一種公交車乘客安全下車自動檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種公交車乘客安全下車自動檢測方法，當(dāng)公交車到站停車時，CPU采集第一攝像頭接收到的第一幀圖像，對接收到的圖像進行處理，提取車外下車乘客與公交車外部邊緣信息，估算車外下車乘客與公交車間的最小距離d，當(dāng)最小距離d大于安全距離L時，判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則關(guān)閉車門，若沒有，則通過語音提示，直至接收到司機關(guān)門指令，當(dāng)最小距離d小于或等于安全距離L時，判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則不接受關(guān)門指令且通過語音提示并保持開門狀態(tài)，若沒有，則保持開門狀態(tài)；CPU繼續(xù)采集第一攝像頭下一幀圖像，并重復(fù)上述過程，直至關(guān)閉車門。本發(fā)明能夠自動輔助司機判斷下車乘客是否安全離開公交車。
【專利說明】-種公交車乘客安全下車自動檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種公交車安全檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 公交車系統(tǒng)作為現(xiàn)代城市交通主動脈為人們的出行帶來便利的同時，也帶來了不 少的交通事故和存在安全隱患問題。近幾年內(nèi)，公交車事故大多是因為乘客下車，未到安全 區(qū)域時，公交車啟動造成的事故。2010年07月22,在洛陽市，10歲女孩下車時被卷公交車 下拖行多米不幸身亡2012-02-05發(fā)生在南京市的一起公交車交通事故，女乘客下公交車 時背包被門夾住卷入車底身亡；還有很多很多的事故，這里就不再詳細列出了。還有就是公 交車乘客下車摔倒事故常有報道。公交車下車門一般在公交車中間靠后部位，在進站停車 下客過程中，當(dāng)車內(nèi)乘客較多時，司機只能通過安裝在車內(nèi)的攝像頭獲得車內(nèi)乘客的動態(tài) 信息，而無法獲得車外乘客的動態(tài)信息。公交車司機僅依靠視覺判斷，無法獲得下車乘客在 車門外的動態(tài)，難以判斷下車乘客是否應(yīng)經(jīng)到達安全的行車范圍內(nèi)，就存在事故隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供自動輔助司機判斷下車乘客是否安全離開公交車的一種 公交車乘客安全下車自動檢測方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明一種公交車乘客安全下車自動檢測方法，其特征是：在公交車外的后車門 上方安裝第一攝像頭；
[0006] 當(dāng)公交車到站停車時，CPU采集第一攝像頭接收到的第一幀圖像，對接收到的圖像 進行處理，提取車外下車乘客與公交車外部邊緣信息，估算車外下車乘客與公交車間的最 小距離d，當(dāng)最小距離d大于安全距離L時，判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則關(guān)閉車門，若 沒有，則通過語音提示，直至接收到司機關(guān)門指令，當(dāng)最小距離d小于或等于安全距離L時， 判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則不接受關(guān)門指令且通過語音提示并保持開門狀態(tài)，若沒 有，則保持開門狀態(tài)；(PU繼續(xù)采集第一攝像頭下一幀圖像，并重復(fù)上述過程，直至關(guān)閉車 門。
[0007] 本發(fā)明還可以包括：
[0008] 1、在公交車內(nèi)的后車門上方安裝第二攝像頭；
[0009] 公交車到站停車后，當(dāng)車外下車乘客與公交車間的最小距離d大于安全距離L并 有司機關(guān)門指令時，CPU采集第二攝像頭接收到的第一幀圖像，對接收到的圖像進行處理， 提取第二攝像頭旁乘客與公交車內(nèi)部邊緣信息，估算第二攝像頭旁乘客與公交車內(nèi)部間的 最小距離七，當(dāng)屯大于安全距離U時，關(guān)閉車門，否則通過語音提示，重復(fù)上述過程直至屯 大于1^后，關(guān)閉車門。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于：本發(fā)明能自動實現(xiàn)判斷下車乘客是否已安全下車達到安全 行駛范圍的功能，可以用以輔助司機做出正確的駕駛操作。因為目前公交車門轉(zhuǎn)軸采用曲 柄與門泵氣缸滑塊結(jié)構(gòu)，具有無限沖擊過載情況，在下車乘客沒有安全下車以及還未到達 安全行駛范圍時，關(guān)閉車門會對乘客有很大的外推力，容易使得乘客摔倒。