СЧЕТЧИК ПОДСЧЕТА ПАССАЖИРОВ
PASSENGER COUNTER

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к транспортному оборудованию, осуществляющему слежение за входящим в транспортное средство и выходящим из него пассажиропотоком, обеспечивая учет каждого человека, а также видеоконтроль событий, происходящих в периоды остановок транспортного средства с целью посадки/высадки пассажиров.
Уровень техники
Из уровня техники известна технология подсчета людского потока (см. RU 2700250, кл. G07C 9/00, публ. 13.09.2019 г. [1]).
Известное решение [1] относится к технологии по обработке информации и предназначено для обеспечения учета и анализа количества движущихся объектов, при этом оно может быть использовано в составе систем мониторинга транспорта для определения количества пассажиров.
Сущность решения заключается в том, что на месте входа/выхода транспортного средства, в области прохода людского потока, устанавливают стереокамеру, включающую несколько камер, которые связаны с компонентом по обработке информации, управление которым осуществляется посредством программного обеспечения, соответственно захват движущегося объекта в поле зрения каждой камеры и передача изображения с камер производится на упомянутый компонент обработки информации.
Особенностью известного решения [1] является то, что средством обработки информации сканируют все точки в определенном диапазоне высот, а также все изображения в заданном диапазоне высот, кроме того определяются контуры движущихся объектов, имеющих округлую форму и уже после этого, посредством программного обеспечения принимается решение о соответствии или несоответствии исследуемых объектов признакам реальных пассажиров.
При воплощении данной технологии возможно возникновение ошибок регистрации, поскольку схожие параметры (внешнее очертание, высота, скорость перемещения и др.) могут быть у неживых объектов, в том числе крупный багаж (чемоданы, туристические рюкзаки) или другой крупногабаритный груз (лыжи, сноуборд и т.п.), кроме того, пассажиры детского возраста, пассажиры льготной категории, а также лица с ограниченными возможностями могут быть приравнены системой к пассажирам, проезд которых в соответствии с правилами перевозчика потребует оплаты.
Дополнительным недостатком известного решения [1] следует считать низкую скорость обработки данных и в следствии этого низкую производительность, поскольку операции выявления и подсчета объектов пассажиропотока производятся последовательно и проходят несколько стадий сверки, что требует дополнительного времени для анализа данных предполагаемого пассажиропотока, и собственно, не способно выдавать результат подсчета в режиме реального времени.
Наиболее близким с точки зрения технической сущности к предлагаемому изобретению следует считать устройство подсчета пассажиропотока, известное из RU 196791, кл. G06M 3/08, публ. 16.03.2020 г [2].
Известное устройство относится к контрольным вычислительным средствам, предназначенным для подсчета пассажиропотока, пользующегося наземными маршрутными транспортными средствами.
Известное устройство [2] устанавливается на транспортном средстве и содержит корпус, в котором расположены непосредственно счетчик пассажиропотока, процессорный модуль, блок питания, модуль памяти, интерфейсы ввода/вывода и камеру.
В соответствии с замыслом автора разработки [2] процессорный модуль имеет возможность определения траектории перемещения пассажиров на изображениях, определения попадания траекторий перемещения пассажиров в зону видимости, в результате чего обеспечивается подсчет пассажиропотока, дополнительными особенностями устройства являются наличие электропривода камеры и наличие устройства очистки защитного стекла, установленного на корпусе.
Одним из недостатков известного решения [2] следует отметить его размещение с внешней стороны транспортного средства, что делает его слабозащищенным от влияния неблагоприятных для электронного устройства окружающих факторов, таких как, осадки, солнечное излучение, температура воздуха и прочие воздействия, ухудшающие его функциональность и значительно снижающие срок его эффективной службы.
В связи с тем, что устройство расположено не в салоне транспортного средства, а с его внешней стороны и настроено на обзор внешнего прилегающего к дверному проему участку местности, то возможно попадание в область подсчета пассажиропотока пассажиров, которые вероятно имели намерение войти внутрь т.е. имели траекторию перемещения близкую к траектории захода в транспортное средство, однако, по определенным причинам не осуществили это (перепутали маршрут, отказались от поездки, не смогли войти и др.), в результате чего операции подсчета будут искажены, что будет отрицательно сказываться при формировании оператором перевозок последующих логистических маршрутов.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание, обладающей высокими технико-эксплуатационными показателями транспортной системы слежения гибридной компоновки, позволяющей производить подсчет пассажиропотока и вместе с тем производить видеомониторинг пропускной области транспортного средства с целью поддержания правопорядка и безопасности.
