本发明涉及车辆监管技术，更具体地，涉及一种基于车载系统实现乘客计数的方法及计数装置、车载系统。
背景技术：
目前，存在着对车辆中乘客计数的需求，例如，如旅行团旅行时，为避免人员丢失，需要对乘客计数。传统的计数方法是通过人工来完成的，但是，当乘客较多时，人工计数很容易误计。
目前已经出现了基于车载系统对乘客计数的方案。例如，基于视频识别的乘客计数方案通过采集车辆内部的图像，对图像进行人脸识别以区分其中的乘客，进而来对乘客计数。这种方式的识别率很低，乘客侧身或背对摄像头时，或者人脸被其他人、座椅等遮挡时，都无法正确识别乘客，故也无法准确地对乘客计数。又如，公开号为CN103021178A(D1)的专利申请公开了一种汽车载客人数实时监控的方法：乘客数量采集装置对车辆内部进行扫描获取车内人体温度信号并传送至数据处理装置；数据处理装置根据人体发热温度来确定车辆内部是否存在乘客从而统计确定乘客数量。但是，这种方案受环境制约很大，例如会出现乘客被座椅遮挡而无法采集的情况，对乘客形体重叠或相接的情况也难以准确区分。
上述方案都是通过集中设置的采集装置扫描车辆内部来识别人体进而实现计数，受车辆环境影响很大，也不容易把不同乘客区分开来。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种基于车载系统实现乘客计数的方法，所述车载系统包括计数装置和供乘客佩戴的传感器，所述方法包括：
各传感器采集体征参数，向计数装置上报采集的体征参数组，所述体征参数组中包括一个或多个体征参数的值；
所述计数装置根据各传感器上报的体征参数组确定乘客数。
较佳地，
各传感器采集体征参数，向计数装置上报采集的体征参数组，包括：
各传感器根据配置确定或与所述计数装置协商确定采集时刻，统一进行体征参数的采集，向所述计数装置上报采集的体征参数组及对应的采集时刻；
所述计数装置根据各传感器上报的体征参数组确定乘客数，包括：
所述计数装置对每一计数时刻，判断各传感器是否满足条件：在该计数时刻采集的体征参数组为乘客体征参数组，并根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，所述计数时刻指需对乘客计数的采集时刻。
较佳地，
所述各传感器采集的体征参数组包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏和血压；
所述计数装置判断各传感器是否满足所述条件，包括：对各传感器逐一判断，如一传感器在该计数时刻采集的体征参数组中每一体征参数的值均在相应的人类体征参数取值范围之内，则该传感器满足所述条件。
较佳地，
所述计数装置根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，包括：
满足所述条件的传感器有多个时，至少基于所述多个传感器在该计数时刻采集的体征参数组，对所述多个传感器进行两两比较，每次比较时，判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴；
根据比较结果，将所述多个传感器中同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，将得到的组的数量确定为该计数时刻的乘客数。
较佳地，
各传感器采集的体征参数组包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏、血压、呼吸动作相位和心跳动作相位；
所述计数装置判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴，包括：
获取该两个传感器在K个连续采集时刻采集的体征参数组，所述K个连续采集时刻包括该计数时刻，其中，K为正整数；
判断该两个传感器在所述K个连续采集时刻中的每一采集时刻，采集的两个体征参数组是否均满足以下条件之一或任一条件：
条件一：该两个体征参数组中，至少有一种体征参数的两个值的差异值大于相应的差异敏感阈值；
条件二：对该两个体征参数组分别进行体征参数的加权求和，得到的两个和的差异值大于相应的差异敏感阈值；
如均满足，则该两个传感器为同一乘客所佩戴，否则为不同乘客所佩戴。
相应地，本发明还提供了一种车载系统中的计数装置，包括：
接收模块，用于接收各传感器上报的体征参数组，所述体征参数组中包括一个或多个体征参数的值；
计数模块，用于根据各传感器上报的体征参数组确定乘客数。
较佳地，
所述计数模块包括：
判断单元，用于对每一计数时刻，判断各传感器是否满足条件：在该计数时刻采集的体征参数组为乘客体征参数组，所述计数时刻指需对乘客计数的采集时刻；
