出入口人数统计方法和装置的制作方法.docx

出入口人数统计方法和装置的制作方法专利名称：出入口人数统计方法和装置的制作方法技术领域：本发明涉及出入口人数统计技术的改进，具体指一种基于鞋印采集识别的出入口人数统计方法和装置，属于出入口人数统计技术领域背景技术：在许多开放场景存在人数统计的需要开场场景的出入口具有的特点是:通过人员没有身份标识(例如:身份证、门票等)；通过人员的数量比较大，可能存在拥挤的情况；出入口没有分开，同一个口同时存在进入、离开的人员，例如:商场、学校、不收费公园的出入口即为这类开放场景出入口当前用于出入口人数计数的解决方法主要有如下三种:基于CCD图像采集的人数计数、基于红外线的人数计数和基于压力传感器的人数计数基于CCD图像采集的人数计数方法通过CCD摄像机采集待计数人群的数图，然后使用模式识别技术统计图像中的人数，例如专利“一种车内人数计数方法和系统(专利号:200810241953.1)”、“出入口人数计数仪(专利号:200510025186.7)”，此种方法的缺点有:无法完全解决遮挡问题，难以解决多幅图像中同一人像的标识问题，对光照变化非常敏感，稳定较差基于红外线的人数计数方法使用红光照射识别计数的人群，根据红外线的反射计算人员的数量，例如:“一种自动人数计数器(专利号:201020534026.1)”、“人数计数器(专利号:200420076313.7)”、“基于热释红外传感器的人数计数器实现装置(专利号:201120083814.8)”，此种方法的缺点有:由于红外线直线传播的特性，对于重叠遮挡的人群无法准确计数，虽然专利“基于热释红外传感器的人数计数器实现装置(专利号:201120083814.8)” “利用透镜将一个平面上的人体发送的红外线经过透镜成像于一条直线上，利用多个热释红外传感器组成的探测器，看在探测器上形成几个光斑，即表示有几个生物体同时通过此平面”，部分的解决了遮挡问题，但在人群拥挤时仍然无法准确计数。

专利“图书馆人数计数器(专 利号:201220001432.0)”采用重力传感装置检测人员通过，并设置两个重力传感装置，根据触碰的先后顺序检测人员的出入方向，此专利的问题有:只能单人通过出入口，如果多人并行通过则无法计数，这种方法无法应用到商场、车站等一些开放场景的人数计数发明内容针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种适用于开放场景中出入口人数计数的方法和装置，本发明能解决出入人群相互遮挡、同一人员识别的问题，且能同时统计出入人员的数量，对环境适应性好本发明解决技术问题的技术手段是这样实现的: 出入口人数统计方法，其步骤为: O首先在出入口设置鞋印采集板，以使人群通过出入口时必然要踩在鞋印采集板上，该鞋印采集板能够记录下人踩在上面留下的鞋印并能识别鞋印的方向； 2)当有人通过出入口时，鞋印采集板上即留下该人的鞋印；将该鞋印与预先设定的时间窗口内的与该鞋印方向相同的鞋印进行比较，如果该时间窗口内没有该鞋印，则为一次有效计数，对应方向的人流统计数加1，同时将该鞋印保存下来并进入第3)步；否则对应方向的人流统计数不变； 3)将该鞋印与人数统计时间段中保存的鞋印进行比较，如果人数统计时间段中没有该鞋印，则人数统计数加I ;否则人数统计数不变。

进一步地，所述第2)步和第3)步鞋印比较方法为，将鞋印按长度、宽度、外轮廓和纹理分为四个比较要素，只有当两鞋印四个要素相似度分别达到设定程度时，才认为是同一个鞋印，否则为不同的鞋印所述鞋印采集板上按矩阵布置有若干常开的薄膜开关，相邻两薄膜开关的中心距离小于两毫米，人踩在鞋印采集板上时，会使部分薄膜开关闭合，所有闭合的薄膜开关对应的坐标即构成该次踩踏形成的鞋印；当单次踩踏薄膜开关闭合的数量小于指定阈值时，则为无效踩踏，该鞋印不进行后续比较出入口人数统计装置，它包括鞋印采集板、信号采集与处理单元和分析统计单元，所述鞋印采集板上按矩阵布置有若干常开的薄膜开关，薄膜开关在受压下可闭合，信号采集与处理单元由轮询扫描电路、单片机和输出接口三部分构成，所有薄膜开关的输出接轮询扫描电路，轮询扫描电路、单片机、输出接口和分析统计单元顺序连接；轮询扫描电路依次扫描鞋印采集板上的薄膜开关的闭合状态并传输给单片机，由单片机记录下闭合薄膜开关的坐标，待鞋印采集板上所有薄膜开关扫描完成后，组成一个完整的数据包通过输出接口传送给分析统计单元所述相邻两薄膜开关的中心距离小于两毫米本发明通过采集鞋印统计人员数量，能够适用于统计开放出入口通过的人员数量。

