CN107833215A - 闸机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闸机碰撞检测报警平台，所述平台包括压力传感设备、闸机伸缩设备、静态存储设备、灯光报警设备、声音报警设备以及DSP处理芯片，所述压力传感设备设置在所述闸机伸缩设备上，用于对冲撞到所述闸机伸缩设备上的力度进行检测以输出撞击力数值，所述闸机伸缩设备在处于伸展状态时，禁止人员通行，所述闸机伸缩设备在处于收缩状态时，允许人员通行，所述静态存储设备用于存储预设力度阈值，所述DSP处理芯片用于在接收到的撞击力数值大于等于所述预设力度阈值时，发出碰撞报警信号。

Description

闸机

本发明是申请号为201710376751.7、申请日为2017年5月25日、发明名称为“一种避免碰撞的方法”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及闸机领域，尤其涉及一种闸机。

背景技术

闸机，是一种通道阻挡装置(通道管理设备)，用于管理人流并规范行人出入，主要应用于地铁闸机系统、收费检票闸机系统。其最基本最核心的功能是实现一次只通过一人，可用于各种收费、门禁场合的入口通道处。

中国最早应用闸机是80年代期间，用于地铁项目中。闸机作为“自动售检票系统AFC”中的“自动检票机”的主要设备，也是目前国人对闸机最早和最广泛的理解。90年代后期，闸机才渐渐出现在普通民用和商用场合，包括写字楼、商场超市、景区乃至高端小区等。

需要指出的是，闸机和检票机不是完全相同的概念。检票机包括自动检票机和便携式检票机，自动检票机是闸机结合票务系统的一种具体应用。闸机的范围更广，只要是用于管理人流出入且能满足一次只通行一人的设备都可以视为广义的闸机。

当前的闸机控制系统还不够完善，在某些极端情况下，人们仍能够在不刷卡的情况下顺利通行，这违反了闸门设计者的意愿，同时，现有的出入口机还存在一些安全隐患，需要重新设计以进行克服。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种闸机，能够获取闸机附近的人体子图像，并将人体子图像与跳跃姿态人体基准图像进行匹配，匹配成功，则发出存在跳跃行为信号，匹配失败，则发出不存在跳跃行为信号，在接收碰撞报警信号以及存在跳跃行为信号时，向屏障推出设备发出推出控制信号以实现防碰撞的功能。

根据本发明的一方面，提供了闸机碰撞检测报警平台，所述平台包括压力传感设备、闸机伸缩设备、静态存储设备、灯光报警设备、声音报警设备以及DSP处理芯片，所述压力传感设备设置在所述闸机伸缩设备上，用于对冲撞到所述闸机伸缩设备上的力度进行检测以输出撞击力数值，所述闸机伸缩设备在处于伸展状态时，禁止人员通行，所述闸机伸缩设备在处于收缩状态时，允许人员通行，所述静态存储设备用于存储预设力度阈值，所述DSP处理芯片分别与所述压力传感设备、所述静态存储设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备连接，用于在接收到的撞击力数值大于等于所述预设力度阈值时，发出碰撞报警信号。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于伸展状态时，被触发从休眠状态进入工作状态。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于收缩状态时，被触发从工作状态进入休眠状态。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中，还包括：

枪式摄影机，设置在所述闸机伸缩设备上方，用于对所述闸机伸缩设备前方通道进行场景拍摄，以获得闸机前方图像；

亮度传感器，设置在所述闸机伸缩设备上方，所述枪式摄影机附近，用于实时监测并输出所述枪式摄影机周围的环境亮度；

辅助光源设备，与所述亮度传感器连接，用于在所述环境亮度大于等于预设亮度阈值时，关闭对所述枪式摄影机的辅助照明，还用于在所述环境亮度小于预设亮度阈值时，启动对所述枪式摄影机的辅助照明；

其中，所述预设亮度阈值被存储在所述静态存储设备中，以及所述辅助光源设备在启动对所述枪式摄影机的辅助照明之后，发出的辅助照明光的亮度与所述环境亮度成反比。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中，还包括：