计数单元，用于根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数。
较佳地，
所述接收模块接收的各传感器上报的体征参数组中包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏和血压；
所述判断单元判断各传感器是否满足所述条件，包括：对各传感器逐一判断，如一传感器在该计数时刻采集的体征参数组中每一体征参数的值均在相应的人类体征参数取值范围之内，则该传感器满足所述条件。
较佳地，
所述接收模块接收的各传感器上报的体征参数组中包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏、血压、呼吸动作相位和心跳动作相位；
所述计数单元根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，包括：
满足所述条件的传感器有多个时，至少基于所述多个传感器在该计数时刻采集的体征参数组，对所述多个传感器进行两两比较，每次比较时，判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴；
根据比较结果，将所述多个传感器中同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，将得到的组的数量确定为该计数时刻的乘客数。
其中，判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴，包括：
获取该两个传感器在K个连续采集时刻采集的体征参数组，所述K个连续采集时刻包括该计数时刻，其中，K为正整数；
判断该两个传感器在所述K个连续采集时刻中的每一采集时刻，采集的两个体征参数组是否均满足以下条件之一或任一条件：
条件一：该两个体征参数组中，至少有一种体征参数的两个值的差异值大于相应的差异敏感阈值；
条件二：对该两个体征参数组分别进行体征参数的加权求和，得到的两个和的差异值大于相应的差异敏感阈值；
如均满足，则该两个传感器为同一乘客所佩戴，否则为不同乘客所佩戴。
有鉴于此，本发明还提供了一种可实现乘客计数的车载系统，包括计数装置和传感器，其中：
所述计数装置采用如上所述的计数装置；
所述传感器包括：
采集模块，用于根据配置确定或与所述计数装置协商确定采集时刻，统一进行体征参数的采集；
上报模块，用于向所述计数装置上报采集的体征参数组及对应的采集时刻。
上述基于车载系统实现乘客计数的方案，将人体识别的方式从集中扫描识别变为传感器各自上报，从而避免了车辆环境影响，也容易实现乘客区分。进一步的，通过传感器采集多个体征参数，可以避免单一体征参数不能准确识别人体的问题，还可以通过对不同传感器采集的体征参数的比对，可以防止一个人佩戴多个传感器以冒充多个的情形。
附图说明
图1是本发明实施例车载系统的架构示意图；
图2是本发明实施例基于车载系统实现乘客计数的方法的流程图；
图3是本发明实施例车载系统中计数装置的模块图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本实施例的车载系统包括计数装置10和供乘客佩戴的传感器20，如图1所示。计数装置10和各传感器20之间可以通过有线连接或者无线连接，图中有无线连接为例。通过无线连接时，一般可采用近距离无线通信的方式如蓝牙、WiFi。在车辆空间小于近距离无线通信的范围时，为了避免将车辆外部的人员错误地统计在内，可以对计数装置和/或传感器的无线发射功率进行控制，将计数装置与传感器的通信距离限制在车内。
如图2所示，本实施例基于车载系统实现乘客计数的方法包括：
步骤110，各传感器采集体征参数，向计数装置上报采集的体征参数组，所述体征参数组中包括一个或多个体征参数的值；
目前可以采集此类体征参数的可佩戴的传感器很多，如智能手环、项链等。这些传感器目前均用于了解人体的状态，如生理指标，是否存活等。而本实施例基于乘客计数这一特殊的场景，将这些传感器用于识别人体，因为传感器佩戴在身上，用来作人体识别具有天然的优势。
较佳地，各传感器采集的体征参数组可以包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏和血压。某一采集时刻，可以将该采集时刻检测到的体温和血压的当前值作为相应体征参数组中的体温和血压的值。可以将该采集时刻前最近一次检测到的计数周期内呼吸和脉搏的次数作为相应体征参数组中的呼吸和脉搏的值，或者对该采集时刻前多次检测得到的计数周期内呼吸和脉搏的次数取均值，作为相应体征参数组中的呼吸和脉搏的值。
