專利名稱：出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)，具體指一種基于鞋印采集識別的出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和裝置，屬于出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在許多開放場景存在人數(shù)統(tǒng)計(jì)的需要。開場場景的出入口具有的特點(diǎn)是:通過人員沒有身份標(biāo)識(例如:身份證、門票等)；通過人員的數(shù)量比較大，可能存在擁擠的情況；出入口沒有分開，同一個口同時存在進(jìn)入、離開的人員，例如:商場、學(xué)校、不收費(fèi)公園的出入口即為這類開放場景出入口。當(dāng)前用于出入口人數(shù)計(jì)數(shù)的解決方法主要有如下三種:基于CCD圖像采集的人數(shù)計(jì)數(shù)、基于紅外線的人數(shù)計(jì)數(shù)和基于壓力傳感器的人數(shù)計(jì)數(shù)?；贑CD圖像采集的人數(shù)計(jì)數(shù)方法通過CCD攝像機(jī)采集待計(jì)數(shù)人群的數(shù)圖，然后使用模式識別技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖像中的人數(shù)，例如專利“一種車內(nèi)人數(shù)計(jì)數(shù)方法和系統(tǒng)(專利號:200810241953.1)”、“出入口人數(shù)計(jì)數(shù)儀(專利號:200510025186.7)”，此種方法的缺點(diǎn)有:無法完全解決遮擋問題，難以解決多幅圖像中同一人像的標(biāo)識問題，對光照變化非常敏感，穩(wěn)定較差?；诩t外線的人數(shù)計(jì)數(shù)方法使用紅光照射識別計(jì)數(shù)的人群，根據(jù)紅外線的反射計(jì)算人員的數(shù)量，例如:“一種自動人數(shù)計(jì)數(shù)器(專利號:201020534026.1)”、“人數(shù)計(jì)數(shù)器(專利號:200420076313.7)”、“基于熱釋紅外傳感器的人數(shù)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)裝置(專利號:201120083814.8)”，此種方法的缺點(diǎn)有:由于紅外線直線傳播的特性，對于重疊遮擋的人群無法準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，雖然專利“基于熱釋紅外傳感器的人數(shù)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)裝置(專利號:201120083814.8)” “利用透鏡將一個平面上的人體發(fā)送的紅外線經(jīng)過透鏡成像于一條直線上，利用多個熱釋紅外傳感器組成的探測器，看在探測器上形成幾個光斑，即表示有幾個生物體同時通過此平面”，部分的解決了遮擋問題，但在人群擁擠時仍然無法準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。專利“圖書館人數(shù)計(jì)數(shù)器(專 利號:201220001432.0)”采用重力傳感裝置檢測人員通過，并設(shè)置兩個重力傳感裝置，根據(jù)觸碰的先后順序檢測人員的出入方向，此專利的問題有:只能單人通過出入口，如果多人并行通過則無法計(jì)數(shù)，這種方法無法應(yīng)用到商場、車站等一些開放場景的人數(shù)計(jì)數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種適用于開放場景中出入口人數(shù)計(jì)數(shù)的方法和裝置，本發(fā)明能解決出入人群相互遮擋、同一人員識別的問題，且能同時統(tǒng)計(jì)出入人員的數(shù)量，對環(huán)境適應(yīng)性好。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)手段是這樣實(shí)現(xiàn)的:
出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，其步驟為:
O首先在出入口設(shè)置鞋印采集板，以使人群通過出入口時必然要踩在鞋印采集板上，該鞋印采集板能夠記錄下人踩在上面留下的鞋印并能識別鞋印的方向；
2)當(dāng)有人通過出入口時，鞋印采集板上即留下該人的鞋??；將該鞋印與預(yù)先設(shè)定的時間窗口內(nèi)的與該鞋印方向相同的鞋印進(jìn)行比較，如果該時間窗口內(nèi)沒有該鞋印，則為一次有效計(jì)數(shù)，對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，同時將該鞋印保存下來并進(jìn)入第3)步；否則對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)不變；
