專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)、大規(guī)模組織活 動(dòng)日益頻繁的舉行，流動(dòng)性人員密集場(chǎng)所，比如7>交、地鐵、機(jī)場(chǎng)、火 車(chē)站等地方的人員流動(dòng)量越來(lái)越大。與此同時(shí)，通過(guò)客流檢測(cè)所獲得的 客流信息也越來(lái)越復(fù)雜，信息量也日趨龐大?？土餍畔⑹呛饬窟\(yùn)營(yíng)狀況 的重要數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)客流信息的統(tǒng)計(jì)分析，不但可以獲得該交通區(qū)域的 客流運(yùn)行狀況，而且可以利用檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織運(yùn)營(yíng)、調(diào)度安排 工作。同時(shí)，對(duì)于人流密度較大的區(qū)域，也可以起到很好的預(yù)警作用， 在緊急情況下還能優(yōu)化應(yīng)急措施。
然而，目前對(duì)于客流量的檢測(cè)以及統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)還一直停留在較低 水平。在大多數(shù)情況下，是基于紅外技術(shù)和/或視頻技術(shù)來(lái)進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì) 等客流檢測(cè)分析。更進(jìn)一步，現(xiàn)有技術(shù)一般是采用視頻檢測(cè)、線圈感應(yīng)、 壓力感應(yīng)等方法來(lái)進(jìn)行行人前進(jìn)方向的判斷，這類(lèi)技術(shù)往往存在著受天 氣、遮擋物、陰影等影響、成本高、算法復(fù)雜、不利于安裝維修等缺點(diǎn)。 由于激光掃描具有不易受環(huán)境影響、算法簡(jiǎn)單、利于安裝維修等特性， 因此在客流檢測(cè)領(lǐng)域有更好的發(fā)展前景。
因此，需要一種可以方便地對(duì)行人前進(jìn)方向進(jìn)行判斷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種能解決以上問(wèn)題的采用激光掃描的行人前進(jìn)方向的 判斷方法。
在第 一方面，本發(fā)明提供了 一種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷方
法包括分別對(duì)行人前進(jìn)方向上的兩個(gè)平行斷面進(jìn)行激光掃描，得到第一和第二激光掃描數(shù)據(jù)；根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定 4亍人的前進(jìn)方向。
優(yōu)選地，根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前 進(jìn)方向的步驟包括對(duì)所述第 一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析，分別得出通過(guò)掃描面的一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多
個(gè)第二行人數(shù)據(jù)；將所述第 一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩對(duì)比，
根據(jù)比較結(jié)果判斷它們屬于同一個(gè)行人；根據(jù)所述屬于同一個(gè)行人的兩個(gè) 行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷行人的前進(jìn)方向。
優(yōu)選地，對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 分別得出通過(guò)掃描面的一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第二行 人數(shù)據(jù)，所述行人數(shù)據(jù)包括行人通過(guò)掃描面的位置和時(shí)間，行人的高度和 寬度；根據(jù)所述第一行人數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間確定一個(gè)查找范圍，在該查找 范圍內(nèi)查找到第二行人數(shù)據(jù)；比較所述第一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)， 根據(jù)比較結(jié)果判斷它們屬于同 一個(gè)行人；根據(jù)所述屬于同 一個(gè)行人的兩個(gè) 行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷行人的前進(jìn)方向。
在第二方面，本發(fā)明提供了一種釆用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷裝 置包括模塊A,用于分別對(duì)行人前進(jìn)方向上的兩個(gè)平行斷面進(jìn)行激光掃描， 得到第一和第二激光掃描數(shù)據(jù)；模塊B,用于根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二 激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向。
本發(fā)明通過(guò)采用客流通道的兩個(gè)平行且距離很近的斷面進(jìn)行雙激光掃 描，能快速有效地判斷出行人的前進(jìn)方向，且不易受外界環(huán)境的影響，更 便于安裝維修。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，在附圖