屏障主体，设置在所述闸机伸缩设备后方，为平面展开结构且高度大于所述闸机伸缩设备，默认状态为非展开状态；

屏障推出设备，与所述屏障主体连接，用于在接收到推出控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方展开，还用于在接收到收回控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方收回以让出所述闸机伸缩设备后方通道；

对比度增强设备，用于接收闸机前方图像，对所述闸机前方图像执行对比度增强处理以获得增强图像；

维纳滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于接收所述增强图像，并对所述增强图像执行维纳滤波处理以获得滤波图像；

面积检测设备，与所述滤波图像连接，用于基于预设人体特征对所述滤波图像执行人体目标检测以获得各个人体子图像，确定每一个人体子图像的像素面积，基于每一个目标的像素面积和所述滤波图像的总像素面积确定每一个目标的面积占比；

景深检测设备，与所述面积检测设备连接，用于确定在所述滤波图像中，各个人体子图像分别对应各个目标的景深，还基于每一个目标的面积占比和景深确定每一个目标的实体面积；

图像初筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第一面积阈值的各个目标，以获得初筛图像；

图像再筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第二面积阈值的各个目标，以获得再筛图像；

目标获取设备，分别与所述图像初筛设备和所述图像再筛设备连接，用于将所述再筛图像减去所述初筛图像以获得差异化图像，将所述差异化图像中的剩余目标所对应的人体子图像作为最终人体子图像输出；

姿态识别设备，与所述目标获取设备连接，用于接收所述最终人体子图像，并将所述最终人体子图像与跳跃姿态人体基准图像进行匹配，匹配成功，则发出存在跳跃行为信号，匹配失败，则发出不存在跳跃行为信号；

其中，所述第二面积阈值大于所述第一面积阈值；

其中，所述DSP处理芯片还与所述姿态识别设备和所述屏障推出设备连接，还用于在接收所述碰撞报警信号以及所述存在跳跃行为信号时，向所述屏障推出设备发出推出控制信号。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述静态存储设备还用于预先存储预设人体特征、第一面积阈值、第二面积阈值以及跳跃姿态人体基准图像。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备分别采用不同的CPLD芯片来实现。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备被集成在同一块集成电路板上。

更具体地，在所述闸机碰撞检测报警平台中，还包括：

移动通信设备，与所述DSP处理芯片连接，用于将推出控制信号以及碰撞报警信号无线发送给附近的管理人员的移动终端上。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的闸机碰撞检测报警平台的结构方框图。

附图标记：1压力传感设备；2闸机伸缩设备；3静态存储设备；4灯光报警设备；5声音报警设备；6DSP处理芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。

根据外观形状，可将闸机分为摆闸、翼闸、转闸、一字闸、平移闸以及三辊闸。

摆闸，在轨道交通行业一般称为拍打门，其拦阻体(闸摆)的形态是具有一定面积的平面，垂直于地面，通过旋转摆动实现拦阻和放行。拦阻体的材质常用不锈钢、有机玻璃、钢化玻璃，有的还采用金属板外包特殊的柔性材料(减少撞击行人的伤害)。

从机芯控制方式上分为机械式、全自动式。从形态上分为立式、桥式、圆柱式，立式和圆柱式的体积较小，易于安装，但通道长度较短，行人检测模块功能受到限制；桥式摆闸通道较长，行人检测模块功能较强，安保性更高。

翼闸，在轨道交通行业一般称为剪式门，国外很多地方也称为速通门，其拦阻体(闸翼)一般是扇形平面，垂直于地面，通过伸缩实现拦阻和放行。拦阻体的材质常用有机玻璃、钢化玻璃，有的还采用金属板外包特殊的柔性材料(减少撞击行人的伤害)。

机芯控制方式只有全自动式。形态也只有桥式，行人检测模块功能较强。

转闸，也叫旋转闸，由三辊闸发展而来，借鉴了旋转门的特点(最大的区别在于拦阻体不是玻璃门，而是金属栅栏)。根据拦阻体高度的不同，分为全高转闸(又叫全高闸或全高旋转闸)和半高转闸(又叫半高旋转闸)，全高转闸应用比较多。

