專利名稱：一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方向判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方向判斷方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)、大規(guī)模組織活 動(dòng)日益頻繁的舉行，流動(dòng)性人員密集場(chǎng)所，比如公交、地鐵、機(jī)場(chǎng)、火 車站等地方的人員流動(dòng)量越來越大。與此同時(shí)，通過客流檢測(cè)所獲得的 客流信息也越來越復(fù)雜，信息量也日趨龐大?？土餍畔⑹呛饬窟\(yùn)營(yíng)狀況 的重要數(shù)據(jù)，通過對(duì)客流信息的統(tǒng)計(jì)分析，不但可以獲得該交通區(qū)域的 客流運(yùn)行狀況，而且可以利用檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織運(yùn)營(yíng)、調(diào)度安排 工作。同時(shí)，對(duì)于人流密度較大的區(qū)域，也可以起到很好的預(yù)警作用， 在緊急情況下還能優(yōu)化應(yīng)急措施。
在客流統(tǒng)計(jì)中，往往離不開對(duì)客流方向的統(tǒng)計(jì)，而客流方向在個(gè)體 上體現(xiàn)為乘客/行人的前進(jìn)方向。因此，對(duì)行人前進(jìn)方向的判斷是客流統(tǒng) 計(jì)分析中的一項(xiàng)很重要的工作?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)行人前進(jìn)方向的判斷一般是 采用視頻跟蹤的方法來判斷行人的前進(jìn)方向，這類技術(shù)往往存在著易受 背景、天氣、遮擋物、陰影等情況的影響，而且視頻跟蹤往往需要首先 確定人體的初始位置，這需要對(duì)某幀的視頻圖像進(jìn)行全面搜索，比較復(fù) 雜且效率不高。
因此，需要一種能夠克服以上缺陷的行人前進(jìn)方向判斷方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種能解決以上問題的結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn) 方向的判斷方法。
在第一方面，本發(fā)明提供了一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方
向判斷方法，包括步驟a,從上方對(duì)行人進(jìn)行垂直激光掃描和視頻拍攝，獲取激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像；步驟b，對(duì)所述激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 得知在某一幀激光掃描數(shù)據(jù)中有行人被激光掃描到，并得出該幀激光掃 描數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)；步驟c，根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)在視頻圖像中進(jìn)行檢測(cè)， 找到所述行人的人體特征；步驟d，根據(jù)所述人體特征在視頻圖像中對(duì)其 進(jìn)行跟蹤，判斷所述行人的前進(jìn)方向。
在第二方面，本發(fā)明提供了一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方 向判斷裝置，包括模塊，用于從上方對(duì)行人進(jìn)行垂直激光掃描和視頻 拍攝，獲取激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像；模塊，用于對(duì)所述激光掃描數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，得知在某一幀激光掃描數(shù)據(jù)中有行人被激光掃描到，并得出 該幀激光掃描數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)；模塊，用于根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)在視頻圖 像中進(jìn)行檢測(cè)，找到所述行人的人體特征；模塊，用于根據(jù)所述人體特 征在視頻圖像中對(duì)其進(jìn)行跟蹤，判斷所述行人的前進(jìn)方向。
本發(fā)明通過結(jié)合激光掃描和視頻，能夠準(zhǔn)確有效地在視頻中檢測(cè)到 人體目標(biāo)，從而進(jìn)行跟蹤處理，受外界環(huán)境的影響小。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明，在附圖
中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的判斷行人前進(jìn)方向的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法在于，從客流通道上方對(duì)其進(jìn)行垂直激光掃描和視頻 拍攝，根據(jù)行人通過激光掃描面時(shí)的時(shí)間和位置，在一幀視頻圖像中的 確定位置進(jìn)行人體特征檢測(cè)，如果在該位置檢測(cè)到人體特征，則在連續(xù) 的視頻幀中跟蹤該人體特征，判斷其前進(jìn)方向。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的判斷行人前進(jìn)方向的示意圖。
如圖所示，從客流通道上方進(jìn)行垂直激光掃描和視頻拍攝，分別獲 得激光掃描數(shù)據(jù)和視頻流數(shù)據(jù)。每一幀的激光掃描數(shù)據(jù)和視頻流數(shù)據(jù)都 被存儲(chǔ)起來以供進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
