CN102005069A - 基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统，该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统包括中央控制模块、数据处理模块、信息提示模块、防尾随通道、红外对射传感器、防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，该防尾随通道具有入口和出口，在该防尾随通道的入口和出口处均设置用于阻挡人进入通行的阻拦装置，该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统能够对尾随现象进行准确及时的判断，减少甚至避免了值守人员的干预，具有准确性高、增加成本低并减少维护成本的优点。

Description

基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统

技术领域

本发明涉及一种对通过目标通道的通行人员进行计量的系统，尤指一种能够自动判断通过某一通道的人流是否出现尾随现象的基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统。

背景技术

在一些特殊的行业如公路、铁路、空运客运中，为了保证交通工具的安全，或者是在一些特殊部门中，进入的乘客或人员都需要通过设有特殊的检查仪器的安检通道，而在安检时，为了保证安检的效果，或是为了便于对通过的人员进行自动统计和计数，安检通道前通常要设置专门的防尾随通道，该防尾随通道通常是设置一个供人员通行的狭长通道空间，该狭长通道空间的入口和出口处分别设置有用于阻止人通行的挡门(或挡杆)，该防尾随通道入口、出口处的挡门通常处于常关闭状态，当有通行人员到达该防尾随通道的入口要经过该防尾随通道时，防尾随通道入口处的挡门先打开，通行人员单独或携带行李经过防尾随通道入口完全进入该防尾随通道后，入口处的挡门关闭，通行人员通过该防尾随通道的通道空间，通道空间内所设的红外对射探头发生感应并产生感应信号，当通行人员到达该防尾随通道出口时，该防尾随通道出口处的挡门打开，通行人员走出该防尾随通道，如此反复循环，实现对多个依次通过防尾随通道的通行人员进行统计计数的目的，目前的防尾随通道，由于仅仅是设置了红外对射传感器探头来计算通过该防尾随通道的人员的数量，由于目前的红外探头对射装置只是设置在防尾随通道中固定的高度位置处感应红外线被挡的次数，当通行人员携带行李通过时，红外探头虽然可以感到红外线被多次阻断，但并不能区分定是因为通行人员携带行李造成阻断的，还是因为在通行中有多个人同时尾随进入防尾随通道空间造成的多次阻断，因此在目前所用的防尾随通道系统中，为确保防尾随通道计数的正确，往往需要在现场设置专门的值守人员来发现和纠正，鉴于值守人员也会出现疏忽，因此造成出错的几率大大增加，同时也使防尾随装置系统失去了其原本设计的目的，往往只是起到一种辅助的引导的效果，给用户造成了资源损失。

发明内容

本发明的技术目的是为了使目前的防尾随系统具有智能探测能力，自动对通过采用该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统的防尾随通道的人员进行只能判断，以对防尾随通道中出现的尾随现象进行区别，并通过报警或记录的方式防尾随现象进行纠正，以提高目前防尾随系统的自动化程度。

为实现上述的技术目的，本发明的基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统包括中央控制模块、数据处理模块、信息提示模块、防尾随通道、红外对射传感器、防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，该防尾随通道具有入口和出口，在该防尾随通道的入口和出口处均设置用于阻挡人进入通行的阻拦装置，其中：

中央控制模块：该中央处理模块与数据处理模块、信息提示模块、红外对射传感器以及防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，用于处理各模块传回的数据，对各模块的功能进行控制管理，协调各模块之间的信息通讯，并控制防尾随通道出口和入口处的阻拦装置进行工作。

数据处理模块：与中央控制模块和传感器连接，用于接收整个防尾随通道所有上、下排传感器发回的瞬时感应信息，将该瞬时感应信息发送给中央控制模块进行计算，并对传感器信息进行提取、分析和处理，判断该防尾随通道内同时存在的步态状况的数量，并接收中央控制模块发出的指令。

信息提示模块：该信息提示模块与中央控制模块连接，用来接收中央控制模块发送的进行错误报警的命令，并根据报警命令的内容进行相应的报警。

红外对射传感器：红外对射传感器与数据处理模块连接，该红外对射传感器至少分为两组，以每组至少两对的方式在防尾随通道内沿与通道地面近似平行的方向成排设置，上排传感器离该防尾随通道地面的距离在100cm-120cm之间，下排传感器离该防尾随通道地面的距离在5cm-40cm之间，同一排中相邻传感器之间的距离为2cm-18cm之间。

