TWI616849B - 智慧公車系統及其實施方法 - Google Patents

Abstract

一種智慧公車系統及其實施方法，透過攝像單元於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸公車門口的複數個門口影像，偵測單元偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置，追蹤單元依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡，計數單元依據人頭軌跡產生一人流計算資料，通信單元傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的辨識碼，伺服端接收來自每一通信單元所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料，用以達成計算每一公車即時的乘客人數之技術功效。

Description

智慧公車系統及其實施方法

本發明涉及一種公車系統及其實施方法，特別是智慧公車系統及其實施方法。

近年來，隨著環保意識的抬頭，節能減碳的議題便如雨後春筍般出現。其中，各大城市紛紛推出以大眾運輸工具取代駕駛自用小客車的配套措施，期待提升大眾交通工具的使用率，進而達到節能減碳之目的。

而在大眾運輸工具中，公車可以說是與日常生活最息息相關的。習知的公車站牌通常只通過印刷文字或顯示幕顯示公車線路及停靠站資訊，使得乘客在公車站牌旁等車時，經常會出現這樣的情況，預計要坐的公車久久不來，只好選擇乘坐其他替代的公車，可是剛搭乘替代的公車，預計要坐的公車就到了，造成乘客的不便，進而降低搭乘公車的意願。

因此，便有政府機關與廠商提出各種多樣化的公車行車資訊系統，例如：可顯示公車到站所需時間之智慧型候車亭及智慧型公車站牌，以及提供公車路線與到站查詢資訊之網站及手機應用程式軟體等，藉以提高民眾搭乘公車之意願。然而，現有的公車行車資訊系統無法提供每一公車的載客情況，造成了由於乘客不知行駛於同一路線且抵達同一站牌之時間差距不大的前後兩輛公車之載客情況，拚命擠進已滿載的前一輛公車，而後一輛公車卻僅搭載數名乘客的情形。此外，過度擁擠的公車容易造成許多危險事故的發生，例如：***件，且易減損公車的壽命。

因此，現有的公車行車資訊系統一直存在無法提供乘客每一公車的載客情況，易造成公車因超載而發生意外事件之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種智慧公車系統及其實施方法。

首先，本發明揭露一種智慧公車系統，此系統包含：多個公車終端及伺服端。其中，所述多個公車終端以一對一的方式對應設置於多個公車車體內部的一門口的頂部。每一公車終端包含攝像單元、偵測單元、追蹤單元、計數單元與通信單元， 偵測單元連接攝像單元，追蹤單元連接偵測單元與攝像單元，計數單元連接追蹤單元，通信單元連接計數單元。攝像單元用以於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸門口的複數個門口影像；偵測單元用以取得該些門口影像，並偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置；追蹤單元用以依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡；計數單元用以依據人頭軌跡產生人流計算資料；以及通信單元用以傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的辨識碼；伺服端用以接收來自每一通信單元所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料。

另外，本發明揭露一種智慧公車系統的實施方法，其步驟包括：以一對一的方式對應設置多個公車終端於多個公車車體內部的門口的頂部；於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸門口的複數個門口影像；取得該些門口影像，並偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置；依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡；依據人頭軌跡產生一人流計算資料；傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的一辨識碼；以及接收來自每一公車終端所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過攝像單元接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸公車門口的複數個門口影像，偵測單元偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置，追蹤單元依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡，計數單元依據人頭軌跡產生一人流計算資料，通信單元傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的辨識碼，伺服端接收來自每一通信單元所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料。

透過上述的技術手段，本發明可以達成計算每一公車即時的乘客人數之技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

以下配合圖式對本發明智慧公車系統及其實施方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」與「第2圖」，「第1圖」為本發明智慧公車系統之一實施例系統方塊圖，「第2圖」為包括「第1圖」之公車終端的環境示意圖。智慧公車系統100包含：多個公車終端110及伺服端120。在本實施例中，公車終端110的數量可為但不限於三個。其中，每一公車終端110以一對一的方式對應設置於公車80車體內部之門口82的頂部（如「第2圖」所示）。在本實施例中，公車80僅有單一出入口，故公車80的車體內部僅於該單一個門口的頂部設置一公車終端110，但本實施例並非用以限定本發明。舉例而言，公車也可為具有前後門（即兩個出入口）的公車，由於前後門皆可讓乘客上下車，因此，前門與後門的頂部需分別設置一公車終端110，以利後續乘客人數的計算。需注意的是，為避免「第1圖」之圖式過於複雜，僅於「第1圖」中繪示一個公車終端110之細部方塊圖。

