CN103218863A - 一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，该方法包括：（1）用4个变量表示每个红外对管的状态；（2）根据步骤（1）所述4个变量值和当前红外对管的状态，判断经过无障碍通道机是进模式还是出模式；（3）根据步骤（2）所判断的模式和相应的变量值综合判断，是否有人通过；（4）重复步骤（1）-（3）。本发明通过使用单片机对红外对管的状态进行实时的检测，并根据采集的数据进行处理，进行人员进出的判断，此方法节省CPU资源，检测的实时性较高，对人员通过的速度也没有特殊的需求，适应性较强，而且不需要增加红外对管的数量，当有人拿东西或者是摆手幅度较大时都不会造成误判断，而且具有防尾随功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，属于无障碍通道机对人员进出检测的方法。
技术背景
通道机是近几年新兴的一种产品主要用于公共场合如学校、企事业单位等人流量较大，而且进出人员需要控制的场合。由于它能自动识别进出的人员，并记录人员进出时间等信息，可有效的防止小偷、促销人员等非本楼人员的进入，大大提高了场所的安全性，而且还具有人员的签到，出勤统计等功能。无障碍通道机没有任何的阻拦装置，可较为方便的通过，且通过速度较快，人员较多时无需等待，在很多公共场合得到了大量的应用。
传统的人员进出检测方法采用的是根据四个红外感应管被挡住的顺序判断是否有人员通过，判断人员通过的方向。此检测方法简单，但是特别容易受干扰，当人走路时的摆手幅度较大，或者拎着东西时容易误判成有两个人通过，造成误报警，而且当人流量较大，多人连续通过时，不能精确的检测到几个人。还有其他的通过摄像头采集视频进行数字信号处理的方法，和使用大量的红外对管组成阵列进行检测，但是这些方法的成本太高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法。该方法的目的在于避免传统的检测方法容易误判断和人员连续通过检测不正确的不足，进而提出的一种应用于人流量较大时，也能准确对人员进行检测的方法。
发明概述
本发明将红外线感应和模式识别相结合，实现对人员的连续进出进行双向检测，主要用于大厦、学生宿舍、学校等人流量比较密集的地方，可准确的检测人员进出和进出的方向，统计人流量信息，配合射频识别系统使用还可记录进出人的姓名，实现签到功能。本发明的目的是通过使用四个横向排列的红外对管，配合模式识别达到检测人员进出信息的功能。本发明识别速度快，可双向通行，且不需要设置障碍物。
发明详述
本发明的技术方案如下：
一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，该方法是利用单片机控制系统实现的：所述的单片机控制系统，包括单片机、红外对管、FLASH芯片、报警器、上位机，上位机通过RS-485接口连接单片机，所述单片机通过数据总线连接FLASH芯片，单片机通过IO(输入输出)口与所述红外对管相连接，所述单片机通过三极管放大器和继电器连接报警器；单片机通过查询FALSH芯片中的数据来判断通过无障碍通道机的人是否属于本楼，单片机通过根据红外对管的状态判断是否有人通过：如果有人通过的话并判断其通过的方向，当检测到有人通过时，所述单片机将通过人员所持数据卡中的数据在FLASH芯片查询：如在FLASH芯片中存在通过人员数据，则将检测到的通过人员的数据发送给上位机，上位机显示并统计该人员通过的信息以供查询；否则，报警器报警；
所述单片机的IO口连接到红外对管的输出信号上，单片机实时采集每个IO口的状态并利用模式识别处理方法进行处理，以判断是否有人员通过及其通过的方向，所述基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法包括步骤（1）-（4）：
（1）用4个变量表示每个红外对管的状态，其中x为红外对管的序号，x∈（1、2、3、4）：
TestSignalx表示红外对管是否被遮住的状态：当被遮住时，则TestSignalx为1；当未被遮住时，则TestSignalx为0；；
TestStartx表示红外对管是否存在由没有被遮住到被遮住的状态变化，当存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为1；当不存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为0；
TestEndx表示红外对管是否存在由被遮住到没有被遮住的状态变化，当存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为1；当不存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为0；