Техническим результатом предлагаемого изобретения, который объективно проявляется в ходе использования контрольно-регистрационного комплекса слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств является расширение функциональных возможностей предлагаемого технического решения, заключающихся в оперативной и единовременной обработки и передачи информации, касающейся количества вошедших и вышедших пассажиров, а также видеоинформации, охватывающей пропускную область транспортного средства, что комплексно способствует оптимизации и улучшению координации управляющих дорожных служб, формирующих логистические маршруты с обеспечением стабильного уровня безопасности для пассажиров и соблюдению установленного правопорядка при пользовании услугами маршрутных дорожных перевозчиков.
Заданный технический результат и актуальная техническая проблема достигаются за счет того, что контрольно-регистрационный комплекс слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств, содержит подключенную к контроллеру питания управляющую печатную плату, с расположенными на ней средством видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока и контроллером доступа, выполненным в виде модуля ввода/вывода инкапсулирующего механизмы обмена данными между интерфейсными модулями и модулями обработки и хранения данными, предоставляя интерфейсным модулям единый интерфейс взаимодействия, указанное средство видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока размещено на отдельном рабочем участке и состоит из сгруппированного взаимосвязанного набора компонентов, включающих модуль формирования изображений со встроенной видеокамерой, формирующей дальностное изображение, а также модуль подсчета пассажиров, активизирующийся в случае открытия дверного проема транспортного средства и блок видеорегистратора, которые направляют полученную и обработанную информацию в энергонезависимое хранилище данных, при этом модуль формирования изображений выполнен с возможностью получения дальностных изображений, формируемых матрицей упомянутой встроенной видеокамеры, и выполняя слежение за настроенным участком обзора, корректируя работу источника сигнала и управляя имеющимся источником лазерного импульсного освещения направляет данные в указанные модуль подсчета пассажиров и блок видеорегистратора, первый из которых реализует алгоритм подсчета пассажиропотока, основанный на обнаружении подвижных объектов, отслеживании границ их перемещения, а также на фиксации входа и выхода каждого пассажира, а второй обеспечивает запись видеоданных с целью контроля корректности подсчета пассажиропотока и происходящих событий в области наблюдений, причем обработанные результаты анализа в виде определенных количественных показателей и видеоданных поступают в энергонезависимое хранилище данных, обеспечивающее их временное хранение.
В соответствии с изложенным выше авторским замыслом предлагается к рассмотрению изобретение, представляющее из себя своего рода гибридную высокотехнологичную систему, предназначенную для подсчета пассажиров, вошедших в транспортное средство и вышедших из него в периоды остановок, а также для видео регистрации событий, происходящих преимущественно в области дверного проема указанного транспортного средства.
Функциональность предлагаемого контрольно-регистрационного комплекса слежения подразумевает возможности точного выявления и подсчета количества пассажиров вошедших и вышедших из транспортного средства, видеозаписи всех происходящих событий, как правило, в области входного/выходного проема во время остановки транспортного средства для посадки и высадки пассажиров, передачи всех полученных и обработанных данных на внешние контролирующие системы по запросу или в автоматическом режиме через заданный интервал времени о количестве вошедших и вышедших пассажиров, а также трансляции видео происходящего в зоне посадки/высадки транспортного средства для визуального контроля с целью обеспечения безопасности происходящего и соблюдения правопорядка гражданами.
Основополагающими технологическими особенностями, которые определяют и формируют предлагаемый объект являются наличие управляющей печатной платы, с расположенными на ней средством видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока и контроллером доступа, при этом указанное средство видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока размещается на отдельном участке и состоит из объединенного и взаимосвязанного набора компонентов, среди которых модуль формирования изображения, модуль подсчета пассажиров, блок видеорегистратора и энергонезависимое хранилище данных. Используемый контроллер доступа выполнен модульного типа, инкапсулирующего механизмы обмена данными между интерфейсными модулями и модулями обработки и хранения данных, предоставляя интерфейсным модулям единый интерфейс взаимодействия.
Согласно предложенной конструкции, модуль формирования изображений имеет возможность получения и обработки сигналов, исходящих от встроенной видеокамеры, формирующей дальностное изображение, кроме того модуль формирования изображений имеет возможность слежения за событиями, разворачивающимися преимущественно в области входа/выхода транспортного средства, при этом корректируется работу источника сигнала (камеры) и контролируется работа источника освещения, выполненного в виде лазерного импульсного источника света, далее модуль формирования изображений направляет данные в модуль подсчета пассажиропотока, а также в блок видеорегистратора.
