一种基于毫米波雷达的进出人数计数方法和装置与流程

技术特征：
1.一种基于毫米波雷达的进出人数计数方法，其特征在于，包括以下步骤：毫米波雷达检测人体目标，并对人体目标进行点云集群跟踪处理，输出输出的聚类目标集t={t1......,t
k
}，其中t1......,t
k
为聚类目标，k为聚类目标的个数；采用扩展卡尔曼跟踪算法，对所述聚类目标集t={t1......,t
k
}中每个目标t
i
预测和更新，实时获取目标的位置信息；将目标ti的位置由极坐标转换到笛卡尔坐标系中，得到跟踪目标集tracks={tr0，tr1，......tr
n-1
},其中tr
i
=[t
id
，x
i
，y
i
，v
i
]，x
i
，y
i
是雷达三维空间内相对雷达的空间坐标，t
id
为航迹id，v
i
为速度；对航迹列表中同一航迹id持续跟踪，根据同一航迹id的跟踪目标相对于第一穿越线、第二穿越线和第三穿越线的位置和速度，判别跟踪目标的进出状态，对跟踪目标为entered状态的目标，进出人数加1，对跟踪目标为exited状态的目标，进出人数减1。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的进出人数计数方法，其特征在于，所述点云集群跟踪中聚类处理过程如下：聚类：从点云集中选取第一个点，记为p0，并将p0作为待聚类目标t的中心，即t
kcenter
=[r
center
，v
center
，θ
center
]=[r0，v0，θ0]，其中r
center
为中心点的距离，v
center
为中心点的速度，θ
center 为中心点的角度，p0与点云集中剩下点云p
i
（i={1,2......，n-1}逐次比较；若同时满足条件a、b：|r
center
*r
center
r
i
*r
i-2r
center
*r
i
*cos(θ
center-θ
i
)|<第一阈值；|v
center-v
i
|<第二阈值；更新待聚类目标中心点：t
center
=[r
center
,v
center
,θ
center
]=[(r
center
r
i
)/2,(v
center
v
i
)/2,(θ
center
θ
i
)/2]，其中r
i
为目标点云p
i
的距离
，vi
为目标点云p
i
的速度，θ
i
为目标点云p
i
的角度；将点云p
i
标记为已遍历状态且与聚类目标t
k
标签一致
；
目标t
k
包含的点云t
k
={p
i
,.......}；i加1，即将更新后的t
kcenter
与点云集中下一个点比较；若不满足条件a、b，不用更新待聚类目标中心点，将i加1，即t
kcenter
与点云集中下一个点比较；待聚类目标t
k，
包含m个点云，若m大于预设的最小点云个数阈值p
num
，且所有点的信噪比之和s
sum
大于预设能量阈值，则判断t
k
为有效聚类目标。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的进出人数计数方法，其特征在于，当跟踪目标t
i
在第k帧，其x
i
在第一穿越线的外侧的未知区域，且在第k 1帧时的x
i
在第一穿越线的内侧，同时满足速度v
i
为正和当前状态为unknow，则表示该目标正在穿过第一穿越线，即其从未知区域进入第一区域；其状态变为t
i_state
=detected_incoming；当跟踪目标t
i
在第k帧，其x
i
在第二穿越线的外侧；且在第k 1帧时的x
i
在第二穿越线的内侧，同时满足速度v
i
为正和当前状态为detected_incoming，则表示该目标正在穿过第二穿越线2，即其从第一区域进入第二区域；其状态变为t
i_state
=incoming；当跟踪目标t
i
在第k帧时的x
i
在第三穿越线的外侧；且在第k 1帧时的x
i
在第三穿越线的内侧，同时满足速度v
i
为正和当前状态为incoming，则表示该目标正在穿过第三穿越线，即其从第二区域进入第三区域；其状态变为t
i_state
=entered；
将室内总人数加1，该跟踪目标航迹id的状态重新变为未知状态，即t
i_state
=unknow。4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的进出人数计数方法，其特征在于，当跟踪目标t
i
在第k帧的x
i
在第三穿越线的内侧；且在第k 1帧时的x
i
在第三穿越线的外侧，同时满足速度v
i
为负和当前状态为unknow，则表示该目标正在穿过第三穿越线，即其从第三区域进入第二区域；其状态变为t
i_state
=detected_outgoing；当跟踪目标t
i
在第k帧时的x
i
在第二穿越线的内侧；且在第k 1帧时的x
i
在第二穿越线的外侧，同时满足速度v
i
为负和当前状态为detected_outgoing，则表示该目标正在穿过第一穿越线，即其从第二区域进入第一区域；其状态变为t
i_state
=outgoing；当跟踪目标t
i
在第k帧时的x
i
在第一穿越线的内侧，且在第k 1帧时的x
i
在第一穿越线的外侧，同时满足速度v
i
为负和当前状态为outgoing，则表示该目标正在穿过第一穿越线，即其从第一区域进入未知区域；其状态变为t
i_state
=exited；将室内总人数减1，将该跟踪目标航迹id的状态重新变为未知状态，即t
i_state
=unknow。5.一种基于毫米波雷达的进出人数计数装置，其特征在于，所述装置包括微处理器、毫米波雷达、电池、无线传输模块组成；其中，微处理器通过串口分别与毫米波雷达与无线传输模块连接；所述装置安装在进出门口顶部正中位置，毫米波雷达的法线方向垂直地面，毫米波雷达的坐标x方向与进出方向一致。

技术总结
本发明公开了基于毫米波雷达的进出人数计数方法，对人体目标进行点云集群跟踪处理，输出输出的聚类目标集；采用扩展卡尔曼跟踪算法，对聚类目标集中每个目标预测和更新，实时获取目标的位置信息；将目标位置信息由极坐标转换到笛卡尔坐标系中，得到跟踪目标集；对同一航迹ID持续跟踪，根据跟踪目标相对于第一穿越线、第二穿越线和第三穿越线的位置和速度，判别跟踪目标的进出状态，对跟踪目标为entered状态的目标，进出人数加1，对跟踪目标为exited状态的目标，进出人数减1。本发明对监测区域行人分配唯一航迹ID，在相邻帧上的位置及速度方向判断；有效避免人员在门口逗留出现的重复计数。的重复计数。的重复计数。


技术研发人员：刘军辉 唐德琴 张理斌 杨青山 谷林峰 肖文剑 章锡阳
受保护的技术使用者：长沙莫之比智能科技有限公司
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/3/25