基于红外测距传感器的公交车客流统计系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述系统包括红外测距传感器模块、数据处理模块和GPS定位模块，所述红外测距传感器模块，用于探测公交车进门和出门处物体的数据信号，并将采集到的数据信号传输给数据处理模块；所述GPS定位模块用于实时获取公交车的位置信息，并将公交车的位置信息发送给数据处理模块；所述数据处理模块根据红外测距传感器模块提供的数据信号进行处理分析，获取公交车在指定时间、指定位置进出公交车的上下车人数。该系统采用红外测距传感器的测距原理来实现客流数据的采集，提高客流数据统计的精确性和鲁棒性，为公交车的运营分析理念、客流规划、调度、管理技术提供切实可行的解决方案。
【专利说明】基于红外测距传感器的公交车客流统计系统
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆管理【技术领域】，具体涉及一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统。
【背景技术】
[0002]作为公共交通工具的所有者和管理者需要实时、清楚、准确的旅客交通统计数据作为规划、车辆调度、运营管理的依据，因此必须要有相应的客流统计与运营分析系统的软硬件设备提供支持。公交车客流量统计系统是用在公共交通工具中自动、智能准确地采集上车下车客流量、每个站点客流量信息进行时段统计管理及车辆运营分析的信息检测、管理系统。
[0003]申请号为201210413969.2的中国发明专利申请中描述了一种智能化视频客流分析方法及系统，基于机器视觉理论，通过对监控视频的分析处理得到客流数据；申请号为200920234513.3的中国实用新型专利中提出了一种公交车用高精度客流量统计装置，它采用单片机控制远红外传感器对上车乘客进行统计，并采用安放在上下门处的压力传感器对采集数据进行补偿。
[0004]其中，专利申请号为201210413969.2的中国发明专利申请中，视频处理的方法易受行车环境、车体振动、摄像头成像质量等诸多因素的影响，从而降低客流统计系统的精确性、实时性和鲁棒性；专利申请号为200920234513.3的中国实用新型专利中，虽然使用了红外传感器，但仅通过简单的红外检测电路将有乘客经过输出为1、无乘客经过输出为0，在复杂客流环境下极易造成统计数据误差，影响客流统计系统的精确度；而且这两项专利中的客流统计系统仅是统计客流数据，并未涉及到公交车辆的实时定位、客流数据的无线传送及客流统计后台管理系统等方面的应用。本发明因此而来。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，该系统解决了现有技术中公交车客流统计系统中采用的软件算法实现复杂，成本较高或者易受环境影响或者不能进行大流量的统计等问题。
[0006]为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是:
[0007]一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述系统包括红外测距传感器模块、数据处理模块和GPS定位模块，所述红外测距传感器模块，用于探测公交车进门和出门处物体的数据信号，并将采集到的数据信号传输给数据处理模块；所述GPS定位模块用于实时获取公交车的位置信息，并将公交车的位置信息发送给数据处理模块；所述数据处理模块根据红外测距传感器模块提供的数据信号进行处理分析，获取公交车在指定时间、指定位置进出公交车的上下车人数。
[0008]优选的技术方案是:所述系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块与数据处理模块连接，用于存储公交车辆客流数据信息、公交车位置信息和红外测距传感器模块采集到的数据信息。
[0009]优选的技术方案是:所述系统还包括客流管理平台、数据传输模块，所述客流管理平台通过数据传输模块与数据处理模块连接，用于负责接收公交车辆发送的客流量数据信息并进行分析，按不同需求生成统计信息和报表，并提供可选的打印功能，为公交车系统的规划、车辆调度和运营管理提供依据。
[0010]优选的技术方案是:所述数据传输模块为GPRS模块，所述GPRS模块利用GPRS网
络将获得的客流量数据传送至客流管理平台。
[0011]优选的技术方案是:所述红外测距传感器模块包括若干组安装在公交车上下门附近的红外测距传感器，所述红外测距传感器包括红外发射器、与红外发射器配合接收反射回来的红外光线的PSD检测器。
[0012]本发明的另一目的在于提供一种基于红外测距传感器的公交车客流统计方法，其特征在于所述方法包括以下步骤:
[0013](I)通过红外测距传感器探测公交车进门和出门处物体的数据信号；
[0014](2)实时获取公交车的位置信息；
[0015](3)根据红外测距传感器探测的数据信号和公交车的位置信息，获取公交车在指定时间、指定位置进出公交车的上下车人数。
[0016]优选的技术方案是:所述方法步骤(3)中根据红外测距传感器探测的数据信号计算公交车的上下车人数是按照以下步骤实现的:
[0017]I)构建坐标系，假设与地面平行且上车门指向车头位置且与车身平行的方向为X轴正方向，垂直地面方向向上为y轴正方向；上车门指向车内且垂直于X轴的方向为z轴正方向，则X轴上每点代表红外测距传感器的标号值，z轴数据代表不同的时刻，y轴数据为每个传感器测到的距离值，假设获得的波形中的波峰处代表乘客位置，定义y轴正方向向下；x-y数据为同一时刻不同传感器采集到的距离值，z-y数据为同一个传感器在不同时刻采集到的距离值，x-z-y数据为某时间段内每个红外测距传感器采集到的距离数据；
