车辆乘载人数监视器及车辆乘载人数监控方法与计算机可读取记录媒体的制作方法
【专利摘要】一种车辆乘载人数监视器及车辆乘载人数监控方法，该监视器装设于车体内并用以监控车体内的乘载人数，包含有取像装置以及连结该取像装置的处理单元。该取像装置连续撷取车体内的数个影像并组成一影像序列。该处理单元由该取像装置取得所述的影像序列，该处理单元包含有将每一该影像分割为数个辨识区块的影像分割模块、对该影像序列中前后影像的辨识区块进行比对以取得影像变动值的影像处理模块以及存有阀值并于该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块为有人的动态侦测模块。可有效地取得车辆乘载人数，于高乘载管制时，行控中心只需要藉由车辆上的取像装置即可远程监控车辆的乘载人数，省去人力控管所带来的不便。
【专利说明】车辆乘载人数监视器及车辆乘载人数监控方法与计算机可读取记录媒体
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种车用监视器，尤指一种可侦测车辆乘载人数的车用监视器，同时还有关于一种车辆乘载人数的监控方法。
【背景技术】
[0002]普遍而言，交通运输扮演国家经济发展中很重要的一个环节，交通建设的扩展与经济成长相互间具有相辅相成的关系，交通建设越是完善、运输系统越是畅通，经济活动率及交通量亦将随之增加。因此，相关学说普遍认为经济、交通、环境是可以合一解读的。
[0003]随着经济的进步，人们的生活质量亦将获得明显的改善，其所带来的边际效应，自用车的普及即属其一。撇开大众运输系统不论，造成交通堵塞的最大祸因首当自用车的普及率增加，当然这是可以很容易预测的，一旦自用车过于普及化，远远超出交通乘载量时，只要一进入尖峰时间，交通堵塞的情形便很容易发生。交通堵塞所带来的负面影响不仅造成环境的污染、增加驾驶人通勤的时间、亦有可能造成该区域经济上的损失，许多已开发或城乡差距过大的开发中国家皆深受其扰。面对此问题，最为常见的抵制方式针对自用车进行高乘载管制，强迫性的限制自用车的乘载人数，当车辆平均的乘载人数增加时，上路的自用车亦将会随之减少，进而降低堵塞的机率。另一种管制上路自用车数量的方式，为设立高乘载车道(HOV lane, high-occupancy vehicle lane),高乘载车道设立的目的在于鼓励共乘车辆，将高乘载车道和一般车道划分可提升驾驶者共乘的意愿。然而，不管是高乘载管制或是高乘载车道的设立，其车内人数的管控皆必须透过人力在入口的位置逐一进行确认，才能达到人数管制的目的，而可显而易知的，这样的管控方式不仅浪费人力，且在车流量大的情况下将会造成更进一步的回堵(举例而言，于高速公路上进行高乘载管制，将有可能造成交流道入口至一般道路上的回堵)，此消彼长，而不能达到开始时所欲求达到的效益。
[0004]如中国台湾第M414625号专利所示，其揭露一种游览车人数管控系统，其是利用管控系统配合RFID芯片管控游览车上人员的数量，当人员上、下车时，管控系统将会记录上、下车人员的RFID认证信息，藉以有效的节省点名的时间。然而，这类技术若用于高乘载管制监控时，其方式并不能强制性的管控车载人数(使用者若未携带RFID芯片即未能有效监控)，如此建立于完全自觉基础上的监督，显然不能达到预期的效果。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的，在于解决过去进行高乘载管制时，必须经由人力逐一进行确认因而不能达到有效管控的问题，而提供一种车辆乘载人数监视器。
[0006]
为达到上述目的，本方法所采用的技术方案是:一种车辆乘载人数监视器，装设于车体内并用以监控车体内的乘载人数，其特点是，该监视器包含有取像装置及处理单元，该取像装置连续撷取车体内的数个影像；该处理单元由该取像装置取得数个该影像并组成一影像序列，该处理单元包括有影像分割模块、影像处理模块以及动态侦测模块；其中，该影像分割模块将每一该影像分割为数个辨识区块；该影像处理模块比对该影像序列中的前后影像的辨识区块以取得影像变动值；该动态侦测模块存有阀值，并于该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块为有人。
[0007]进一步地，所述影像变动值为该影像处理模块对该影像序列中的该前后影像进行去背处理后，由分别二影像特征区块的中间坐标间所取得的变化向量距离。
[0008]进一步地，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后取绝对值的总和。
[0009]进一步地，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后所取得的差异数值矩阵与辨识区块间的比例。