3)將該鞋印與人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中保存的鞋印進(jìn)行比較，如果人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中沒有該鞋印，則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)加I ;否則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)不變。進(jìn)一步地，所述第2)步和第3)步鞋印比較方法為，將鞋印按長度、寬度、外輪廓和紋理分為四個比較要素，只有當(dāng)兩鞋印四個要素相似度分別達(dá)到設(shè)定程度時，才認(rèn)為是同一個鞋印，否則為不同的鞋印。所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米，人踩在鞋印采集板上時，會使部分薄膜開關(guān)閉合，所有閉合的薄膜開關(guān)對應(yīng)的坐標(biāo)即構(gòu)成該次踩踏形成的鞋?。划?dāng)單次踩踏薄膜開關(guān)閉合的數(shù)量小于指定閾值時，則為無效踩踏，該鞋印不進(jìn)行后續(xù)比較。出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)裝置，它包括鞋印采集板、信號采集與處理單元和分析統(tǒng)計(jì)單元，所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，薄膜開關(guān)在受壓下可閉合，信號采集與處理單元由輪詢掃描電路、單片機(jī)和輸出接口三部分構(gòu)成，所有薄膜開關(guān)的輸出接輪詢掃描電路，輪詢掃描電路、單片機(jī)、輸出接口和分析統(tǒng)計(jì)單元順序連接；輪詢掃描電路依次掃描鞋印采集板上的薄膜開關(guān)的閉合狀態(tài)并傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)記錄下閉合薄膜開關(guān)的坐標(biāo)，待鞋印采集板上所有薄膜開關(guān)掃描完成后，組成一個完整的數(shù)據(jù)包通過輸出接口傳送給分析統(tǒng)計(jì)單元。所述相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米。本發(fā)明通過采集鞋印統(tǒng)計(jì)人員數(shù)量，能夠適用于統(tǒng)計(jì)開放出入口通過的人員數(shù)量。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明能統(tǒng)計(jì)人員并排、擁擠情況下的人數(shù)，能有效的解決遮擋的問題。2、本發(fā)明解決了同一人員標(biāo)識的問題。人員通過鞋印采集板留下多個連續(xù)的鞋印來識別同一個人，鞋印的圖像質(zhì)量較高，能較為準(zhǔn)確地識別是否為同一個人，能較好的避免重復(fù)計(jì)數(shù)或漏計(jì)。3、本發(fā)明解決了出入方向識別的問題。在開放的出入口，雖然出、入人員都存在，但本發(fā)明同一套設(shè)備通過鞋印的前后方向即能容易的識別人員的出入方向，因此能同時統(tǒng)計(jì)出入人員的數(shù)量。4、本發(fā)明對環(huán)境有較好的適應(yīng)性。采集板使用基于壓力的開關(guān)傳感器，對光照、溫度、人員重量不敏感，因此能有效克服光照、溫度、人員重量對計(jì)數(shù)的影響，可較好的適應(yīng)各種環(huán)境，有較高的魯棒性，能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)人員的數(shù)量。


圖1一本發(fā)明系統(tǒng)方框示意 圖。圖2—鞋印采集板電路原理圖。
圖3—本發(fā)明薄膜開關(guān)陣列單元電路原理示意圖。圖4一本發(fā)明鞋印采集板留下鞋印示意圖。圖5—本發(fā)明整體工作流程圖。圖6—本發(fā)明分析統(tǒng)計(jì)單元工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的目的為了統(tǒng)計(jì)出入口的人員通過流量，通過采集通過人員的鞋印，然后把鞋印與系統(tǒng)中已經(jīng)通過人員的鞋印進(jìn)行比較，以識別新進(jìn)入的人員，通過對新進(jìn)入的人員進(jìn)行計(jì)數(shù)，以達(dá)到統(tǒng)計(jì)人員流量的目的。本發(fā)明特別適用于開放場景中出入口人數(shù)計(jì)數(shù)問題，例如統(tǒng)計(jì)地鐵站出入口或商場門口人員的通過數(shù)量。本發(fā)明出入口人 數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，其步驟為:
O首先在出入口設(shè)置鞋印采集板，以使人群通過出入口時必然要踩在鞋印采集板上，該鞋印采集板能夠記錄下人踩在上面留下的鞋印并能識別鞋印的方向；
2)當(dāng)有人通過出入口時，鞋印采集板上即留下該人的鞋??；將該鞋印與預(yù)先設(shè)定的時間窗口內(nèi)的與該鞋印方向相同的鞋印進(jìn)行比較，如果該時間窗口內(nèi)沒有該鞋印，則為一次有效計(jì)數(shù)，對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，同時將該鞋印保存下來并進(jìn)入第3)步；否則對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)不變；比較的時候，除了將鞋印與預(yù)先設(shè)定的時間窗口內(nèi)的與該鞋印方向相同的鞋印進(jìn)行比較，還需要比較該鞋印的鏡像鞋印，如果該鞋印為左腳的，那么鏡像鞋印即為右腳的，這樣就可以把同一個人左右腳鞋印歸為同一個鞋印處理，避免計(jì)兩次數(shù)?；蛘咭部梢詫ψ笥夷_鞋印分別比較計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的一半即為實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果。