一种用于检测公交车载客量的装置、方法及公交车与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于检测公交车载客量的装置、方法及公交车。

背景技术：

伴随城市化的高速发展，人们对于公共出行的效率以及服务质量愈加重视。公交车作为重要的地面公共交通工具，具有实惠方便灵活等特点，是众多市民出行首选。对于智能公交而言，车载客量统计是一个十分重要的决策依据，其将所结合的公交车地理位置信息一并推送至手机等终端设备，使乘客能够根据目标班次及时做出乘坐决策，选择最佳的乘坐方案，同时也能为公交调度系统提供参考，在出现乘客拥挤情况时，加派公交班次，合理缓解乘车高峰，为乘客提供良好的乘坐体验。

目前，已有的车载客量统计技术包括基于IC卡信息提取技术、压敏踏板技术、被动红外和主动红外检测技术、基于视频图像分析技术。

但是，发明人发现上述几种车载客量统计技术均存在不足之处，其不足之处在于：（一）基于IC卡信息提取技术，虽然成本低且实现简单，但是针对的人群是拥有IC卡乘客，普适性不高，并且做不到下车乘客数量检测，因此精确度较低；（二）压敏踏板技术虽然具有较高的可行性，但是长期使用使得感压部件易损坏，导致维护成本较高；（三）被动红外和主动红外检测技术对于双人并排通过漏检率较高；（四）基于视频图像分析技术在理论上能实现较高的准确度，但是受限于软件算法，以及需要独立摄像头和高性能的DSP支撑，因此部署成本高。

因此，亟需一种用于检测公交车载客量的装置，无需对现有公交车进行大规模改造，部署维护成本低、结构简单、精度可靠，产生极低的数据量，减轻处理端的计算压力。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种用于检测公交车载客量的装置、方法及公交车，无需对现有公交车进行大规模改造，部署维护成本低、结构简单、精度可靠，产生极低的数据量，减轻处理端的计算压力。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于检测公交车载客量的装置，所述装置与远端服务器相配合，包括相对设置于公交车上车门两侧的第一定向光源和第一接收传感器，相对设置于公交车下车门两侧的第二定向光源和第二接收传感器，相对设置于所述公交车下车门两侧的第一超声波传感器和第二超声波传感器，以及设置于公交车任一位置的无线通信模块；其中，

所述第一接收传感器与所述无线通信模块相连，用于获取所述第一定向光源的红外光强值并通过所述无线通信模块发送给所述远端服务器；

所述第二接收传感器与所述无线通信模块相连，用于获取所述第二定向光源的红外光强值并通过所述无线通信模块发送给所述远端服务器；

所述第一超声波传感器与所述无线通信模块相连，用于发射超声波并获取当有乘客下车时到达乘客后返回下车门一侧的超声波，且进一步将所获取到的返回下车门一侧的超声波通过所述无线通信模块发送给所述远端服务器；

所述第二超声波传感器与所述无线通信模块相连，用于发射超声波并获取当有乘客下车时到达乘客后返回下车门另一侧的超声波，且进一步将所获取到的返回下车门另一侧的超声波通过所述无线通信模块发送给所述远端服务器；

所述远端服务器，用于根据所述第一接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客上车，并待判定有乘客上车时，统计出乘客上车人数，以及根据所述第二接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客下车，并待判定有乘客下车时，根据所述第一超声波传感器所获取到的超声波及所述第二超声波传感器所获取到的超声波，分别得到感知乘客两侧的距离，并进一步根据所述得到的感知距离，确定相应的乘客下车人数。

其中，所述第一接收传感器和所述第二接收传感器上均加装了用于增强乘客经过车门时光感波谷深度的遮光装置。

其中，所述第一定向光源和所述第二定向光源均为采用波长为940nm的红外光源。

其中，所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器分别采用独立的声波编码，且二者各自均具有发射及接收超声波的模块。

本发明实施例还提供了一种公交车，包括前述的装置。

本发明实施例又提供了一种用于检测公交车载客量的方法，其在前述的装置及远端服务器上实现，所述方法包括：

S1、所述远端服务器根据第一接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客上车，并待判定有乘客上车时，统计出乘客上车人数；以及

S2、所述远端服务器根据第二接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客下车，并待判定有乘客下车时，根据第一超声波传感器所获取到的超声波及第二超声波传感器所获取到的超声波，分别得到感知乘客两侧的距离，并进一步根据所述得到的感知距离，确定相应的乘客下车人数。

其中，所述步骤S1具体包括：

当所述远端服务器在某一时刻检测到所述第一接收传感器所接收到的红外光强值大幅下降且低于预设的第一阈值，并在下一时刻检测到所述第一接收传感器所接收到的红外光强值重新大于所述预设的第一阈值并逐渐增大时，则判定有乘客上车，并将乘客上车人数加一。