防尾随通道由两个防尾随通道壁平行设置构成，该防尾随通道的防尾随通道壁上设置有红外对射传感器。

通常，上排传感器离该防尾随通道地面的距离为120cm，下排传感器离该防尾随通道地面的距离为10cm，同一排中相邻传感器之间的距离为10cm。

所述数据处理模块对防尾随通道内所有的上、下排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息进行分析，若防尾随通道内的上、下排传感器发回的感应信息中存在有步态状况，则判断存在步态状况数量并将步态数量发送给中央控制模块，当防尾随通道某连续距离内上、下排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息有存在如下四个步态特征：1)、有若干相间距离为5cm-10cm的后下排方传感器被遮挡，同时该被遮挡下排后方传感器上方有若干相间距离为5cm-10cm的上排传感器被遮挡；2)、在保持1)中状态情况下，被遮挡的下排后方传感器前方若干距离处有相间距离为A的下排前方传感器被遮挡；3)、下排前、后方被遮传感器被遮挡状况不变，上排被遮挡传感器位置自下排后方传感器位置正上方位置向前移动到下排前方传感器正上方位置；4)、上排传感器被遮状态保持不变，下排后方传感器被遮挡状态消失，下排前方传感器被遮挡状态继续；则数据处理模块认为有一个步态状况发生，数据处理模块判定防尾随通道内同时出现的每一个步态特征为一个人。

该于步态模式追踪多人检测算法的防尾随系统的信息提示模块包括有声音报警系统，该生硬报警系统包括有语音报警控制单元和报警扬声器，该语音报警控制单元与报警扬声器连接。

该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统在防尾随通道内以与通道地面近似平行的角度成排设置的传感器的组数为两组，该成排设置的红外对射传感器的每组传感器的数目至少为2对。

通常，上述成排设置的红外对射传感器的每组传感器的数目为2对。

该两对传感器设于所述防尾随通道的入口位置处。

上述防尾随通道出口和入口处的阻拦装置为挡门或挡杆。有益效果：采用本发明的基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统的防尾随通道中，由多组传感器采用上述排列设置方式设置于防尾随通道内，当该防尾随通道内有人员通过时，该每对相互配合对射的传感器将探测到的被遮挡的信号传递给数据处理模块进行处理，由于在防尾随通道内传感器的设置特点较为特殊，因此，根据人体在行走时人腿具有前后交替的特征，因此人行走所产生的传感器信号数据与物有明显的差别，数据处理模块经过分析后能够将区分哪些特征为人体行走产生的数据，从而确定防尾随通道内人的数目，对尾随现象进行判断，该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统能够明显减少甚至不需要值守人员的干预，具初步的人工智能特点，系统准确性较高、成本增加少，维护成本降低，工作更加稳定，适合各种防尾随通道特别是对防尾随要求较为严格的通关、机场、地铁的场合来使用。

附图说明

图1、为本发明数据处理模块多人检测算法的算法流程图；

图2、为本发明第一种实施例中有人通过防尾随通道的示意图；

图3、为本发明第一种实施例中有人通过防尾随通过的示意图；

图4、为本发明第二种实施例中有人通过防尾随通道的示意图；

图5、为本发明第二种实施例中有人通过防尾随通道的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

请参照图1所示，本发明的基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统，中央控制模块、数据处理模块、信息提示模块、防尾随通道、红外对射传感器、防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，该防尾随通道具有入口和出口，在该防尾随通道的入口和出口处均设置用于阻挡人进入通行的阻拦装置，其中：中央控制模块：该中央处理模块与数据处理模块、信息提示模块、红外对射传感器以及防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，用于处理各模块传回的数据，对各模块的功能进行控制管理，协调各模块之间的信息通讯，并控制防尾随通道出口和入口处的阻拦装置进行工作；数据处理模块：与中央控制模块和传感器连接，用于接收整个防尾随通道所有上、下排传感器发回的瞬时感应信息，将该瞬时感应信息发送给中央控制模块进行数据计算处理，并对传感器信息进行提取、分析和处理，判断该防尾随通道内同时存在的步态状况的数量，并接收中央控制模块发出的指令；信息提示模块：该信息提示模块与中央控制模块连接，用来接收中央控制模块发送的进行错误报警的命令，并根据报警命令的内容进行相应的报警；红外对射传感器：红外对射传感器与数据处理模块连接，该红外对射传感器至少分为两组，以每组至少两对的方式在防尾随通道内沿与通道地面近似平行的方向成排设置，上排传感器30离该防尾随通道地面的距离在100cm-120cm之间，下排传感器31离该防尾随通道地面的距离在5cm-40cm之间，同一排中相邻传感器之间的距离为2cm-18cm之间，在本实施例中，上排传感器30离该防尾随通道地面的距离为120cm，下排传感器31离该防尾随通道地面的距离为10cm，上排传感器30或下排传感器31中相邻的传感器之间的距离为10cm。

