[发明专利]基于激光雷达的行人流量检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及公共安防技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的行人流量检测系统及方法。

背景技术

现有的生活中，无论是在图书馆、商场还是大型会场检测每天的行人流量对于改进商场的经营管理方式，调整销售策略，吸引顾客，增加收益，提高工作效率必不可少。另外行人计数也可以为公共安全管理者提供重要的决策依据，公安部门可以通过行人计数系统实时监测各地区的行人流量与方向，进而预测人群聚集的区域，结合计数结果，可以提前对人流量过大、可能出现的安全事故进行预警，及时疏导人流，避免事故的发生。

目前国内外人流量检测系统主要分为两种：接触式和非接触式。接触式的行人计数设备包括闸机、压电计数器等；非接触式计数设备包括红外计数器、热传感器、激光测距仪和摄像头来监测人流量。接触式计数工具的优点是技术简单。一些接触式行人计数工具可以非常准确的计算行人数量，如地铁站的闸机；但是另一些行人计数工具，如压电式计数器，虽然可以检测重量，但是无法判断是否是行人或者行人的数量。总体上，接触式的设备会干扰行人正常的行走，降低人流速度。非接触式计数工具不会与行人发生物理接触，因此不会影响行人的正常通行。但是，行人计数的准确度可能受到外部环境和行人密集程度的影响。以红外线计数器为例，行人经过时，红外发射器发射的光束被行人遮挡，接收器暂时无法收到红外光束，行人数量加一。这种方法的技术原理简单，且设备部署方便。但是，当行人数量较多，应用场景比较拥挤时，红外计数器就无法计数并排行人的数量，导致计数准确度的严重下降。采用摄像头作为传感器是目前市场上最主流的方法，其优点是使用简单，传感器技术成熟，缺点是，缺乏深度信息，数据分割困难，容易受到光照阴影的影响，检测目标之间容易相互遮挡，在大场景高动态的大量目标检测显得力不从心。例如日本北阳电机公司所研制的行人流量检测系统，采用两台激光扫描仪联网，由一电脑远程控制并进行数据处理。其系统结构简单，激光雷达在水平面内进行扫描，主要应用于稀疏客流状况下的行人检测与统计，如自动门控制等。

激光扫描仪在行人腰部高度进行水平面内扫描，行人间的数据遮挡严重，密集情况下的客流量统计精度低；其中激光雷达作为目前最可靠的传感器，价格十分昂贵，其它种类传感器存在精度不高，探测距离和探测范围有限，不能识别物体的缺点，因而无法得到广泛使用。这方面，国内激光雷达市场发展不够成熟，到目前为止都没有成熟的应用方案。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于激光雷达的行人流量检测系统及方法，其目的在于消除光照变化和相近背景颜色对计数的影响，实现行人之间的遮挡对计数和方向判断的干扰，实现双向计数，提高激光雷达的实用价值。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于激光雷达的行人流量检测系统，包括至少一核心终端、激光雷达和管理服务端，所述核心终端包括：

前景检测模块，用于根据距离数据生成包含行人的前景的高度图，对所述前景中的检测点的作聚类处理得到行人的高度团块；

行人计数模块，用于根据所述高度图识别监控区域内的所述高度团块，计算监控区域内行人的数量；

方向判断模块，用于根据行人的数量将所述高度团块、所述检测点解析，判断行人方向得到行人数据；

所述前景检测模块设置在所述激光雷达和所述行人计数模块之间，所述核心终端通过网络连接将所述行人数据发送到管理服务端，所述行人数据包括所述行人的所述距离数据、方向、人数。

根据本发明所述的基于激光雷达的行人流量检测系统，所述前景检测模块还包括：

背景子模块，用于根据初始化配置进行背景建模；

获取子模块，用于获取所述激光雷达的距离数据，所述距离数据包括行人的二维平面距离和坐标数据；

预处理子模块，用于从所述距离数据提取所述检测点对应的所述高度团块作为所述前景；所述预处理子模块还用于判断所述高度团块中的检测点是否有效并按预设规则分流数据帧；

聚类子模块，用于对所述前景中的有效的所述检测点进行聚类分析。

根据本发明所述的基于激光雷达的行人流量检测系统，所述行人计数模块还包括：

团块计算子模块，用于根据所述高度团块数据计算团块的几何特征；

回归分析子模块，用于对所述几何特征调用高斯过程回归计算行人的数量；

所述行人计数模块还用于将已经完成行人计数与方向判断的高度图删除，回收所述高度图占用的内存空间。