中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的雙激光掃描的俯視示意圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采用激光掃描對(duì)行人前進(jìn)方向進(jìn) 行判斷的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的采用激光掃描對(duì)行人前進(jìn)方向進(jìn)行判斷的流程圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的方法在于，分別對(duì)客流通道的兩個(gè)相鄰很近且平行 的斷面進(jìn)行垂直激光掃描，得到該兩個(gè)掃描面的激光掃描數(shù)據(jù)，兩個(gè) 掃描面之間的距離可以設(shè)置成大致與 一 個(gè)人的身體厚度相當(dāng)。然后，
根據(jù)兩份激光掃描數(shù)據(jù)查找是否有同一行人通過(guò)所述兩個(gè)掃描面。最 后，4艮據(jù)該4于人通過(guò)兩個(gè)掃描面的先后順序來(lái)確定其前進(jìn)方向。 圖1是根據(jù)本發(fā)明的雙激光掃描的俯視示意圖。
如圖1所示，對(duì)客流通道中兩個(gè)相互平行且距離較近的兩個(gè)斷面 進(jìn)行激光掃描，兩個(gè)掃描面之間的距離被設(shè)置成大致為 一個(gè)行人的身 體厚度。圖中的若干圓圏代表通過(guò)掃描面的行人，圓圈上的箭頭代表 4亍人的前進(jìn)方向。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采用雙激光掃描對(duì)行人前進(jìn)方向 判斷方法的示意圖。
一般來(lái)說(shuō)，激光掃描模塊通過(guò)逐點(diǎn)掃描方式發(fā)射并接收激光光束， 從而獲取每一 幀的激光掃描數(shù)據(jù)。激光光束在地面上的掃描范圍是該斷 面在地面投影的起點(diǎn)和終點(diǎn)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)可以自由設(shè)定，并且可以 設(shè)定多個(gè)。具體地說(shuō)，激光掃描數(shù)據(jù)包括被掃描物體距離掃描模塊的掃 描原點(diǎn)的距離、掃描時(shí)間以及掃描頻率。將激光掃描數(shù)據(jù)與人體模型庫(kù) 進(jìn)行對(duì)比，可以得出人體的輪廓信息，包括人體的高度、寬度等等。這
過(guò)激光掃描面的時(shí)間、位置、行人高度和行人寬度。
如圖2所示，由于采用了雙激光掃描的方式對(duì)客流通道進(jìn)行掃描， 可以分別得出兩份激光掃描數(shù)據(jù)，在下文中稱(chēng)之為第 一激光掃描數(shù)據(jù)和 第二激光掃描數(shù)據(jù)。對(duì)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 可以得出行人通過(guò)掃描面的位置和時(shí)間，基于此建立一類(lèi)坐標(biāo)系，橫軸 方向?yàn)樾腥送ㄟ^(guò)掃描面的位置，以x表示，縱軸方向?yàn)樾腥送ㄟ^(guò)掃描 面的時(shí)間，以t表示。由此可見(jiàn)，圖2中第一激光掃描數(shù)據(jù)表示其某一 幀的掃描數(shù)據(jù)的位置時(shí)間關(guān)系，第二激光掃描數(shù)據(jù)表示了其某三幀過(guò)激光掃描面，就 可以得到該行人A的行人數(shù)據(jù)，稱(chēng)之為行人數(shù)據(jù)A,可以包括行人A通 過(guò)掃描面的時(shí)間、位置、行人高度、行人寬度，該行人A在圖中的時(shí)間 位置坐標(biāo)中以(x，t)表示。接下來(lái)，基于第二激光掃描數(shù)據(jù)，在其時(shí)間為t的數(shù)據(jù)幀及其前后多 幀中進(jìn)行查找。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖中對(duì)于第二激光掃描數(shù)據(jù)，僅僅示出了 4幀激光掃描數(shù)才居的示意線，分別對(duì)應(yīng)時(shí)間t-t'、 t、 t)和t+t',然而應(yīng) 當(dāng)指出，在所述時(shí)間范圍內(nèi)可以包括若干幀的激光掃描數(shù)據(jù)。在每一 幀激光掃描數(shù)據(jù)中，進(jìn)行查找的位置范圍是x土x'。進(jìn)行查找到時(shí)間以及 位置的范圍，即圖中所示的x'、 t'可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值預(yù)先設(shè)置。圖中可見(jiàn)， 在所述時(shí)間和位置范圍內(nèi)，存在一個(gè)行人B的行人數(shù)據(jù)，稱(chēng)之為行人數(shù) 據(jù)B，同樣也包括行人B通過(guò)掃描面的時(shí)間、位置、行人高度、行人寬 度，行人B在圖中的時(shí)間位置坐標(biāo)中以(x^^)表示。。然后，將行人數(shù)據(jù)A和行人數(shù)據(jù)B進(jìn)行比較。由于第一、第二激光 掃描斷面平行且距離很近，所以在很短時(shí)間內(nèi)同一個(gè)行人的高度、寬度 只有很小概率會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，從而可以根據(jù)預(yù)定的容許誤差判斷該 兩組輪廓信息是否屬于同一個(gè)行人。具體地，如果行人數(shù)據(jù)A和行人數(shù) 據(jù)B的比較結(jié)果是在預(yù)定的誤差容許范圍內(nèi)，就可以得出這行人數(shù)據(jù)A 和行人數(shù)據(jù)B同屬于一個(gè)行人。