拦阻体(闸杆)一般由3根或4根金属杆组成平行于水平面的“丫”(又叫三杆转闸)形或“十”形(又叫十字闸或十字转闸)。

从机芯控制方式上分为机械式、半自动式。从通道数量上分为单通道、双通道、三通道、四通道等，单通道和双通道比较常见。

一字闸是早期的闸机之一，拦阻体(闸杆)是一根金属杆，一般采用中空封闭的不锈钢管，坚固不易变形，通过升起闸杆使之平行于水平面和落下闸杆使之缩回到箱体中实现拦阻和放行。

一字闸的闸杆动作是在同一垂直平面内90度升落，易伤到行人，因此逐渐被淘汰，国内很少使用，欧美市场发展比较早，还有一些应用。

机芯控制方式只有全自动式。形态也只有桥式，并且要求具备很强的行人检测功能，否则很容易伤到行人。

平移闸，也叫平移门、全高翼闸等，由翼闸发展而来，借鉴了自动门的特点，拦阻体(闸翼)的面积较大，拦阻高度较大，垂直于地面，通过伸缩实现拦阻和放行。闸翼的材质常用有机玻璃、钢化玻璃。

机芯控制方式只有全自动式。形态也只有桥式，行人检测模块功能较强。

三辊闸也叫三杆闸、三棍闸、三滚闸、辊闸、滚闸。拦阻体(闸杆)由3根金属杆组成空间三角形，一般采用中空封闭的不锈钢管，坚固不易变形，通过旋转实现拦阻和放行。

三辊闸是最早出现的闸机类型，也是至今发展最为成熟完善的，但有逐渐被后续的摆闸和翼闸取代的趋势。

从机芯控制方式上分为机械式、半自动式、全自动式。从形态上分为立式和桥式，立式三辊闸体积较小，比较容易安装；桥式三辊闸的通道较长，安保性更高。

但是，现有技术中闸机控制系统还存在一定的隐患，仍给一些想逃票的人留下了逃票空间，例如通过从闸门上方跨过、快速通过闸门等方式，给闸门对应的经营者造成了一定的经济损失，同时出入口机还存在例如人体碰撞闸机的安全问题，为了克服上述不足，本发明搭建了一种闸机碰撞检测报警平台，用于检测并防止对闸机的碰撞行为。

本发明提供闸机碰撞检测报警平台。图1为根据本发明实施方案示出的闸机碰撞检测报警平台的结构方框图，所述平台包括压力传感设备、闸机伸缩设备、静态存储设备、灯光报警设备、声音报警设备以及DSP处理芯片，所述压力传感设备设置在所述闸机伸缩设备上，用于对冲撞到所述闸机伸缩设备上的力度进行检测以输出撞击力数值；

所述闸机伸缩设备在处于伸展状态时，禁止人员通行，所述闸机伸缩设备在处于收缩状态时，允许人员通行，所述静态存储设备用于存储预设力度阈值，所述DSP处理芯片分别与所述压力传感设备、所述静态存储设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备连接，用于在接收到的撞击力数值大于等于所述预设力度阈值时，发出碰撞报警信号。

接着，继续对本发明的闸机碰撞检测报警平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于伸展状态时，被触发从休眠状态进入工作状态。

在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于收缩状态时，被触发从工作状态进入休眠状态。

所述闸机碰撞检测报警平台还可以包括：

枪式摄影机，设置在所述闸机伸缩设备上方，用于对所述闸机伸缩设备前方通道进行场景拍摄，以获得闸机前方图像；

亮度传感器，设置在所述闸机伸缩设备上方，所述枪式摄影机附近，用于实时监测并输出所述枪式摄影机周围的环境亮度；

辅助光源设备，与所述亮度传感器连接，用于在所述环境亮度大于等于预设亮度阈值时，关闭对所述枪式摄影机的辅助照明，还用于在所述环境亮度小于预设亮度阈值时，启动对所述枪式摄影机的辅助照明；

