一种公交车辆座位占用状态检测方法

摘要

一种公交车辆座位占用状态检测方法，首先选定监视的座位区；依据公交GPS数据采集车辆在站间运行的视频图像帧；基于灰度图像去除座位区的异常光照区；在HSV颜色空间进行蓝色滤波，计算色度滤波系数；对于初始帧，若色度滤波系数大于高阈值认为有空位，反之亦反；对于非初始帧，若色度滤波系数大于高阈值认为有空位；若色度滤波系数小于低阈值则认为无空位；若色度滤波系数介于低阈值和高阈值之间，则提取当前帧与前帧的差异重合区域并计算差异区重合系数，若差异区重合系数大于差异阈值则认为有空位，否则，提取相似重合区域并计算相似区重合系数，若相似区重合系数大于相似阈值认为有空位，否则认为该监视区域无空位。本发明具有检测精度高的优点。

主权项

一种公交车辆座位占用状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤0：选取监视的座位区Ba；其中，选定的座位区Ba为二值图，Ba(x,y)＝1的所有像素组成的区域表示座位区，Ba(x,y)＝0的所有像素组成的区域表示非座位区；步骤1：车辆到站检测读取公交车辆的GPS位置数据，若该时刻公交车辆的GPS位置数据和公交停靠站点的位置数据重合，则将帧号清零，即k＝0，转入步骤1；若位置数据不重合，则转入步骤2；步骤2：读取并存储站间的公交车内的视频图像帧采样频率为5S/帧，采集的图像帧用符号E_k表示，k指当前图像帧的帧号，每次读取一帧，将帧号累加1，即k＝k+1，图像大小为M×N，其中，M和N分别图像帧E_k的总行和总列；步骤3：灰度化处理将步骤2获取的图像帧E_k进行灰度化处理，得到灰度图像f_k；步骤4：去除光照异常区域在步骤0得到的座位区Ba内，去除灰度图像f_k的异常光照区，即光照过强或过低的区域，得到待测座位区Se_k；步骤5：RGB颜色空间转至HSV颜色空间将步骤2中采集到的RGB图像E_k转换至HSV颜色空间，得到HSV图像Be_k；步骤6：对HSV图像Be_k进行颜色滤波在步骤4中得到的待测座位区Se_k区域内，对步骤5中得到的HSV图像Be_k进行颜色滤波，得到空位区Ca_k；步骤7：计算色度滤波系数a步骤8：初始帧判定判定当前检测帧是否为初始帧，即判断k是否等于1；若k＝1，转入步骤9；若k≠1，则转入步骤10；步骤9：计算初始帧座位占用标记，并转入步骤21用fg_k表示第k(k＝1)帧的图像座位占用标记，计算公式如下：式中，Ta₁为高阈值，取值为0‑1；步骤10：计算非初始帧的座位占用标记计算非初始帧的座位占用标记，计算公式如下：其中，fg_k＝2表示第k帧座位占用状态未知，需要进行后续分析；Ta₂为低阈值，取值为0‑1且满足Ta₂≤Ta₁；步骤11：座位占用状态判定若fg_k≠2，即fg_k＝0或fg_k＝1，转入步骤21；若fg_k＝2，转入步骤12；步骤12：计算当前帧与前帧的差异值分别计算当前帧和前帧的色度差、饱和度差、亮度差以及融合差；步骤13：检测当前帧与前帧的差异区和相似区对于第k帧图片中的任一像素点，若当前帧和前帧的差异值大于限定的阈值时，认为该像素点为差异点，由差异点组成的区域为差异区；若当前帧和前帧的差异值小于限定的阈值时，认为该像素点为相似点，由相似点组成的区域为相似区；在待测座位区Se_k内，对差异值选定分割阈值，得到分割图Mf_k；分割图Mf_k中像素值为1的像素点组成的区域为差异区，用符号MD_k表示，像素值为0的像素点组成的区域为相似区，用符号MI_k表示；步骤14：提取差异重合区域提取差异区MD_k与空位区Ca_k的重合区域，得到空位差异图HD_k，计算公式如下：步骤15：计算差异区重合系数af差异区重合系数af的计算公式如下：$af=\frac{S_{H_k}}{S_{M_k}}---\left(16\right)$其中，S_Hk为步骤14得到的空位差异图HD_k的面积，即该区域内像素值为1的像素数目；S_Mk为步骤13得到的差异区MD_k的面积，即该区域内像素值为1的像素数目；步骤16：计算座位占用标记计算座位占用标记fg_k，计算公式如下：其中，Ta₃为差异阈值，其取值为0‑1；步骤17：座位占用状态判定若fg_k＝0，转入步骤21；若fg_k＝2，转入步骤18；步骤18：提取相似重合区域提取相似区MI_k与空位区Ca_k‑1的重合区域，得到空位相似图Ls_k，计算公式如下：步骤19：计算相似区重合系数as相似区重合系数as的计算公式如下：$as=\frac{S_{L_k}}{S_{C_k}}---\left(19\right)$其中，SL_k为步骤18得到的空位相似图Ls_k的面积，即该区域内像素值为1的像素数目；Sc_k表示步骤6得到的空位区Ca_k的面积，即该区域内像素值为1的像素总数；步骤20：计算座位占用标记fg_k计算座位占用标记fg_k，计算公式如下：其中，Ta₄为相似阈值，其取值为0‑1；步骤21：座位占用状态判定若fg_k＝0，判定该时刻座位未被占用，为空座状态；若fg_k＝1，判定该时刻座位被占用，为无座状态。