本实施例中，各传感器根据配置确定或与所述计数装置协商确定采集时刻，统一进行体征参数的采集，向所述计数装置上报采集的体征参数组及对应的采集时刻。各传感器统一进行特征参数的采集(即在相同的采集时刻进行特征参数的采集)可以方便计数。例如，各传感器可以配置相同的采集时刻，或者，各传感器可以与所述计数装置协商一个采集周期，并根据计数装置指定的起始采集时刻开始采集。对于上报时刻，各传感器也可以根据配置确定或与所述计数装置协商确定上报时刻，统一进行上报(即在相同的上报时刻进行上报)。
步骤120，计数装置根据各传感器上报的体征参数组确定乘客数。
本实施例中，计数装置对每一计数时刻，判断各传感器是否满足条件：在该计数时刻采集的体征参数组为乘客体征参数组，并根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，所述计数时刻指需对乘客计数的采集时刻。
计数装置判断各传感器是否满足上述条件时，可以对各传感器逐一判断，如一传感器在该计数时刻采集的体征参数组中每一体征参数的值均在相应的人类体征参数取值范围之内，则该传感器满足所述条件。
本实施例的上述方法将人体识别的方式从集中扫描识别变为佩戴在人体上的传感器各自上报，从而避免了车辆环境影响，也容易实现乘客区分。
对于旅行团旅行时，为避免人员丢失而对乘客计数的场景，乘客会自觉地佩戴传感器，配合计数的进行，一般不会有一个乘客故意佩戴两个传感器造成计数错误的情况。所以在根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数时，可以直接将满足所述条件的传感器的数量确定为该计数时刻的乘客数。
但在另外的一些场景下，例如，为了解决城市交通拥堵的问题，交管部门出台了很多车辆监管的办法，如对于载客量为20个人的车辆，当乘客人数达到15个人或以上时，才允许该车辆进入或免费进入特定城区如一环二环内。为此，也需要对车辆上的乘客进行准确计数。在这种情况下，不需特别关注乘客不佩戴传感器的情况，而需要特别关注如何防止非法使用其他物体来冒充乘客的情况。例如，基于视频识别的乘客计数方案可能把假人、蜡像等误判为乘客，而通过温度来识别人体时，可能会把其他的热源例如热水袋或者仅仅是开启了电加热的座椅识别为人体而不能准确计数。
对于本发明基于佩戴的传感器上报的方案，可能会有人佩戴多个传感器来冒充多个乘客。为此，可以对上述实施例进行改进以得到上述实施例的一个变例，具体地，可对上述实施例方法中计数装置“根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数”的处理改进如下(其他处理可相同)：
所述计数装置根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，包括：
满足所述条件的传感器只有1个时，该计数时刻的乘客数为1；
满足所述条件的传感器有多个时，执行以下处理：
至少基于所述多个传感器在该计数时刻采集的体征参数组，对所述多个传感器进行两两比较，每次比较时，判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴；
根据比较结果，将所述多个传感器中同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，将得到的组的数量确定为该计数时刻的乘客数。
所述计数装置判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴，具体可以采用以下方式：
获取该两个传感器在K个连续采集时刻采集的体征参数组，所述K个连续采集时刻包括该计数时刻，其中，K为正整数；
判断该两个传感器在所述K个连续采集时刻中的每一采集时刻，采集的两个体征参数组是否均满足以下条件之一或任一条件：
条件一：该两个体征参数组中，至少有一种体征参数的两个值的差异值大于相应的差异敏感阈值；
条件二：对该两个体征参数组分别进行体征参数的加权求和，得到的两个和的差异值大于相应的差异敏感阈值；
如均满足，则该两个传感器为同一乘客所佩戴，否则为不同乘客所佩戴。
因为不同传感器的测量偏差等原因，对同一乘客采集到的同一体征参数的值也可能略有不同，因而在判断两个传感器是否为同一乘客所佩戴需要设置一个差异敏感阈值来做比较。而使用多个连接采样时刻采集的体征参数组来参与判断，可以避免在某一采集时刻采集的两个乘客的体征参数组偶然性的相同或相近带来的误判。