[0010]进一步地，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，该取像装置包含有二可对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内的摄像头。
[0011]进一步地，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，该取像装置为可对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内的深度摄影机。
[0012]进一步地，所述处理单元包含有透过该动态侦测模块纪录人数的计数器，且所述监视器更进一步包含有将该人数信息传送至远程服务器的无线通讯装置。
[0013]进一步地，所述无线通讯装置的通讯协议建立于3G、4G、或WIFI无线通讯系统。
[0014]进一步地，所述监视器更进一步包含有驾驶注意力警示器，该驾驶注意力警示器包含有撷取驾驶脸部影像并记录该脸部影像眨眼次数的另一取像装置、以及连接该另一取像装置并于该眨眼次数于预定时间内超过一第一门坎值时发出警示的警报装置。
[0015]进一步地，所述监视器更进一步包含有驾驶注意力警示器，该驾驶注意力警示器包含有撷取驾驶脸部影像并侦测该脸部影像转动角度的另一取像装置、以及连接该另一取像装置并于该脸部影像转动角度大于一第二门坎值时发出警示的警报装置。
[0016]本发明的另一目的是提供一种车辆乘载人数监控方法，该方法包含下列步骤:
a)由一取像装置连续撷取车体内的数个影像，并将该数个影像组成一影像序列；
b)将该影像序列中的每一影像分割为数个辨识区块；
c)对该影像序列中前后影像的辨识区块进行比对以取得影像变动值；
d)将该影像变动值与一阀值进行比对，当该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块内有人。
[0017]进一步地，所述影像变动值为该影像处理模块对该前后影像进行去背处理后由分别二影像特征区块的中间坐标间所取得的变化向量距离。
[0018]进一步地，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后取绝对值的总和。
[0019]进一步地，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后所取得的差异数值矩阵与辨识区块间的比例。
[0020]进一步地，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，且于该步骤b中，该取像装置是对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内。
[0021]进一步地，所述方法更进一步包含有步骤e，该步骤e是藉由侦测该辨识区域的结果计算车内人数，并于车内人数低于管制人数时传递一警示通知至远程服务器。
[0022]本发明的再一目的是提供一种计算机可读取记录媒体，可载置于一电子装置并为该电子装置所存取，该记录媒体记录有一车辆乘载人数监控方法，该方法包括下列执行步骤:a)由一取像装置连续撷取车体内的数个影像并将该数个影像组成一影像序列；b)将该影像序列中的每一影像分割为数个辨识区块；c)对该影像序列中前后影像的辨识区块进行比对以取得影像变动值；d)将该影像变动值与一阀值进行比对，当该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块内有人。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下的优异效果:
1.本发明可藉由取像装置有效的取得车辆乘载人数，于高乘载管制时，行控中心只需要藉由车辆上的取像装置即可远程监控车辆的乘载人数，省去人力控管所带来的不便。
[0024]2.本发明可藉由深度摄影机预先侦测每一辨识区域的深度参考范围内是否有物体存在，进而增加检测的准确性。
[0025]3.本发明藉由ODB及无线通讯系统，使本发明的监控器可于车辆启动时，上高速公路时，或进入高乘载车道时启动，进而达到具有实效性的监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明车辆乘载人数监视器的方块示意图。
[0027]图2为本发明的使用状态示意图一。
[0028]图3为本发明的使用状态示意图二。
[0029]图4为本发明车辆乘载人数监视方法的流程示意图一。
[0030]图5为本发明车辆乘载人数监视方法的流程示意图二。
[0031]图6为本发明第一实施方式的演算流程示意图。
[0032]图7为本发明第二实施方式的演算流程示意图。
[0033]标号说明
100监视器10取像装置
20处理单元21影像分割模块
22影像处理模块23动态侦测模块
24计数器30无线通讯装置
40辨识区块50驾驶注意力警示器
51另一取像装置52警报装置
