长途客运车辆人员超载监控系统及监控方法.pdf

本发明提供长途客运车辆人员超载监控系统，能在本地实时判断超载，数据传输量小，适合对长途客运车辆的实时超载监控；所述长途客运车辆人员超载监控系统，包括图像采集装置，安装于车厢前端顶部正对过道，用于获取车厢内包含过道全景的图像；数据处理装置，接收摄像装置获取的图像信号，对图像进行处理分析，通过判断过道是否有人来判断车辆是否疑似超载；以及传输模块，当判断结果为疑似超载时，将当前图像无线传输至监控中心；此外，本发明还提供了一种长途客运车辆人员超载监控方法。

1.  一种长途客运车辆人员超载监控系统，其特征在于：包括
图像采集装置，安装于车厢前端顶部正对过道，用于获取车厢内包含过道全景的图像；
数据处理装置，接收图像采集装置获取的图像信号，对图像进行处理分析，通过判断过道是否有人来判断车辆是否疑似超载；以及
传输模块，当判断结果为超载时，将当前图像无线传输至监控中心。

2.  如权利要求1所述的一种长途客运车辆人员超载监控系统，其特征在于：数据处理装置包括
模/数转换单元，接收图像采集装置获取的模拟图像信号，将其转换为数字信号；
中央处理单元，接收模/数转换后的数字信号，进行分析处理；以及
存储单元。

3.  如权利要求2所述的一种长途客运车辆人员超载监控系统，其特征在于：所述数据处理装置还包括先入先出缓存模块，用于模/数转换缓存。

4.  如权利要求3所述的一种长途客运车辆人员超载监控系统，其特征在于：所述中央处理单元接收模/数转换后的数字信号后，对图像进行预处理，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像，对二值化图像进行连通域标识和统计，以判断过道中是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载。

5.  一种长途客运车辆人员超载监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)图像采集装置采集车厢内包含过道全景的图像；
2)数据处理装置对图像进行处理、分析，判断过道是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载；
3)当判断结果为疑似超载时，将当前图像无线传输至监控中心，若判断结果为未超载，则返回步骤1)。

6.  如权利要求5所述的一种长途客运车辆人员超载监控方法，其特征在于：所述步骤2)具体包括如下步骤：
21)将摄像装置采集的图像模拟信号转换为数字信号，送入中央处理单元进行分析处理；
22)对图像进行预处理，获得二值化图像；
23)划分、标识客车过道部分的梯形区域，并对该区域内的连通域进行标记，根据客车过道部分的梯形区域距离摄像头的远近及连通域的大小、像素数量清除客车过道梯形区域的伪目标，并统计该区域内目标的数量；
24)根据目标的数量判断该客车过道梯形区域是否有乘客，若目标的数量不为零就判断为该客车疑似超载，反之则未超载。

7.  如权利要求6所述的一种长途客运车辆人员超载监控方法，其特征在于：所述步骤22)具体包括如下步骤：
221)调整图片白平衡，以消除环境光线影响；
222)将图像从RGB空间转换到YCbCr空间；
223)在YCbCr空间，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布对图像进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像；
224)对二值化后的图像进行形态学处理。