其中，所述预设亮度阈值被存储在所述静态存储设备中，以及所述辅助光源设备在启动对所述枪式摄影机的辅助照明之后，发出的辅助照明光的亮度与所述环境亮度成反比。

所述闸机碰撞检测报警平台还可以包括：

屏障主体，设置在所述闸机伸缩设备后方，为平面展开结构且高度大于所述闸机伸缩设备，默认状态为非展开状态；

屏障推出设备，与所述屏障主体连接，用于在接收到推出控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方展开，还用于在接收到收回控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方收回以让出所述闸机伸缩设备后方通道；

对比度增强设备，用于接收闸机前方图像，对所述闸机前方图像执行对比度增强处理以获得增强图像；

维纳滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于接收所述增强图像，并对所述增强图像执行维纳滤波处理以获得滤波图像；

面积检测设备，与所述滤波图像连接，用于基于预设人体特征对所述滤波图像执行人体目标检测以获得各个人体子图像，确定每一个人体子图像的像素面积，基于每一个目标的像素面积和所述滤波图像的总像素面积确定每一个目标的面积占比；

景深检测设备，与所述面积检测设备连接，用于确定在所述滤波图像中，各个人体子图像分别对应各个目标的景深，还基于每一个目标的面积占比和景深确定每一个目标的实体面积；

图像初筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第一面积阈值的各个目标，以获得初筛图像；

图像再筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第二面积阈值的各个目标，以获得再筛图像；

目标获取设备，分别与所述图像初筛设备和所述图像再筛设备连接，用于将所述再筛图像减去所述初筛图像以获得差异化图像，将所述差异化图像中的剩余目标所对应的人体子图像作为最终人体子图像输出；

姿态识别设备，与所述目标获取设备连接，用于接收所述最终人体子图像，并将所述最终人体子图像与跳跃姿态人体基准图像进行匹配，匹配成功，则发出存在跳跃行为信号，匹配失败，则发出不存在跳跃行为信号；

其中，所述第二面积阈值大于所述第一面积阈值；

其中，所述DSP处理芯片还与所述姿态识别设备和所述屏障推出设备连接，还用于在接收所述碰撞报警信号以及所述存在跳跃行为信号时，向所述屏障推出设备发出推出控制信号。

在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述静态存储设备还用于预先存储预设人体特征、第一面积阈值、第二面积阈值以及跳跃姿态人体基准图像。

在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备分别采用不同的CPLD芯片来实现。

在所述闸机碰撞检测报警平台中：

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备被集成在同一块集成电路板上。

所述闸机碰撞检测报警平台还可以包括：

移动通信设备，与所述DSP处理芯片连接，用于将推出控制信号以及碰撞报警信号无线发送给附近的管理人员的移动终端上。

另外，DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件I/O支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。

不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

采用本发明的闸机碰撞检测报警平台，针对现有技术中闸机容易受通行人碰撞的技术问题，通过引入多个参数检测设备以及引入多个高精度、有针对性的图像处理设备，对异常情况进行分析和判断，并相应采取有效的应对措施，从而避免了对闸机的碰撞行为，保护了通行人的身体监控，保证闸机不受损坏。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.闸机碰撞检测报警平台，其特征在于，所述平台包括压力传感设备、闸机伸缩设备、静态存储设备、灯光报警设备、声音报警设备以及DSP处理芯片，所述压力传感设备设置在所述闸机伸缩设备上，用于对冲撞到所述闸机伸缩设备上的力度进行检测以输出撞击力数值，所述闸机伸缩设备在处于伸展状态时，禁止人员通行，所述闸机伸缩设备在处于收缩状态时，允许人员通行，所述静态存储设备用于存储预设力度阈值，所述DSP处理芯片分别与所述压力传感设备、所述静态存储设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备连接，用于在接收到的撞击力数值大于等于所述预设力度阈值时，发出碰撞报警信号。