防尾随通道由两个防尾随通道壁1平行设置构成，该防尾随通道的防尾随通道壁1上设置有红外对射传感器。

所述数据处理模块对防尾随通道内所有的上、下排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息进行分析，若防尾随通道内的上排传感器30、下排传感器31发回的感应信息中存在有步态状况，则判断存在步态状况数量并将步态数量发送给中央控制模块，当防尾随通道某连续距离内上排传感器30、下排传感器31排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息有存在如下四个步态特征：1)、有若干相间距离为5cm-10cm的下排后方传感器被遮挡，同时该被遮挡下排后方传感器上方有若干相间距离为5cm-10cm的上排传感器被遮挡；2)、在保持1)中状态情况下，被遮挡下排后方传感器前方若干距离处有相间距离为A的下排前方传感器被遮挡；3)、下排前方被感器、下排后方传感器被遮挡状况不变，上排被遮挡传感器位置自下排后方位置向前移动到下排前方位置上方；4)、上排传感器被遮状态保持不变，下排后方传感器被遮挡状态消失，下排前方传感器被遮挡状态继续；则认为有一个步态状况发生，数据处理模块判定防尾随通道内同时出现的每一个步态特征为一个人。

该于步态模式追踪多人检测算法的防尾随系统的信息提示模块包括有声音报警系统，该生硬报警系统包括有语音报警控制单元和报警扬声器，该语音报警控制单元与报警扬声器连接。

请参照图2所示，为本实用新型基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随通道所用多人检测算法的算法流程图，该多人监测算法主要包括如下的步骤：

步骤1：系统开机自检后，进入初始准备状态，首先防尾随通道入口处的挡门22打开，中央控制模块对该防尾随通道上排的所有传感器30状态进行扫描，判断传感器30被遮挡的状态，若没有被遮挡，则在一等待时间过后对通道内人数进行清零并关闭该防尾随通道入口处挡门22；

步骤2：如果上排传感器30有遮挡物，则开始同时对下排每个传感器31进行搜索，当搜索到下排传感器31有被遮挡时，分析下排传感器31是否存在步态交叉特征，若没有则继续该步骤对下排传感器31进行扫描，若有则进入下一步；

步骤3：若存有步态交叉特征，则将人数加一，直至将所有下排传感器31全部搜索完成；

步骤3：若存有步态交叉特征，则将人数加一，直至将所有下排传感器31全部搜索完成，如果检测得到的步态交叉的次数即人数大于1，则进行报警处理，然后将人数清零后返回初始准备状态，如果人数不大于1，则进入步骤4；

步骤4：返回初始准备状态，准备做下一次检测。

请参照图3和图4所示，为本实用新型的第一种实施例，在该实施例中，为便于检测，该基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统的防尾随通道壁1上成排设置的红外对射传感器的每排传感器的数目为2对，阻拦装置为挡门，该2对传感器在防尾随通道的入口挡门22附近位置处的防尾随通道壁1上设置，在该防尾随通道入口处用于阻拦通行人员的阻拦装置打开后，该入口处设置的上下两组传感器开始工作，并将感应得到的信息发送给数据处理模块进行分析和判断，根据步态模式多人检测算法来判断经过该传感器的人员的数量，通过对人和物体通过防尾随通道时的运动特点进行分析后发现，人在行走时双腿会交替前行，而物体通过时不会产生两腿交替过程，上排传感器30在距离为离地面高度为120cm距离处设置，因此通常会照射在人的腰部，而下排传感器则会照射在人的脚的位置处，因此当人们按照通常速度通过该防尾随通道时，上排传感器30会依次获得被阻挡的信号，而下排传感器31则会获得两次的被阻挡信号，而且存在某个下排传感器31被阻挡时间较长的停顿间隔，也就是人的驻步时间，根据上、下两组传感器同时获得的物体移动信息，数据处理模块能够方便准确地判断在防尾随通道内同时存在的通行人员的数目，进而判定是否有人尾随，并通过中央处理器控制信息提示模块进行报警和纠正，在该阻拦装置关闭前，如果检测到通过该传感器的人员数量多于1人，则表明有多于1个的人进入该防尾随通道，该数据处理模块即通过中央控制模块向信息提示模块发出报警指令，该信息提示模块发出报警信息进行报警，也可以进入自动纠正模式，例如入口处的挡门22不会关闭，同时出口处挡门21则始终处于关闭状态，以对尾随现象进行纠正。