如果兩組行人數(shù)據(jù)不屬于同一個(gè)行人， 則繼續(xù)在范圍內(nèi)繼續(xù)查找并比較的步驟，直到找到的兩組行人數(shù)據(jù)屬于 同一個(gè)行人為止。如果已確定上述兩組輪廓信息屬于同一個(gè)行人，那么基于出現(xiàn)時(shí)間t 和出現(xiàn)時(shí)間^之間的關(guān)系，就可判斷出該行人通過(guò)第一和第二激光掃描 面的先后順序，即該4亍人的前進(jìn)方向。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的采用激光掃描對(duì)行人前進(jìn)方向進(jìn) 行判斷的流程圖。同理，由于采用了雙激光掃描的方式對(duì)客流通道進(jìn)行掃描，可以分 別得出兩份激光掃描數(shù)據(jù)，在下文中稱(chēng)之為第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激 光掃描數(shù)據(jù)。如圖3所示，對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析，分別得出通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第二行人 數(shù)據(jù)，其中，行人數(shù)據(jù)可以包括行人通過(guò)激光掃描面的位置、時(shí)間，以及 該行人的高度和寬度。然后，將一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)和一個(gè)或多個(gè)第二行人數(shù)據(jù)進(jìn)行兩 兩對(duì)比。如果其中 一個(gè)第 一行人數(shù)據(jù)和其中 一個(gè)第二行人數(shù)據(jù)中的位置差 和時(shí)間差都在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則可以認(rèn)為這兩個(gè)行人數(shù)據(jù)屬于同一個(gè) 行人。應(yīng)當(dāng)理解，由于第一、第二激光掃描斷面平行且距離很近，同一 個(gè)行人通過(guò)第一激光掃描面和第二激光掃描面的時(shí)間和位置不太可能 出現(xiàn)太大的變化，因此只要兩個(gè)行人數(shù)據(jù)中的時(shí)間和位置的變化在較小 的閾值范圍內(nèi)，就可以判斷它們屬于一個(gè)行人。在另 一個(gè)例子中，還可以更嚴(yán)格地限定兩個(gè)行人數(shù)據(jù)屬于同 一個(gè)行人 的條件，以免出現(xiàn)小概率事件，比如行人在兩個(gè)激光掃描面中突然出現(xiàn)偏 離前進(jìn)方向，突然劇烈改變前進(jìn)速度等情況。為此，行人數(shù)據(jù)的兩兩對(duì)比 不僅包括比較其中 一個(gè)第 一行人數(shù)據(jù)和其中 一個(gè)第二行人數(shù)據(jù)中的位置差 和時(shí)間差，而且還包括比較兩個(gè)行人數(shù)據(jù)中的行人高度和行人寬度。如果 位置差、時(shí)間差、行人高度之差以及行人寬度之差都在預(yù)定閾值范圍之內(nèi)， 則可以認(rèn)為這兩個(gè)行人數(shù)據(jù)屬于同 一個(gè)行人。在得出兩份屬于同 一個(gè)行人的行人數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個(gè)行人數(shù)據(jù) 中的行人通過(guò)掃描面的時(shí)間，則可以知道該行人通過(guò)兩個(gè)激光掃描面的 先后順序，即可得出該行人的前進(jìn)方向。顯而易見(jiàn)，在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的前提下，在此描述 的本發(fā)明可以有許多變化。因此，所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易 見(jiàn)的改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書(shū)所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明所要求 保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷方法包括分別對(duì)行人前進(jìn)方向上的兩個(gè)平行斷面進(jìn)行激光掃描，得到第一和第二激光掃描數(shù)據(jù)；根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激 光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向的步驟包括對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分別得 出通過(guò)掃描面的一個(gè)或多個(gè)第 一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第二行人數(shù)據(jù)；將所述第一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩對(duì)比，根據(jù)比較結(jié) 果判斷它們屬于同 一個(gè)行人；根據(jù)所述屬于同 一個(gè)行人的兩個(gè)行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷行人的前進(jìn) 方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述行人數(shù)據(jù)包括行人通過(guò)掃描 面的位置和時(shí)間，兩個(gè)行人數(shù)據(jù)屬于同 一個(gè)行人需滿(mǎn)足的條件包括兩個(gè)位置之差的絕對(duì)值在預(yù)定閾值范圍內(nèi)；以及 兩個(gè)時(shí)間之差的絕對(duì)值在預(yù)定閾值范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述行人數(shù)據(jù)還包括通過(guò)掃描面的 行人的高度和寬度，兩個(gè)行人數(shù)據(jù)屬于同一個(gè)行人需滿(mǎn)足的條件還包括兩個(gè)行人高度之差的絕對(duì)值在預(yù)定閾值范圍內(nèi)，以及 兩個(gè)行人寬度之差的絕對(duì)值在預(yù)定閾值范圍內(nèi)。
