基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括紅外測距傳感器模塊、數據處理模塊和GPS定位模塊，所述紅外測距傳感器模塊，用于探測公交車進門和出門處物體的數據信號，并將采集到的數據信號傳輸給數據處理模塊；所述GPS定位模塊用于實時獲取公交車的位置信息，并將公交車的位置信息發(fā)送給數據處理模塊；所述數據處理模塊根據紅外測距傳感器模塊提供的數據信號進行處理分析，獲取公交車在指定時間、指定位置進出公交車的上下車人數。該系統(tǒng)采用紅外測距傳感器的測距原理來實現客流數據的采集，提高客流數據統(tǒng)計的精確性和魯棒性，為公交車的運營分析理念、客流規(guī)劃、調度、管理技術提供切實可行的解決方案。
【專利說明】基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛管理【技術領域】，具體涉及一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]作為公共交通工具的所有者和管理者需要實時、清楚、準確的旅客交通統(tǒng)計數據作為規(guī)劃、車輛調度、運營管理的依據，因此必須要有相應的客流統(tǒng)計與運營分析系統(tǒng)的軟硬件設備提供支持。公交車客流量統(tǒng)計系統(tǒng)是用在公共交通工具中自動、智能準確地采集上車下車客流量、每個站點客流量信息進行時段統(tǒng)計管理及車輛運營分析的信息檢測、管理系統(tǒng)。
[0003]申請?zhí)枮?01210413969.2的中國發(fā)明專利申請中描述了一種智能化視頻客流分析方法及系統(tǒng)，基于機器視覺理論，通過對監(jiān)控視頻的分析處理得到客流數據；申請?zhí)枮?00920234513.3的中國實用新型專利中提出了一種公交車用高精度客流量統(tǒng)計裝置，它采用單片機控制遠紅外傳感器對上車乘客進行統(tǒng)計，并采用安放在上下門處的壓力傳感器對采集數據進行補償。
[0004]其中，專利申請?zhí)枮?01210413969.2的中國發(fā)明專利申請中，視頻處理的方法易受行車環(huán)境、車體振動、攝像頭成像質量等諸多因素的影響，從而降低客流統(tǒng)計系統(tǒng)的精確性、實時性和魯棒性；專利申請?zhí)枮?00920234513.3的中國實用新型專利中，雖然使用了紅外傳感器，但僅通過簡單的紅外檢測電路將有乘客經過輸出為1、無乘客經過輸出為0，在復雜客流環(huán)境下極易造成統(tǒng)計數據誤差，影響客流統(tǒng)計系統(tǒng)的精確度；而且這兩項專利中的客流統(tǒng)計系統(tǒng)僅是統(tǒng)計客流數據，并未涉及到公交車輛的實時定位、客流數據的無線傳送及客流統(tǒng)計后臺管理系統(tǒng)等方面的應用。本發(fā)明因此而來。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了現有技術中公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)中采用的軟件算法實現復雜，成本較高或者易受環(huán)境影響或者不能進行大流量的統(tǒng)計等問題。
[0006]為了解決現有技術中的這些問題，本發(fā)明提供的技術方案是:
[0007]一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括紅外測距傳感器模塊、數據處理模塊和GPS定位模塊，所述紅外測距傳感器模塊，用于探測公交車進門和出門處物體的數據信號，并將采集到的數據信號傳輸給數據處理模塊；所述GPS定位模塊用于實時獲取公交車的位置信息，并將公交車的位置信息發(fā)送給數據處理模塊；所述數據處理模塊根據紅外測距傳感器模塊提供的數據信號進行處理分析，獲取公交車在指定時間、指定位置進出公交車的上下車人數。
[0008]優(yōu)選的技術方案是:所述系統(tǒng)還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊與數據處理模塊連接，用于存儲公交車輛客流數據信息、公交車位置信息和紅外測距傳感器模塊采集到的數據信息。
[0009]優(yōu)選的技術方案是:所述系統(tǒng)還包括客流管理平臺、數據傳輸模塊，所述客流管理平臺通過數據傳輸模塊與數據處理模塊連接，用于負責接收公交車輛發(fā)送的客流量數據信息并進行分析，按不同需求生成統(tǒng)計信息和報表，并提供可選的打印功能，為公交車系統(tǒng)的規(guī)劃、車輛調度和運營管理提供依據。
[0010]優(yōu)選的技術方案是:所述數據傳輸模塊為GPRS模塊，所述GPRS模塊利用GPRS網
絡將獲得的客流量數據傳送至客流管理平臺。
[0011]優(yōu)選的技術方案是:所述紅外測距傳感器模塊包括若干組安裝在公交車上下門附近的紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器包括紅外發(fā)射器、與紅外發(fā)射器配合接收反射回來的紅外光線的PSD檢測器。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:
[0013](I)通過紅外測距傳感器探測公交車進門和出門處物體的數據信號；
[0014](2)實時獲取公交車的位置信息；
[0015](3)根據紅外測距傳感器探測的數據信號和公交車的位置信息，獲取公交車在指定時間、指定位置進出公交車的上下車人數。
[0016]優(yōu)選的技術方案是:所述方法步驟(3)中根據紅外測距傳感器探測的數據信號計算公交車的上下車人數是按照以下步驟實現的:
[0017]I)構建坐標系，假設與地面平行且上車門指向車頭位置且與車身平行的方向為X軸正方向，垂直地面方向向上為y軸正方向；上車門指向車內且垂直于X軸的方向為z軸正方向，則X軸上每點代表紅外測距傳感器的標號值，z軸數據代表不同的時刻，y軸數據為每個傳感器測到的距離值，假設獲得的波形中的波峰處代表乘客位置，定義y軸正方向向下；x-y數據為同一時刻不同傳感器采集到的距離值，z-y數據為同一個傳感器在不同時刻采集到的距離值，x-z-y數據為某時間段內每個紅外測距傳感器采集到的距離數據；
[0018]2)對該時間段內采集到的x-z-y數據進行濾波和插值處理，繪制三維圖形，根據三維圖形的波峰處統(tǒng)計出經過的乘客人數，根據z-y數據曲線的變化判斷乘客的行進方向。
[0019]優(yōu)選的技術方案是:所述方法步驟2)具體按照以下步驟進行:
[0020](I)首先對該時間段內采集到的x-t-y數據進行濾波和插值處理；
[0021](2)然后繪制(x，t，y)數據組的三維圖形；
[0022](3)根據三維圖形的形狀，三維數據的波谷處就代表乘客的頭部位置，波谷個數就代表此時間段內經過的乘客人數；
[0023](4)根據t_y數據曲線的變化判斷乘客的行進方向:當數據變化沿t軸正方向變化時，說明乘客從上車門上車；當數據變化沿t軸負方向變化時，說明乘客從上車門下車。
[0024]為了克服上述不足，本發(fā)明提供一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，旨在解決公交車客流數據統(tǒng)計的精確度受客流環(huán)境、圖像質量等影響的問題，提高系統(tǒng)的精確性、魯棒性和可靠性，并增加數據無線傳送、車輛實時定位、數據分析及后臺管理等功能。
[0025]客流量統(tǒng)計系統(tǒng)是客流量統(tǒng)計、評估的有效方法，用來檢測公交線路各個站點上下客人數，分析特定時段的車廂內乘客及上下車人數，得出客流方向、數量規(guī)律，提高公共交通的運營管理的效率。
[0026]紅外測距傳感器雖然有多種型號，但工作原理都是基于三角測量原理:紅外發(fā)射器按照一定的角度發(fā)射紅外光束，當遇到物體以后，光束會反射回來，反射回來的紅外光線被PSD檢測器檢測到以后，會獲得一個偏移值L，利用三角關系，在指定了發(fā)射角度α、偏移距離L、中心矩X以及濾鏡的焦距f以后，傳感器到物體的距離D就可以通過幾何關系計算出來，即:
【權利要求】
1.一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括紅外測距傳感器模塊、數據處理模塊和GPS定位模塊，所述紅外測距傳感器模塊，用于探測公交車進門和出門處物體的數據信號，并將采集到的數據信號傳輸給數據處理模塊；所述GPS定位模塊用于實時獲取公交車的位置信息，并將公交車的位置信息發(fā)送給數據處理模塊；所述數據處理模塊根據紅外測距傳感器模塊提供的數據信號進行處理分析，獲取公交車在指定時間、指定位置進出公交車的上下車人數。
2.根據權利要求1所述的基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊與數據處理模塊連接，用于存儲公交車輛客流數據信息、公交車位置信息和紅外測距傳感器模塊采集到的數據信息。
3.根據權利要求1所述的基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括客流管理平臺、數據傳輸模塊，所述客流管理平臺通過數據傳輸模塊與數據處理模塊連接，用于負責接收公交車輛發(fā)送的客流量數據信息并進行分析，按不同需求生成統(tǒng)計信息和報表，并提供可選的打印功能，為公交車系統(tǒng)的規(guī)劃、車輛調度和運營管理提供依據。
4.根據權利要求3所述的基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述數據傳輸模塊為GPRS模塊，所述GPRS模塊利用GPRS網絡將獲得的客流量數據傳送至客流管理平臺。
5.根據權利要求3所述的基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所述紅外測距傳感器模塊包括若干組安裝在公交車上下門附近的紅外測距傳感器，所述紅外測距傳感器包括紅外發(fā)射器、與紅外發(fā)射器配合接收反射回來的紅外光線的PSD檢測器。
6.一種基于紅外測距傳感器的公交車客流統(tǒng)計方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: (1)通過紅外測距傳感器探測公交車進門和出門處物體的數據信號； (2)實時獲取公交車的位置信息； (3)根據紅外測距傳感器探測的數據信號和公交車的位置信息，獲取公交車在指定時間、指定位置進出公交車的上下車人數。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述方法步驟(3)中根據紅外測距傳感器探測的數據信號計算公交車的上下車人數是按照以下步驟實現的: 1)構建坐標系，假設與地面平行且上車門指向車頭位置且與車身平行的方向為X軸正方向，垂直地面方向向上為y軸正方向；上車門指向車內且垂直于X軸的方向為z軸正方向，則X軸上每點代表紅外測距傳感器的標號值，z軸數據代表不同的時刻，y軸數據為每個傳感器測到的距離值，假設獲得的波形中的波峰處代表乘客位置，定義y軸正方向向下；χ-y數據為同一時刻不同傳感器采集到的距離值，z-y數據為同一個傳感器在不同時刻采集到的距離值，χ-ζ-y數據為某時間段內每個紅外測距傳感器采集到的距離數據； 2)對該時間段內采集到的x-z-y數據進行濾波和插值處理，繪制三維圖形，根據三維圖形的波峰處統(tǒng)計出經過的乘客人數，根據z-y數據曲線的變化判斷乘客的行進方向。
【文檔編號】G07C9/00GK103714603SQ201310731307
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】張偉, 成波 申請人:蘇州清研微視電子科技有限公司, 清華大學蘇州汽車研究院（吳江）