[0018]2)对该时间段内采集到的x-z-y数据进行滤波和插值处理，绘制三维图形，根据三维图形的波峰处统计出经过的乘客人数，根据z-y数据曲线的变化判断乘客的行进方向。
[0019]优选的技术方案是:所述方法步骤2)具体按照以下步骤进行:
[0020](I)首先对该时间段内采集到的x-t-y数据进行滤波和插值处理；
[0021](2)然后绘制(x，t，y)数据组的三维图形；
[0022](3)根据三维图形的形状，三维数据的波谷处就代表乘客的头部位置，波谷个数就代表此时间段内经过的乘客人数；
[0023](4)根据t_y数据曲线的变化判断乘客的行进方向:当数据变化沿t轴正方向变化时，说明乘客从上车门上车；当数据变化沿t轴负方向变化时，说明乘客从上车门下车。
[0024]为了克服上述不足，本发明提供一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，旨在解决公交车客流数据统计的精确度受客流环境、图像质量等影响的问题，提高系统的精确性、鲁棒性和可靠性，并增加数据无线传送、车辆实时定位、数据分析及后台管理等功能。
[0025]客流量统计系统是客流量统计、评估的有效方法，用来检测公交线路各个站点上下客人数，分析特定时段的车厢内乘客及上下车人数，得出客流方向、数量规律，提高公共交通的运营管理的效率。
[0026]红外测距传感器虽然有多种型号，但工作原理都是基于三角测量原理:红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，反射回来的红外光线被PSD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L，利用三角关系，在指定了发射角度α、偏移距离L、中心矩X以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来，即:
【权利要求】
1.一种基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述系统包括红外测距传感器模块、数据处理模块和GPS定位模块，所述红外测距传感器模块，用于探测公交车进门和出门处物体的数据信号，并将采集到的数据信号传输给数据处理模块；所述GPS定位模块用于实时获取公交车的位置信息，并将公交车的位置信息发送给数据处理模块；所述数据处理模块根据红外测距传感器模块提供的数据信号进行处理分析，获取公交车在指定时间、指定位置进出公交车的上下车人数。
2.根据权利要求1所述的基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块与数据处理模块连接，用于存储公交车辆客流数据信息、公交车位置信息和红外测距传感器模块采集到的数据信息。
3.根据权利要求1所述的基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述系统还包括客流管理平台、数据传输模块，所述客流管理平台通过数据传输模块与数据处理模块连接，用于负责接收公交车辆发送的客流量数据信息并进行分析，按不同需求生成统计信息和报表，并提供可选的打印功能，为公交车系统的规划、车辆调度和运营管理提供依据。
4.根据权利要求3所述的基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述数据传输模块为GPRS模块，所述GPRS模块利用GPRS网络将获得的客流量数据传送至客流管理平台。
5.根据权利要求3所述的基于红外测距传感器的公交车客流统计系统，其特征在于所述红外测距传感器模块包括若干组安装在公交车上下门附近的红外测距传感器，所述红外测距传感器包括红外发射器、与红外发射器配合接收反射回来的红外光线的PSD检测器。
6.一种基于红外测距传感器的公交车客流统计方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: (1)通过红外测距传感器探测公交车进门和出门处物体的数据信号； (2)实时获取公交车的位置信息； (3)根据红外测距传感器探测的数据信号和公交车的位置信息，获取公交车在指定时间、指定位置进出公交车的上下车人数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述方法步骤(3)中根据红外测距传感器探测的数据信号计算公交车的上下车人数是按照以下步骤实现的: 1)构建坐标系，假设与地面平行且上车门指向车头位置且与车身平行的方向为X轴正方向，垂直地面方向向上为y轴正方向；上车门指向车内且垂直于X轴的方向为z轴正方向，则X轴上每点代表红外测距传感器的标号值，z轴数据代表不同的时刻，y轴数据为每个传感器测到的距离值，假设获得的波形中的波峰处代表乘客位置，定义y轴正方向向下；χ-y数据为同一时刻不同传感器采集到的距离值，z-y数据为同一个传感器在不同时刻采集到的距离值，χ-ζ-y数据为某时间段内每个红外测距传感器采集到的距离数据； 2)对该时间段内采集到的x-z-y数据进行滤波和插值处理，绘制三维图形，根据三维图形的波峰处统计出经过的乘客人数，根据z-y数据曲线的变化判断乘客的行进方向。
【文档编号】G07C9/00GK103714603SQ201310731307
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】张伟, 成波 申请人:苏州清研微视电子科技有限公司, 清华大学苏州汽车研究院（吴江）