文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于DTW的红外自动乘客计数方法研究
姓名:王君伟
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:范启富
20080201
上海交通大学硕士学位论文
基于 DTW 的红外自动乘客计数方法研究

摘要

智能交通系统的迅速发展加速了交通运输进入信息时代的步伐,
乘客计数系统是交通信息的重要组成部分之一,是一个亟待解决的难
题,得到有关部门的充分重视。传统的统计方法存在诸多弊端,因此,
需要探索一种廉价、实时、可行的方法。基于红外传感器的计数方法
有其独特的优点,将是的最好的选择之一。
动态时间规整算法(Dynamic Time Warping, DTW)在语音信号处
理中得到普遍的应用,并且在孤立词识别应用中已达到较高的精度。
由于所采集的乘客上下车红外信号与语音信号有很大的相似性,所以
笔者尝试将该算法引入上下车自动乘客计数系统。本文以聚类算法选
择适应性极强的信号作为参考模板,通过端点检测从采样信号序列中
提取有效的待测信号,并与各参考模板进行匹配,选取匹配最好的作
为最佳结果,来统计乘客上下车人数。由于动态时间规整算法对端点
检测的结果依赖性很强,因此要想得到较高的统计精度,就必须对信
号的端点进行良好的检测。本文在仔细研究信号端点特征的基础上提
出了的适用本课题的端点检测方法,并对 DTW 算法的匹配函数搜索
范围进行了改善,使得动态时间规整算法在该领域得到很好的应用。
本文将主被动红外传感器进行融合,在 VC 环境下对端点检测、
DTW 算法进行软件实现。为了更直观地观察端点检测、DTW 算法设
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计的有效性,本文进行离线仿真。仿真显示能很好地确定信号的端点
和识别上下车人数,统计结果表明准确率高达 97%。
使用红外传感器的计数系统由于它的成本低、安全且具有非接
触性等优点,在商场、体育馆等众多场合都可以使用,因此该系统具
有很好的实用价值和广阔的市场前景。

关键词:自动乘客计数,红外传感器,端点检测,动态时间规整

II
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DTW BASED AUTOMATIC
PASSENGER COUNTING METHOD RESEARCH
USING INFRARED SENSORS

ABSTRACT

The development of Intelligent Transportation System (ITS) has
accelerated the steps of transport system to enter the information era. As
one of the most important parts of traffic information, passenger-counting
system is an unsolvable urgent project, which is regarded important by
related departments. There are many flaws in traditional counting
methods. So a cheap, real-time, feasible method should be researched. A
counting method based on infrared sensors would be one of the best
choices because of its strongpoint.
Dynamic time warping (DTW) is widely used in sound signal
processing field, and it achieves a high accuracy in isolated word
recognition. Passenger-passing signal parable with sound signal, so
DTW is introduced into automatic passenger counting (APC) system.
Clustering algorithm is used to choose adaptive signal as references. And
III
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