(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210183623.1 (22)申请日 2022.02.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114241015 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 长沙莫之比智能科技有限公司 地址 410205 湖南省长 沙市高新 开发区尖 山路39号长沙中电软件园有限公司总 部大楼8楼080 3—0810 (72)发明人 刘军辉　唐德琴　张理斌　杨青山　 谷林峰　肖文剑　章锡阳　 (74)专利代理 机构 长沙大珂知识产权代理事务 所(普通合伙) 4323 6 专利代理师 伍志祥(51)Int.Cl. G06T 7/277(2017.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/62(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G01S 13/88(2006.01) G01S 13/72(2006.01) 审查员 黎成超 (54)发明名称 一种基于毫米波雷达的进出人数计数方法 和装置 (57)摘要 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。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114241015 B 2022.05.13 CN 114241015 B 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， 输出的聚类目标集T ＝{T1......,Tk}， 其中T1......,Tk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......,Tk}中每个目标Ti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， ......TRn‑1},其中TRi＝[Tid， Xi， Yi， Vi]， Xi， Yi是雷达三维空间内相对雷达的空间坐标， Tid为航迹ID， Vi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； 其中， 当跟踪目标Ti在第k帧， 其Xi在第一穿越线的外侧的未知区域， 且在第k+1帧时的 Xi在第一穿越线的内侧， 同时满足速度Vi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Ti_state＝detected_i ncoming； 当跟踪目标Ti在第k帧， 其Xi在第二穿越线的外侧； 且在第k+1 帧时的Xi在第二穿越线的 内侧， 同时满足速度Vi为正和当前状态为detect ed_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Ti_state＝incoming； 当跟踪目标Ti在第k帧时的Xi在第三穿越线的外侧； 且在第k+1帧时的Xi在第三穿越线 的内侧， 同时满 足速度Vi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Ti_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Ti_state＝unknow。 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Tkcenter＝ [Rcenter， Vcenter， θcenter]＝[R0， V0， θ0]， 其中Rcenter为中心点的距离， Vcenter为中心点的速度， θcenter为中心点的角度， P0与点云集中剩下点云Pi(i＝{1,2......， n‑1}逐次比较； 若同时满足条件a、 b： a.|Rcenter*Rcenter+Ri*Ri‑2Rcenter*Ri*cos( θcenter‑θi)|<第一阈值； b.|Vcenter‑Vi|<第二阈值； 更新待聚类目标中心点： Tcenter＝[Rcenter,Vcenter, θcenter]＝[(Rcenter+Ri)/2,(Vcenter+Vi)/2,( θcenter+θi)/2]， 其中Ri为目标点云Pi的距离， Vi为目标点云Pi的速度， θi为目标点云Pi的角度； 将点云Pi标记为已遍历状态且与聚类目标Tk标签一致； 目标Tk包含的点云Tk＝ {Pi,.......}； i加1， 即将更新后的Tkcenter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Tkcenter与点云集中下一个点 比较； 待聚类目标Tk， 包含m个点 云， 若m大于 预设的最小 点云个数阈值Pnum， 且所有点的信噪比 之和Ssum大于预设能量阈值， 则判断TK为有效聚类目标。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114241015 B 23.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Ti在第k帧的Xi在第三穿越线的内侧； 且在第k+1帧时的Xi在第三穿越线的 外侧， 同时满 足速度Vi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Ti_state＝detected_outgo ing； 当跟踪目标Ti在第k帧时的Xi在第二穿越线的内侧； 且在第k+1帧时的Xi在第二穿越线 的外侧， 同时满足速度Vi为负和当前状态为detect ed_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Ti_state＝outgoing； 当跟踪目标Ti在第k帧时的Xi在第一穿越线的内侧， 且在第k+1帧时的Xi在第一穿越线 的外侧， 同时满 足速度Vi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Ti_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Ti_state＝unknow。 4.一种基于毫米波雷达的进出人数计数装置， 其特征在于， 应用如权利要求1 ‑3任一所 述的基于毫米波雷达的进出人数计数方法， 所述装置包括微处理器、 毫米波雷达、 电池、 无 线模块组成； 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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114241015 B 3