d深度参考范围步骤SlOO?S140。
【具体实施方式】
[0034]本发明的车辆乘载人数监视器将配合图示说明如下。
[0035]请参阅图1，为本发明车辆乘载人数监视器的方块示意图，如图所示:
本发明提供一种车辆承载人数监视器100，该监视器100主要包含有取像装置10、连结该取像装置10的处理单元20、以及连结于该处理单元20的无线通讯装置30。该取像装置10可为取得二维影像的平面摄影机，亦可为可取得影像深度值的深度摄影机，于本实施例中采用双眼摄影机或主动式深度量测仪作为取像装置10，加入影像的深度值作为辅助的参考数值。
[0036]该处理单元20连结至该取像装置10，并经由该取像装置10取得车体内连续的影像序列，其主要包含有影像分割模块21、影像处理模块22、动态侦测模块23、以及计数器
24。该影像分割模块21可将影像分割为数个辨识区块40 (如图2所示)，其中，该辨识区块 40 的辨识范围可由汽车的 OEM (Original Equipment Manufacturing)、ODM (OriginalDesign Manufacturing)厂商于生产时进行设定,亦可由安装人员于安装时调整,或直接由运算单元20依照环境因子自动进行调整(举例而言，透过深度值作为参考值可由空间模型主动切割出数个区块)，但，上述方式的揭露仅为更明确表示本发明的均等范围，于本发明中并不予以限制于这些实施例。
[0037]该影像处理模块22对该影像序列中前后影像的辨识区块40进行比对，并取得影像间的影像变动值，所述的前后影像其具体含意是指于同一影像序列中的不同影像而言，是以，假令于一段时间内所取得的影像为12幅，比对的影像可以为第I幅与第2幅、或是第I幅与第12幅等，并非一定指相邻的两幅影像而言。具体的比对方式，可为背景相减法、适应性背景相减法、连续影像相减法等。
[0038]该动态侦测模块23内存有阀值，用于与影像变动值做比对，当某一辨识区域内的影像变动值大于该阀值时，该动态侦测模块23系判定该辨识区域内有移动的物体，并传送一真值(True)至计数器24，计数器24藉由接收到的真值数量，计算出有多少辨识区域内有移动的目标物，并依此计算出车上所载的人数。
[0039]该无线通讯装置30连结至该处理单元20，通讯协议为可建立于3G、4G、WIFI或类此的无线通讯系统，用以连结远程服务器。于一实施例，所述的无线通讯装置30可为携带式行动通讯装置、或是预先安装于车上并连结于车上诊断系统(OBD，On-BoardDiagnostics)的通讯设备。再举另一实施例，本发明可配合性地于高乘载道路上或一测定距离设置一指向性天线，于车辆经过时可由该指向性天线接收到一触发讯号，进而启动本发明的监视器100进行人数计算。
[0040]请一并参阅图2及图3，为本发明的使用状态示意图，如图所示:
为便于区隔每一辨识区块40的空间，以避免辨识区块40间相互重叠、干扰，该取像装置10为可取得影像深度值的双眼摄影机或深度摄影机。该取像装置10于分割辨识区块40时，可带入影像深度值作为辅助参考要素，具体而言之，每一所述的辨识区块40系可更具备有一深度参考范围d，该取像装置10得以藉由摄像头或红外线收发器取得影像的深度值，并于确认影像变动之前，由深度值预先确认于辨识区块40内是否有物体存在。
[0041]再者，为侦测驾驶注意力状况，本发明可更进一步包含有一驾驶注意力警示器50，用以检测车辆于行驶中驾驶的注意力状况。该驾驶注意力警示器50包含有另一取像装置51、以及连结该另一取像装置51的警报装置52，该取像装置51设置于该驾驶者的正前方以侦测驾驶者的注意力状况。该取像装置51具有面向侦测功能以及闭眼侦测功能，当汽车发动时，ODB系统传递一启动讯号至该另一取像装置51，此时，该另一取像装置51开始记录使用者的脸部影像，并由该脸部影像中记录使用者的眨眼次数以及使用者脸部的转动角度。当该驾驶者的眨眼次数于预定时间内大于一第一门坎值时，或当该驾驶者脸部影像转动角度大于一第二门坎值时，该警报装置52会发出一警示指令以警示驾驶者。
[0042]请一并参阅图4及图5，为本发明车辆乘载人数监视方法的流程示意图，如图所示: 本发明提供一种车辆承载人数的监控方法，该方法包含有以下步骤:于起始时，使用者启动引擎，车上的ODB系统传送一启动讯号至处理单元20，以告知处理单元20引擎处于发动的状态，此时处理单元20启动该取像装置10 (亦可透过其它外部事件触发)，并连续撷取车体内的数个影像将其组成一影像序列(步骤S100)。接着，于该处理单元20取得该影像序列后，透过影像分割模块21将该影像序列中的每一影像分割为数个辨识区块40 (步骤S110)。接续，当影像分割为数个辨识区块40时，分别计算每一该辨识区块40的变动值，以判定多少辨识区域有人(步骤120)。