其中，所述步骤S2具体包括：

当所述远端服务器在某一时刻检测到所述第二接收传感器所接收到的红外光强值大幅下降且低于预设的第二阈值，并在下一时刻检测到所述第二接收传感器所接收到的红外光强值重新大于所述预设的第二阈值并逐渐增大时，则判定有乘客下车；

对所述第二接收传感器所接收到的红外光波形、所述第一超声波传感器所获取到的超声波波形及所述第二超声波传感器所获取到的超声波波形取相同的采样频率，可从所述第二接收传感器所接收到的红外光波形的波谷位置，得到所述第一超声波传感器对应感知乘客一侧的第一距离以及所述第二超声波传感器对应感知乘客另一侧的第二距离；

判断所述得到的第一距离和第二距离是否均小于预设的距离值；

如果是，则将乘客下车人数减二；

如果否，则将乘客下车人数减一。

其中，所述预设的距离值为20cm。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明在提供足够的检测精度下，使用价格低廉的超声波传感器和开发板，采用无线传输数据的方式，无需对现有公交车进行大规模改造，且只产生极低的数据量，减轻处理端的计算压力，到达部署维护成本低、结构简单、精度可靠的载客量检测的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例一提供的用于检测公交车载客量的装置的系统结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的用于检测公交车载客量的装置中上车门的应用场景图；

图3为本发明实施例一提供的用于检测公交车载客量的装置中下车门的应用场景图；

图4为本发明实施例三提供的用于检测公交车载客量的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明实施例一中，提出的一种用于检测公交车载客量的装置，该装置与远端服务器相配合，包括相对设置于公交车上车门两侧的第一定向光源1和第一接收传感器2，相对设置于公交车下车门两侧的第二定向光源3和第二接收传感器4，相对设置于所述公交车下车门两侧的第一超声波传感器5和第二超声波传感器6，以及设置于公交车任一位置的无线通信模块7；其中，

第一接收传感器2与无线通信模块7相连，用于获取第一定向光源1的红外光强值并通过无线通信模块7发送给远端服务器；

第二接收传感器4与无线通信模块7相连，用于获取第二定向光源3的红外光强值并通过无线通信模块7发送给远端服务器；

第一超声波传感器5与无线通信模块7相连，用于发射超声波并获取当有乘客下车时到达乘客后返回下车门一侧的超声波，且进一步将所获取到的返回下车门一侧的超声波通过无线通信模块7发送给所述远端服务器；

第二超声波传感器6与无线通信模块7相连，用于发射超声波并获取当有乘客下车时到达乘客后返回下车门另一侧的超声波，且进一步将所获取到的返回下车门另一侧的超声波通过无线通信模块7发送给远端服务器；

远端服务器，用于根据第一接收传感器2所接收到的红外光强值来判断是否有乘客上车，并待判定有乘客上车时，统计出乘客上车人数，以及根据第二接收传感器4所接收到的红外光强值来判断是否有乘客下车，并待判定有乘客下车时，根据第一超声波传感器5所获取到的超声波及第二超声波传感器6所获取到的超声波，分别得到感知乘客两侧的距离，并进一步根据得到的感知距离，确定相应的乘客下车人数。

应当说明的是，为了便于第一接收传感器2和第二接收传感器4能够感知光线的强度，通常第一定向光源1和第二定向光源3均为红外光源。无线通信模块7可采用GPRS、3G、4G、WIFI等无线技术通信模块。

在一个实施例中，第一接收传感器2和第二接收传感器4上均加装了用于增强乘客经过车门时光感波谷深度的遮光装置；第一定向光源1和第二定向光源3均为采用波长为940nm的红外光源；第一超声波传感器5和第二超声波传感器6分别采用独立的声波编码，且二者各自均具有发射及接收超声波的模块，使其相互不产生干扰，从而能够独立检测乘客经过下车门时乘客分别与第一超声波传感器5和第二超声波传感器6之间的距离。

本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置的工作原理为：当乘客上车经过上车门时会阻断第一定向光源1的红外光线，第一接收传感器2感受到的红外光强值LA会大幅降低，并小于其上预置的阈值M1（当传感器加装了遮光装置，阈值为固定值）。然后当乘客进入车厢后，第一定向光源1的红外光线重新照射到第一接收传感器2上，红外光强值LA重新变大至阈值之上，此时判定乘客已上车，乘客人数加一；

