公交人数统计系统的设计与实现

摘  要

近几年，随着经济发展私家车数量急剧增多，我们可以看到大中型城市每逢上下班或其他出行高峰时段常会发生交通拥堵现象。这不仅浪费每位乘客的时间，还严重影响乘客的心情，甚至对城市文明造成不好的影响。为解决这一问题，我认为改善交通线路运营极为重要。而对公交人数进行实时监控，便于调度中心合理安排公交数量，在不浪费资源的前提下减小交通压力，同时又可以提升居民对公交这种交通方式的热情。

本文比较了现在常用的公交人数统计方法光电法、压力传感法、人工法、视频追踪法等的优缺点，并尝试用其中较为准确的压力传感法和图像识别法，设计人数统计系统进行人数统计，最后分析实验结果。

在压力传感器部分研究了A/D模块转换、单片机、SVM支持向量机、MATLAB软件等，并运用C语言及MATLAB语言进行程序编写，在理论基础上进行实践。设计并实现了压力传感器，通过仿真得到了多组数据，研究数据特征从而判断上下车人数；而在图像识别部分，学习并了解了MATLAB图像处理的基础知识，通过对图像进行灰度、二值化、边缘检测、粒子滤波等处理，寻找图片中人头区域，从而统计人数。

最后，就两种方法的结果进行分析和比较，对人数统计这一技术有了进一步的了解。

关键词：压力传感器；人数统计；MATLAB；公交

目    录

摘  要 I

Abstract II

1  绪论 1

1.1  选题背景和意义 1

1.2  常见的人数统计方法 1

1.3  课题的研究内容 3

2 理论基础 4

2.1  人数统计简介 4

2.2  A/D转换器 4

2.2.1  AD转换模块简介 4

2.2.2  A/D转换模块原理 5

2.3  单片机简介 5

2.4  压力传感器简介及工作原理 6

2.5  支持向量机简介及工作原理 7

2.6  基于图像的人数统计方法理论分析 10

2.6.1  图像预处理 10

2.6.2  运用MATLAB进行人数统计简介 11

3  系统总体设计 15

3.1  压力传感器人数统计系统设计 15

3.2  图像识别人数统计系统设计 16

4  系统的详细设计与实现 17

4.1  压力传感器模块设计 17

4.1.1  AD转换模块设计 17

4.1.2  利用单片机实现压力传感器 18

4.1.3  上位机设置 19

4.1.4  支持向量机模块 19

4.2  图像识别人数统计系统设计 20

4.2.1  基本设计思路 20

4.2.2  图像颜色处理 21

4.2.3  图像初始化 21

4.2.4  系统状态转移 21

4.2.5 系统观测 21

5  实验过程及分析 23

5.1  压力传感器仿真实验 23

5.1.1  数据采集 23

5.1.2  数据处理 24

5.2  压力传感器实验结果分析 27

5.3  图像识别人数统计实验结果 27

5.3.1  人脸图像处理结果 27

5.3.2  人脸跟踪与计数 28

5.4  图像处理人数识别实验结果分析 28

5.5  实验结果校正 28

结    论 29

参 考 文 献 30

致    谢 31