因而，通過CPU 圖像處理得到實時乘客與公交車的最小距離，在乘客未到達安全區(qū)域時，司機的關(guān)閉車門 的以及啟動行車的操作，將視為無效操作，并通過CPU來驅(qū)動語音提示模塊，語音提示司機 "乘客未安全下車，請您耐心等候！ "；當(dāng)乘客已安全下車并到達安全區(qū)域后，在司機無任何 操作時，CPU驅(qū)動語音模塊，語音提示司機"乘客已安全下車，請先關(guān)閉車門后行駛！"。這 樣可以大大的避免公交乘客因下車造成的事故。此外，僅存儲公交車乘客上下車的有效的 視頻信息，以便用來對乘客下車摔倒等事故的有效評估依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為下車乘客與公交車的平面位置關(guān)系示意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明的流程圖；
[0014] 圖4為圖像處理的流程圖。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述：
[0016] 結(jié)合圖1?4,目前，很多的城市都已實現(xiàn)了城市智能公交系統(tǒng)，在本發(fā)明中，通過 利用GPS提供的公交站臺位置信息，在公交車進站時，公交車停車上下乘客時間，開啟車外 攝像頭，車內(nèi)攝像頭一直開啟的，CCD攝像頭將乘客下車的信息分別傳輸?shù)紺PU，存儲在SD 卡中和輸送給顯示模塊。
[0017] 其中，CPU接收到的車內(nèi)外兩個CCD攝像頭傳輸來的乘客下車的視頻信息后，對車 外C⑶攝像頭傳輸來的視頻這樣進行處理：CPU接收來自⑶D的視頻信息，實際上是一幀一 幀的傳輸來的圖像數(shù)據(jù)，(PU對從攝像頭得來的視頻信息的處理實際是對每幀圖像的處理。
[0018] CPU對每幀圖像的處理過程是這樣實現(xiàn)的：公交車上C⑶攝像頭一般采用黑白攝 像頭，因而CPU接收到每幀黑白圖像信息，對該圖像進行增強處理、濾波、銳化處理，目的是 為了加強圖像中下車乘客、公交車與背景（公路路面）的細節(jié)邊緣和輪廓灰度反差，有利于 之后的圖像邊緣檢測的實現(xiàn)。
[0019] 之后，由于公路地面是柏油色背景，CPU很容易選擇合適的灰度值閾值，對圖像二 值化處理，使圖像中的信息與路面背景分離出來。然后，對圖像中下車乘客、公交車邊緣檢 測（提取），來提取公交車邊緣信息與乘客邊緣的特征信息。
[0020] 由于攝像頭B安裝公交車外側(cè)乘客的正上方，攝像頭B的每幀圖像經(jīng)CPU圖像邊 緣檢測后，可獲得每幀圖像中乘客的邊緣特征和公交車的邊緣特征，乘客的邊緣特征近似 為一個不規(guī)則橢圓，公交車的邊緣特征近似為一條直線。從而可估算出每幀圖像中乘客的 邊緣與公交車邊緣間的最小距離山每幀圖像獲取的最小距離距離與已設(shè)定的安全距離對 比來判斷下車乘客是否到達安全區(qū)域，若下車乘客已全部到達安全區(qū)域，司機才可以關(guān)閉 車門以及啟動公交車，駛離站臺。
[0021] 車內(nèi)CCD攝像頭與車內(nèi)CCD攝像頭配合使用，CPU對車內(nèi)CCD攝像頭傳輸來的視頻 數(shù)據(jù)與車外的CCD數(shù)據(jù)采用相同的處理過程，用來估計車內(nèi)乘客的動態(tài)和與車門的距離， 用以判斷乘客是否有需要下車。
[0022] -種公交車乘客安全下車自動檢測裝置，它包括兩個(XD攝像頭A，B，攝像頭A安 裝于車內(nèi)（目前幾乎所有公交車都具備），攝像頭B安裝于公交車外部，后車門上方。兩個 攝像頭與CPU相連，為CPU提供公交車進站停車期間的實時視頻信息。電源模塊與系統(tǒng)的 所有模塊相連，為他們供電。顯示模塊實時的顯示公交車下客門附近畫面，視屏存儲模塊SD 卡僅存儲公交車進、出站停車期間的來自攝像頭A，B的視屏信息。語音提示模塊對司機的 錯誤操作警告以及其他提示信息。
[0023] 圖2給出了公交車在站內(nèi)停車時，下車乘客與公交車的位置關(guān)系示意圖，結(jié)合圖 2、圖3中，公交車進站停車后，乘客1，2, 3依次從公交車后門下車，攝像頭B實時的將當(dāng)前 時刻的這幀圖像送入CPU，CPU通過圖像處理，如圖4所示的處理過程，利用邊緣提取的技 術(shù)，判斷出圖2所示畫面中下車乘客2和乘客3未到達安全區(qū)域，所以，在此段時刻，司機的 關(guān)門操作以及啟動操作不被系統(tǒng)接受。
[0024] 只有等到下車乘客1，2, 3都到達安全區(qū)域時刻，從攝像頭提供的此時這幀圖像經(jīng) CPU理計算，并判斷乘客已達到安全區(qū)域時，司機的關(guān)門操作才被允許，進而啟動公交車駛 離站臺。
[0025] 圖2中還給出，當(dāng)有乘客下車不小心摔倒時，同樣可通過攝像頭獲得圖像經(jīng)CPU處 理后，當(dāng)乘客摔倒位置如圖2中乘客4時，公交車司機的啟動行駛指令不被允許，只有當(dāng)摔 倒乘客以及所有下車乘客均已離開危險區(qū)時，司機才可以啟動公交車駛離站臺。
