技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于公共交通設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種公交車(chē)輛擁擠程度的優(yōu)化方案，特別涉及一種公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置的壓感器和攝像頭結(jié)合調(diào)度中心數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)公交車(chē)擁堵程度的可視化。

背景技術(shù)：
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公共交通出行是緩解日益擁堵的城市道路通行的有效方式，其中公交車(chē)的作用最為強(qiáng)大，其價(jià)格低廉，運(yùn)力較大，運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)是人們選擇公交出行重要原因。但是，由于時(shí)段不同，公交車(chē)線(xiàn)路不同，路況的不同會(huì)導(dǎo)致公交車(chē)運(yùn)力不均的情況產(chǎn)生，往往前一輛公交車(chē)已經(jīng)擁擠不堪，后一輛公交車(chē)還是空空如也，即便經(jīng)過(guò)調(diào)度中心的調(diào)度會(huì)減輕這種情況的發(fā)生，但終究解決不了這個(gè)問(wèn)題；另外，乘客出行時(shí)因?yàn)椴荒茴A(yù)知公交車(chē)輛何時(shí)能到站，到站的車(chē)輛是否擁擠，會(huì)逐漸產(chǎn)生畏難心理，從而轉(zhuǎn)乘私家車(chē)。因此，尋求設(shè)計(jì)一種公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)，乘客通過(guò)查詢(xún)手機(jī)終端即可合理選擇空閑舒適的公交車(chē)輛，能夠有效的增加公共交通出行量，降低城市道路擁堵，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置的多個(gè)傳感器識(shí)別并計(jì)算公交車(chē)的實(shí)時(shí)擁堵情況，以便乘客查詢(xún)參考。

本發(fā)明涉及的公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)主要包括公交車(chē)、車(chē)輛定位裝置、座椅壓感器、車(chē)廂壓感器、車(chē)載攝像頭、車(chē)載處理器、信號(hào)傳送裝置、調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心和手機(jī)終端；公交車(chē)內(nèi)部座椅下設(shè)置有座椅壓感器，以便檢測(cè)座椅是否有人落座，并將壓感信號(hào)傳送至車(chē)載處理器；公交車(chē)內(nèi)部車(chē)廂地板分為30cm×30cm面積大小的小塊，每小塊下固定設(shè)置有車(chē)廂壓感器與車(chē)載處理器電信息連接，以便檢測(cè)每小塊上是否有人站立，并將壓感信號(hào)傳送至車(chē)載處理器；公交車(chē)內(nèi)部在車(chē)廂前部、后部、上車(chē)門(mén)和下車(chē)門(mén)處的上端設(shè)置有車(chē)載攝像頭并與車(chē)載處理器連接，以便實(shí)時(shí)捕捉公交車(chē)內(nèi)乘客的圖像并傳送至車(chē)載處理器；公交車(chē)內(nèi)部固定設(shè)置有車(chē)輛定位裝置，并與公交車(chē)內(nèi)固定設(shè)置的信號(hào)傳送裝置電信息連接，以便確定公交車(chē)在公交線(xiàn)路的位置并將位置信息發(fā)送至調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心；公交車(chē)內(nèi)部固定設(shè)置有車(chē)載處理器并與座椅壓感器、車(chē)廂壓感器和車(chē)載攝像頭，以便接收并處理各裝置傳送來(lái)的信息并生成擁擠程度數(shù)據(jù)信息；車(chē)載處理器與信號(hào)傳送裝置電信息連接，信號(hào)傳送裝置接收車(chē)載處理器生成的擁擠程度數(shù)據(jù)信息、車(chē)輛定位裝置的車(chē)輛位置信息和車(chē)輛識(shí)別特征信息傳送至調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心；調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心設(shè)置在公交車(chē)外，接收公交線(xiàn)路上運(yùn)行的所有公交車(chē)的擁擠程度數(shù)據(jù)信息和車(chē)輛位置信息，并進(jìn)行可視化處理并分發(fā)可視化數(shù)據(jù)至各手機(jī)終端；手機(jī)終端接收并顯示某一特定公交線(xiàn)路上某一特定公交車(chē)的擁擠程度。