长途客运车辆人员超载监控系统及监控方法
技术领域
本发明涉及公共交通安全监测及图像处理技术领域，特别涉及一种长途客运车辆人员超载监控系统及监控方法。
背景技术
众所周知，超载的车辆容易发生事故，特别是长途客运车辆，一旦发生事故，极易诱发群死群伤特大恶性事故，给国家、群众带来重大的损失和伤害。虽然国家出台了一系列的政策法规来制止客车超载，各地政府也制定了相关的制度来对客车超载进行管理，这在一定程度上减少了客车的超载现象，但超载现象还是屡禁不止。因此，在采取行政监督管理的同时，通过科学技术手段来消除客车超载的现象也有着极其重要的意义和实用性。
目前，对客车的超载检测主要是通过一定的传感元件来感应经过车门时人体的信号，并通过单片机系统对数据进行分析、处理，判断客车是否超载。常用的传感元件主要有压力传感器、人体红外传感器、红外光电开关等。
如公开号为CN1877644A的中国发明专利公开说明书，公开了一种长途客运汽车超载监测系统，包括探测器、与探测器连接的单片机系统和与单片机系统连接的报警和记录装置，该探测器包括设置于车门三级阶梯表面下的压力传感器和依次安装于各级阶梯上方的若干组红外探测器，通过对上车及下车人员进行感应、计数，统计车内人数，以判断是否超载，采用压力传感器检测人体信号时，当两个或两个以上的乘客同时踩上传感器压力板时会漏计人数，当人体跨过传感器上下车时也会漏计人数，当重物放置传感器上会误判为人等，因此该法不是一种很有效可行的方法。如果采用红外传感器或者是红外传感器阵列，也存在几个问题，当使用单独的人体红外传感器时，不能判断上下车的方向也不能确定人体在车门停留的时间，当多个乘客同时上下车时，因为乘客之间互相遮挡会漏计乘客人数；当使用人体红外传感器阵列时，也不能确定人体在车门停留的时间，当多个乘客同时上下车时也会误计乘客人数；这是由传感器本身的特性决定的。
而公开号为CN1667374A的中国发明专利公开说明书，公开了一种汽车超载自动识别系统，该通过图像识别子系统实现对被测汽车类型和规格的辨别，通过事先建立的数学模型计算根据前后轮压力信号获得整车荷载量和单位车身长度荷载量，再根据获得的汽车类型、规格信息进行综合判断被测汽车是否超载，该系统实现复杂，此外，根据重量进行超载识别，不适合用于公共客运车辆的人员超载。
目前也有采用视频监控的超载监控系统，如公开号为CN 2754929A的中国发明专利公开说明书，通过摄像头拍摄客座图像存储并传送到监控中心，防止超载运输，并且通过移动通信GPRS或CDMA传送图像信息，实现远程监控，不能对超载判断进行本地处理，数据传输量大，在目前的移动通信环境下难以应用。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种长途客运车辆人员超载监控系统，能在本地实时判断超载，数据传输量小。
本发明的目的是这样实现的：长途客运车辆人员超载监控系统，包括：
图像采集装置，安装于车厢前端顶部正对过道，用于获取车厢内包含过道全景的图像；
数据处理装置，接收图像采集装置获取的图像信号，对图像进行处理分析，通过判断过道是否有人来判断车辆是否疑似超载；以及
传输模块，当判断结果为超载时，将当前图像无线传输至监控中心。
进一步，所述数据处理装置包括
模/数转换单元，接收图像采集装置获取的模拟图像信号，将其转换为数字信号；
中央处理单元，接收模/数转换后的数字信号，进行分析处理；以及
存储单元；
进一步，所述数据处理装置还包括先入先出缓存模块，用于模/数转换缓存。
进一步，所述中央处理单元接收模/数转换后的数字信号后，对图像进行预处理，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像，对二值化图像进行连通域标识和统计，以判断过道中是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载。
本发明还提供一种长途客运车辆人员超载监控方法，包括如下步骤：
1)图像采集装置采集车厢内包含过道全景的图像；
2)数据处理装置对图像进行处理、分析，判断过道是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载；
3)当判断结果为疑似超载时，将当前图像无线传输至监控中心，若没有发生超载，则返回步骤1)。
进一步，所述步骤2)具体包括如下步骤：
21)将摄像装置采集的图片模拟信号转换为数字信号，送入中央处理单元进行分析处理；
22)对图像进行预处理和分割，获得二值化图像；
23)划分、标识客车过道部分的梯形区域，并对该区域内的连通域进行标记，根据客车过道部分的梯形区域距离摄像头的远近及连通域的大小、像素数量清除客车过道梯形区域的伪目标，并统计该区域内目标的数量；