对所述多个传感器进行两两比较，及根据比较结果，将所述多个传感器中同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，在具体的操作上，如可以是：将满足所述条件的多个传感器作为一个集合，从该集合中先选择一个传感器，将该传感器的特征参数组与其他传感器的特征参数组一一比较，如果判断有其他传感器和该传感器为同一乘客所佩戴，将所述其他传感器去掉(相当于将该乘客的一个或多个传感器归为一组)。再将余下的传感器中还没有选择过的传感器作为一个新的集合，进行上述处理，如此循环处理，直到余下的传感器中不存在没有选择过的传感器或者只余下一个没有选择过的传感器，此时余下的传感器的数量即上述得到的组数。
同时，还可以对体征参数组中的体征参数进行扩展，包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏、血压、呼吸动作相位和心跳动作相位。其中，体征参数组中的呼吸动作相位和心跳动作相位的值都可以取在采集时刻的当前检测值。
呼吸动作是一吸一呼为一个完整周期，粗略的呼吸相位可以分为：静止相(肺部呼出全部能排出的气体)，吸相，静止相(肺部吸满气体)，呼相。还可以对此进行细化，将静止相之间的吸相和呼相均可以分为180个等分(可以根据需要增加或减少等分数量)，合计共360个等分，每个等分对应于一个特定的呼吸动作相位的值。而心跳一般用脉搏来代替，脉搏动作是一舒一收的完整周期，粗略的可以分为：静止相(血液流回心脏，心脏准备收缩)，收缩相，静止相(心脏停止收缩，血液开始流回心脏)，舒张相。与呼吸相位类似，可以将静止相之间的收缩相和舒张相再细分为多个等分，每一等分对应一个特定的心跳动作相位的值。
增加呼吸动作相位和心跳动作相位这两个体征参数，可以更为准确地判断两个传感器是否为同一乘客所佩戴，因为在同一时刻，对同一乘客采集的这两个体征参数的值是相同或相近的，对不同乘客采集的这两个体征参数的值很难相同或相近。
在上述变例中，通过传感器采集多个体征参数，可以避免单一体征参数不能准确识别人体的问题，通过对不同传感器采集的体征参数的比对，可以防止一个人佩戴多个传感器以冒充多个的情形。
相应地，本实施例车载系统中的计数装置如图3所示，包括：
接收模块50，用于接收各传感器上报的体征参数组，所述体征参数组中包括一个或多个体征参数的值；
计数模块60，用于根据各传感器上报的体征参数组确定乘客数。
较佳地，
所述计数模块包括：
判断单元，用于对每一计数时刻，判断各传感器是否满足条件：在该计数时刻采集的体征参数组为乘客体征参数组，所述计数时刻指需对乘客计数的采集时刻；
计数单元，用于根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数。
较佳地，
所述接收模块接收的各传感器上报的体征参数组中包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏和血压；
所述判断单元判断各传感器是否满足所述条件，包括：对各传感器逐一判断，如一传感器在该计数时刻采集的体征参数组中每一体征参数的值均在相应的人类体征参数取值范围之内，则该传感器满足所述条件。
较佳地，
所述接收模块接收的各传感器上报的体征参数组中包括以下一种或多种体征参数的值：呼吸、体温、脉搏、血压、呼吸动作相位和心跳动作相位；
所述计数单元根据满足所述条件的传感器的数量确定该计数时刻的乘客数，包括：
满足所述条件的传感器有多个时，至少基于所述多个传感器在该计数时刻采集的体征参数组，对所述多个传感器进行两两比较，每次比较时，判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴；
根据比较结果，将所述多个传感器中同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，将得到的组的数量确定为该计数时刻的乘客数。
其中，所述计数单元判断参与比较的两个传感器是否为同一乘客所佩戴，包括：
获取该两个传感器在K个连续采集时刻采集的体征参数组，所述K个连续采集时刻包括该计数时刻，其中，K为正整数；
判断该两个传感器在所述K个连续采集时刻中的每一采集时刻，采集的两个体征参数组是否均满足以下条件之一或任一条件：
条件一：该两个体征参数组中，至少有一种体征参数的两个值的差异值大于相应的差异敏感阈值；
条件二：对该两个体征参数组分别进行体征参数的加权求和，得到的两个和的差异值大于相应的差异敏感阈值；
如均满足，则该两个传感器为同一乘客所佩戴，否则为不同乘客所佩戴。
相应地，本实施例可实现乘客计数的车载系统包括上述计数装置及传感器，所述传感器包括：采集模块，用于根据配置确定或与所述计数装置协商确定采集时刻，统一进行体征参数的采集；及，上报模块，用于向所述计数装置上报采集的体征参数组及对应的采集时刻。
以下再通过一个应用的示例对上述实施例及变例进行说明。
