УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ПАССАЖИРОПОТОКА

Полезная модель относится к средствам обеспечения учета и анализа количества объектов находящихся в контролируемой зоне, пересекающих ее и, в частности, может быть использована в составе систем мониторинга транспорта на основе ГЛОНАСС/GPS телеметрии для определения количества пассажиров, перевезенных за смену, прогнозирования и планирования пассажиропотока на общественном транспорте на основе полученных данных, а также для изучения определенного маршрута на предмет загруженности по часам и суткам с целью эффективного использования городского пассажирского транспорта. Предлагаемая устройство также может быть использовано на стадионах, в государственных и детских учреждениях, учебных заведениях, культурно-развлекательных объектах, торговых центрах.
Большинство известных устройств для подсчета объектов, попадающих в контролируемую зону основаны на регистрации отраженного от объекта инфракрасного излучения (JP 6176221, G07C 9/00, 1994-06-24) /1/, (RU 39418, 26-03-2004) /2/, (RU 2355032, 10-05-2009) /3/, (RU 2304809, 20-08-2007) /4/.
Зависимость амплитуды отраженного инфракрасного излучения от цвета и материала объекта, приводит к снижению помехоустойчивости. Возможность засветки приемника ИК-излучения сторонними источниками и отсутствие задания зоны контроля приводит к снижению точности подсчета объектов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является система учет потока пассажиров (RU 2304809, 20-08-2007) /4/, принимаемая за прототип. Повышение точности подсчета количества пассажиров, обеспечение контроля над несанкционированными действиями персонала и эффективное использование компьютера для получения объективного и наглядного результата анализа пассажиропотока. Система учета и анализа потока пассажиров и посетителей состоит из центра обработки, расположенного на диспетчерском пункте, куда входит компьютер со специальным программным обеспечением и счетчика-регистратора, установленного в кабине водителя транспортного средства и связанного при помощи кабельной системы с инфракрасными датчиками, установленными над каждой дверью пассажирского салона. Инфракрасные датчики подсчитывают количество входящих/выходящих пассажиров и передают эту информацию счетчику-регистратору по кабелю. Устройство-прототип включает следующие признаки, общие с заявляемой полезной моделью:
1. назначение;
2. средство счета и регистрации объекта;
3. детекторы объекта;
4. блок питания.
Недостатки прототипа состоят в следующем:
- низкая помехоустойчивость, обусловленная зависимостью амплитуды отраженного инфракрасного излучения от цвета и материала объекта;
- низкая точность подсчета объектов, обусловленная возможностью засветки приемника ИК-излучения сторонними источниками и отсутствием регулирования зоны контроля.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение помехоустойчивости, за счет исключения измерения амплитуды отраженного инфракрасного излучения, зависящей от цвета и материала объекта и повышения точности за счет коррекции яркости и контрастности изображения и возможности регулирования зоны контроля объекта.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подсчета пассажиропотока включает средство счета и регистрации объекта, детекторы объекта, блок питания, и вычисляет высоту объекта по массивам данных данных полученных от детекторов объекта.
Согласно полезной модели детектор объекта содержит два датчика изображения, предназначенные для восприятия светового изображения объекта и преобразования его в цифровой код, каждый из которых содержит матрицу пиксельных датчиков, таймер, строчный драйвер, АЦП четных строк, АЦП нечетных строк, интерфейс управления, модуль конечной обработки, а средство счета и регистрации объекта содержит процессор, выходы таймеров подключены общей шиной к первому входу процессора, выходы интерфейсов управления, подключены ко второму входу процессора, выходы модулей конечной обработки подключены соответственно к третьему и четвертому входам процессора, пятый выход которого двунаправленным каналом подключен к первому входу интерфейса RS-485, а шестой вход процессора подключен к первому входу модуля цифровых входов/выходов. Датчики изображения, процессор, интерфейс RS-485, модуль цифровых входов/выходов общей шиной подключены к выходу преобразователя входного напряжения бортовой сети.
В частном случае выполнения входное напряжение преобразователя составляет 9-40 В.
Сущность полезной модели поясняется фигурами чертежей.
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для подсчета пассажиропотока.
На фиг.2 показано положение объекта в процессе его учета.
На фиг.3 показан на координатной плоскости объект полученный с первого датчика изображения.
На фиг.4 показан на координатной плоскости тот же объект полученный со второй датчика изображения.
