專利名稱：長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公共交通安全監(jiān)測及圖像處理4支術(shù)領(lǐng)i或，特別涉及一種長途客 運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，超載的車輛容易發(fā)生事故，特別是長途客運車輛， 一旦發(fā)生事 故，極易誘發(fā)群死群傷特大惡性事故，給國家、群眾帶來重大的損失和傷害。 雖然國家出臺了 一系列的政策法規(guī)來制止客車超載，各地政府也制定了相關(guān)的 制度來對客車超載進(jìn)行管理，這在一定程度上減少了客車的超載現(xiàn)象，但超載 現(xiàn)象還是屢禁不止。因此，在采取行政監(jiān)督管理的同時，通過科學(xué)技術(shù)手段來 消除客車超載的現(xiàn)象也有著極其重要的意義和實用性。
目前，對客車的超載檢測主要是通過一定的傳感元件來感應(yīng)經(jīng)過車門時人 體的信號，并通過單片機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，判斷客車是否超載。常 用的傳感元件主要有壓力傳感器、人體紅外傳感器、紅外光電開關(guān)等。 如公開號為CN1877644A的中國發(fā)明專利公開說明書，公開了一種長途客 運汽車超載監(jiān)測系統(tǒng)，包括探測器、與探測器連接的單片機(jī)系統(tǒng)和與單片機(jī)系 統(tǒng)連接的報警和記錄裝置，該探測器包括設(shè)置于車門三級階梯表面下的壓力傳 感器和依次安裝于各級階梯上方的若干組紅外探測器，通過對上車及下車人員 進(jìn)行感應(yīng)、計數(shù)，統(tǒng)計車內(nèi)人數(shù)，以判斷是否超載，采用壓力傳感器檢測人體
體跨過傳感器上下車時也會漏計人數(shù)，當(dāng)重物放置傳感器上會誤判為人等，因 此該法不是一種很有效可行的方法。如果采用紅外傳感器或者是紅外傳感器陣 列，也存在幾個問題，當(dāng)使用單獨的人體紅外傳感器時，不能判斷上下車的方向也不能確定人體在車門停留的時間，當(dāng)多個乘客同時上下車時，因為乘客之
間互相遮擋會漏計乘客人數(shù)；當(dāng)使用人體紅外傳感器陣列時，也不能確定人體 在車門停留的時間，當(dāng)多個乘客同時上下車時也會誤計乘客人數(shù)；這是由傳感 器本身的特性決定的。
而公開號為CN1667374A的中國發(fā)明專利公開說明書，公開了一種汽車超 載自動識別系統(tǒng)，該通過圖像識別子系統(tǒng)實現(xiàn)對被測汽車類型和規(guī)格的辨別， 通過事先建立的數(shù)學(xué)模型計算根據(jù)前后輪壓力信號獲得整車荷載量和單位車身 長度荷載量，再根據(jù)獲得的汽車類型、規(guī)格信息進(jìn)行綜合判斷被測汽車是否超 載，該系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜，此外，根據(jù)重量進(jìn)行超載識別，不適合用于公共客運車 輛的人員超載。
目前也有采用視頻監(jiān)控的超載監(jiān)控系統(tǒng)，如公開號為CN 2754929A的中國 發(fā)明專利公開說明書，通過攝像頭拍攝客座圖像存儲并傳送到監(jiān)控中心,防止超 載運輸,并且通過移動通信GPRS或CDMA傳送圖像信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不能 對超載判斷進(jìn)行本地處理，數(shù)據(jù)傳輸量大，在目前的移動通信環(huán)境下難以應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種長途客運車輛人員超載 監(jiān)控系統(tǒng)，能在本地實時判斷超載，數(shù)據(jù)傳輸量小。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，包括
圖像采集裝置，安裝于車廂前端頂部正對過道，用于獲取車廂內(nèi)包含過道 全景的圖像；
數(shù)據(jù)處理裝置，接收圖像采集裝置獲取的圖像信號，對圖像進(jìn)行處理分析， 通過判斷過道是否有人來判斷車輛是否疑似超載；以及
傳輸模塊，當(dāng)判斷結(jié)果為超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心。 進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括
模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元，接收圖像采集裝置獲取的模擬圖像信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
中央處理單元，接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，進(jìn)行分析處理；以及 存儲單元；
進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括先入先出緩存模塊，用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換緩存。
進(jìn)一步，所述中央處理單元接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號后，對圖像進(jìn)行預(yù) 處理，根據(jù)膚色和發(fā)色在YCbCr空間的分布進(jìn)行膚色分割和發(fā)色分割，得到二 值化圖像，對二值化圖像進(jìn)行連通域標(biāo)識和統(tǒng)計，以判斷過道中是否有人，并 進(jìn)一步判斷車輛是否疑似超載。
本發(fā)明還提供一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控方法，包括如下步驟
1) 圖像采集裝置采集車廂內(nèi)包含過道全景的圖像；
2) 數(shù)據(jù)處理裝置對圖像進(jìn)行處理、分析，判斷過道是否有人，并進(jìn)一步判 斷車輛是否疑似超載；
3) 當(dāng)判斷結(jié)果為疑似超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心，若沒有發(fā) 生超載，則返回步驟1)。
進(jìn)一步，所述步驟2)具體包括如下步驟
21) 將攝像裝置采集的圖片^^莫擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入中央處理單元 進(jìn)行分析處理；
22) 對圖像進(jìn)行預(yù)處理和分割，獲得二值化圖像；