每一公車終端110包含攝像單元10、偵測單元20、追蹤單元30、計數單元40與通信單元50， 偵測單元20連接攝像單元10，追蹤單元30連接偵測單元20與攝像單元10，計數單元40連接追蹤單元30，通信單元50連接計數單元40。

攝像單元10用以於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸門口的複數個門口影像。其中，所述接收啟動訊號期間係為車門開啟的時間，換句話說，在車門開啟時，攝像單元10會收到啟動訊號，且在車門開啟期間，攝像單元10會持續收到啟動訊號。門口影像係為公車車門之出入口區域的影像。

偵測單元20用以取得該些門口影像，並偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置。其中，人頭偵測技術可以採用一背景減除（Background Subtraction）法、影像切塊（Segmentation）法、深度分析（Depth Analysis）法或其他技術達成。舉例而言，人頭偵測模組若使用背景減除法時，係將每一門口影像利用前景偵測方法將該門口影像之背景移除，再利用人頭邊緣之灰階梯度的放射趨勢取得人頭位置，但本舉例並非用以限定本發明。

追蹤單元30用以依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡。更詳細地說，追蹤單元30係可依據人頭位置與該些門口影像，利用追蹤演算法追蹤人頭位置之移動軌跡。其中，追蹤演算法為卡曼濾波器或粒子濾波器演算法。

計數單元40用以依據人頭軌跡產生人流計算資料。更詳細地說，計數單元40可依據人頭軌跡的方向判斷該名乘客係為上車或下車，依據人頭軌跡的數量判斷車門開啟的時間上車乘客與下車乘客的人數，進而產生人流計算資料。其中，人流計算資料包含上車人數與下車人數。

通信單元50用以傳輸人流計數資料與每一公車終端110所對應的辨識碼。其中，所述辨識碼係可為設置該公車終端110的公車80之車號或其他可代表設置該公車終端110的公車80之身分資料。

伺服端120用以接收來自每一公車終端110的通信單元50所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料。由於每一公車所設置的公車終端110數量不同（因出入口數量不同），因此透過辨識碼可知通信單元50所傳輸之人流計數資料係為哪一台公車之人流計數資料，伺服端120可將同一辨識碼所有對應的人流計數資料進行加總計算，即可取得每一台公車即時的乘客人數。其中，伺服端120係透過網路接收來自每一公車終端110的通信單元50所傳輸之人流計數資料與辨識碼。

在本實施例中，智慧公車系統100更可包含多個顯示裝置130，該些顯示裝置130以一對一的方式對應設置於該些公車80，每一顯示裝置130連接伺服端120，用以接收該公車80之一所對應的人數資料，並顯示文字訊息，進而提供在公車站牌旁等車的乘客了解公車80的載客情況。其中，文字訊息可為即時乘客人數、已滿載或可搭乘。在本實施例中，顯示裝置130的數量可為但不限於三個。

此外，伺服端120更可包含儲存單元122，用以持續儲存每一公車所對應的人數資料。因此，伺服端120可依據儲存單元122所儲存的資料，進行每一公車班次的發車間距與數量調度。

接著，請參閱「第3圖」，「第3圖」為「第1圖」之智慧公車系統的實施方法之一實施例方法流程圖，其步驟包括：以一對一的方式對應設置多個公車終端110於多個公車80車體內部的門口的頂部（步驟210）；於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸門口的複數個門口影像（步驟220）；取得該些門口影像，並偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置（步驟230）；依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡（步驟240）；依據人頭軌跡產生一人流計算資料（步驟250）；傳輸人流計數資料與每一公車終端110所對應的一辨識碼（步驟260）；以及接收來自每一公車終端110所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車80所對應的人數資料（步驟270）。透過上述步驟，即可達成計算每一公車即時的乘客人數之技術功效。

此外，智慧公車系統的實施方法之步驟也可包含：至少以一對一的方式對應設置多個顯示裝置130於該些公車80（步驟310）；接收公車80所對應的人數資料（步驟320）；以及顯示文字訊息（步驟330）。其中，文字訊息可為即時乘客人數、已滿載或可搭乘。透過上述步驟，即可提供在公車站牌旁等車的乘客了解每一公車80的載客情況。