3)將該鞋印與人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中保存的鞋印進(jìn)行比較，如果人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中沒有該鞋印，則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)加I ;否則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)不變。第2)步和第3)步鞋印比較方法為，將鞋印按長度、寬度、外輪廓和紋理分為四個比較要素，只有當(dāng)兩鞋印四個要素相似度分別達(dá)到設(shè)定程度(值)時，才認(rèn)為是同一個鞋印，否則為不同的鞋印。所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米，人踩在鞋印采集板上時，會使部分薄膜開關(guān)閉合，所有閉合的薄膜開關(guān)對應(yīng)的坐標(biāo)即構(gòu)成該次踩踏形成的鞋?。划?dāng)單次踩踏薄膜開關(guān)閉合的數(shù)量小于指定閾值時，則為無效踩踏，該鞋印不進(jìn)行后續(xù)比較。通常閾值按最小鞋印覆蓋的開關(guān)閉合的數(shù)量來確定，這樣可以避免開關(guān)損壞產(chǎn)生不必要的數(shù)據(jù)傳遞。出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)裝置，參見圖1，它包括鞋印采集板、信號采集與處理單元和分析統(tǒng)計(jì)單元，所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，薄膜開關(guān)在受壓下可閉合，相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米。信號采集與處理單元由輪詢掃描電路、單片機(jī)和輸出接口三部分構(gòu)成，所有薄膜開關(guān)的輸出接輪詢掃描電路，輪詢掃描電路、單片機(jī)、輸出接口和分析統(tǒng)計(jì)單元順序連接。輪詢掃描電路逐行逐列依次掃描鞋印采集板上的薄膜開關(guān)的閉合狀態(tài)并傳輸給單片機(jī)，一次掃描時間(指掃描一輪的時間)不大于16毫秒，由單片機(jī)記錄下閉合薄膜開關(guān)的坐標(biāo)，掃描完鞋印采集板上的所有開關(guān)后，單片機(jī)把一次掃描的結(jié)果組合成一個數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)入分析統(tǒng)計(jì)單元，由分析統(tǒng)計(jì)單元分析開關(guān)閉合數(shù)據(jù)、累計(jì)計(jì)數(shù)不同鞋印的數(shù)量，這個數(shù)量就是通過的人數(shù)。本發(fā)明整體工作流程見圖6。為了保證鞋印圖像的分辨率，以達(dá)到鞋印可識別的目的，相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩個毫米，鞋印采集板的長度不能小于通過人員可能的最大步長的3倍，建議不少于3米，這樣某人通過時至少要在上面留下三個鞋印，即使其中個別鞋印不能有效識別，也能保證至少有一個能被識別，從而達(dá)到準(zhǔn)確識別目的。鞋印采集板的寬度不小于通過人員可能的最大步寬。鞋印采集由多個薄膜開關(guān)陣列單元組成，圖2展示了由6個薄膜開關(guān)陣列單元所構(gòu)成的鞋印采集板開頭狀態(tài)掃描電路(即輪詢掃描電路)，開頭狀態(tài)掃描電路在MCU的控制下依次掃描每個薄膜開關(guān)陣列單元。本發(fā)明的薄膜開關(guān)陣列單元見圖3，薄膜開關(guān)由行連接線、列連接線組成二維開關(guān)陣列，每一個薄膜開關(guān)分別分別連接一根行連接線和一個根列連接線，ZLG7289芯片的功能是讀出每個薄膜開關(guān)的閉合狀態(tài)。腳印采集流程如圖5所示。圖4為鞋印采集板留下鞋印示意圖，圖中箭頭所指為薄膜開關(guān)。分析統(tǒng)計(jì)單元工作流程見圖6，分析統(tǒng)計(jì)單元負(fù)責(zé)處理信號采集與處理單元傳入的薄膜開關(guān)閉合數(shù)據(jù)，分割出單個鞋印，接著提取完整的鞋印(濾掉不完整的鞋印)。提取完整的鞋印時要考慮開關(guān)按下的時候特性，如果兩個獨(dú)立的鞋印區(qū)域相距較近(在預(yù)先設(shè)定的最大鞋印可能的長度之內(nèi))，并且區(qū)域的形成時間比較接近，則可認(rèn)為兩個獨(dú)立區(qū)域?qū)儆谕粋€鞋印。因?yàn)槟壳霸S多鞋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其留下的鞋印后跟與前腳掌是分開獨(dú)立的兩部分(特別是高跟鞋該特征非常明顯)，但本身又屬于同一個鞋印，通過該方法可以將這些鞋印提取出來，而不會認(rèn)為是無效的或不完整的鞋印。然后提取每個鞋印的特征，鞋印特征包括:鞋印長度、鞋印寬度、外輪廓、紋理等，然后與指定時間窗口內(nèi)的鞋印進(jìn)行比較，如果鞋印是新出現(xiàn)的鞋印，則人流統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，否則人流統(tǒng)計(jì)數(shù)不變；如果是新出現(xiàn)的鞋印則與指定時間段內(nèi)系統(tǒng)保存的鞋印(歷史庫)比較，如果歷史庫不存這個鞋印，則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，否則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)不變。時間窗口略大于走得最慢的人通過鞋印采集板的時間，可以由人工指定，也可以由系統(tǒng)自動動態(tài)設(shè)置。