相比现有技术，本发明具有如下优点: 1、本发明能统计人员并排、拥挤情况下的人数，能有效的解决遮挡的问题2、本发明解决了同一人员标识的问题人员通过鞋印采集板留下多个连续的鞋印来识别同一个人，鞋印的图像质量较高，能较为准确地识别是否为同一个人，能较好的避免重复计数或漏计3、本发明解决了出入方向识别的问题在开放的出入口，虽然出、入人员都存在，但本发明同一套设备通过鞋印的前后方向即能容易的识别人员的出入方向，因此能同时统计出入人员的数量4、本发明对环境有较好的适应性采集板使用基于压力的开关传感器，对光照、温度、人员重量不敏感，因此能有效克服光照、温度、人员重量对计数的影响，可较好的适应各种环境，有较高的鲁棒性，能准确统计人员的数量图1一本发明系统方框示意 图图2—鞋印采集板电路原理图图3—本发明薄膜开关阵列单元电路原理示意图图4一本发明鞋印采集板留下鞋印示意图图5—本发明整体工作流程图图6—本发明分析统计单元工作流程图具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明本发明的目的为了统计出入口的人员通过流量，通过采集通过人员的鞋印，然后把鞋印与系统中已经通过人员的鞋印进行比较，以识别新进入的人员，通过对新进入的人员进行计数，以达到统计人员流量的目的。

本发明特别适用于开放场景中出入口人数计数问题，例如统计地铁站出入口或商场门口人员的通过数量本发明出入口人 数统计方法，其步骤为: O首先在出入口设置鞋印采集板，以使人群通过出入口时必然要踩在鞋印采集板上，该鞋印采集板能够记录下人踩在上面留下的鞋印并能识别鞋印的方向； 2)当有人通过出入口时，鞋印采集板上即留下该人的鞋印；将该鞋印与预先设定的时间窗口内的与该鞋印方向相同的鞋印进行比较，如果该时间窗口内没有该鞋印，则为一次有效计数，对应方向的人流统计数加1，同时将该鞋印保存下来并进入第3)步；否则对应方向的人流统计数不变；比较的时候，除了将鞋印与预先设定的时间窗口内的与该鞋印方向相同的鞋印进行比较，还需要比较该鞋印的镜像鞋印，如果该鞋印为左脚的，那么镜像鞋印即为右脚的，这样就可以把同一个人左右脚鞋印归为同一个鞋印处理，避免计两次数或者也可以对左右脚鞋印分别比较计数，统计结果的一半即为实际统计结果3)将该鞋印与人数统计时间段中保存的鞋印进行比较，如果人数统计时间段中没有该鞋印，则人数统计数加I ;否则人数统计数不变第2)步和第3)步鞋印比较方法为，将鞋印按长度、宽度、外轮廓和纹理分为四个比较要素，只有当两鞋印四个要素相似度分别达到设定程度(值)时，才认为是同一个鞋印，否则为不同的鞋印。

所述鞋印采集板上按矩阵布置有若干常开的薄膜开关，相邻两薄膜开关的中心距离小于两毫米，人踩在鞋印采集板上时，会使部分薄膜开关闭合，所有闭合的薄膜开关对应的坐标即构成该次踩踏形成的鞋印；当单次踩踏薄膜开关闭合的数量小于指定阈值时，则为无效踩踏，该鞋印不进行后续比较通常阈值按最小鞋印覆盖的开关闭合的数量来确定，这样可以避免开关损坏产生不必要的数据传递出入口人数统计装置，参见图1，它包括鞋印采集板、信号采集与处理单元和分析统计单元，所述鞋印采集板上按矩阵布置有若干常开的薄膜开关，薄膜开关在受压下可闭合，相邻两薄膜开关的中心距离小于两毫米信号采集与处理单元由轮询扫描电路、单片机和输出接口三部分构成，所有薄膜开关的输出接轮询扫描电路，轮询扫描电路、单片机、输出接口和分析统计单元顺序连接轮询扫描电路逐行逐列依次扫描鞋印采集板上的薄膜开关的闭合状态并传输给单片机，一次扫描时间(指扫描一轮的时间)不大于16毫秒，由单片机记录下闭合薄膜开关的坐标，扫描完鞋印采集板上的所有开关后，单片机把一次扫描的结果组合成一个数据包转入分析统计单元，由分析统计单元分析开关闭合数据、累计计数不同鞋印的数量，这个数量就是通过的人数。

