信度,Vn表示标准汉语发音库特征的置信度,取值范围[0,1],ln(*)表示使用对比损失训练的孪生网络抽取后的特征,fo(*)表示对发音进行去噪处理,o',p'表示序列化后的发音;
优选地,所述对即将到站的乘客进行到站提醒包括通过车载终端的微型语音播放器提醒乘客,所述微型语音播放器整车厢均布,且以位置为中心,选择最近的一个进行语音播放;
本发明提供一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,无需乘客操作,提高乘客满意度。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统模块图。
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为本发明一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统模块图,如图1所示,本实施例的方法可以包括:
公交换乘管理子系统以及到站提醒系统,公交换乘管理子系统包括用于获取乘客的到站站点的车载终端模块101、获取乘客的人脸图像数据的数据关联模块102、利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪的位置跟踪模块103、获取车内的客流信息的客流量统计模块104。到站提醒系统包括站点分析模块201、最优化选择模块202、扬声器模块203,站点分析模块接收位置跟踪模块和客流量统计模块的信息,生成提醒方案发送到最优化选择模块,最优化选择模块用于确定最优提醒方案,并利用扬声器模块提醒乘客。
车载终端模块101是指获取乘客的到站站点,获取乘客的到站站点包括通过信息采集端对站台区域内乘客到站信息进行采集,生成到站站点信息;
具体而言,乘客通过车站的触摸屏、话筒选择到站站点,通过触摸屏点触的方式在信息采集段选择到站站点,或者使用话筒说明到站站点,信息采集端通过语音识别的方式识别乘客的发音信息,并转换成文字与站点信息匹配,其中,获取发音对应文字的公式为(1),
其中,o为乘客对应发音,p是标准汉语发音库,fa是发音对应的文字,Vm表示乘客对应发音特征的置信度,Vn表示标准汉语发音库特征的置信度,取值范围[0,1],ln(*)表示使用对比损失训练的孪生网络抽取后的特征,fo(*)表示对发音进行去噪处理,o',p'表示序列化后的发音;
数据关联模块102是指获取乘客的人脸图像数据,获取乘客的人脸图像数据包括通过信息端获取获取当前到站站点信息对应的乘客面部特征,建立到站站点信息与乘客面部特征的数据关联,并将关联后的信息发送到位置跟踪模块;
具体来说,所有人脸识别的数据,需要经过乘客同意才能采集。获取乘客面部特征的公式为(2),
其中,x为图像,y是通用人脸模版,具体是指由256个点组成的三维点云,点云内的点包含眼鼻嘴和脸颊轮廓,fea是乘客面部特征,Vi表征图像特征置信度,取值范围[0,1],Vj表征人脸特征模板置信度,取值范围[0,1],ln(*)表示使用对比损失训练的孪生网络抽取后的特征,ft(*)表示从面像中提取人脸信息,x',y'表示归一化后的人脸图像;
位置跟踪模块103是指利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪,利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪包括安装在车内的监控装置,统计即将到站的人数,跟踪即将到站人员在车内位置信息;
客流量统计模块104是指获取车内的客流信息,获取车内的客流信息包括采集开门过程乘客的支付信息,获取上车人数,通过安装在车门的监控装置,获取车辆开门过程中的视频,识别并统计视频中出现的下车人数,根据上车人数、下车人数、开门前车内人数计算关门后车内人数;
具体来说,统计下车人数的公式为(3):
t1为输入的下车图像,n表示图片被切分成的块数,n=15,为块t1的特征匹配函数,具体为使用欧氏距离计算特征的匹配程度,W为通用人脸模板,,具体是指由256个点组成的三维点云,点云内的点包含眼鼻嘴和脸颊轮廓的线性回归矩阵,ω表示权重,f表示使用卷积抽取图像特征,M表示前M个最大的特征值,c1为下车人数;
统计上车人数的公式为(4):
t2为输入的上车图像,n表示图片被切分成的块数,n=15,为块t2的特征匹配函数,具体为使用欧氏距离计算特征的匹配程度,W为通用人脸模板,具体是指由256个点组成的三维点云,点云内的点包含眼鼻嘴和脸颊轮廓的线性回归矩阵,ω表示权重,f表示使用卷积抽取图像特征,M表示前M个最大的特征值,c2为上车人数;
统计车内人数的公式为(5):
t3为输入的车内安装的摄像头获取的车内图像,n表示图片被切分成的块数,n=15,为块t3的特征匹配函数,具体为使用欧氏距离计算特征的匹配程度,W为通用人脸模板具体是指由256个点组成的三维点云,点云内的点包含眼鼻嘴和脸颊轮廓的线性回归矩阵,ω表示权重,f表示使用卷积抽取图像特征,M表示前M个最大的特征值,c3为车内人数;
站点分析模块201是指将到到达下一站的时间划分为不同的采样周期,在同一采样周期获取当前车速,后一站点的车站客流信息,获取客流量统计模块统计的当前车内客流量,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员数量统计,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员在车内位置信息,根据以上数据生成提醒方案;