本發(fā)明涉及的車(chē)載處理器的主要結(jié)構(gòu)包括圖像處理單元、壓感處理單元和數(shù)據(jù)處理單元；圖像處理單元根據(jù)不同位置攝像頭發(fā)來(lái)的圖像識(shí)別并確定乘客的具體乘客數(shù)和乘客在車(chē)廂內(nèi)的位置，并生成數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；壓感處理單元接收根據(jù)不同位置的座椅壓感器和車(chē)廂壓感器的信息并確定該位置的乘客落座或站立情況，并生成數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)圖像處理單元和壓感處理單元的數(shù)據(jù)生成公交車(chē)內(nèi)部空間乘客數(shù)及位置的擁擠灰度數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)傳送裝置。

本發(fā)明涉及的調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心的主要結(jié)構(gòu)包括，線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)、渲染單元、分發(fā)單元；線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)每輛公交車(chē)的特征識(shí)別信息和公交線(xiàn)路的數(shù)據(jù)信息，線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)接收并存儲(chǔ)來(lái)自公交車(chē)背部的信號(hào)傳送裝置的發(fā)送的信息，并進(jìn)行公交線(xiàn)路與公交車(chē)的數(shù)據(jù)匹配，包括公交車(chē)所屬的公交線(xiàn)路、公交車(chē)在公交線(xiàn)路上的位置和公交線(xiàn)路上的特定公交車(chē)的擁擠灰度數(shù)據(jù)；渲染單元提取公交車(chē)的擁擠灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染成擁擠程度顯示方式信息；分發(fā)單元將公交車(chē)的擁擠程度顯示方式信息發(fā)送至各終端，以便用戶(hù)查看。

本發(fā)明涉及的借助公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的公交車(chē)擁擠程度可視化方法具體包括以下步驟：

(1)獲取座椅占用數(shù)據(jù)

公交車(chē)的座椅位置空閑時(shí)座椅壓感器的數(shù)值為w，座椅傳感器檢測(cè)的壓力數(shù)值記為w，w和w的單位為千克，車(chē)載處理器中的壓感處理單元讀取座椅壓感器的數(shù)據(jù)，當(dāng)w-w＞0.5kg時(shí)則該座椅為非空閑狀態(tài)，將該座椅進(jìn)行標(biāo)記，車(chē)輛座椅總數(shù)為n，被標(biāo)記的座椅數(shù)為n，座椅的擁擠程度值記為y1＝3n/n；

(2)獲取車(chē)廂站立數(shù)據(jù)

將公交車(chē)的車(chē)廂除去座椅占用的底面空間劃分為s個(gè)30cm×30cm面積大小的小塊，每個(gè)小塊設(shè)定位置坐標(biāo)，每個(gè)小塊下方的車(chē)廂壓感器在無(wú)人站立的情況下的壓力值為m，車(chē)廂壓感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到的壓力值為m，m和m的單位為千克，壓感處理單元讀取車(chē)廂壓感器的數(shù)據(jù)，當(dāng)m-m＞25kg時(shí)則該小塊上為有人站立狀態(tài)，將該小塊標(biāo)記，被標(biāo)記的小塊數(shù)為s，則車(chē)廂站立擁擠程度值記為y2＝7s/s；

(3)判斷非成人占用數(shù)據(jù)

圖像處理單元實(shí)時(shí)接收四個(gè)攝像頭傳來(lái)的一幀一幀的圖像，對(duì)四個(gè)方向的圖像進(jìn)行處理識(shí)別車(chē)廂內(nèi)乘客人數(shù)r，并標(biāo)記出沒(méi)有成人站立的車(chē)廂位置坐標(biāo)，則該位置為非成人占用位置面積記為f；