同时还定义了变量TestTimeX，为红外对管被遮挡住的时间；
对上面所述的4个变量进行赋值：
若单片机检测到红外对管被遮挡且该红外对管的TestSignalx为0时，根据TestTimeX的值对TestSignalx和TestStartx进行赋值：当TestTimeX大于最值时间时，对TestSignalx和TestStartx分别赋值为1，表示该红外的状态是由没有被遮住到被遮住的状态变化；在此将TestTimeX与所述最值时间进行比较目的在于，对红外的信号进行去抖，防止信号有轻微波动或者受干扰时误判断，所述的最值时间根据实际应用进行设置，优选的，所述最值时间的范围是0.1-0.3s；
若单片机检测到红外对管没有被遮挡且该红外对管的TestSignalx为1时，则将TestSignalx清0，并将TestEndx赋值为1：表示该红外对管的状态是由被遮住到没有被遮住的状态变化；
（2）根据步骤（1）所述4个变量值和当前红外对管的状态，判断经过无障碍通道机是进模式还是出模式：
当TestStart1为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为进模式：单片机并将TestStart1和TestStart3的值清0；
当TestStart4为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为出模式：单片机并将TestStart4和TestStart2的值清0；
所述红外对管的安装顺序：沿无障碍通道机进入建筑物的方向，在无障碍通道机上依次设置编号为1、2、3、4的红外对管。
（3）根据步骤（2）所判断的模式和相应的变量值综合判断，是否有人通过：
无障碍通道机是出模式时，当TestStart2的值为1且TestEnd3的值也为1时，此时此人已经经过了第三个红外对管，而且刚挡住第二个红外对管，即刚通过打卡区域，此时判断为一次出，并将TestStart2和TestEnd3的值清0；
另外考虑到此人拎着东西，或者是摆手幅度较大时，这些东西也会造成一次进入的判断，所以增加一条在TestEnd2为1的时候将TestEnd3清0；这些特殊情况就不会触发进出判断，从而消除了干扰，而且没有用延时的方法，这样也可大大的提高通过的速度；
无障碍通道机是进模式时，当TestStart3的值为1且TestEnd2的值也为1时，判断为一次进，并将TestStart3和TestEnd2的值清零，同时在TestEnd3为1的时候将TestEnd2清零；
（4）重复步骤（1）-（3）。上述步骤（1）-（3）循环执行，能够实时准确的检测出人员的通过，和通过的方向，而且人员连续进行通过时也不会出现检测错误。
本发明的优点在于：
本发明涉及一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，通过使用单片机对红外对管的状态进行实时的检测，并根据采集的数据进行处理，进行人员进出的判断，此判断方法的优势是比较节省CPU资源，检测的实时性较高，对人员通过的速度也没有特殊的需求，适应性较强，而且不需要增加红外对管的数量，成本较低，当有人拿东西或者是摆手幅度较大时都不会造成误判断，而且具有防尾随功能。
附图说明
图1为无障碍通道机红外对管的安装位置
图2为本发明所述基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，该方法是利用单片机控制系统实现的：所述的单片机控制系统，包括单片机、红外对管、FLASH芯片、报警器、上位机，上位机通过RS-485接口连接单片机，所述单片机通过数据总线连接FLASH芯片，单片机通过IO(输入输出)口与所述红外对管相连接，所述单片机通过三极管放大器和继电器连接报警器；单片机通过查询FALSH芯片中的数据来判断通过无障碍通道机的人是否属于本楼，单片机通过根据红外对管的状态判断是否有人通过：如果有人通过的话并判断其通过的方向，当检测到有人通过时，所述单片机将通过人员所持数据卡中的数据在FLASH芯片查询：如在FLASH芯片中存在通过人员数据，则将检测到的通过人员的数据发送给上位机，上位机显示并统计该人员通过的信息以供查询；否则，报警器报警；
所述单片机的IO口连接到红外对管的输出信号上，单片机实时采集每个IO口的状态并利用模式识别处理方法进行处理，以判断是否有人员通过及其通过的方向，所述基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法包括步骤（1）-（4）：
（1）用4个变量表示每个红外对管的状态，其中x为红外对管的序号，x∈（1、2、3、4）：
TestSignalx表示红外对管是否被遮住的状态：当被遮住时，则TestSignalx为1；当未被遮住时，则TestSignalx为0；；