具体来说,其提醒方案的生成公式为(6):
其中,TX为提醒方案,y为后一站点的车站客流信息,x为公交车之间的车间距,s为车速,h为当前车内客流量,k为即将到站人员在车内位置信息,I表示第i个站点,1≦i≦n,fun表示使用交叉熵损失训练的残差网络,fn(*)表示使用残差网络抽取后的特征,fm(*)表示使用卷积网络抽取后的特征;
最优化选择模块202是指将站点分析模块中相邻的两个采样周期内产生的数据进行匹配度计算,创建最优提醒方案;
具体来说,计算匹配度的公式为(7),若匹配值大于阈值,则说明两方案匹配度较高,则选择第一个采样周期的提醒方案作为最优提醒方案,若匹配值小于等于阈值,则选择第二个采样周期的方案作为最优提醒方案,标记最优提醒方案所对应的乘客
其中,txi,txi-1分别为相邻的两个采样周期内产生的数据,zm为匹配度,k为即将到站人员在车内位置信息,Vx表示第一个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],Vy表示第二个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],l(*)表示使用卷积网络抽取后的特征,f(*)表示对两个数据进行序列化;
扬声器模块203是指获取最优化选择模块的最优提醒方案,对即将到站的乘客进行到站提醒;
具体来说,通过车载终端的微型语音播放器提醒乘客,所述微型语音播放器整车厢均布,且以位置为中心,选择最近的一个进行语音播放;
本发明提供一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,无需乘客操作,提高乘客满意度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,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各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,包括公交换乘管理子系统以及到站提醒系统,所述公交换乘管理子系统包括车载终端模块、数据关联模块、位置跟踪模块、客流量统计模块,
车载终端模块是指获取乘客的到站站点,获取乘客的到站站点包括通过信息采集端对站台区域内乘客到站信息进行采集,生成到站站点信息;
数据关联模块是指获取乘客的人脸图像数据,获取乘客的人脸图像数据包括通过信息端获取当前到站站点信息对应的乘客面部特征,建立到站站点信息与乘客面部特征的数据关联,并将关联后的信息发送到位置跟踪模块;
位置跟踪模块是指利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪,利用人脸识别方法对乘客进行位置跟踪包括安装在车内的监控装置,接收数据关联模块发送的建立到站站点信息与乘客面部特征的数据关联,统计即将到站的人数,跟踪即将到站人员在车内位置信息;
客流量统计模块是指获取车内的客流信息,获取车内的客流信息包括采集开门过程乘客的支付信息,获取上车人数,通过安装在车门的监控装置,获取车辆开门过程中的视频,识别并统计视频中出现的下车人数,根据上车人数、下车人数、开门前车内人数计算关门后车内人数;
所述到站提醒系统包括站点分析模块、最优化选择模块、扬声器模块,
站点分析模块是指将到达下一站的时间划分为不同的采样周期,在同一采样周期获取当前车速,后一站点的车站客流信息,获取客流量统计模块统计的当前车内客流量,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员数量统计,获取位置跟踪模块传入的即将到站人员在车内位置信息,根据以上数据生成提醒方案;
最优化选择模块是指将站点分析模块中相邻的两个采样周期内产生的数据进行匹配度计算,计算匹配度的公式为(1),若匹配值大于阈值,则说明两方案匹配度较高,则选择第一个采样周期的提醒方案作为最优提醒方案,若匹配值小于等于阈值,则选择第二个采样周期的方案作为最优提醒方案,标记最优提醒方案所对应的乘客;
其中,txi,txi-1分别为相邻的两个采样周期内产生的数据,zm为匹配度,k为即将到站人员在车内位置信息,Vx表示第一个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],Vy表示第二个周期的数据特征的置信度,取值范围[0,1],l(*)表示使用卷积网络抽取后的特征,f(*)表示对两个数据进行序列化;
扬声器模块是指获取最优化选择模块的最优提醒方案,对即将到站的乘客进行到站提醒。
3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,所述通过信息采集端对站台区域内乘客到站信息进行采集是指乘客通过车站的触摸屏、话筒选择到站站点。
4.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,所述乘客通过车站的话筒选择到站站点是指通过语音识别的方式识别乘客的发音信息,并转换成文字与站点信息匹配。
6.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公交换乘提醒系统,其特征在于,所述对即将到站的乘客进行到站提醒包括通过车载终端的微型语音播放器提醒乘客,所述微型语音播放器整车厢均布,且以位置为中心,选择最近的一个进行语音播放。
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