На фиг.5 показано на координатной плоскости совмещенное изображение объекта полученное с первого и второго датчиков изображения.
Устройство для подсчета пассажиропотока (фиг.1) содержит два датчика изображения 1 и 2, предназначенные для восприятия светового изображения объекта и преобразования его в цифровой код. Датчик изображения 1 содержит матрицу пиксельных датчиков 3, таймер 4, строчный драйвер 5, АЦП четных строк 6, АЦП нечетных строк 7, интерфейс управления 8, выполненный на I2C, модуль конечной обработки 9. Датчик изображения 2 аналогично содержит матрицу пиксельных датчиков 10, таймер 11, строчный драйвер 12, АЦП четных строк 13, АЦП нечетных строк 14, интерфейс управления 15, выполненный на I2C, модуль конечной обработки 16. Выходы таймеров 4, 11 подключены общей шиной к первому входу процессора 17, выполненного на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС), выходы интерфейсов управления 8, 15 подключены ко второму входу процессора 17. Выходы модулей конечной обработки 9, 16 подключены соответственно к третьему и четвертому входам процессора 17, пятый выход которого двунаправленным каналом подключен к первому входу модуля цифровых входов/выходов 18, а шестой вход процессора 17 подключен к первому входу интерфейса 19.
Датчики изображения 1, 2, процессор 17, интерфейс 19, модуль цифровых входов/выходов 18 общей шиной подключены к выходу преобразователя входного напряжения 20 бортовой сети.
Устройство для подсчета пассажиропотока устанавливается как показано на фиг.2 над контролируемым объектом при этом датчики изображения должны быть направлены на объект в контролируемой зоне.
При включении бортового источника питания преобразователь входного напряжения 20 преобразует входное напряжение постоянного тока 9-40 В в выходное напряжение 1,5-5 В для питания узлов устройства. Процессор 17 запускает таймеры 4 и 11, которые синхронизируют работу строчных драйверов 5, 12, задающих режим работы матриц пиксельных датчиков 3, 10, непосредственно воспринимающих световое изображение объектов попадающих в контролируемую зону. Полученное изображение объекта в АЦП четных строк 6, 13 и в АЦП нечетных строк 7, 14 преобразуется из аналогового сигнала в цифровой. Оцифрованные сигналы в модулях конечной обработки 9, 16 изменяется по заданной программе по уровню яркости и контрастности, и параллельным шинам данных поступают на процессор 17, в котором восстанавливается объемное изображение объекта. Объемное изображение объекта представляет собой массив трехмерных значений высоты каждого объекта, полученных с матриц пиксельных датчиков 3, 10. При сравнении текущих массивов объемных изображений объектов с предыдущими массивами объемных изображений в процессоре 17 программно фиксируется момент входа объекта в контролируемую зону и момент выхода из нее и осуществляется учет количества объектов. Из фиг.3 видно, что изображение объекта, сформированное датчиком изображения 1 расположено левее того же объекта изображенного на фиг.4, сформированного датчиком изображения 2. При сравнении массивов данных от датчиков изображений 1, 2 в процессоре 17 происходит наложение массивов данных один на другой (фиг.5) и вычисляют высоту объекта h=Δx*K, где Δx - расстояние между осями a и b, проходящими через центр объекта, находящегося в разных массивах, K - поправочный коэффициент, зависящий от высоты установки устройства и расстояния между датчиками изображения. В конкретном примере выполнения процессор 17 сравнивает массивы данных с датчиков изображения 1, 2 с частотой 24 кадра/с., что достаточно для достоверной регистрации прохождения контролируемой зоны объектом. Устройство для подсчета пассажиропотока программируют в соответствии с заданными условиями эксплуатации. При этом задают минимальную высоту h объектов, подлежащих подсчету в заданной зоне контроля.
Изготовлен опытный образец устройства для подсчета пассажиропотока и опробирован на автобусном маршруте г.Новочеркасска. Устройство закрепляли на потолке автобуса в контролируемой зоне входной двери. В результате проверки была получена точность подсчета пассажиров 96%, что на 26% больше по сравнению с устройством, использующим инфракрасный датчик ООО «Компания ПромСервис», у которого точность подсчета составила 70%.
Источники информации:
1. JP 6176221, G07C 9/00, 1994-06-24.
2. RU 39418, G07C 9/00, 26-03-2004.
3. RU 2355032, G07C 9/00, 10-05-2009.
4. RU 2304809, G07C 9/00, 20-08-2007.