激光掃描原點(diǎn)距離地面的垂直高度一般在2米以上。 一般來說，激
520 光掃描模塊通過逐點(diǎn)掃描方式發(fā)射并接收激光光束，從而獲取每一幀的 激光掃描數(shù)據(jù)。激光光束在地面上的掃描范圍是該斷面在地面投影的起
點(diǎn)和終點(diǎn)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)可以自由i殳定，并且可以i殳定多個(gè)。具體地 說，激光掃描數(shù)據(jù)包括被掃描物體距離掃描模塊的掃描原點(diǎn)的距離、掃 描時(shí)間以及掃描頻率。將激光掃描數(shù)據(jù)與人體模型庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，可以得 出人體的輪廓信息，包括人體的高度、寬度等等。
視頻流數(shù)據(jù)是當(dāng)前場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，獲取連續(xù)多幀的視頻圖像。 應(yīng)當(dāng)指出，視頻拍攝區(qū)域應(yīng)當(dāng)包含激光掃描范圍在內(nèi)，即在行人通 過激光掃描面的時(shí)候能夠被視頻拍攝到。
為了便于關(guān)聯(lián)，需要預(yù)先分別就激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像建立兩個(gè) 坐標(biāo)系。 一方面，以激光掃描面與地面的相交線為橫軸，其左端點(diǎn)為原 點(diǎn)建立第一坐標(biāo)系。由此可知，當(dāng)行人通過激光掃描面時(shí)，其在第一坐 標(biāo)系中的坐標(biāo)例如為(x，O)。另一方面，通過視頻拍攝和激光掃描的位置 關(guān)系可知，激光掃描面與地面的相交線在視頻圖像中呈現(xiàn)為 一條水平線 段，以它為橫軸，其左端點(diǎn)為原點(diǎn)建立第二坐標(biāo)系，由此可知，當(dāng)行人 通過激光掃描面的同時(shí)，其在第二坐標(biāo)系中的坐標(biāo)例如為(x'，O)。
應(yīng)當(dāng)理解，取決于激光掃描和視頻攝像的位置關(guān)系，第一和第二坐 標(biāo)系的建立可以有各種各樣的形式，而不應(yīng)該局限于上述例子。 下面具體描述如何在實(shí)際過程中對(duì)行人前進(jìn)方向進(jìn)行判斷。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有行人通過激光掃描面時(shí)，通過對(duì)當(dāng)前幀的激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析，可以得知當(dāng)前幀的時(shí)間t!、該行人在所述第一坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)
&、高度h、乃至行人頭部寬度Wh和身體寬度Wb等等。
在時(shí)間臨近t的一幀視頻圖像中進(jìn)行人體特征查找，優(yōu)選地，是在
時(shí)間最接近^的一幀視頻圖像中查找。例如，連續(xù)3幀激光掃描數(shù)據(jù)的 時(shí)間分別為8:13:580、 8:13:620、 8:13:660，連續(xù)3幀視頻數(shù)據(jù)的時(shí)間 分別為8:13:590、 8:13:630、 8:13:670,其中秒數(shù)以毫秒ms為單位。如 果在V時(shí)刻，即8:13:620的一幀激光掃描數(shù)據(jù)中檢測(cè)到行人，則應(yīng)該在 例如V時(shí)刻，即8:13:630的一幀視頻圖像中進(jìn)行查找。
首先，在視頻圖像幀中確定一個(gè)查找位置。這時(shí)， 要將第一坐標(biāo) 系中的行人坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到第二坐標(biāo)系，即將^轉(zhuǎn)換成x , x^-f(^，h0，其中，X"T是行人在第二坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)，a是行人在第一坐標(biāo)系中的橫
坐標(biāo)， 是行人高度，函數(shù)f()可以根據(jù)激光掃描和視頻拍攝的位置關(guān)系 預(yù)先設(shè)定。然后，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)在視頻圖像幀中進(jìn)行查找。人體特 征查找可以釆用各種現(xiàn)有的人體檢測(cè)技術(shù)。
如果在該坐標(biāo)點(diǎn)檢測(cè)到人體特征(一般是頭部特征)，則可以確定 該特征屬于前述被掃描到的行人。在另一個(gè)例子中，還可以根據(jù)對(duì)激光
掃描數(shù)據(jù)分析得出的行人頭部寬度Wh和身體寬度Wb，與查找到的人體特
征進(jìn)行對(duì)比，來驗(yàn)證該圖像特征是否屬于被激光掃描到的行人。如果二 者的對(duì)比結(jié)果處于一定的誤差容許范圍內(nèi)，則可以判斷該圖像特征屬于 前述被激光掃描到的行人。
接下來，在視頻流圖像中對(duì)檢測(cè)到的人體特征進(jìn)行跟蹤?？梢栽谠?br> 視頻圖像幀的相鄰2幀，或者前后多幀中對(duì)該人體特征進(jìn)行跟蹤，確定
該4亍人的前進(jìn)方向。例如，在tl'時(shí)刻的后一幀^見頻圖〗象，即v時(shí)刻的一
幀視頻圖像中，以(xAyV)坐標(biāo)為中心點(diǎn)，設(shè)置一個(gè)很小的搜索區(qū)域，
在其中進(jìn)行搜索。如果在(X2'，y2')坐標(biāo)處檢測(cè)到相同或近似的人體特征，