本发明整体工作流程见图6为了保证鞋印图像的分辨率，以达到鞋印可识别的目的，相邻两薄膜开关的中心距离小于两个毫米，鞋印采集板的长度不能小于通过人员可能的最大步长的3倍，建议不少于3米，这样某人通过时至少要在上面留下三个鞋印，即使其中个别鞋印不能有效识别，也能保证至少有一个能被识别，从而达到准确识别目的鞋印采集板的宽度不小于通过人员可能的最大步宽鞋印采集由多个薄膜开关阵列单元组成，图2展示了由6个薄膜开关阵列单元所构成的鞋印采集板开头状态扫描电路(即轮询扫描电路)，开头状态扫描电路在MCU的控制下依次扫描每个薄膜开关阵列单元本发明的薄膜开关阵列单元见图3，薄膜开关由行连接线、列连接线组成二维开关阵列，每一个薄膜开关分别分别连接一根行连接线和一个根列连接线，ZLG7289芯片的功能是读出每个薄膜开关的闭合状态脚印采集流程如图5所示图4为鞋印采集板留下鞋印示意图，图中箭头所指为薄膜开关分析统计单元工作流程见图6，分析统计单元负责处理信号采集与处理单元传入的薄膜开关闭合数据，分割出单个鞋印，接着提取完整的鞋印(滤掉不完整的鞋印)提取完整的鞋印时要考虑开关按下的时候特性，如果两个独立的鞋印区域相距较近(在预先设定的最大鞋印可能的长度之内)，并且区域的形成时间比较接近，则可认为两个独立区域属于同一个鞋印。

因为目前许多鞋的结构特点决定了其留下的鞋印后跟与前脚掌是分开独立的两部分(特别是高跟鞋该特征非常明显)，但本身又属于同一个鞋印，通过该方法可以将这些鞋印提取出来，而不会认为是无效的或不完整的鞋印然后提取每个鞋印的特征，鞋印特征包括:鞋印长度、鞋印宽度、外轮廓、纹理等，然后与指定时间窗口内的鞋印进行比较，如果鞋印是新出现的鞋印，则人流统计数加1，否则人流统计数不变；如果是新出现的鞋印则与指定时间段内系统保存的鞋印(历史库)比较，如果历史库不存这个鞋印，则人数统计数加1，否则人数统计数不变时间窗口略大于走得最慢的人通过鞋印采集板的时间，可以由人工指定，也可以由系统自动动态设置人流统计数是指通过的人数，如果一个人通过两次，也重复计数人数统计数是指在指定时间内通过的人的个数，在指定时间内不重复计数最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进 行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中权利要求1.出入口人数统计方法，其特征在于，其步骤为: 1)首先在出入口设置鞋印采集板，以使人群通过出入口时必然要踩在鞋印采集板上，该鞋印采集板能够记录下人踩在上面留下的鞋印并能识别鞋印的方向； 2)当有人通过出入口时，鞋印采集板上即留下该人的鞋印；将该鞋印与预先设定的时间窗口内的与该鞋印方向相同的鞋印进行比较，如果该时间窗口内没有该鞋印，则为一次有效计数，对应方向的人流统计数加1，同时将该鞋印保存下来并进入第3)步；否则对应方向的人流统计数不变； 3)将该鞋印与人数统计时间段中保存的鞋印进行比较，如果人数统计时间段中没有该鞋印，则人数统计数加I ;否则人数统计数不变。

2.根据权利要求1所述的出入口人数统计方法，其特征在于:所述第2)步和第3)步鞋印比较方法为，将鞋印按长度、宽度、外轮廓和纹理分为四个比较要素，只有当两鞋印四个要素相似度分别达到设定程度时，才认为是同一个鞋印，否则为不同的鞋印3.根据权利要求1所述的出入口人数统计。