(4)生成擁擠程度灰度數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理單元提取壓感處理單元和圖像處理單元的數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟(3)中非成人占用位置面積f的坐標(biāo)匹配出與其有重合的幾個(gè)小塊，然后根據(jù)壓感處理單元提供的每個(gè)有重合面積的小塊位置的車(chē)廂壓感器檢測(cè)的m-m差值數(shù)據(jù)，重合小塊的m-m＞25kg的個(gè)數(shù)為a，則該a個(gè)小塊的平均擁擠程度較非重合的小塊上的平均擁擠程度偏低，則糾正后的車(chē)廂站立擁擠程度值記為y3＝7(s-1/2a)/s；最后生成整個(gè)公交車(chē)的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)值為y＝y(tǒng)1+y3，其中0≤y≤10；數(shù)據(jù)處理單元將擁擠程度灰度數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)傳送裝置

(5)生成可視化顯示信息

調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心的線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)提取其存儲(chǔ)的公交線(xiàn)路數(shù)據(jù)和該線(xiàn)路中運(yùn)行的公交車(chē)的特征識(shí)別信息，與運(yùn)行中的公交車(chē)內(nèi)設(shè)置的信號(hào)傳送裝置傳送的公交車(chē)特征識(shí)別信息匹配并識(shí)別提取每輛公交車(chē)的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)及車(chē)輛位置信息，調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心的渲染單元提取公交線(xiàn)路上運(yùn)行的公交車(chē)的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染處理，其中，當(dāng)0≤y＜2時(shí)為空閑，渲染為綠色顯示，當(dāng)2≤y＜3時(shí)為不擁擠，渲染為黃色顯示，當(dāng)3≤y＜5時(shí)為適中，渲染為橙色顯示，當(dāng)5≤y＜8時(shí)為擁擠，渲染為紅色顯示，當(dāng)8≤y≤10時(shí)為非常擁擠，渲染為紫色顯示；調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心的分發(fā)單元提取公交線(xiàn)路上運(yùn)行的公交車(chē)的位置信息和對(duì)應(yīng)匹配的擁擠程度渲染信息分發(fā)給請(qǐng)求查詢(xún)的手機(jī)終端中，以供用戶(hù)讀取。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，充分合理利用了公交車(chē)的內(nèi)部空間，以及調(diào)度中心的數(shù)據(jù)信息，簡(jiǎn)單有效的獲取并計(jì)算出一輛公交車(chē)的擁擠程度，并通過(guò)簡(jiǎn)單明了的顯示方式使用戶(hù)得知；其原理可靠，實(shí)現(xiàn)成本低，應(yīng)用環(huán)境友好。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的公交車(chē)擁擠程度系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明涉及的車(chē)載處理器的原理示意框圖。