接续请参阅图5，揭示本发明判断辨识区域内是否有人的详细步骤，首先，该取像装置10同时对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围d内(步骤121),若该深度参考范围d内无物体,则判断为没有人(步骤S125)，若该深度参考范围d内有物体，则续行下一步骤(在此必须注意，由于辨识区域的深度测量范围得以预先设定好，因此此步骤可操作于分割影像之前或分割影像之后)。接续，透过影像处理模块22对该影像序列中前后影像的辨识区块40进行比对，并由比对的结果取得影像变动值(步骤S122)。接续，该动态侦测模块23将该影像变动值与一阀值进行比对,如该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块40内有人并产生真值，将该真值传送至该计数器24(步骤S124)，如该影像变动值小于该阀值时则判定该辨识区块40内没有人(步骤S125)。最后，该计数器24藉由所取得的真值数量计算车内人数，并于车内人数低于管制人数(通常为二人)时传递一警示通知至远程服务器(步骤S140)，如未低于管制人数，则结束这个循环。
[0043]为便于理解本发明所述的影像变动值的均等范围，以下提出几种具体用以侦测影像动态变化的实施方式。
[0044]第一实施方式:
请一并参阅图6，为本发明第一实施方式的演算流程示意图，如图所示:首先，该影像处理模块22先取得每一辨识区块40的背景影像，并将该背景影像储存作为参考影像，接着，该影像处理模块22于取得分割处理后的影像序列，系分别将该辨识区块40的影像与该背景影像进行差分处理以完成去背(步骤S1221)，去背过后的前后不同影像分别包含有一像元矩阵。接着，将去背过后的前后不同影像的像元矩阵进行差分处理(步骤S1222)，藉以取得前后影像间的差异数值矩阵，并由该差异数值矩阵与辨识区块40画面间的比例、或是透过加总每一差异数值的绝对值取得该影像变动值(步骤S1223)，接着，将该影像变动值与阀值进行比对(步骤S1231)，当该影像变动值大于一设定的阀值时，判定该辨识区域内有人，并将真值传至计数器24 (S124)。
[0045]于本实施方式中，所述的差分处理为对同一位置的前后像素灰阶值进行相减，或是计算同一位置的前后像素于色度坐标上、其两点之间的向量距离，由于可参考的参数值有许多种，于本发明中并不欲予以限制。此外，于本实施例中，去背亦非必要步骤，在此先予叙明。
[0046]第二实施方式:
请一并参阅图7，为本发明第二实施方式的演算流程示意图，如图所示:此方式是藉由人体特征部位取得影像于特征区块上的坐标位置。首先，先藉由该影像处理模块22先取得每一辨识区块40的背景影像，并将该背景影像储存作为参考影像，接着，该影像处理模块22取得分割处理后的影像序列，是分别将该辨识区块40的影像与该背景影像进行差分处理以完成去背(步骤S1224)。于去背过后，该影像处理模块22系将该影像进行二值化处理，藉以取得影像的边界，此时，影像处理模块22辨析取得每一影像中所共同拥有的一特征区块(举例而言，该特征区块为与周边影像反差较大的区块)(步骤S1225)。接续，记录该特征区块中心点于辨识区块40中的坐标位置，并取得前后影像于该特征区块中心点的偏移向量(等同于影像变动值)(步骤S1226)，将该偏移向量的距离值与阀值进行比对(步骤S1232)，当该偏移向量所计算出的距离值大于阀值时，判断该辨识区域内有人，并将真值传至计数器24(步骤S124)。
[0047]以上所举例子仅为可供参考的实施例之一，于本发明中并不仅只限制于此二种比对方式。
[0048]此外，本发明的方法步骤亦可作为一种软件程序实施，用以储存于光盘片、硬盘、半导体记忆装置等计算机可读取记录媒体，并藉由该计算机可读取记录媒体载置于电子装置上为该电子装置所存取使用。具体而言，该电子装置可以为小型的可携式电子装置、行车纪录装置、行车安全辅助装置、车辆系统的0DB、计算机设备、或类此之电子装置等。
[0049]综上所述，本发明可藉由取像装置有效的取得车辆乘载人数，于高乘载管制时，行控中心只需要藉由车辆上的取像装置即可远程监控车辆的乘载人数，省去人力控管所带来的不便。其次，本发明可藉由深度摄影机预先侦测每一辨识区域的深度参考范围内是否有物体存在，进而增加检测的准确性。再者，本发明藉由ODB及无线通讯系统，使本发明的监控器可于车辆启动时，上高速公路时，或进入高乘载车道时启动，进而达到具有实效性的监控。
[0050]以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
【权利要求】
1.一种车辆乘载人数监视器，装设于车体内并用以监控车体内的乘载人数，其特征在于，该监视器包含有取像装置及处理单元，该取像装置连续撷取车体内的数个影像；该处理单元由该取像装置取得数个该影像并组成一影像序列，该处理单元包括有影像分割模块、影像处理模块以及动态侦测模块；其中，该影像分割模块将每一该影像分割为数个辨识区块；该影像处理模块比对该影像序列中的前后影像的辨识区块以取得影像变动值；该动态侦测模块存有阀值，并于该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块为有人。