TestStartx表示红外对管是否存在由没有被遮住到被遮住的状态变化，当存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为1；当不存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为0；
TestEndx表示红外对管是否存在由被遮住到没有被遮住的状态变化，当存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为1；当不存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为0；
同时还定义了变量TestTimeX，为红外对管被遮挡住的时间；
对上面所述的4个变量进行赋值：
若单片机检测到红外对管被遮挡且该红外对管的TestSignalx为0时，根据TestTimeX的值对TestSignalx和TestStartx进行赋值：当TestTimeX大于最值时间时，对TestSignalx和TestStartx分别赋值为1，表示该红外的状态是由没有被遮住到被遮住的状态变化；在此将TestTimeX与所述最值时间进行比较目的在于，对红外的信号进行去抖，防止信号有轻微波动或者受干扰时误判断，所述的最值时间根据实际应用进行设置，所述最值时间为0.1s；
若单片机检测到红外对管没有被遮挡且该红外对管的TestSignalx为1时，则将TestSignalx清0，并将TestEndx赋值为1：表示该红外对管的状态是由被遮住到没有被遮住的状态变化；
（2）根据步骤（1）所述4个变量值和当前红外对管的状态，判断经过无障碍通道机是进模式还是出模式：
当TestStart1为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为进模式：单片机并将TestStart1和TestStart3的值清0；
当TestStart4为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为出模式：单片机并将TestStart4和TestStart2的值清0；
所述红外对管的安装顺序：沿无障碍通道机进入建筑物的方向，在无障碍通道机上依次设置编号为1、2、3、4的红外对管。
（3）根据步骤（2）所判断的模式和相应的变量值综合判断，是否有人通过：
无障碍通道机是出模式时，当TestStart2的值为1且TestEnd3的值也为1时，此时此人已经经过了第三个红外对管，而且刚挡住第二个红外对管，即刚通过打卡区域，此时判断为一次出，并将TestStart2和TestEnd3的值清0；
另外考虑到此人拎着东西，或者是摆手幅度较大时，这些东西也会造成一次进入的判断，所以增加一条在TestEnd2为1的时候将TestEnd3清0；这些特殊情况就不会触发进出判断，从而消除了干扰，而且没有用延时的方法，这样也可大大的提高通过的速度；
无障碍通道机是进模式时，当TestStart3的值为1且TestEnd2的值也为1时，判断为一次进，并将TestStart3和TestEnd2的值清零，同时在TestEnd3为1的时候将TestEnd2清零；
（4）重复步骤（1）-（3）。上述步骤（1）-（3）循环执行，能够实时准确的检测出人员的通过，和通过的方向，而且人员连续进行通过时也不会出现检测错误。
例如有一个人沿无障碍通道机走出建筑物时，先经过4号，和3号红外对管，经过三号红外对管时TestEnd3置1，打卡后，继续向前走，经过2号红外对管，此时TestStart2为1，此时判断一次出的操作，并将TestEnd3清0，单片机查询一下该人的卡号是否储存在FLASH芯片中，如果有，则只吧人员通过信息通过485总线，发送给上位机，如果没有，则触发报警器的一次报警然后把人员信息发送给上位机。如果此人通过第2个红外对管，有一只手没有过去，这只手还会触发一次TestStart2，但是之前已经将TestEnd3清零，而且，手跟人的距离较近，也触发不了一次新的TestEnd3，所以，摆手的误判可以消除掉，同理，拿东西也不会造成误判。
实施例2、
根据本实施例1所述的基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，其区别在于，所述步骤（1）所述的最值时间为0.2s。
实施例3、
根据本实施例1所述的基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，其区别在于，所述步骤（1）所述的最值时间为0.3s。
Claims (2)