在本實施例中，智慧公車系統的實施方法之步驟更可包含：持續儲存每一公車80所對應的人數資料（步驟340）。透過上述步驟，可使伺服端120可依據儲存的資料，進行每一公車班次的發車間距與數量調度。

由於人體體型皆不相同且乘客可能攜帶大件行李或嬰兒推車，造成相同的空間可以容納的乘客人數而有所不同，因此，僅從乘客人數判斷是否滿載是不夠的，需要有其他輔助判斷公車是否滿載的機制，詳細的說明如下。

請參閱「第4圖」，「第4圖」為本發明智慧公車系統之另一實施例系統方塊圖。在本實施例中，智慧公車系統100更可包含多個紅外線裝置150，該些紅外線裝置150連接伺服端120，該些紅外線裝置150至少以一對一的方式對應設置於該些公車車體內部，每一紅外線裝置150用以取得於一公車車體內部的全景影像，依據全景影像判斷該公車車體內部是否有搭乘空間，並根據判斷結果輸出空間訊息予伺服端120，伺服端120依據每一公車所對應的空間訊息與人數資料輸出每一公車所對應的承載訊息。

其中，空間訊息可包含紅外線裝置120所對應的辨識碼，所述辨識碼係可為設置紅外線裝置150的公車之車號或其他可代表設置紅外線裝置150的公車之身分資料。在本實施例中，紅外線裝置150的數量可為但不限於三個，判斷公車車體內部是否有搭乘空間的方式係可藉由人體會發射紅外線，而大件行李或嬰兒推車不會發射紅外線的原理，判斷公車車體內部是否具有搭乘空間。

接著，請參閱「第5圖」，「第5圖」為「第4圖」之智慧公車系統的實施方法之一實施例方法流程圖，其步驟除了包含「第3圖」之步驟210至步驟270外，更可包含：至少以一對一的方式對應設置多個紅外線裝置150於該些公車車體內部（步驟410）；取得於全景影像（步驟420）；依據全景影像判斷是否有搭乘空間（步驟430）；根據判斷結果輸出空間訊息予伺服端120（步驟440）；以及依據每一公車所對應的空間訊息與人數資料輸出每一公車所對應的承載訊息（步驟450）。透過步驟210至步驟270以及步驟410至步驟450，即可透過伺服端120取得每一台公車即時的乘客人數以及判斷每一台公車是否具有搭乘空間，進而利用每一公車所對應的即時的乘客人數與空間訊息輸出每一公車所對應的承載訊息。可藉由設置於公車上的顯示裝置或公車站牌的顯示裝置顯示所述承載訊息，以使在公車站牌旁等車的乘客了解每一公車的載客情況，其中承載訊息可為已滿載或可搭乘。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過攝像單元接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸公車門口的複數個門口影像，偵測單元偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置，追蹤單元依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡，計數單元依據人頭軌跡產生一人流計算資料，通信單元傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的辨識碼，伺服端接收來自每一通信單元所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成計算每一公車即時的乘客人數之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧攝像單元