則比較前后兩幀的人體特征坐標(biāo)點(diǎn)縱坐標(biāo)y，'和y2，，即可知道該行人的前 進(jìn)方向。
顯而易見，在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的前提下，在此描述 的本發(fā)明可以有許多變化。因此，所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易 見的改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明所要求 保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方向判斷方法，包括步驟a，從上方對(duì)行人進(jìn)行垂直激光掃描和視頻拍攝，獲取激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像；步驟b，對(duì)所述激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得知在某一幀激光掃描數(shù)據(jù)中有行人被激光掃描到，并得出該幀激光掃描數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)；步驟c，根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)在視頻圖像中進(jìn)行檢測(cè)，找到所述行人的人體特征；步驟d，根據(jù)所述人體特征在視頻圖像中對(duì)其進(jìn)行跟蹤，判斷所述行人的前進(jìn)方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c包括 根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)中的行人位置和行人高度，確定視頻圖像中的檢測(cè)位置，在所述檢測(cè)位置進(jìn)行人體特征檢測(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)中的行人位置和行人高度，將行人坐標(biāo)從第一坐標(biāo) 系轉(zhuǎn)換到第二坐標(biāo)系，并將行人在第二坐標(biāo)系中的坐標(biāo)作為檢測(cè)位置，其 中，所述第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系是分別根據(jù)激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像建 立的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c包括 根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)中的當(dāng)前幀時(shí)間，選擇時(shí)間與之接近的一幀視頻圖像進(jìn)行人體檢測(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c還包括 根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)中的行人頭部寬度和行人身體寬度進(jìn)行驗(yàn)證，確定所述人體特征屬于所述行人。
6. —種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方向判斷裝置，包括 模塊，用于從上方對(duì)行人進(jìn)行垂直激光掃描和視頻拍攝，獲取激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像；模塊，用于對(duì)所述激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得知在某一幀激光掃描數(shù) 據(jù)中有行人被激光掃描到，并得出該幀激光掃描數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)；模塊，用于根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)在視頻圖像中進(jìn)行檢測(cè)，找到所述行人的人體特征；模塊，用于根據(jù)所述人體特征在視頻圖像中對(duì)其進(jìn)行跟蹤，判斷所述 4亍人的前進(jìn)方向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)合激光掃描和視頻的行人前進(jìn)方向判斷方法，包括步驟a，從上方對(duì)行人進(jìn)行垂直激光掃描和視頻拍攝，獲取激光掃描數(shù)據(jù)和視頻圖像；步驟b，對(duì)所述激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得知在某一幀激光掃描數(shù)據(jù)中有行人被激光掃描到，并得出該幀激光掃描數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)；步驟c，根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)在視頻圖像中進(jìn)行檢測(cè)，找到所述行人的人體特征；步驟d，根據(jù)所述人體特征在視頻圖像中對(duì)其進(jìn)行跟蹤，判斷所述行人的前進(jìn)方向。本發(fā)明通過結(jié)合激光掃描和視頻，能夠準(zhǔn)確有效地在視頻中檢測(cè)到人體目標(biāo)，從而進(jìn)行跟蹤處理，受外界環(huán)境的影響小。
文檔編號(hào)H04N7/18GK101626493SQ20091009070
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者劉成英, 周雙全, 夏曙東, 張志平, 馬愛民 申請(qǐng)人:北京北大千方科技有限公司