[发明专利]一种基于ToF相机的公交车客流量统计系统

权利要求书

1.一种基于ToF相机的公交车客流量统计系统，包括图像采集装置、图像处理装置、定位装置、数据传输装置和远程数据管理装置，所述图像采集装置设置在公交车辆前门和后门处，其特征在于，所述图像采集模块包括2D图像采集模块、近红外测距模块和3D图像合成模块，用于实时获取上下公交车辆的乘客二维图像和距离图像，并将乘客二维图像和距离图像转换成3D图像，并将3D图像传输给图像处理装置；所述定位装置用于获取公交车辆的实时位置信息，并将实时位置信息发送给数据传输装置；所述图像处理装置利用图像分割算法将3D图像中存在的潜在人体目标进行初步筛选定位，然后利用机器学习算法将潜在的人体目标进行精确分类定位，使用多特征融合的目标跟踪算法对定位的人体目标进行预测跟踪，最终形成人体目标的运动轨迹并统计人体目标的上下车人数，将公交车辆实时客流量数据和公交车辆实时位置信息通过数据传输装置传输给远程数据管理装置；所述远程数据管理装置用于接收公交车辆发送的公交车辆实时客流量数据，按不同需求生成统计信息。

2.根据权利要求1所述的基于ToF相机的公交车客流量统计系统，其特征在于，所述远程数据管理装置将公交车上的实时位置信息、实时客流数据以及有效的客流视频发送到网络平台，所述网络平台用于公共交通的运营理念分析、客流规划以及调度。

3.根据权利要求1所述的基于ToF相机的公交车客流量统计系统，其特征在于，所述图像处理装置为TFC模块，数据传输装置为4G模块，TFC模块的输出端与数据传输装置的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的基于ToF相机的公交车客流量统计系统，其特征在于，所述定位装置为GPS/北斗双模定位芯片，其输出端与数据传输装置的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的基于ToF相机的公交车客流量统计系统，其特征在于，所述图像处理装置包括机器学习融合图像分割算法的人体目标检测模块、人体目标跟踪模块、人体运动轨迹判断决策模块和视频存储模块，所述人体目标检测模块，利用图像分割算法将3D图像中存在的潜在人体目标进行初步筛选定位，然后利用机器学习算法将潜在的人体目标进行精确分类定位，所述人体目标跟踪模块，实现干扰条件下的多目标同步跟踪，所述人体运动轨迹判断决策模块，记录每个人体目标在检测区域从进入到离开的所有运动轨迹，然后利用轨迹决策模型判断是上车人数或者下车人数，得出最终的计数结果，所述视频存储模块，用于当车门打开之后，同步开启录像功能，当车门关闭后，将有效视频进行存储。

6.一种基于ToF相机的公交车客流量获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）采集进出公交车辆的乘客二维图像和距离图像，并将乘客二维图像和距离图像转换成3D图像；

（2）利用图像分割算法将3D图像中存在的潜在人体目标进行初步筛选定位，然后利用机器学习算法将潜在的人体目标进行精确分类定位；

（3）使用多特征融合的目标跟踪算法对定位的人体目标进行预测跟踪，最终形成人体目标的运动轨迹并统计人体目标的上下车人数，获取预定时间内进出公共车辆的公共交通客流量。

7.根据权利要求6所述的基于ToF相机的公交车客流量获取方法，其特征在于，所述步骤（1）包括，对距离图像信息进行预处理，使用图像滤波算法将获取的距离图像信息进行噪声过滤，然后将2D图像信息和距离图像信息通过投影转化合成3D图像。

8.根据权利要求6所述的基于ToF相机的公交车客流量获取方法，其特征在于，所述目标跟踪算法包括预测模块、目标跟踪模块和目标更新模块，预测模块利用人体目标的运动参数和特定规则预测下一帧中运动目标可能出现的区域；目标跟踪模块，针对相邻帧间运动目标的变化，利用特征值计算代价函数值，求出当前帧中运动目标在下一帧中的对应的后续目标，建立对应关系；目标更新模块，用于更新已被跟踪运动目标的目标链、目标位置信息和目标特征量。

9.根据权利要求8所述的基于ToF相机的公交车客流量获取方法，其特征在于，记录每个人体目标在检测区域从进入到离开的所有运动轨迹，然后利用轨迹决策模型判断是上车人数或者下车人数，得出最终的计数结果。