20‧‧‧偵測單元

30‧‧‧追蹤單元

40‧‧‧計數單元

50‧‧‧通信單元

80‧‧‧公車

82‧‧‧門口

100‧‧‧智慧公車系統

110‧‧‧公車終端

120‧‧‧伺服端

122‧‧‧儲存單元

130‧‧‧顯示裝置

150‧‧‧紅外線裝置

步驟210‧‧‧以一對一的方式對應設置多個公車終端於多個公車車體內部的門口的頂部

步驟220‧‧‧於接收啟動訊號期間持續拍攝並傳輸門口的複數個門口影像

步驟230‧‧‧取得該些門口影像，並偵測每一門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置

步驟240‧‧‧依據人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡

步驟250‧‧‧依據人頭軌跡產生一人流計算資料

步驟260‧‧‧傳輸人流計數資料與每一公車終端所對應的一辨識碼

步驟270‧‧‧接收來自每一公車終端所傳輸之人流計數資料與辨識碼，並產生每一公車所對應的人數資料

步驟310‧‧‧至少以一對一的方式對應設置多個顯示裝置於該些公車

步驟320‧‧‧接收公車所對應的人數資料

步驟330‧‧‧顯示文字訊息

步驟340‧‧‧持續儲存每一公車所對應的人數資料

步驟410‧‧‧至少以一對一的方式對應設置多個紅外線裝置於該些公車車體內部

步驟420‧‧‧取得於全景影像

步驟430‧‧‧依據全景影像判斷是否有搭乘空間

步驟440‧‧‧根據判斷結果輸出空間訊息予伺服端

步驟450‧‧‧依據每一公車所對應的空間訊息與人數資料輸出每一公車所對應的承載訊息

第1圖為本發明智慧公車系統之一實施例系統方塊圖。 第2圖為包括第1圖之公車終端的環境示意圖。 第3圖為第1圖之智慧公車系統的實施方法之一實施例方法流程圖。 第4圖為本發明智慧公車系統之另一實施例系統方塊圖。 第5圖為第4圖之智慧公車系統的實施方法之一實施例方法流程圖。

Claims (8)

1. 一種智慧公車系統，其包含：多個公車終端，該些公車終端以一對一的方式對應設置於多個公車車體內部的一門口的頂部，每一公車終端包含：一攝像單元，用以於接收一啟動訊號期間持續拍攝並傳輸該門口的複數個門口影像；一偵測單元，連接該攝像單元，用以取得該些門口影像，並偵測每一該門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置；一追蹤單元，連接該偵測單元與該攝像單元，用以依據該人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡；一計數單元，連接該追蹤單元，用以依據該人頭軌跡產生一人流計算資料；以及一通信單元，連接該計數單元，用以傳輸該人流計數資料與該公車終端所對應的一辨識碼；多個紅外線裝置，該些紅外線裝置以一對一的方式對應設置於該些公車的車體內部，每一該紅外線裝置用以取得一全景影像，依據該全景影像判斷是否有一搭乘空間，並根據判斷結果輸出一空間訊息；以及一伺服端，用以接收來自每一通信單元所傳輸之該人流計數資料與該辨識碼，並產生每一公車所對應的一人數資料，以及依據每一公車所對應的該空間訊息與該人數資料輸出每一公車所對應的一承載訊息。
2. 根據申請專利範圍第1項之智慧公車系統，其中該智慧公車系統更包含多個顯示裝置，該些顯示裝置連接該伺服端，該些顯示裝置以一對一的方式對應設置於該些公車，每一顯示裝置用以接收該公車所對應的該人數資料，並顯示一文字訊息。
3. 根據申請專利範圍第2項之智慧公車系統，其中該文字訊息可為即時乘客人數、已滿載或可搭乘。
4. 根據申請專利範圍第1項之智慧公車系統，其中該伺服端更包含一儲存單元，用以持續儲存每一公車所對應的該人數資料。
5. 一種智慧公車系統的實施方法，其步驟包括：以一對一的方式對應設置多個公車終端於多個公車車體內部的一門口的頂部，其中，每一該公車終端包含：一攝像單元、一偵測單元、一追蹤單元、一計數單元與一通信單元；每一該公車終端的該攝像單元於接收一啟動訊號期間持續拍攝並傳輸該門口的複數個門口影像；每一該公車終端的該偵測單元取得該些門口影像，並偵測每一該門口影像以取得一人頭所對應的人頭位置；每一該公車終端的該追蹤單元依據該人頭位置與該些門口影像產生一人頭軌跡；每一該公車終端的該計數單元依據該人頭軌跡產生一人流計算資料；每一該公車終端的該通信單元傳輸該人流計數資料與每一公車終端所對應的一辨識碼； 至少以一對一的方式對應設置多個紅外線裝置於該些公車車體內部；每一該紅外線裝置取得一全景影像；每一該紅外線裝置依據該全景影像判斷是否有一搭乘空間，並根據判斷結果輸出一空間訊息；以及一伺服端接收來自每一公車終端所傳輸之該人流計數資料與該辨識碼，並產生每一公車所對應的一人數資料，以及依據每一公車所對應的該空間訊息與該人數資料輸出每一公車所對應的一承載訊息。
6. 根據申請專利範圍第5項之智慧公車系統的實施方法，更包含：至少以一對一的方式對應設置多個顯示裝置於該些公車；接收該公車所對應的該人數資料；以及顯示一文字訊息。
7. 根據申請專利範圍第6項之智慧公車系統的實施方法，其中該文字訊息可為即時乘客人數、已滿載或可搭乘。
8. 根據申請專利範圍第5項之智慧公車系統的實施方法，更包含：持續儲存每一公車所對應的該人數資料。