圖3為本發(fā)明涉及的調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心的原理示意框圖。

圖4為本發(fā)明涉及的公交車(chē)擁擠程度可視化方法的流程示意框圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例涉及的公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)主要包括公交車(chē)1、車(chē)輛定位裝置2、座椅壓感器3、車(chē)廂壓感器4、攝像頭5、車(chē)載處理器6、信號(hào)傳送裝置7、調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8和手機(jī)終端9；公交車(chē)1內(nèi)部座椅下設(shè)置有座椅壓感器3，以便檢測(cè)座椅是否有人落座，并將壓感信號(hào)傳送至車(chē)載處理器6；公交車(chē)1內(nèi)部車(chē)廂地板分為30cm×30cm面積大小的小塊，每小塊下固定設(shè)置有車(chē)廂壓感器4與車(chē)載處理器6電信息連接，以便檢測(cè)每小塊上是否有人站立，并將壓感信號(hào)傳送至車(chē)載處理器6；公交車(chē)1內(nèi)部在車(chē)廂前部、后部、上車(chē)門(mén)和下車(chē)門(mén)處的上端設(shè)置有攝像頭5并與車(chē)載處理器6連接，以便實(shí)時(shí)捕捉公交車(chē)1內(nèi)乘客的圖像并傳送至車(chē)載處理器6；公交車(chē)1內(nèi)部固定設(shè)置有車(chē)輛定位裝置2，并與公交車(chē)1內(nèi)固定設(shè)置的信號(hào)傳送裝置7電信息連接，以便確定公交車(chē)1在公交線(xiàn)路的位置并將位置信息發(fā)送至調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8；公交車(chē)1內(nèi)部固定設(shè)置有車(chē)載處理器6并與座椅壓感器3、車(chē)廂壓感器4和車(chē)載攝像頭5，以便接收并處理各裝置傳送來(lái)的信息并生成擁擠程度數(shù)據(jù)信息；車(chē)載處理器6與信號(hào)傳送裝置7電信息連接，信號(hào)傳送裝置7接收車(chē)載處理器6生成的擁擠程度數(shù)據(jù)信息、車(chē)輛定位裝置2的車(chē)輛位置信息和車(chē)輛識(shí)別特征信息傳送至調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8；調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8設(shè)置在公交車(chē)1外，接收公交線(xiàn)路上運(yùn)行的所有公交車(chē)1的擁擠程度數(shù)據(jù)信息和車(chē)輛位置信息，并進(jìn)行可視化處理并分發(fā)可視化數(shù)據(jù)至各手機(jī)終端9；手機(jī)終端9接收并顯示某一特定公交線(xiàn)路上某一特定公交車(chē)1的擁擠程度。

本實(shí)施例涉及的車(chē)載處理器6的主要結(jié)構(gòu)包括圖像處理單元601、壓感處理單元602和數(shù)據(jù)處理單元603；圖像處理單元601根據(jù)不同位置攝像頭5發(fā)來(lái)的圖像識(shí)別并確定乘客的具體乘客數(shù)和乘客在車(chē)廂內(nèi)的位置，并生成數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元603；壓感處理單元602接收根據(jù)不同位置的座椅壓感器3和車(chē)廂壓感器4的信息并確定該位置的乘客落座或站立情況，并生成數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元603；數(shù)據(jù)處理單元603根據(jù)圖像處理單元601和壓感處理單元602的數(shù)據(jù)生成公交車(chē)內(nèi)部空間乘客數(shù)及位置的擁擠灰度數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)傳送裝置7。

本實(shí)施例涉及的調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8的主要結(jié)構(gòu)包括，線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)801、渲染單元802、分發(fā)單元803；線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)801存儲(chǔ)每輛公交車(chē)1的特征識(shí)別信息和公交線(xiàn)路的數(shù)據(jù)信息，線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)801接收并存儲(chǔ)來(lái)自公交車(chē)1背部的信號(hào)傳送裝置7的發(fā)送的信息，并進(jìn)行公交線(xiàn)路與公交車(chē)1的數(shù)據(jù)匹配，包括公交車(chē)1所屬的公交線(xiàn)路、公交車(chē)1在公交線(xiàn)路上的位置和公交線(xiàn)路上的特定公交車(chē)1的擁擠灰度數(shù)據(jù)；渲染單元802提取公交車(chē)1的擁擠灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染成擁擠程度顯示方式信息；分發(fā)單元803將公交車(chē)1的擁擠程度顯示方式信息發(fā)送至各終端9，以便用戶(hù)查看。

本實(shí)施例涉及的借助公交車(chē)擁擠程度可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的公交車(chē)擁擠程度可視化方法具體包括以下步驟：

(1)獲取座椅占用數(shù)據(jù)

公交車(chē)1的座椅位置空閑時(shí)座椅壓感器3的數(shù)值為w，座椅傳感器檢測(cè)的壓力數(shù)值記為w，w和w的單位為千克，車(chē)載處理器6中的壓感處理單元602讀取座椅壓感器3的數(shù)據(jù)，當(dāng)w-w＞0.5kg時(shí)則該座椅為非空閑狀態(tài)，將該座椅進(jìn)行標(biāo)記，車(chē)輛座椅總數(shù)為n，被標(biāo)記的座椅數(shù)為n，座椅的擁擠程度值記為y1＝3n/n；