2.如权利要求1所述的闸机碰撞检测报警平台，其特征在于：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于伸展状态时，被触发从休眠状态进入工作状态。

3.如权利要求2所述的闸机碰撞检测报警平台，其特征在于：

所述压力传感器设备、所述灯光报警设备以及所述声音报警设备在闸机伸缩设备处于收缩状态时，被触发从工作状态进入休眠状态。

4.如权利要求3所述的闸机碰撞检测报警平台，其特征在于，还包括：

枪式摄影机，设置在所述闸机伸缩设备上方，用于对所述闸机伸缩设备前方通道进行场景拍摄，以获得闸机前方图像；

亮度传感器，设置在所述闸机伸缩设备上方，所述枪式摄影机附近，用于实时监测并输出所述枪式摄影机周围的环境亮度；

辅助光源设备，与所述亮度传感器连接，用于在所述环境亮度大于等于预设亮度阈值时，关闭对所述枪式摄影机的辅助照明，还用于在所述环境亮度小于预设亮度阈值时，启动对所述枪式摄影机的辅助照明；

其中，所述预设亮度阈值被存储在所述静态存储设备中，以及所述辅助光源设备在启动对所述枪式摄影机的辅助照明之后，发出的辅助照明光的亮度与所述环境亮度成反比。

5.如权利要求4所述的闸机碰撞检测报警平台，其特征在于，还包括：

屏障主体，设置在所述闸机伸缩设备后方，为平面展开结构且高度大于所述闸机伸缩设备，默认状态为非展开状态；

屏障推出设备，与所述屏障主体连接，用于在接收到推出控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方展开，还用于在接收到收回控制信号时，驱动所述屏障主体在所述闸机伸缩设备后方收回以让出所述闸机伸缩设备后方通道；

对比度增强设备，用于接收闸机前方图像，对所述闸机前方图像执行对比度增强处理以获得增强图像；

维纳滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于接收所述增强图像，并对所述增强图像执行维纳滤波处理以获得滤波图像；

面积检测设备，与所述滤波图像连接，用于基于预设人体特征对所述滤波图像执行人体目标检测以获得各个人体子图像，确定每一个人体子图像的像素面积，基于每一个目标的像素面积和所述滤波图像的总像素面积确定每一个目标的面积占比；

景深检测设备，与所述面积检测设备连接，用于确定在所述滤波图像中，各个人体子图像分别对应各个目标的景深，还基于每一个目标的面积占比和景深确定每一个目标的实体面积；

图像初筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第一面积阈值的各个目标，以获得初筛图像；

图像再筛设备，与所述景深检测设备连接，用于在所述滤波图像中，筛除实体面积小于等于第二面积阈值的各个目标，以获得再筛图像；

目标获取设备，分别与所述图像初筛设备和所述图像再筛设备连接，用于将所述再筛图像减去所述初筛图像以获得差异化图像，将所述差异化图像中的剩余目标所对应的人体子图像作为最终人体子图像输出；

姿态识别设备，与所述目标获取设备连接，用于接收所述最终人体子图像，并将所述最终人体子图像与跳跃姿态人体基准图像进行匹配，匹配成功，则发出存在跳跃行为信号，匹配失败，则发出不存在跳跃行为信号；

其中，所述第二面积阈值大于所述第一面积阈值；

其中，所述DSP处理芯片还与所述姿态识别设备和所述屏障推出设备连接，还用于在接收所述碰撞报警信号以及所述存在跳跃行为信号时，向所述屏障推出设备发出推出控制信号；

所述静态存储设备还用于预先存储预设人体特征、第一面积阈值、第二面积阈值以及跳跃姿态人体基准图像；

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备分别采用不同的CPLD芯片来实现。

6.如权利要求5所述的闸机碰撞检测报警平台，其特征在于：

所述对比度增强设备、所述维纳滤波设备、所述面积检测设备、所述景深检测设备、所述图像初筛设备、所述图像再筛设备、所述目标获取设备以及所述姿态识别设备被集成在同一块集成电路板上。