一种基于深度信息的客流统计系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于深度信息的客流统计系统，包括以下步骤：获取图像传感器的内参数矩阵与外参数矩阵和线结构激光器的参数矩阵；采用线结构激光器对目标行人进行垂直照射，采用图像传感器进行图像采集；对采集的图像进行预处理，获取预处理后的图像所对应的深度信息；对深度信息进行高低位变换，将变换后的结果保存在深度列表中；获取目标的深度突变区域和深度连通区域；对疑似目标进行跟踪判断，进行客流信息统计。本发明能够以较低的硬件成本、较高的效率实现行人目标的定位、跟踪及计数，对于复杂环境和拥挤人群也有较高的准确率。
【专利说明】一种基于深度信息的客流统计系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及客流统计【技术领域】，具体是一种基于深度信息的客流统计系统。
【背景技术】
[0002] 客流量是衡量公共场所繁忙程度的重要依据，准确的实时客流信息对于管理公共 场所和调度公共设施具有重要的指导意义。例如：对于公交车运输系统，若能掌握各个站点 和各个时段的客流量，则公交公司可以更加合理的调整线路和增减车辆，提升资源的利用 率。对于商场和超市，若能准确掌握实时客流量，则商场和超市可以动态调整工作人员数量 和制定合理的营销策略。
[0003]目前，客流统计主要有以下几类技术：
[0004] (1)基于红外测距的统计技术，如"基于红外测距传感器的公交车客流统计系 统"（中国专利申请号：CN201310731307)。该类技术虽然成本低，实现简单，但当出现密集 以及拥挤的人群时，准确率会严重下降甚至失效。
[0005] (2)基于视频图像处理的统计技术，如"一种基于自适应模板匹配的客流统计方 法"（中国专利申请号：CN201010509217)。这是典型的基于二维图像检测和跟踪技术的，该 类技术在一些特定场景，如光线稳定的室内入口处，能取得很好的统计结果，但是在光线不 稳定的室外，比如公交车上，该方法会出现较为严重的误差。
[0006] (3)基于视频深度信息的统计技术，如："基于立体视觉的公交客流统计方法及其 系统"（中国专利申请号：CN200510060288)，"一种基于测距原理的实时人数统计方法与系 统"（中国专利申请号：CN201210390592)。该类技术虽然能够较准确的定位出人的位置，同 时对于复杂环境和拥挤人群也有较好的效果，但是算法较为复杂，运行效率低下，同时硬件 成本也较高。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种基于深度信息的客流统计系统，该统计方法能够以较 低的硬件成本、较高的效率实现行人目标的定位、跟踪及计数，对于复杂环境和拥挤人群也 有较高的准确率。
[0008] 本发明的技术方案为：
[0009] -种基于深度信息的客流统计系统，所述的统计系统包括图像传感器和线结构激 光器。所述的统计系统包括以下步骤：
[0010] (1)获取图像传感器的内参数矩阵与外参数矩阵，并在该图像传感器的相关坐标 系下，获取线结构激光器的参数矩阵。
[0011] (2)采用线结构激光器对目标行人进行垂直照射，采用图像传感器对视野内被线 结构光照射的目标进行图像采集。
[0012] (3)对采集的图像进行预处理，并根据三角法测量原理，获取预处理后的图像所对 应的三维坐标，即深度信息。
[0013] (4)根据设置的行人高度阈值，对深度信息进行高低位变换，将变换后的结果保存 在深度列表中。
[0014] (5)根据深度列表中的前后帧关联信息，获取目标的深度突变区域和深度连通区 域。
[0015] (6)根据获取的目标的深度突变区域和深度连通区域，对疑似目标进行跟踪判断， 进行客流信息统计。
[0016] 步骤（1)中，所述的获取图像传感器的内参数矩阵与外参数矩阵，采用Tsai的经 典标定算法。
[0017] 步骤（3)中，所述的对采集的图像进行预处理，包括图像平滑滤波处理和线结构 光条的骨架化处理。
[0018] 步骤（4)中，所述的根据设置的行人高度阈值，对深度信息进行高低位变换，具体 采用以下公式实现：
【权利要求】