(2)獲取車(chē)廂站立數(shù)據(jù)

將公交車(chē)1的車(chē)廂除去座椅占用的底面空間劃分為s個(gè)30cm×30cm面積大小的小塊，每個(gè)小塊設(shè)定位置坐標(biāo)，每個(gè)小塊下方的車(chē)廂壓感器4在無(wú)人站立的情況下的壓力值為m，車(chē)廂壓感器4實(shí)時(shí)檢測(cè)到的壓力值為m，m和m的單位為千克，壓感處理單元602讀取車(chē)廂壓感器4的數(shù)據(jù)，當(dāng)m-m＞25kg時(shí)則該小塊上為有人站立狀態(tài)，將該小塊標(biāo)記，被標(biāo)記的小塊數(shù)為s，則車(chē)廂站立擁擠程度值記為y2＝7s/s；

(3)判斷非成人占用數(shù)據(jù)

圖像處理單元601實(shí)時(shí)接收四個(gè)攝像頭5傳來(lái)的一幀一幀的圖像，對(duì)四個(gè)方向的圖像進(jìn)行處理識(shí)別車(chē)廂內(nèi)乘客人數(shù)r，并標(biāo)記出沒(méi)有成人站立的車(chē)廂位置坐標(biāo)，則該位置為非成人占用位置面積記為f；

(4)生成擁擠程度灰度數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理單元603提取壓感處理單元602和圖像處理單元601的數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟(3)中非成人占用位置面積f的坐標(biāo)匹配出與其有重合的幾個(gè)小塊，然后根據(jù)壓感處理單元602提供的每個(gè)有重合面積的小塊位置的車(chē)廂壓感器4檢測(cè)的m-m差值數(shù)據(jù)，重合小塊的m-m＞25kg的個(gè)數(shù)為a，則該a個(gè)小塊的平均擁擠程度較非重合的小塊上的平均擁擠程度偏低，則糾正后的車(chē)廂站立擁擠程度值記為y3＝7(s-1/2a)/s；最后生成整個(gè)公交車(chē)1的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)值為y＝y(tǒng)1+y3，其中0≤y≤10；數(shù)據(jù)處理單元603將擁擠程度灰度數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)傳送裝置7

(5)生成可視化顯示信息

調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8的線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)801提取其存儲(chǔ)的公交線(xiàn)路數(shù)據(jù)和該線(xiàn)路中運(yùn)行的公交車(chē)1的特征識(shí)別信息，與運(yùn)行中的公交車(chē)1內(nèi)設(shè)置的信號(hào)傳送裝置7傳送的公交車(chē)1特征識(shí)別信息匹配并識(shí)別提取每輛公交車(chē)1的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)及車(chē)輛位置信息，調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8的渲染單元802提取公交線(xiàn)路上運(yùn)行的公交車(chē)1的擁擠程度灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染處理，其中，當(dāng)0≤y＜2時(shí)為空閑，渲染為綠色顯示，當(dāng)2≤y＜3時(shí)為不擁擠，渲染為黃色顯示，當(dāng)3≤y＜5時(shí)為適中，渲染為橙色顯示，當(dāng)5≤y＜8時(shí)為擁擠，渲染為紅色顯示，當(dāng)8≤y≤10時(shí)為非常擁擠，渲染為紫色顯示；調(diào)度數(shù)據(jù)處理中心8的分發(fā)單元803提取公交線(xiàn)路上運(yùn)行的公交車(chē)1的位置信息和對(duì)應(yīng)匹配的擁擠程度渲染信息分發(fā)給請(qǐng)求查詢(xún)的手機(jī)終端9中，以供用戶(hù)讀取。

本實(shí)施例使用運(yùn)行后，能夠有效的改善乘客公交出行的熱情，降低了私家車(chē)的出行量，增加道路的順暢。