计数装置加电启动(一般在车辆启动后完成)后，与传感器建立连接(传感器为无线设备时，通常会定期尝试与计数装置建立连接)，此时默认传感器在车内(对于有线连接方式的传感器，由于线缆长度有限，则传感器必然位于车内；对于无线传感设备，可以通过限制无线发射功率来确保当传感器处于车外时，无法与传感器建立连接关系)。车辆中设置传感器的数量可以与车辆核载人数相匹配，计数装置楞以固定在车内，并与车辆本身的系统相连接，以获得车辆的速度等信息。为确保安全性，传感器与乘客计数设备可以通过密码等方式相互认证，避免伪传感设备欺骗计数装置。
计数装置与传感器协商采集参数，如可以直接确定采集时刻和/或上报时刻，也可以确定采集周期、上报周期和采集起始时刻(立即开始，或者停止采集，等待直到某一时刻开始采集)，由传感器来推算采集时刻和/或上报时刻。协商的参数还可以包括心跳的计数周期如1分钟、呼吸的计数周期如1分钟、心跳相位采样等分值和呼吸相位采样等分值中的一个或多个，所述心跳和/或呼吸相位采样等分值如可以设置为180，360，720等。
各传感器根据计数装置下发的采集起始时刻开始采集数据(这是为了所有传感器能够在同一时刻进行数据采集，便于在同一个人同时佩戴多个传感器的情况下，不出现重复计数)，并按照预定的周期上报采集到的体征参数组，体验参数组中的体征参数包括：B，T，P，Pr，L，其中：
B：表示设定的计数周期内的呼吸次数
T：表示采集时刻的体温值
P：表示设定的计数周期内的心跳次数
Pr：表示采集时刻的血压值
表示采集时刻的呼吸动作相位
表示采集时刻的心跳动作相位
同时，传感器还需上报各个体征参数组对应的采集时刻。
计数装置收到各传感器的上报后，对于需对乘客计数的每一采集时刻(称之为计数时刻)L，作如下处理：
(a)对每一传感器上报的该计数时刻的B，T，P，Pr，判断其是否全部符合人类的特征，即在相应的人类体征参数取值范围之内；
作为一个示例的人类体征参数取值范围如下：
呼吸：成人16～20次/分，儿童30～40次/分
体温：36--37℃
脉搏：儿童110～120次/分，正常成人60～100次/分，老年人55～75次/分。
血压：120/80mmhg，考虑到高血压的情况，可以将该范围放大。
(b)根据每一传感器上报的该计数时刻的B，T，P，Pr四项体征进行加权求和，计算F＝u×B+v×T+m×P+n×Pr，其中，u、v、m、n分别为呼吸、体温、心跳、血压的加权参数，取值均大于0且小于1；
对任意两个传感器i和传感器j上报的B，T，P，Pr，以及计算得出的F，做如下计算：
两两对比Bi,Bj，Ti,Tj，Pi,Pj，Pri,Prj，Fi,Fj，判断连续3个(可设置)连续采集时刻(包括L)是否均满足：
Bi÷Bj-1的绝对值小于或等于差异敏感参数ΔB，并且
Ti÷Tj-1的绝对值小于或等于差异敏感参数ΔT，并且
Pi÷Pj-1的绝对值小于或等于差异敏感参数ΔP，并且
Pri÷Prj-1的绝对值小于或等于差异敏感参数ΔPr，并且
Fi÷Fj-1的绝对值小于或等于差异敏感参数ΔF，并且
的绝对值小于或等于差异敏感参数并且
的绝对值小于或等于差异敏感参数
如果均满足，则计数装置将传感器i和传感器j上报的两组参数，判定为是从同一个人采集到的参数，即传感器i和传感器j为同一乘客所佩戴；否则判定为从两个不同的人采集到的参数，即传感器i和传感器j为不同乘客所佩戴。
根据(a)处理结果，可以从上报的各传感器中确定哪些传感器被乘客佩戴；而根据(b)的处理结果，可以将同一乘客所佩戴的一个或多个传感器归为一组，得到组的数量。上述(b)中，可以只对已确定被乘客佩戴的传感器分组，此时可将组的数量作为相应计数时刻的乘客数。但上述(b)中，也可以对上报的各传感器分组，然后再根据(a)判断哪些组的传感器被乘客佩戴，将确定为被乘客佩戴的组的数量作为相应计数时刻的乘客数。两种处理是完全等同的。
特别地，计数装置可获取车辆速度信息，在当前的车辆速度大于设定的高速阈值时，通知使各传感器停止采集。如，当车辆行驶速度大于(20公里/小时，可设置)时，计数装置可以忽略车门和车窗开启事件，不必重新启动数据采集。这一点是基于车辆高速行驶时，离开车辆这种动作本身属于危险行为，正常情况下不会发生。
特别地，计数装置可获取车门和/或车窗的状态信息，在确定全部车门和车窗处于关闭状态时(可以加上车辆行驶速度大于0公里/小时的条件)，通知各传感器停止采集。并且计数装置开始检测车门开起事件，以及车窗(包括天窗)开起事件。如果发生车门开起事件，则通知传感器立即重新开始采集数据。如果发生车窗开始事件，则根据车窗开启程度(是否能够容纳一个人出入)决定是否通知传感器立即重新开始采集数据。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。