1. 一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：所述的统计系统包括图像传感器 和线结构激光器；所述的统计系统包括以下步骤： (1) 获取图像传感器的内参数矩阵与外参数矩阵，并在该图像传感器的相关坐标系下， 获取线结构激光器的参数矩阵； (2) 采用线结构激光器对目标行人进行垂直照射，采用图像传感器对视野内被线结构 光照射的目标进行图像采集； (3) 对采集的图像进行预处理，并根据三角法测量原理，获取预处理后的图像所对应的 三维坐标，即深度信息； (4) 根据设置的行人高度阈值，对深度信息进行高低位变换，将变换后的结果保存在深 度列表中； (5) 根据深度列表中的前后帧关联信息，获取目标的深度突变区域和深度连通区域； (6) 根据获取的疑似目标的深度突变区域和深度连通区域，对疑似目标进行跟踪判断， 进行客流信息统计。
2. 根据权利要求1所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（1) 中，所述的获取图像传感器的内参数矩阵与外参数矩阵，采用Tsai的经典标定算法。
3. 根据权利要求1所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（3) 中，所述的对采集的图像进行预处理，包括图像平滑滤波处理和线结构光条的骨架化处理。
4. 根据权利要求1所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（4) 中，所述的根据设置的行人高度阈值，对深度信息进行高低位变换，具体采用以下公式实 现：
其中，Th表示行人高度阈值，h表示进行预处理后的图像的深度信息，H表示相关位置 的高低状态。
5. 根据权利要求1所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（5) 中，所述的深度突变区域表示疑似目标出现，所述的获取目标的深度突变区域，具体采用以 下公式实现：
其中，Hn、Hn-1、Hn-2,分别表示本帧、前一帧、前两帧的相关位置的高低位状态； 所述的深度连通区域表示疑似目标正在通过，所述的获取目标的深度连通区域，采用 空间域上的邻域判断法，具体采用以下公式实现：
其中，Hn，L，Hn_2分别表示本帧，前一帧，前两帧的相关位置的高低位状态。
6. 根据权利要求1所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（6) 中，所述的根据获取的目标的深度突变区域和深度连通区域，对疑似目标进行跟踪判断，进 行客流信息统计，具体包括以下顺序的步骤： (61) 根据获取的目标的深度突变区域和深度连通区域，将疑似目标对应的图像区域保 存在方向列表中； (62) 采用以下公式对疑似目标进行跟踪判断，若满足该公式，则表示疑似目标已经离 开：
其中，Hn-2、Hn_l、Hn、Hn+l、Hn+2,分别表不前两巾贞、前一巾贞、本巾贞、后一巾贞，后两巾贞的相 关位置的高低位状态； (63) 根据深度连通区域的面积，判断该疑似目标是否是行人目标；若是，则执行步骤 (64);若否，则视为干扰目标，删除其对应的深度列表信息和方向列表； (64) 若是行人目标，则根据方向列表中存储的图像区域信息，采用光流法判断行人目 标的运动方向，进行客流人数统计。
7. 根据权利要求6所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（61) 中，所述的图像区域，为突变发生时，在二维图像对应位置上，以1.5倍突变长度为边长的 正方形区域。
8. 根据权利要求6所述的一种基于深度信息的客流统计系统，其特征在于：步骤（63) 中，所述的根据深度连通区域的面积，判断该疑似目标是否是行人目标，具体采用以下公式 实现： S1<S<S2 其中，Si= 0. 5+Sd,S2 = 1. 5+Sd,S。表示典型行人通过时的深度连通区域面积，S表示 实时采集的深度连通区域的面积； 若S满足上述公式，则该疑似目标是行人目标。
【文档编号】G06T7/20GK104408746SQ201410676406
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】张卡, 何佳, 王小敏, 于继梁 申请人:安徽清新互联信息科技有限公司