1.一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，该方法是利用单片机控制系统实现的：所述的单片机控制系统，包括单片机、红外对管、FLASH芯片、报警器、上位机，上位机通过RS-485接口连接单片机，所述单片机通过数据总线连接FLASH芯片，单片机通过IO(输入输出)口与所述红外对管相连接，所述单片机通过三极管放大器和继电器连接报警器；单片机通过查询FALSH芯片中的数据来判断通过无障碍通道机的人是否属于本楼，单片机通过根据红外对管的状态判断是否有人通过：如果有人通过的话并判断其通过的方向，当检测到有人通过时，所述单片机将通过人员所持数据卡中的数据在FLASH芯片查询：如在FLASH芯片中存在通过人员数据，则将检测到的通过人员的数据发送给上位机，上位机显示并统计该人员通过的信息以供查询；否则，报警器报警；
所述单片机的IO口连接到红外对管的输出信号上，单片机实时采集每个IO口的状态并利用模式识别处理方法进行处理，以判断是否有人员通过及其通过的方向，其特征在于，所述基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法包括步骤（1）-（4）：
（1）用4个变量表示每个红外对管的状态，其中x为红外对管的序号，x∈（1、2、3、4）：
TestSignalx表示红外对管是否被遮住的状态：当被遮住时，则TestSignalx为1；当未被遮住时，则TestSignalx为0；；
TestStartx表示红外对管是否存在由没有被遮住到被遮住的状态变化，当存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为1；当不存在由没有被遮住到被遮住的状态变化时，则TestStartx为0；
TestEndx表示红外对管是否存在由被遮住到没有被遮住的状态变化，当存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为1；当不存在由被遮住到没有被遮住的状态变化时，则TestEndx为0；
同时还定义了变量TestTimeX，为红外对管被遮挡住的时间；
对上面所述的4个变量进行赋值：
若单片机检测到红外对管被遮挡且该红外对管的TestSignalx为0时，根据TestTimeX的值对TestSignalx和TestStartx进行赋值：当TestTimeX大于最值时间时，对TestSignalx和TestStartx分别赋值为1，表示该红外的状态是由没有被遮住到被遮住的状态变化；在此将TestTimeX与所述最值时间进行比较目的在于，对红外的信号进行去抖，防止信号有轻微波动或者受干扰时误判断，所述的最值时间根据实际应用进行设置；
若单片机检测到红外对管没有被遮挡且该红外对管的TestSignalx为1时，则将TestSignalx清0，并将TestEndx赋值为1：表示该红外对管的状态是由被遮住到没有被遮住的状态变化；
（2）根据步骤（1）所述4个变量值和当前红外对管的状态，判断经过无障碍通道机是进模式还是出模式：
当TestStart1为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为进模式：单片机并将TestStart1和TestStart3的值清0；
当TestStart4为1，且另外三个红外对管都是未被挡住状态时，此时将模式判断为出模式：单片机并将TestStart4和TestStart2的值清0；
所述红外对管的安装顺序：沿无障碍通道机进入建筑物的方向，在无障碍通道机上依次设置编号为1、2、3、4的红外对管；
（3）根据步骤（2）所判断的模式和相应的变量值综合判断，是否有人通过：
无障碍通道机是出模式时，当TestStart2的值为1且TestEnd3的值也为1时，此时此人已经经过了第三个红外对管，而且刚挡住第二个红外对管，即刚通过打卡区域，此时判断为一次出，并将TestStart2和TestEnd3的值清0；
另外考虑到此人拎着东西，或者是摆手幅度较大时，这些东西也会造成一次进入的判断，所以增加一条在TestEnd2为1的时候将TestEnd3清0；
无障碍通道机是进模式时，当TestStart3的值为1且TestEnd2的值也为1时，判断为一次进，并将TestStart3和TestEnd2的值清零，同时在TestEnd3为1的时候将TestEnd2清零；
（4）重复步骤（1）-（3）。
2.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的无障碍通道机双向检测方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述最值时间的范围是0.1-0.3s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151028 Termination date: 20190320 |