23) 劃分、標(biāo)識客車過道部分的梯形區(qū)域，并對該區(qū)域內(nèi)的連通域進(jìn)行標(biāo) 記，根據(jù)客車過道部分的梯形區(qū)域距離攝像頭的遠(yuǎn)近及連通域的大小、像素數(shù) 量清除客車過道梯形區(qū)域的偽目標(biāo)，并統(tǒng)計該區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的數(shù)量；
24) 根據(jù)目標(biāo)的數(shù)量判斷該客車過道梯形區(qū)域是否有乘客，若目標(biāo)的數(shù)量 不為零就判斷為該客車可能超載，反之則沒有發(fā)生超載。
進(jìn)一步，所述步驟22)具體包括如下步驟 221)調(diào)整圖像白平衡，以消除環(huán)境光線影響；
6222 )將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間；
223 )在YCbCr空間，根據(jù)膚色和發(fā)色在YCbCr空間的分布對圖像進(jìn)行膚 色分割和發(fā)色分割，得到二值化圖像；
224)對二值化后的圖片進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。
本發(fā)明的公共客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，通過圖像識別技術(shù) 判斷車輛通道是否有人，并以此作為判斷是否超栽的依據(jù)，可有效地解決傳感 元件對上下車乘客個體識別精度不高的問題，同時，只傳送判定超載的圖片到 監(jiān)控中心，可大大降低數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)約運行成本。
本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行 闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是 顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點 可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和 獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
圖1示出了公共客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2示出了公共客運車輛人員超載監(jiān)控方法流程示意圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
參見圖1，本實施例的公共客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，包括
攝像裝置l,本實施例選用CCD攝像頭，安裝于車廂前端頂部正對過道， 用于獲取車廂的圖像，所獲取的圖像應(yīng)包含過道全景；但并不限于使用CCD攝 像頭，亦可選用CMOS攝像頭或其它攝像裝置；數(shù)據(jù)處理裝置，本實施例選用基于ARM的處理裝置，接收攝像裝置獲取 的圖像信號，對圖像進(jìn)行處理分析，通過判斷過道是否有人來判斷車輛是否超 載；亦可選用基于單片機(jī)、微處理器的數(shù)據(jù)處理裝置，本實施例的數(shù)據(jù)處理裝 置包括才莫/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元和存儲單元，所述4莫/凄t轉(zhuǎn)換單元包括選用 飛利浦公司的SAA7111芯片21和FIFO先入先出緩存模塊22，用于接收攝像 裝置獲取的模擬圖像信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，其中FIFO先入先出緩存模 塊22作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換緩存，防止采集數(shù)據(jù)來不及傳輸而造成的丟點現(xiàn)象；中央處 理單元選用三星公司的ARM-S3C4510芯片23，中央處理單元接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換后 的數(shù)字信號后，對圖像進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)膚色和發(fā)色在YCbCr空間的分布進(jìn)行 膚色分割和發(fā)色分割，得到二值化圖像，對二值化圖像進(jìn)行連通域標(biāo)識和統(tǒng)計， 以判斷過道中是否有人，并進(jìn)一步判斷車輛是否疑似超載。存儲單元包括 FLASH閃速存儲器24和SDRAM同步動態(tài)隨才幾存儲器25;
傳輸模塊，本實施例選用GPRS模塊3，當(dāng)判斷結(jié)果為疑似超載時，將當(dāng) 前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心，亦可選用CDMA、 TD-SCDMA等無線通信模塊；
選用12V的車載電源對本系統(tǒng)進(jìn)行供電。
參見圖2，本實施例的公共客運車輛人員超載監(jiān)控方法，包括如下步驟
1) 圖像采集裝置采集車廂內(nèi)圖片；
2) 數(shù)據(jù)處理裝置對圖像進(jìn)行處理、分析，判斷過道是否有人，并進(jìn)一步判 斷車輛是否疑似超載；具體包括如下步驟
21) 將攝像裝置采集的圖像模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入中央處理單元 進(jìn)行分析處理；
22) 對圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲得二值化圖像；具體包括如下步驟 221)調(diào)整圖片白平衡，以消除環(huán)境光線影響；
222 )將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間；
223 )在YCbCr空間，根據(jù)膚色和發(fā)色在YCbCr空間的分布對圖像進(jìn) 行膚色分割和發(fā)色分割，得到二值化圖像；224)對二值化后的圖像進(jìn)行膨脹、腐蝕形態(tài)學(xué)處理，以填充前景區(qū)域 中的空洞，同時去除面積較小的孤立區(qū)域；
23) 劃分、標(biāo)識客車過道部分在圖像中的梯形區(qū)域，并對該區(qū)域內(nèi)的連通 域進(jìn)行標(biāo)記，每個連通域可對應(yīng)一個目標(biāo)，根據(jù)客車過道部分的梯形區(qū)域距離 攝像頭的遠(yuǎn)近及連通域的大小、像素數(shù)量清除客車過道梯形區(qū)域內(nèi)的偽目標(biāo)， 并統(tǒng)計該區(qū)域內(nèi)目標(biāo)(即可認(rèn)定為乘客的連通域)的數(shù)量；
