基于行人检测的自适应巴士发车控制箱

摘要

本发明涉及一种基于行人检测的自适应巴士发车控制箱，包括箱体、亮度传感器、CMOS视觉传感器、移动硬盘和MSP430单片机，亮度传感器、CMOS视觉传感器、移动硬盘和MSP430单片机都设置在箱体上，亮度传感器用于确定图像处理所使用的参考图像，CMOS视觉传感器用于对交通路口进行拍摄以获得高清路口图像，移动硬盘用于存储与图像处理相关的数据，MSP430单片机用于基于高清路口图像的分析确定巴士发车控制信息。通过本发明，能够基于行人数量的采集自适应控制附近巴士线路的发车频率，从而进一步优化城市资源配置。

主权项

一种基于行人检测的自适应巴士发车控制箱，所述控制箱包括箱体、亮度传感器、CMOS视觉传感器、移动硬盘和MSP430单片机，亮度传感器、CMOS视觉传感器、移动硬盘和MSP430单片机都设置在箱体上，亮度传感器用于确定图像处理所使用的参考图像，CMOS视觉传感器用于对交通路口进行拍摄以获得高清路口图像，移动硬盘用于存储与图像处理相关的数据，MSP430单片机用于基于高清路口图像的分析确定巴士发车控制信息；其特征在于，所述控制箱包括：控制箱主体，包括箱体、防水式门结构和散热结构和控制箱无线通信设备；箱体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；防水式门结构包括内门、外门、门铰链、防水胶条和门限位器，外门采用双折边结构，用于增加外门四边的强度并增强防水功能，门铰链为3个合金铰链，用于将外门与箱体连接，门限位器安装在内门上，用于在内门打开或关闭时实现内门的自适应锁紧限位，防水胶条设置在外门内侧壁上；散热结构包括轴流风机、排气孔、进气孔和防尘滤网，轴流风机设置在箱体顶壁内侧中央位置，用于加速箱体内外气体的交换，排气孔设置在箱体的上方，进气孔设置在箱体的下方，防尘滤网设置在进气孔上；亮度传感器，嵌入在箱体上，用于检测环境亮度，根据环境亮度确定并输出对应的环境亮度等级；CMOS视觉传感器，嵌入在箱体上，用于对交通路口进行拍摄，以获得高清路口图像，高清路口图像的分辨率为3840×2160；移动硬盘，设置在箱体内，用于预先存储多个基准亮度路口图像，每一个基准亮度路口图像对应一个环境亮度等级，每一个基准亮度路口图像为在对应环境亮度等级下CMOS视觉传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，移动硬盘还用于预先存储交通路口地址、预设差值阈值、纵横比范围和对称度范围，纵横比范围为对多个基准行人图像进行纵横比计算后统计的范围，对称度范围为对多个基准行人图像进行对称度计算后统计的范围；背景选择设备，设置在箱体内，与亮度传感器和移动硬盘分别连接，基于当前时刻亮度传感器输出的环境亮度等级在移动硬盘中寻找对应的基准亮度路口图像并作为目标背景图像输出；背景复杂度检测设备，设置在箱体内，与CMOS视觉传感器连接，用于接收高清路口图像，并计算高清路口图像中像素颜色变化的剧烈程度以作为背景复杂度输出；运动区域检测设备，设置在箱体内，与CMOS视觉传感器、移动硬盘、背景选择设备和背景复杂度检测设备分别连接，基于背景复杂度确定第一权重值和第二权重值，第一权重值和第二权重值之和为1，背景复杂度越大，第一权重值越小，第二权重值越大，通过CMOS视觉传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，第一权重值与第一绝对值相乘以获得第一乘积，第二权重值与第二绝对值相乘以获得第二乘积，当第一乘积与第二乘积都是非零且第一乘积与第二乘积之间的差值的绝对值小于预设差值阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在箱体内，与运动区域检测设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；特征提取设备，设置在箱体内，与图像形态学处理设备连接，提取每一个整形子图像的横向最大像素数量和纵向最大像素数量，将纵向最大像素数量除以横向最大像素数量以获得纵横比，并计算每一个整形子图像的对称度；MSP430单片机，设置在箱体内，与特征提取设备和移动硬盘分别连接，将每一个整形子图像的纵横比和对称度分别与纵横比范围和对称度范围进行比较，当整形子图像的纵横比落在纵横比范围内且对称度落在对称度范围时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；控制箱无线通信设备与MSP430单片机和移动硬盘分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址的客流指数，基于客流指数确定交通路口地址附近巴士线路的发车密度，并基于交通路口地址将确定的发车密度通过无线通信链路发送给交通路口地址附近巴士线路归属的巴士车队管理平台。