CN108868450B - 用于自动门的深度传感器 - Google Patents

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Abstract

提供一种门系统，并且所述门系统包括：门组件，所述门组件可操作来采取打开位置和关闭位置，在所述打开位置处，孔口打开，在所述关闭位置处，所述孔口关闭；传感器组件；以及控制器。所述控制器联接到所述门组件，并且被配置来命令所述门组件正常地采取所述关闭位置并且根据由所述传感器组件发出的打开信号而命令所述门组件采取所述打开位置，所述传感器组件被配置来：追踪个体；根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口；并且根据确定所述个体可能正在靠近所述孔口而发出所述打开信号。

Description

用于自动门的深度传感器
背景技术
以下描述涉及自动门，并且更具体地，涉及用于与自动门一起使用的深度传感器。
自动门为行人提供方便，由此他们可在不必拉动打开或推动打开门的情况下进入和离开建筑物。启动自动门的门检测器通常是当某人出现在大门附近时触发的运动传感器。然而，由于存在门在人行道或垂直走廊附近的许多情况，因而站在门附近或行走经过门的行人可能无意地触发门检测器并致使门不必要地打开。这导致来自建筑物的调节空气损失、造成注意力分散、增加噪音并减少门的使用寿命。
发明内容
根据本公开的一方面，提供一种门系统，并且所述门系统包括：门组件，所述门组件可操作来采取打开位置和关闭位置，在所述打开位置处，孔口打开，在所述关闭位置处，所述孔口关闭；传感器组件；以及控制器。所述控制器联接到所述门组件，并且被配置来命令所述门组件正常地采取所述关闭位置并且根据由所述传感器组件发出的打开信号而命令所述门组件采取所述打开位置，所述传感器组件被配置来：针对接近所述孔口的个体生成一系列图；基于所述一系列图追踪个体；根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口；并且根据确定所述个体可能正在靠近所述孔口而发出所述打开信号。
根据另外的或替代的实施方案，所述门系统包括至少一个或多个门以及一个电机，所述电机基于由所述控制器生成的指令来驱动所述一个或多个门的移动。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件可操作地设置在限定所述孔口的壁的相反侧上。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括深度传感器。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括高动态范围(HDR)传感器。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括：发射器，所述发射器被配置来朝向接近所述孔口的所述个体发送出信号；接收器，所述接收器被配置来接收所述信号的从所述个体反射离开的反射信号；以及处理器，所述处理器被配置来基于所接收的反射信号生成图。
根据另外的或替代的实施方案，所述信号包括红外(IR)信号。
根据另外的或替代的实施方案，所述信号是调制的。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件进一步被配置来根据确定所述个体已通过所述孔口而立刻发出关闭信号，并且所述控制器被配置来根据由所述传感器组件发出的所述关闭信号而命令所述门组件立刻采取所述关闭位置。
根据另外的或替代的实施方案，提供一种电梯系统，其设置有所述门系统以追踪正在登上电梯轿厢和从所述电梯轿厢离开的个体。