请参照图5和图6所示，为本实用新型的第二种实施例，为了保证所得检测信号的准确性，所述成排设置的红外对射传感器按照一定间隔布满整个防尾随通道的防尾随通道壁1，这样所有传感器可以对整个防尾随通道自始至终进行监视，对于通道内存在多个人员时，其检测的准确性更高，工作也更加可靠。

Claims (9)

1.一种基于步态模式追踪的多人检测算法的防尾随系统，该系统包括中央控制模块、数据处理模块、信息提示模块、具有入口和出口的防尾随通道、红外对射传感器，在该防尾随通道的入口和出口处均设置用于阻挡人进入通行的阻拦装置，其中：

中央控制模块与数据处理模块、信息提示模块、红外对射传感器以及防尾随通道出口和入口处的阻拦装置连接，用于处理各模块传回的数据，对各模块的功能进行控制管理，协调各模块之间的信息通讯，并控制防尾随通道出口和入口处的阻拦装置进行工作；

数据处理模块与中央控制模块和红外对射传感器连接，将该传感器的瞬时感应信息发送给中央控制模块进行计算，并该器信息进行提取、分析和处理，判断该防尾随通道内同时存在的步态状况的数量，并接收中央控制模块发出的指令；

信息提示模块用来接收中央控制模块发送的进行错误报警的命令，并根据报警命令的内容进行相应的报警；

红外对射传感器至少分为两组，以每组至少两对的方式在防尾随通道内沿与通道地面近似平行的方向成排设置；

防尾随通道由两个防尾随通道壁平行设置构成，红外对射传感器设置在该通道壁上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块对防尾随通道内所有的上、下排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息进行分析，若防尾随通道内的上、下排传感器发回的感应信息中存在有步态状况，则判断存在步态状况数量并将步态数量发送给中央控制模块，当防尾随通道某连续距离内上、下排传感器经相同时间间隔发回的多个瞬时感应信息有存在如下四个步态特征：1)、有若干相间距离为5cm-10cm的下排后方传感器被遮挡，同时该被遮挡下排后方传感器上方有若干相间距离为5cm-10cm的上排传感器被遮挡；2)、在保持1)中状态情况下，下排被遮挡后方传感器前方若干距离处有相间距离为A的下排前方传感器被遮挡；3)、下排前、后方被遮传感器被遮挡状况不变，上排被遮挡传感器位置自下排后方传感器正上方位置向前移动到下排前方传感器位置正上方处；4)、上排传感器被遮状态保持不变，下排后方传感器被遮挡状态消失，下排前方传感器被遮挡状态继续；则认为有一个步态状况发生，数据处理模块判定防尾随通道内同时出现的每一个步态特征为一个人。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上排传感器与该防尾随通道地面的距离为100cm-120cm，下排传感器与该防尾随通道地面距离为5cm-40cm。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，上排传感器离该防尾随通道地面的距离为120cm，下排传感器离该防尾随通道地面的距离为10cm，同一排中相邻传感器之间的距离为10cm。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该于步态模式追踪多人检测算法的防尾随系统的信息提示模块包括有声音报警系统，该生硬报警系统包括有语音报警控制单元和报警扬声器，该语音报警控制单元与报警扬声器连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在防尾随通道内以与通道地面近似平行的角度成排设置的传感器的组数为两组，该成排设置的红外对射传感器的每组传感器的数目至少为2对。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成排设置的红外对射传感器的每组传感器的数目为2对。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，该两对传感器设于所述防尾随通道的入口位置处。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述防尾随通道出口和入口处的阻拦装置为挡门或挡杆。

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