2.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述影像变动值为该影像处理模块对该影像序列中的该前后影像进行去背处理后，由分别二影像特征区块的中间坐标间所取得的变化向量距离。
3.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后取绝对值的总和。
4.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后所取得的差异数值矩阵与辨识区块间的比例。
5.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，该取像装置包含有二可对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内的摄像头。
6.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，该取像装置为可对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内的深度摄影机。
7.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述处理单元包含有透过该动态侦测模块纪录人数的计数器，且所述监视器更进一步包含有将该人数信息传送至远程服务器的无线通讯装置。
8.如权利要求7所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述无线通讯装置的通讯协议建立于3G、4G、或WIFI无线通讯系统。
9.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述监视器更进一步包含有驾驶注意力警示器，该驾驶注意力警示器包含有撷取驾驶脸部影像并记录该脸部影像眨眼次数的另一取像装置、以及连接该另一取像装置并于该眨眼次数于预定时间内超过一第一门坎值时发出警示的警报装置。
10.如权利要求1所述的车辆乘载人数监视器，其特征在于，所述监视器更进一步包含有驾驶注意力警示器，该驾驶注意力警示器包含有撷取驾驶脸部影像并侦测该脸部影像转动角度的另一取像装置、以及连接该另一取像装置并于该脸部影像转动角度大于一第二门坎值时发出警示的警报装置。
11.一种车辆乘载人数监控方法，其特征在于，该方法包含下列步骤: a)由一取像装置连续撷取车体内的数个影像，并将该数个影像组成一影像序列； b)将该影像序列中的每一影像分割为数个辨识区块； c)对该影像序列中前后影像的辨识区块进行比对以取得影像变动值； d)将该影像变动值与一阀值进行比对，当该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块内有人。
12.如权利要求11所述的车辆乘载人数监控方法，其特征在于，所述影像变动值为该影像处理模块对该前后影像进行去背处理后由分别二影像特征区块的中间坐标间所取得的变化向量距离。
13.如权利要求11所述的车辆乘载人数监控方法，其特征在于，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后取绝对值的总和。
14.如权利要求11所述的车辆乘载人数监控方法，其特征在于，所述前后影像分别包含有一像元矩阵，该影像变动值为该前后影像的像元矩阵相减后所取得的差异数值矩阵与辨识区块间的比例。
15.如权利要求11所述的车辆乘载人数监控方法，其特征在于，所述每一辨识区域分别包含有一深度参考范围，且于该步骤b中，该取像装置是对该辨识区域进行深度测量以检测是否有物品落入该深度参考范围内。
16.如权利要求11所述的车辆乘载人数监控方法，其特征在于，所述方法更进一步包含有步骤e，该步骤e是藉由侦测该辨识区域的结果计算车内人数，并于车内人数低于管制人数时传递一警示通知至远程服务器。
17.一种计算机可读取记录媒体，载置于一电子装置上，其特征在于，该计算机可读取记录媒体记录有一车辆乘载人数监控方法，该方法包含下列步骤: a)由一取像装置连续撷取车体内的数个影像，并将该数个影像组成一影像序列； b)将该影像序列中的每一影像分割为数个辨识区块； c)对该影像序列中前后影像的辨识区块进行比对以取得影像变动值； d)将该影像变动值与一阀值进行比对，当该影像变动值大于该阀值时判定该辨识区块内有人。
【文档编号】G06K9/62GK104239889SQ201310289617
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】高嘉文, 林伯聪, 方志恒, 邹嘉骏 申请人:由田新技股份有限公司