根据本公开的另一方面，提供一种操作门系统的传感器组件的方法。所述方法包括：追踪接近由所述门系统的门打开和关闭的孔口的个体；根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口；以及根据确定所述个体可能正在靠近所述孔口而发出打开信号以导致打开所述门系统的所述门。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括深度传感器。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括高动态范围(HDR)传感器。
根据另外的或替代的实施方案，所述传感器组件包括：发射器，所述发射器被配置来朝向接近所述孔口的所述个体发送出信号；接收器，所述接收器被配置来接收所述信号的从所述个体反射离开的反射信号；以及处理器，所述处理器被配置来基于所接收的反射信号生成图。
根据另外的或替代的实施方案，所述信号包括红外(IR)信号。
根据另外的或替代的实施方案，所述信号是调制的。
根据另外的或替代的实施方案，所述方法还包括：朝向接近所述孔口的所述个体发送出信号；接收所述信号的从所述个体反射离开的反射信号；以及基于所接收的反射信号生成图。
根据另外的或替代的实施方案，所述方法还包括：调制所述信号。
根据另外的或替代的实施方案，所述方法还包括：根据确定所述个体已通过所述孔口而立刻发出关闭信号以导致立刻关闭所述门系统的所述门。
根据本公开的又一方面，提供一种操作门系统的传感器组件的方法。所述方法包括：基于调制红外(IR)信号从所述传感器组件被发送出并且朝向所述传感器组件反射而针对接近由所述门系统的门打开和关闭的孔口的个体生成一系列图，基于所述一系列图来追踪所述个体，根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口，以及根据确定所述个体中的至少一个可能正在靠近所述孔口而发出打开信号以导致打开所述门系统的所述门。
根据另外的或替代的实施方案，所述方法还包括：根据确定所述个体中的所述至少一个已通过所述孔口而立刻发出关闭信号以导致立刻关闭所述门系统的所述门。
通过以下结合附图进行的描述将更加明白这些和其他优点及特征。
附图简述
被认为是本公开的主题在本说明书完结处的权利要求书中具体地指出并且明确地要求保护。通过以下结合附图进行的详细描述，可以清楚了解本公开的前述以及其他特征和优点，在附图中：
图1是根据实施方案的门系统的正视图；
图2是图1的门系统的自上而下视图，其中门系统的门组件采取打开位置；
图3是图1的门系统的自上而下视图，其中门系统的门组件采取关闭位置；
图4是图1-3的门系统的处理器的示意性图解；
图5A是由图1-3的门系统的控制器的处理器生成的空间图；
图5B是由图1-3的门系统的控制器的处理器生成的空间图；
图5C是由图1-3的门系统的控制器的处理器生成的空间图；
图5D是由图1-3的门系统的控制器的处理器生成的空间图；
图6是由图1-3的门系统的控制器的处理器生成的综合空间图；
图7是根据实施方案的图1-3的门系统的传感器组件的示意性图解；并且
图8是示出图7的传感器组件的操作的示意图。
具体实施方式
如将在下文描述的，提供一种用于区分正在靠近门的人与仅仅经过的另一个人的系统，并且所述系统特别地适用于自动门控制的情况，在所述自动门控制的情况中，被控制的自动门是建筑物的邻近于垂直人行道或走廊的入口/出口。所述系统采用3D深度传感器，所述3D深度传感器输出根据其计算每个人的地面平面(x,y)位置的一系列空间图。通过分析一系列连续的空间图，可追踪一个或多个人，由此产生每个人或每群人的轨迹。通过投影这些轨迹，可估计每个人是正在接近门口、经过大门、移动远离大门还是游荡。因此，所述系统是“智能”门检测器系统并且仅当它检测到一个或多个人意图进入或离开时才可向门控制器发送信号。此外，在常规的接近传感器通常需要在门上方居中的情况下，由于本文所描述的系统将能够判明门或孔口相对于传感器的方位并且然后能够比较个体相对于门或孔口的轨迹，因而所述系统在安装方位上具有更大的灵活性。