24) 根據(jù)目標(biāo)的數(shù)量判斷該客車過道梯形區(qū)域是否有乘客，若目標(biāo)的數(shù)量 不為零就判斷為該客車疑似超載，反之則未超載；(根據(jù)《中華人民共和國道路 交通安全法》第49條，機(jī)動車載人不得超過核定的人數(shù)，而長途客運車輛的核 定人數(shù)為核定座位數(shù)，即一人一座，過道不允許有乘客。)
3)當(dāng)判斷結(jié)果為疑似超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心，若判斷結(jié) 果為未超載，則返回步驟l),如此循環(huán)操作，直到長途客車到達(dá)終點站。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)
想和方案范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
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權(quán)利要求
1.一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括圖像采集裝置，安裝于車廂前端頂部正對過道，用于獲取車廂內(nèi)包含過道全景的圖像；數(shù)據(jù)處理裝置，接收圖像采集裝置獲取的圖像信號，對圖像進(jìn)行處理分析，通過判斷過道是否有人來判斷車輛是否疑似超載；以及傳輸模塊，當(dāng)判斷結(jié)果為超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 數(shù)據(jù)處理裝置包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元，接收圖像采集裝置獲取的模擬圖像信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號；中央處理單元，接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，進(jìn)行分析處理；以及 存儲單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括先入先出緩存模塊，用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換緩存。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述中央處理單元接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號后，對圖像進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)膚 色和發(fā)色在YCbCr空間的分布進(jìn)行膚色分割和發(fā)色分割，得到二值化圖像，對 二值化圖像進(jìn)行連通域標(biāo)識和統(tǒng)計，以判斷過道中是否有人，并進(jìn)一步判斷車 輛是否疑似超載。
5. —種長途客運車輛人員超載監(jiān)控方法，其特征在于包括如下步驟1) 圖像采集裝置采集車廂內(nèi)包含過道全景的圖像；2) 數(shù)據(jù)處理裝置對圖像進(jìn)行處理、分析，判斷過道是否有人，并進(jìn)一步判 斷車輛是否疑似超載；3)當(dāng)判斷結(jié)果為疑似超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心，若判斷結(jié) 果為未超載，則返回步驟l)。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控方法，其特征在于 所述步驟2)具體包括如下步驟21) 將攝像裝置采集的圖像模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入中央處理單元 進(jìn)行分析處理；22) 對圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲得二值化圖像；23) 劃分、標(biāo)識客車過道部分的梯形區(qū)域，并對該區(qū)域內(nèi)的連通域進(jìn)行標(biāo) 記，根據(jù)客車過道部分的梯形區(qū)域距離攝像頭的遠(yuǎn)近及連通域的大小、像素數(shù) 量清除客車過道梯形區(qū)域的偽目標(biāo)，并統(tǒng)計該區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的^:量；24) 根據(jù)目標(biāo)的數(shù)量判斷該客車過道梯形區(qū)域是否有乘客，若目標(biāo)的數(shù)量 不為零就判斷為該客車疑似超載，反之則未超載。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控方法，其特征在于 所述步驟22)具體包括如下步驟221)調(diào)整圖片白平衡，以消除環(huán)境光線影響；222)將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間；223)在YCbCr空間，才艮據(jù)膚色和發(fā)色在YCbCr空間的分布對圖像進(jìn)行膚 色分割和發(fā)色分割，得到二值化圖像；224)對二值化后的圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。
全文摘要
本發(fā)明提供長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，能在本地實時判斷超載，數(shù)據(jù)傳輸量小，適合對長途客運車輛的實時超載監(jiān)控；所述長途客運車輛人員超載監(jiān)控系統(tǒng)，包括圖像采集裝置，安裝于車廂前端頂部正對過道，用于獲取車廂內(nèi)包含過道全景的圖像；數(shù)據(jù)處理裝置，接收攝像裝置獲取的圖像信號，對圖像進(jìn)行處理分析，通過判斷過道是否有人來判斷車輛是否疑似超載；以及傳輸模塊，當(dāng)判斷結(jié)果為疑似超載時，將當(dāng)前圖像無線傳輸至監(jiān)控中心；此外，本發(fā)明還提供了一種長途客運車輛人員超載監(jiān)控方法。
文檔編號G06T7/00GK101610400SQ200910104308
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者劉衛(wèi)寧, 亮 唐, 孫棣華, 偉 宋, 廖孝勇, 樊萬梅, 敏 趙 申請人:重慶大學(xué)