[0026] 圖3所示，給出了整個裝置的流程圖，公交車進站停車后，攝像頭B獲取車門附近 視頻信息，分別送到顯示模塊、存儲模塊以及CPU ;CPU接收來自攝像頭B的視頻信息（實際 上是一幀一幀圖像信息），CPU接受第一幀圖像后，對此圖像進行處理，如圖4所示的處理過 程，之后圖像邊緣檢測，提取出乘客于公交車的邊緣特征信息，估算乘客與公交車邊緣間的 最小距離，如圖2中乘客3與公交車的最小距離d。
[0027] 利用圖像中乘客與公交車間的位置最小像素距離，通過安裝位置與地面的距離， 便可以估算出乘客與公交車間的實際距離，用此距離和已設(shè)定的安全距離對比判斷乘客是 否已安全下車并安全離開公交車。
[0028] 判斷最小距離d是否大于安區(qū)距離L，若d〈L，圖2所示的乘客2和3的位置，在此 時刻，有乘客未安全公交車下車，司機的關(guān)閉車門操作和啟動行駛操作將不被允許，并通過 (PU驅(qū)動語音提示模塊，提示司機"乘客未安全下車，請您耐心等候！ ";若乘客都已到達圖2 所示的乘客1的位置時，即d>L，此時司機的關(guān)閉車門操作和啟動行駛操作將才被允許；假 如乘客都已到達安全區(qū)域時，司機沒有任何操作時，CPU將驅(qū)動語音提示模塊，語音提示"乘 客已安全下車，請先關(guān)閉車門后行駛！"。之后關(guān)閉車門，啟動行駛。
[0029] 圖4所示為此裝置CPU中圖像處理流程圖，圖像處理包括圖像的增強、濾波、銳化 處理等，這些處理無固定的順序，目的是為了增強圖像中乘客和公交車細節(jié)邊緣和輪廓灰 度反差，有利于之后的圖像邊緣檢測的實現(xiàn)。由于公路地面是柏油色背景，CPU很容易選擇 合適的灰度值閾值，對此圖像二值化處理，得到乘客與公交車的特征信息，然后邊緣檢測， 提取乘客于公交車的邊緣信息，乘客的邊緣特征近似為一個不規(guī)則橢圓，公交車的邊緣特 征近似為一條直線。
[0030] 每次到站停車，重復(fù)上述過程。該裝置將很大程度解決了公交司機在下客期間視 線受到阻礙的問題，避免了司機在下客過程中的誤操作，這將大大減少公交車因下客過程 而引起的交通事故。
[0031] 本發(fā)明裝置部分包括CPU ;兩個(XD攝像頭A，B ;電源模塊；顯示模塊，視屏存儲模 塊SD卡，語音提示模塊。
[0032] CPU采用STM32系列，主要完成圖像處理，語音模塊驅(qū)動和車門開關(guān)的控制等；
[0033] 兩個CCD攝像頭采用公交車通用的串口攝像頭。攝像頭A安裝車內(nèi)（目前公交車 都已具備），攝像頭B安裝于車外，主要獲取乘客下車的動態(tài)信息。
[0034] 電源模塊直接采用公交車提供的電源，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換后為裝置供電。
[0035] 顯示模塊，在原有的顯示的基礎(chǔ)上，通過一屏雙顯技術(shù)，將攝像頭A和攝像頭B的 信息同時實時的顯示給公交司機。
[0036] 視頻存儲模塊，用以存儲攝像頭A和攝像頭B的視頻信息，以便作為事故評估的依 據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種公交車乘客安全下車自動檢測方法，其特征是：在公交車外的后車門上方安裝 弟一攝像頭； 當(dāng)公交車到站停車時，CPU采集第一攝像頭接收到的第一幀圖像，對接收到的圖像進行 處理，提取車外下車乘客與公交車外部邊緣信息，估算車外下車乘客與公交車間的最小距 離d，當(dāng)最小距離d大于安全距離L時，判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則關(guān)閉車門，若沒 有，則通過語音提示，直至接收到司機關(guān)門指令，當(dāng)最小距離d小于或等于安全距離L時， 判斷是否有司機關(guān)門指令，若有，則不接受關(guān)門指令且通過語音提示并保持開門狀態(tài)，若沒 有，則保持開門狀態(tài)；(PU繼續(xù)采集第一攝像頭下一幀圖像，并重復(fù)上述過程，直至關(guān)閉車 門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交車乘客安全下車自動檢測方法，其特征是：在公交 車內(nèi)的后車門上方安裝第二攝像頭； 公交車到站停車后，當(dāng)車外下車乘客與公交車間的最小距離d大于安全距離L并有司 機關(guān)門指令時，CPU采集第二攝像頭接收到的第一幀圖像，對接收到的圖像進行處理，提取 第二攝像頭旁乘客與公交車內(nèi)部邊緣信息，估算第二攝像頭旁乘客與公交車內(nèi)部間的最小 距離屯，當(dāng)屯大于安全距離U時，關(guān)閉車門，否則通過語音提示，重復(fù)上述過程直至屯大于 U后，關(guān)閉車門。
【文檔編號】G06K9/66GK104156737SQ201410406944
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】李緒友, 王歲兒, 何昆鵬, 嚴(yán)平, 管練武, 孫波, 于瑩瑩, 許振龍, 劉猛, 凌偉威 申請人:哈爾濱工程大學(xué)