同理，当乘客下车经过下车门时会阻断第二定向光源3的红外光线，第二接收传感器4感受到的红外光强值LB会大幅降低，并小于其上预置的阈值M2（当传感器加装了遮光装置，阈值为固定值）。然后当乘客下车后，第二定向光源3的红外光线重新照射到第二接收传感器4上，红外光强值LB重新变大至阈值之上，此时判定乘客已下车，但是由于下车门较宽可以实现一人下车或两人下车，此时需通过第一超声波传感器5和第二超声波传感器6来感知乘客距离才能区分，具体实现步骤如下：

远端服务器需要对第二接收传感器4感受到的红外光波形、第一超声波传感器5接收到的超声波波形及第二超声波传感器6接收到的超声波波形，取相同的采样频率进行分析，确定第二接收传感器4感受到的红外光波形的波谷位置；

取该波谷位置时刻上，对应第一超声波传感器5接收到的超声波所感知的距离及第二超声波传感器6接收到的超声波所感知的距离，且进一步判断所取两个距离均是否小于特定值；

如果是，则乘客下车人数减二，否，则乘客下车人数减一。

如图2和图3所示，对本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置的应用场景做进一步说明：

图2中，当上车乘客经过时会阻断红外光源B（即第一定向光源1）的红外光线，传感器A（即第一接收传感器2）感受到的红外光强值LA会大幅降低，并小于传感器A上预置的阈值；其中，传感器A加装了遮光装置是为了加强乘客经过时红外光感波谷的深度。然后，当乘客进入车厢后，红外光源B的红外光线重新照射到传感器A上，LA重新变大至阈值之上。整个过程后，乘客上车人数Nu = Nu + 1；

图3中，在公交车下车门处部署了，传感器A（即第二接收传感器4）与红外光源B（即第二定向光源3），传感器A和红外光源B的作用是作为光电开关检测是否有人通过，其原理与图2相同；其中，传感器A加装了遮光装置是为了加强乘客经过时红外光感波谷的深度。

传感器C、D为超声波传感器（分别对应第一超声波传感器5和第二超声波传感器6），有独立收发模块，超声波的声波特征均经过不同的编码，使其相互不产生干扰，能够独立检测过道中乘客经过超声波传感器C、D时乘客与超声波传感器C、D的距离值，由于A、C、D传感器的采样频率一致，因此能够从A的波谷位置找到C、D采集到的距离值disC、disD，根据同一时刻C处与D处感知到的距离值disC、disD，若两个值均小于20cm，则乘客下车人数Nd = Nd + 2，否则乘客下车人数Nd = Nd + 1。

相对于本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置，本发明实施例二还提供了一种公交车，该公交车包括本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置，由于本发明实施例二中的用于检测公交车载客量的装置与本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置具有相同的结构和连接关系，因此在此不再一一赘述。

如图4所示，为本发明实施例三中，提出的一种用于检测公交车载客量的方法，其在本发明实施例一中的用于检测公交车载客量的装置及远端服务器上实现，所述方法包括：

步骤S1、所述远端服务器根据第一接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客上车，并待判定有乘客上车时，统计出乘客上车人数；

具体过程为，当所述远端服务器在某一时刻检测到所述第一接收传感器所接收到的红外光强值大幅下降且低于预设的第一阈值，并在下一时刻检测到所述第一接收传感器所接收到的红外光强值重新大于所述预设的第一阈值并逐渐增大时，则判定有乘客上车，并将乘客上车人数加一；

步骤S2、所述远端服务器根据第二接收传感器所接收到的红外光强值来判断是否有乘客下车，并待判定有乘客下车时，根据第一超声波传感器所获取到的超声波及第二超声波传感器所获取到的超声波，分别得到感知乘客两侧的距离，并进一步根据所述得到的感知距离，确定相应的乘客下车人数。

具体过程为，当所述远端服务器在某一时刻检测到所述第二接收传感器所接收到的红外光强值大幅下降且低于预设的第二阈值，并在下一时刻检测到所述第二接收传感器所接收到的红外光强值重新大于所述预设的第二阈值并逐渐增大时，则判定有乘客下车；

对所述第二接收传感器所接收到的红外光波形、所述第一超声波传感器所获取到的超声波波形及所述第二超声波传感器所获取到的超声波波形取相同的采样频率，可从所述第二接收传感器所接收到的红外光波形的波谷位置，得到所述第一超声波传感器对应感知乘客一侧的第一距离以及所述第二超声波传感器对应感知乘客另一侧的第二距离；

判断所述得到的第一距离和第二距离是否均小于预设的距离值；

如果是，则将乘客下车人数减二；

如果否，则将乘客下车人数减一。

在一个实施例中，预设的距离值为20cm。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明在提供足够的检测精度下，使用价格低廉的超声波传感器和开发板，采用无线传输数据的方式，无需对现有公交车进行大规模改造，且只产生极低的数据量，减轻处理端的计算压力，到达部署维护成本低、结构简单、精度可靠的载客量检测的目的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。