参照图1-3，提供了门系统10。门系统10包括形成以限定孔口12的壁11、门组件13、传感器组件14和控制器15。在一些情况下，壁11将内部空间110与外部空间111分离，并且在又其他情况下，外部空间111可以是建筑物的外部。门组件13可作为自动门组件130提供，并且可操作来采取打开位置(参见图2)和关闭位置(参见图3)，在打开位置处，孔口12打开，在关闭位置处，孔口12关闭。应理解，当门组件13采取打开位置(如图2所示)时，在内部空间110中提供的调节空气得以流动到外部空间111中。因此并且也因为另外的原因，门组件13通常被配置来正常地采取关闭位置并且仅在个体意图通过孔口12以进入或离开内部空间110时打开。
根据实施方案，在门组件13作为自动门组件130提供的情况下，门组件13可包括至少一个或多个门131和一个电机133。电机133可设置来基于由控制器15生成的指令驱动一个或多个门131的滑动或旋转移动。
在一些特定情况下，门组件13提供用于与电梯系统一起使用，在所述电梯系统中，孔口12通向个体可进入和从其离开的电梯轿厢并从所述电梯轿厢离开。在这类情况下，取决于限定内部空间110和外部空间111的方式，内部空间110或外部空间111可被视为电梯轿厢的内部。
参考图4，控制器15可操作地联接到门组件13，并且被配置来命令门组件13正常地采取关闭位置(如图3中所示)并且根据由传感器组件14发出的打开信号而命令门组件13采取打开位置(如图2中所示)。为此，控制器15可包括处理器150(诸如，中央处理单元(CPU))、存储器单元151(其可包括可读存取存储器和随机存取存储器中的一者或两者)以及伺服控制单元152。在门组件13的操作期间，存储在存储器单元151中的可执行程序指令由处理器150执行，所述处理器150进而致使伺服控制单元152根据由传感器组件14生成的读数选择性地向电机133发出打开信号。
也就是说，处理器150致使伺服控制单元152选择性地向电机133发出打开信号，使得当传感器组件14的读数指示个体正在从内部空间110(在这种情况下，个体可能是离开内部空间110)或外部空间111(在这种情况下，个体可能是进入内部空间110)朝向孔口12移动并且可能意图通过孔口12时，门组件13采取打开位置。此外，当传感器组件14的读数指示个体(或全部个体)仅站在孔口12附近或步行经过孔口12而不意图迫切地或立刻通过孔口12或移动远离孔口12时，处理器150禁止向电机133发出打开信号，使得门组件13保持处于关闭位置。
返回参考图2和图3，传感器组件14可以可操作地布置在壁11的至少一侧或两侧上，并且可作为3D深度传感器和/或高动态范围传感器提供。在传感器组件14设置在壁11的一侧上或壁11本身上的情况下，它可被设置成使得能够穿过门131或壁11进行感测，其中门131或壁11是至少传感器组件14有效地可透过的。此外，应理解，孔口12需要是双向孔口，并且存在穿过孔口12的流量主要是单向流量的一些实施方案。在其他实施方案中，孔口12可限定在不安全区域与安全区域之间，使得仅允许授权人员通过孔口12。在这类情况下，本文所描述的系统和方法是安全系统或可整合到安全系统中。
可在传感器组件14中使用的各种3D深度感测传感器技术和装置包括但不限于：结构光测量、相移测量、飞行时间测量、立体三角测量装置、片光三角测量装置、光场相机、编码孔径相机、计算成像技术、同步定位与建图(SLAM)、成像雷达、成像声纳、回声定位、激光雷达、扫描光检测和测距(LIDAR)、快闪LIDAR或前述各项中的至少一项的组合。不同技术可包括主动(发送和接收信号)感测或被动(仅接收信号)感测，并且可在电磁谱或声谱(诸如，可见光、红外光、超声等)的带内操作。在各种实施方案中，深度传感器可以可操作来产生离焦深度、图像的聚焦堆栈或运动恢复结构。
