[發明專利]一種基于測距原理的實時人數統計方法與系統

無效

• 申請號: 201210390592.3
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102930618A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 魏平;柯鈞;魏力中
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于傳感器和流量監測技術領域，涉及一種基于測距原理的人數統計的方法及系統。

背景技術

隨著社會的發展，自動化技術的提高，在大型商場、超市、旅游景點等場所準確地監控人流量，對于有效分配使用空間資源，合理制定租金、門票水平，評估促銷策略的潛在回報，有效分配物業管理與維護人員等方面都具有重要作用。另一方面，實時的人流監控技術對于進行車站、地鐵、公車、學校、公園、慶祝活動場地等公共區域內的擁堵程度控制、人身安全監控、以及如通風空調系統實時風量調控、實現節能減排等都有重要的意義。

早期的人流量統計技術通常包括人工計數或者通過統計門票、車票方式完成計數。這種方法雖然簡單，但是人工消耗大，并且不適用于寬闊的開放通道。為了實現自動檢測統計人流量，人們采用了壓力感應器以及光電信號遮斷等檢測手段。例如，陜西省西安市張高軍申請的專利“人流量檢測裝置”（申請號200920307093.7）等，此類方法設備簡單，但在多人同時通過的情況下存在難以判別的問題。

近些年來，隨著CCD攝像機的普及和計算機視覺研究的進步，人們開始使用圖像處理算法對攝像機采集圖像進行分析來實現更為精準的人流統計（如圖1所示），具體方法如浙江捷尚視覺科技有限公司尚凌暉等人申請的專利“基于深度信息聚類的復雜場景人數統計算法”（申請號201110356312.2）、南京市潘海朗申請的專利“采用變形二維曲線的人流量檢測方法及系統”（申請號201110033703.0）以及北京中星微電子有限公司黃英申請的專利“基于視頻監控的人數統計方法和系統”（申請號200910076256.X）。在這些專利中，深度圖被用于判別人數，或者通過提取、擬合并跟蹤人頭像完成人流統計。這一類方法不僅算法復雜，而且當圖像的灰度對比度較差時，人數統計的精準度會大大下降。此外，由于受到攝像機安裝高度的限制，在人流比較密集時，圖像中人流互相遮擋現象嚴重，人數統計精度也隨之下降。

為了進一步提高人數統計的精準度，近年來，測距方法開始應用于人流量統計，如北京市楊克虎申請的專利“基于測距傳感器的客流量統計裝置”（申請號201020281485.3）以及北京市競業達數碼科技有限公司錢瑞申請的專利“基于激光測距的客流統計方法和裝置”（申請號201110412776.0）（如圖2所示）。前者將多個超聲測距傳感器在人行通道上方一字排開，相鄰傳感器間距根據成人平均肩寬設定，系統通過檢測發射信號到達時間確定目標高度，從而檢測通行者的存在進行人數統計；后者采用測量激光發射和接收的時間差的方法來測量目標高度，然后在人行通道橫斷方向上進行光束掃描，完成整個通道的測量。這兩種方法的算法簡單，但仍未解決通行者互相遮擋的問題，人數統計精度仍然不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于測距原理的實時人流量統計方法和系統，能夠有效解決在行人之間互相遮擋的情況下的人流統計問題，可具體檢測出人員流動方向以及該方向的人員流動量，且具有較高的準確率。

本發明所述方法采用的技術方案如下：

一種基于測距原理的實時人流量統計方法。

首先，使用線結構光源對目標進行照射，通過圖像傳感器對垂直向下窄視場內的目標進行圖像采集。采集所得圖像經過去除背景處理后，使用三角測距方法提取出目標高度曲線，并從中提取出人頭肩部高度曲線，從而實現高精準度的人數統計。

其次，采用垂直向下視場一字排開多個攝像機的圖像傳感器列陣，從而解決通行者之間前后及左右遮擋問題。

再次，通過精確控制各圖像傳感器的分時曝光時序，從而解決多個攝像機視角交叉造成的人數誤判現象。

最后，為準確測出人流的出入方向，在人流行進方向上設置前后兩個線結構光源，兩條線結構光源在圖像傳感器中各產生一條高度曲線。當行人從一個方向進入圖像傳感器視角，其中一條線結構光產生的高度曲線將隨行人的頭肩部高度發生彎曲，而另一條高度曲線保持不變。下一時刻，行人占據了圖像傳感器的大部分視場，這時兩條結構光產生的高度曲線都發生彎曲。之后，當行人即將離開圖像傳感器視場時，第二條高度曲線依然存在彎曲，而第一條高度曲線恢復原狀。最后，當行人離開圖像傳感器視場，兩條高度曲線都恢復為初始狀態。通過判定這兩條高度曲線的相關性，即可在檢測通行者存在的同時獲得其行進方向。

一種基于上述方法的人流量統計系統，包括數據采集與傳輸模塊、控制模塊和數據處理模塊。

所述數據采集與傳輸模塊，使用線結構光源對圖像傳感器視場范圍內區域進行照明，使用圖像傳感器對反射信號進行圖像采集，并將采集圖像傳輸至數據處理模塊；