人流統(tǒng)計(jì)數(shù)是指通過的人數(shù)，如果一個人通過兩次，也重復(fù)計(jì)數(shù)。人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)是指在指定時間內(nèi)通過的人的個數(shù)，在指定時間內(nèi)不重復(fù)計(jì)數(shù)。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn) 行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，其步驟為: 1)首先在出入口設(shè)置鞋印采集板，以使人群通過出入口時必然要踩在鞋印采集板上，該鞋印采集板能夠記錄下人踩在上面留下的鞋印并能識別鞋印的方向； 2)當(dāng)有人通過出入口時，鞋印采集板上即留下該人的鞋??；將該鞋印與預(yù)先設(shè)定的時間窗口內(nèi)的與該鞋印方向相同的鞋印進(jìn)行比較，如果該時間窗口內(nèi)沒有該鞋印，則為一次有效計(jì)數(shù)，對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，同時將該鞋印保存下來并進(jìn)入第3)步；否則對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)不變； 3)將該鞋印與人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中保存的鞋印進(jìn)行比較，如果人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中沒有該鞋印，則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)加I ;否則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于:所述第2)步和第3)步鞋印比較方法為，將鞋印按長度、寬度、外輪廓和紋理分為四個比較要素，只有當(dāng)兩鞋印四個要素相似度分別達(dá)到設(shè)定程度時，才認(rèn)為是同一個鞋印，否則為不同的鞋印。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于:所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米，人踩在鞋印采集板上時，會使部分薄膜開關(guān)閉合，所有閉合的薄膜開關(guān)對應(yīng)的坐標(biāo)即構(gòu)成該次踩踏形成的鞋?。划?dāng)單次踩踏薄膜開關(guān)閉合的數(shù)量小于指定閾值時，則為無效踩踏，該鞋印不進(jìn)行后續(xù)比較。
4.出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)裝置，其特征在于:它包括鞋印采集板、信號采集與處理單元和分析統(tǒng)計(jì)單元，所述鞋印采集板上按矩陣布置有若干常開的薄膜開關(guān)，薄膜開關(guān)在受壓下可閉合，信號采集與處理單元由輪詢掃描電路、單片機(jī)和輸出接口三部分構(gòu)成，所有薄膜開關(guān)的輸出接輪詢掃描電路，輪詢掃描電路、單片機(jī)、輸出接口和分析統(tǒng)計(jì)單元順序連接；輪詢掃描電路依次掃描鞋印采集板上的薄膜開關(guān)的閉合狀態(tài)并傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)記錄下閉合薄膜開關(guān)的坐標(biāo)，待鞋印采集板上所有薄膜開關(guān)掃描完成后，組成一個完整的數(shù)據(jù)包通過輸出接口傳送給分析統(tǒng)計(jì)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)裝置，其特征在于:所述相鄰兩薄膜開關(guān)的中心距離小于兩毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種出入口人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和裝置，在出入口設(shè)置鞋印采集板，當(dāng)有人通過出入口時，鞋印采集板上即留下該人的鞋??；將該鞋印與預(yù)先設(shè)定的時間窗口內(nèi)的鞋印進(jìn)行比較，如果該時間窗口內(nèi)沒有該鞋印，對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，同時將該鞋印保存下來并進(jìn)入下一步；否則對應(yīng)方向的人流統(tǒng)計(jì)數(shù)不變；再將該鞋印與人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中保存的鞋印進(jìn)行比較，如果人數(shù)統(tǒng)計(jì)時間段中沒有該鞋印，則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)加1；否則人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)不變。本發(fā)明適用于開放場景中出入口人數(shù)計(jì)數(shù)，能解決出入人群相互遮擋、同一人員識別的問題，且能同時統(tǒng)計(jì)出入人員的數(shù)量，對環(huán)境適應(yīng)性好。
文檔編號G06M15/00GK103235932SQ20131012100
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者徐傳運(yùn), 張楊, 閆河, 張小川 申請人:重慶理工大學(xué)