Работа модуля подсчета пассажиропотока, в соответствии с изобретением, основана на обнаружении подвижных объектов и отслеживании их перемещений, а также на отслеживании границ перемещения обнаруженных объектов и соответственно фиксации входа или выхода отдельных пассажиров, при этом работа видеорегистратора построена на обеспечении записи событий в области наблюдений, т.е. в области пропускного проема транспортного средства.
Применяемая камера, является камерой, формирующей дальностные изображения, т.е. изображения формируются встроенной матрицей, при этом камера является источником видеоданных о происходящих событиях в области посадки/высадки пассажиров маршрутного транспортного средства. В соответствии с замыслом далее видеоданные поступают в модуль формирования изображений, который в свою очередь корректирует работу видео-системы и следит за окружением, изменяя параметры работы камеры и управляя лазерной импульсной подсветкой. После чего обработанные модулем формирований изображений данные поступают на модуль подсчета пассажиров и видеорегистратор.
Модуль подсчета пассажиров по существу предлагаемого решения является блоком, реализующим алгоритмы подсчета пассажиров. Результаты подсчета сохраняются в энергонезависимом хранилище данных, при этом алгоритм подсчета пассажиропотока состоит из следующих основных операций:
- обнаружение подвижных объектов и отслеживание их перемещений;
- отслеживание границ перемещения обнаруженных объектов и фиксирование входа/выхода пассажиропотока.
Соответственно указанный видеорегистратор является блоком, обеспечивающим запись видеоданных в энергонезависимое хранилище данных с целью контроля корректности подсчета пассажиров и происходящих событий в области наблюдений. Т.е. обработанные результаты анализа в виде числовых данных, а также видеоданных поступают в энергонезависимое хранилище данных, обеспечивающее их временное хранение.
Для обмена данными с внешними системами дорожный регистрационный комплекс, как уже было упомянуто, имеет контроллер доступа, выполненный в виде модуля ввода/вывода и соответственно модули, которые обеспечивают обмен данными по конкретным интерфейсам, таких как: модуль интерфейса Ethernet, модуль интерфейса RS-485 и модуль интерфейса CAN. Следует отметить, что контроллер доступа также обеспечивает защиту данных от несанкционированного изменения.
Предложенная архитектура позволяет подключать и другие неупомянутые интерфейсы, не нарушая общий принцип функционирования, например, по протоколам WiFi или Bluetooth. Перечисленные модули интерфейсов обеспечивают подключение к внешним системам и реализуют протоколы обмена с ними, в частности, интерфейс Ethernet и протокол обмена HTTP.
Контроллер питания, подключенный к управляющей печатной плате, обеспечивает включение/выключение дорожного регистрационного комплекса, его переключение в энергосберегающий режим, а также выход из него.
Комплексно предлагаемый контрольно-регистрационный комплекс обладает, следующей функциональностью:
- подсчет количества пассажиров, вошедших и вышедших из транспортного средства;
- видеозапись событий области прохода во время остановки транспортного средства с целью посадки и высадки пассажиров;
- передача данных на внешние системы по запросу или автоматически через заданный интервал времени и количестве вошедших и вышедших пассажиров;
- трансляция на внешние устройства видео происходящего в зоне посадки/высадки пассажиров для визуального контроля с целью обеспечения безопасности.
Таким образом, предлагаемое выше конструктивное выполнение заявляемого контрольно-регистрационного комплекса слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств, с учетом его характеристик и технических особенностей, образует совокупность признаков, достаточных для достижения заданного технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей, заключающихся в оперативной и единовременной обработки и передачи информации, касающейся количества вошедших и вышедших пассажиров, а также видеоинформации, охватывающей пропускную область транспортного средства, что комплексно способствует оптимизации и улучшению координации управляющих дорожных служб, формирующих логистические маршруты с обеспечением стабильного уровня безопасности для пассажиров и соблюдению установленного правопорядка при пользовании услугами маршрутных дорожных перевозчиков, а также для решения существующей технической проблемы по созданию обладающей высокими технико-эксплуатационными показателями транспортного комплекса слежения, позволяющего производить подсчет пассажиропотока и вместе с тем производить видео мониторинг пропускной области транспортного средства с целью поддержания правопорядка и безопасности.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого контрольно-регистрационного комплекса.
Осуществление изобретения
Предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером выполнения и реализации, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядным образом демонстрируют достижение указанной совокупностью существенных признаков заданного технического результата, а также решение существующей технической проблемы.