24)根据目标的数量判断该客车过道梯形区域是否有乘客，若目标的数量不为零就判断为该客车可能超载，反之则没有发生超载。
进一步，所述步骤22)具体包括如下步骤：
221)调整图像白平衡，以消除环境光线影响；
222)将图像从RGB空间转换到YCbCr空间；
223)在YCbCr空间，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布对图像进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像；
224)对二值化后的图片进行形态学处理。
本发明的公共客运车辆人员超载监控系统及监控方法，通过图像识别技术判断车辆通道是否有人，并以此作为判断是否超载的依据，可有效地解决传感元件对上下车乘客个体识别精度不高的问题，同时，只传送判定超载的图片到监控中心，可大大降低数据传输量，节约运行成本。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：
图1示出了公共客运车辆人员超载监控系统结构示意图；
图2示出了公共客运车辆人员超载监控方法流程示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1，本实施例的公共客运车辆人员超载监控系统，包括
摄像装置1，本实施例选用CCD摄像头，安装于车厢前端顶部正对过道，用于获取车厢的图像，所获取的图像应包含过道全景；但并不限于使用CCD摄像头，亦可选用CMOS摄像头或其它摄像装置；
数据处理装置，本实施例选用基于ARM的处理装置，接收摄像装置获取的图像信号，对图像进行处理分析，通过判断过道是否有人来判断车辆是否超载；亦可选用基于单片机、微处理器的数据处理装置，本实施例的数据处理装置包括模/数转换单元、中央处理单元和存储单元，所述模/数转换单元包括选用飞利浦公司的SAA7111芯片21和FIFO先入先出缓存模块22，用于接收摄像装置获取的模拟图像信号，将其转换为数字信号，其中FIFO先入先出缓存模块22作为模/数转换缓存，防止采集数据来不及传输而造成的丢点现象；中央处理单元选用三星公司的ARM-S3C4510芯片23，中央处理单元接收模/数转换后的数字信号后，对图像进行预处理，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像，对二值化图像进行连通域标识和统计，以判断过道中是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载。存储单元包括FLASH闪速存储器24和SDRAM同步动态随机存储器25；
传输模块，本实施例选用GPRS模块3，当判断结果为疑似超载时，将当前图像无线传输至监控中心，亦可选用CDMA、TD-SCDMA等无线通信模块；
选用12V的车载电源对本系统进行供电。
参见图2，本实施例的公共客运车辆人员超载监控方法，包括如下步骤
1)图像采集装置采集车厢内图片；
2)数据处理装置对图像进行处理、分析，判断过道是否有人，并进一步判断车辆是否疑似超载；具体包括如下步骤：
21)将摄像装置采集的图像模拟信号转换为数字信号，送入中央处理单元进行分析处理；
22)对图像进行预处理，获得二值化图像；具体包括如下步骤：
221)调整图片白平衡，以消除环境光线影响；
222)将图像从RGB空间转换到YCbCr空间；
223)在YCbCr空间，根据肤色和发色在YCbCr空间的分布对图像进行肤色分割和发色分割，得到二值化图像；
224)对二值化后的图像进行膨胀、腐蚀形态学处理，以填充前景区域中的空洞，同时去除面积较小的孤立区域；
23)划分、标识客车过道部分在图像中的梯形区域，并对该区域内的连通域进行标记，每个连通域可对应一个目标，根据客车过道部分的梯形区域距离摄像头的远近及连通域的大小、像素数量清除客车过道梯形区域内的伪目标，并统计该区域内目标(即：可认定为乘客的连通域)的数量；
24)根据目标的数量判断该客车过道梯形区域是否有乘客，若目标的数量不为零就判断为该客车疑似超载，反之则未超载；(根据《中华人民共和国道路交通安全法》第49条，机动车载人不得超过核定的人数，而长途客运车辆的核定人数为核定座位数，即一人一座，过道不允许有乘客。)
3)当判断结果为疑似超载时，将当前图像无线传输至监控中心，若判断结果为未超载，则返回步骤1)，如此循环操作，直到长途客车到达终点站。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的技术思想和方案范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。