5. 根提權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二 激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向的步驟包括對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分別得 出通過(guò)掃描面的 一個(gè)或多個(gè)第 一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第二行人數(shù)據(jù)， 所述行人數(shù)據(jù)包括行人通過(guò)掃描面的位置和時(shí)間，行人的高度和寬度；根據(jù)所述第一行人數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間確定一個(gè)查找范圍，在該查找范 圍內(nèi)查找到第二行人數(shù)據(jù)；比較所述第 一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)，根據(jù)比較結(jié)果判斷它們屬于同一個(gè)行人；根據(jù)所述屬于同 一個(gè)行人的兩個(gè)行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷行人的前進(jìn) 方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述兩個(gè)平行斷面之間的距離是 一個(gè)行人的身體厚度。
7. —種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷裝置包括模塊A，用于分別對(duì)行人前進(jìn)方向上的兩個(gè)平行斷面進(jìn)行激光掃描，得 到第 一和第二激光掃描凄t據(jù)；模塊B，用于根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向o
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，模塊B包括模塊，用于對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析，分別得出通過(guò)掃描面的一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第 二行人數(shù)據(jù)；模塊，用于將所述第一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩對(duì)比， 根據(jù)比較結(jié)果判斷它們屬于同 一個(gè)行人；模塊，用于根據(jù)所述屬于同 一個(gè)行人的兩個(gè)行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷 4亍人的前進(jìn)方向。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，模塊B包括模塊，用于對(duì)所述第一激光掃描數(shù)據(jù)和所述第二激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析，分別得出通過(guò)掃描面的一個(gè)或多個(gè)第一行人數(shù)據(jù)，以及一個(gè)或多個(gè)第 二行人數(shù)據(jù)，所述行人數(shù)據(jù)包括行人通過(guò)掃描面的位置和時(shí)間，行人的高 度和寬度；模塊，用于根據(jù)所述第一行人數(shù)據(jù)的位置和時(shí)間確定一個(gè)查找范圍， 在該查找范圍內(nèi)查找到第二行人數(shù)據(jù)；模塊，用于比較所述第一行人數(shù)據(jù)和所述第二行人數(shù)據(jù)，根據(jù)比較結(jié) 果判斷它們屬于同 一個(gè)行人；模塊，用于根據(jù)所述屬于同 一個(gè)行人的兩個(gè)行人數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系判斷 4亍人的前進(jìn)方向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用激光掃描的行人前進(jìn)方向判斷方法包括分別對(duì)行人前進(jìn)方向上的兩個(gè)平行斷面進(jìn)行激光掃描，得到第一和第二激光掃描數(shù)據(jù)；根據(jù)第一激光掃描數(shù)據(jù)和第二激光掃描數(shù)據(jù)來(lái)確定行人的前進(jìn)方向。本發(fā)明能快速有效地判斷出行人的前進(jìn)方向，且不易受外界環(huán)境的影響，便于安裝維修，有較好的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)G01P13/02GK101644717SQ200910091650
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者劉成英, 周雙全, 夏曙東, 張志平, 杰 沙, 趙卉菁, 馬愛(ài)民, 華 黃 申請(qǐng)人:北京大學(xué);北京北大千方科技有限公司