На фиг. 1 представлены следующие компоненты предлагаемого контрольно-регистрационного комплекса:
1 - видеокамера, формирующая дальностные изображения (TOF матрица);
2 - источник лазерного импульсного освещения (лазерная подсветка);
3 - модуль формирования изображений;
4 - модуль подсчета пассажиров;
5 - блок видеорегистратора (видеорегистратор);
6 - энергонезависимое хранилище;
7 - контроллер питания;
8 - контроллер доступа (модуль ввода/вывода);
9 - модуль интерфейса Ethernet;
10 - модуль интерфейса RS-485;
11 - модуль интерфейса CAN;
12 - управляющая печатная плата;
13 - средство видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока;
14 - выделенный рабочий участок;
15 - датчик.
И так, предлагаемый контрольно-регистрационный комплекс слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств производит количественный подсчет перевозимого пассажиропотока и видео мониторинг событий, происходящих в области дверного проема на этапе посадки и/или высадки пассажиров.
Контрольно-регистрационный комплекс содержит подключенную к контроллеру питания 7 управляющую печатную плату 12, с расположенными на ней средством видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока 13, а также контроллером доступа 8 (модуль ввода/вывода).
Средство видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока 13 размещено на отдельном рабочем участке 14 и состоит из сгруппированного взаимосвязанного набора компонентов, включающих модуль формирования изображений 3 со встроенной видеокамерой формирующей дальностные изображения 1 (TOF матрица), а также модуль подсчета пассажиров 4, активизирующийся в случае открытия дверного проема (на фиг. 1 см. “положение двери”) транспортного средства и блок видеорегистратора 5 (видеорегистратор), которые направляют полученную и обработанную информацию в энергонезависимое хранилище данных 6.
Модуль формирования изображений 3 на основе данных получаемых от камеры 1 (TOF матрица) формирует видеоизображение и изображение, каждая точка которого содержит информацию и расстоянии до объекта.
В качестве камеры 1 (TOF матрица), формирующей дальностные изображения используется Time-of-flight camera (ToF camera).
Следует отметить, что модуль формирования изображений 3 выполнен с возможностью получения сигналов от упомянутой камеры 1 (TOF матрица), формирующей дальностные изображения и выполняя слежение за подконтрольным участком, корректируя работу источника сигнала (указанная камера 1 (TOF Матрица)) и управляя имеющимся источником освещения 2 (лазерная подсветка) направляет данные в указанные модуль подсчета пассажиров 4 и блок видеорегистратора 5 (видеорегистратор). Необходимо указать, что камера 1 (TOF матрица), имеющая TOF матрицу является источником изображений, содержащих оценки расстояний от самой матрицы до конкретных точек наблюдения. Источник лазерного импульсного освещения 2 (лазерная подсветка) используется для формирования коротких лазерных импульсов для освещения подконтрольного участка на период формирования изображения, уже после чего изображения, сформированные “матрицей” указанной камеры 1 (TOF матрица) поступают в модуль подсчета пассажиров 4.
Модуль подсчета пассажиров 4 реализует алгоритм подсчета пассажиропотока, основанный на обнаружении подвижных объектов и отслеживании их перемещений, а также на отслеживании границ перемещения уже обнаруженных объектов и фиксации входа или выхода каждого пассажира в отдельности.
Блок видеорегистратора 5 (видеорегистратор) обеспечивает запись видеоданных с целью контроля корректности подсчета пассажиропотока и происходящих событий в области наблюдений.
Обработанные результаты анализа в виде числовых данных, а также иных данных, в то числе видеоданных поступают в энергонезависимое хранилище данных 6, обеспечивающее их временное хранение.
Следует отметить, что указанный выше контроллер доступа 8 (модуль ввода/вывода), взаимодействующий со средством видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока 13, выполнен в виде модуля ввода/вывода, инкапсулирующего механизмы обмена данными между интерфейсными модулями (модуль Ethernet 9, модуль RS-485 10, модуль CAN 11) и модулями обработки и хранения данных (поз. 13) предоставляя перечисленным интерфейсным модулям единый интерфейс взаимодействия.
Предлагаемый контрольно-регистрационный комплекс слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств размещается внутри, так, чтобы был осуществлен охват практически всей входной/выходной области транспортного средства.
Непосредственный подсчет и регистрация пассажиропотока и соответственно событий, происходящих в области пропускного прохода транспортного средства, обеспечивается за счет работы средства видео подсчета и видео мониторинга пассажиропотока 13, которое размещено на управляющей плате 12 на выделенном рабочем участке 14.
Согласно изобретению, технология подсчета пассажиров основана на измерении видеокамеры 1 (TOF матрица), дальностных изображений подвижных объектов, отслеживаются перемещения пассажиров, отслеживаются границы перемещения, и производится непосредственный подсчет каждого пассажира, при этом матрица видеокамеры 1 (TOF матрица) является источником изображений, содержащих оценки расстояний от матрицы как таковой до конкретных точек наблюдения. Источник лазерного импульсного освещения 2 (лазерная подсветка) используется для формирования коротких лазерных импульсов с целью подсветки подконтрольного участка наблюдения на время формирования изображения.
Видеокамера 1, формирующая дальностные изображения (TOF матрица) состоит из источника лазерного импульсного освещения 2 (лазерная подсветка) и датчика 15. Источник 2 отправляет высокочастотный модулированный свет, то есть этот свет постоянно включается и выключается с частотой десятки миллионов раз в секунду. За счет того, что свету нужно время для полета до объекта и обратно, фаза полученного света, отличается от фазы света в момент отправки. На датчике 15 исходный и отраженный обратно от объекта сигналы накладываются друг на друга, и за счет этого определяется сдвиг фаз, который и позволяет понять расстояние до каждой точки объекта, т.е. датчик 15 выдает данные о фазовом сдвиге, по которому могут быть построены видео и дальностное изображения.
Полученные объекты на текущем кадре сопоставляются с предыдущими (треккинг объектов), следующим образом:
1. Составляется матрица, элементами которой является площадь пересечения каждой пары (паросочетаний) найденного и предыдущего объекта.
2. Ищется оптимальное значение паросочетаний, таким образом, чтобы:
2.1 Каждый новый объект сопоставлялся только с одним предыдущим объектом;
2.2 Сумма всех паросочетаний была бы максимальной.
С целью контроля корректности подсчета пассажиров, а также безопасности происходящего контрольно-регистрационный комплекс слежения за пассажиропотоком маршрутных транспортных средств также ведет видеозапись происходящих событий в области наблюдений и сохраняет информацию в энергонезависимой памяти, т.е. в энергонезависимом хранилище 6. Обеспечивается это также посредством камеры 1 (TOF матрица), которая обеспечивает непрерывную видеосъемку в моменты открытия дверей и передает информацию в модуль формирования изображений 3 и в блок видеорегистратора 5 (видеоргеистратор), а далее в энергонезависимое хранилище 6, после чего информация может поступать во внешние системы посредством контроллера доступа 8 (модуля ввода/вывода). При этом, для обмена данными контрольно-регистрационный комплекс имеет различные интерфейсы, в частности к контроллеру доступа 8 подключены модуль интерфейса Ethernet 9, модуль интерфейса RS-485 10 и модуль интерфейса CAN 11.
Архитектура предлагаемого решения имеет перспективную конструкцию и позволяет подключать и другие интерфейсы, не нарушая общий принцип функционирования, в качестве таких интерфейсов могут применяться также WiFi, Bluetooth.
Как следует из описания и согласно функциональной схеме, модуль формирования изображений 3 является блоком, который обеспечивает получение данных от камеры 1 (TOF матрица) с последующей подготовкой к дальнейшей обработке данных, непосредственно модуль подсчета пассажиров 4 является блоком, реализующим алгоритмы подсчета пассажиров на основе данных, поступающих упомянутой камеры 1 (TOF матрица).
Энергонезависимое хранилище 6 данных, согласно описанию и функциональной схеме обеспечивает хранение результатов подсчета, а также данных видеонаблюдения, при этом видеорегистратор 5 обеспечивает запись видеоданных, поступающих от камеры 1 (TOF матрица).
Используемый контроллер питания 7 обеспечивает включение/выключение контрольно-регистрационного комплекса, а также перевод его в спящий режим и вывод из этого режима.
Упомянутый контроллер доступа 8, выполненный в виде модуля ввода/вывода обеспечивает защиту данных от несанкционированного изменения, а подключенные к нему интерфейсы связи (модуль интерфейса Ethernet 9, модуль интерфейса RS-485 10 и модуль интерфейса CAN 11) обеспечивают подключение к внешним системам и реализуют и поддерживают протоколы обмена с ними.
Предлагаемое изобретение может быть успешно реализовано в транспортной промышленности для контроля и подсчета пассажиропотока с целью улучшения безопасности и повышения качества предоставляемых услуг маршрутной перевозки.