在任何情况下，参考图5A-5D和图6，传感器组件14被配置来针对接近孔口12的个体中的每一个或全部生成可在综合空间图601中彼此叠置的一系列空间图5011-4，并且由此基于所述一系列空间图5011-4来追踪个体(而图6中的综合空间图601被示出为是针对两个个体提供的，这样做是为了清楚和简明，并且应理解，个体可在相应的综合空间图中单独地追踪)。因此，如图5A所示，空间图5011指示个体1相对于孔口12处于第一位置11中并且个体2相对于孔口12处于第一位置21中；如图5B所示，空间图5012指示个体1相对于孔口12处于第二位置12中并且个体2相对于孔口12处于第二位置22中；如图5C所示，空间图5013指示个体1相对于孔口12处于第三位置13中并且个体2相对于孔口12处于第三位置23中；并且如图5D所示，空间图5014指示个体1相对于孔口12处于第四位置14中并且个体2相对于孔口12处于第四位置24中。
根据一个或多个实施方案，追踪可通过可由装置(诸如，卡尔曼滤波器或粒子滤波器)执行的检测和追踪过程(诸如，背景减除、形态滤波和贝叶斯滤波方法)进行。用于产生前景目标的背景减除可由高斯混合模型、码本算法、主成分分析(PCA)等实现。形态滤波可以是用于丢弃非人前景目标(例如，它们太小，具有不适当的纵横比等)的尺寸滤波器。贝叶斯滤波器可用来估计经滤波前景目标的状态，其中所述状态可以是位置、速率、加速度等。
因此，综合空间图601(其包括空间图5011-4中的每一个的指示)示出：根据跨空间图5011-4对个体1和2的追踪，可确定个体1可能正在靠近孔口12并且个体2可能正在步行经过孔口(再次，应注意，综合空间图601不需要提供用于追踪个体1和2，并且存在个体1和2被单独地追踪的其他实施方案)。在已经作出这类确定的情况下，处理器150致使伺服控制单元152选择性地向电机装置133发出打开信号，使得门组件13针对个体1采取打开位置。另外，根据追踪信息，如果作出如下确定：个体1已经通过孔口12并且没有其他个体正在靠近孔口12或处于孔口12内，那么处理器150可致使伺服控制单元152选择性地向电机133发出关闭信号，使得门组件13迅速地采取关闭位置而不是等待固定的时间长度、之后再关闭。
在门组件13针对个体1打开的情况下，个体2可与个体1一起进入内部空间110，因为它们基本上在类似的时间接近孔口12。然而，如果个体1和2不是在类似的时间接近孔口12，那么应理解，门组件13将针对个体1而不是针对个体2采取打开位置。此外，还应理解，随时间的推移，可存储进入/离开内部空间110的各个个体对比步行经过孔口12或站在孔口12附近的那些个体所采用的路径的模式，并使用所述路径的模式更新处理器150的处理。因此，可改进鉴于给定的未来个体的对应空间图和综合空间图来对他是否正在进入/离开内部空间110进行的确定。
根据实施方案并且参考图7和图8，传感器组件14可包括发射器701、接收器702和处理器703。发射器701被配置来发送出可以眼睛安全的方式向外朝向接近孔口12的那些个体发射的信号ES，诸如电磁信号，像红外(IR)信号和超声(UV)信号或其他声信号或超声信号。接收器702被配置来接收信号RS的从接近孔口12的那些个体反射离开的反射信号。处理器703可以是处理器150(参见图4)的部件或与处理器150分离，并且在任何情况下被配置来基于信号RS的所接收的反射信号来生成空间图。应理解，生成空间图(例如，2D声相控阵列)的替代方法在本发明的范围内。在这种实施方案中，信号ES和RS是压力波。
根据另外的实施方案，EM信号ES可随时间的推移根据振幅和频率来调制。以此方式，EM信号RS的所接收的反射信号将预期表现出类似的振幅和频率调制，并且因此可同与周围光信号相关联的噪音区分开。因此，传感器组件14可部署在各种环境中，具体地包括外部空间111实际上是户外并且由否则可能干扰常规传感器组件的性能的大量周围光表征的环境。
本文所描述的“智能”门检测器和系统的目的是：仅在人进入(或离开)大门或迫切地靠近大门时打开，而不是每当任何人临近时都不加选择地打开。因此益处表现为：通过不向未调节空间释放加热的/冷却的空气而减小的HVAC成本、对门的减少的磨耗及损伤、减少的噪音以及对于在大门附近的人的减少的注意力分散。
虽然仅仅结合有限数量的实施方案详细地提供了本公开，但应易于理解，本公开不限于这些所公开的实施方案。相反，可对本公开进行修改，以并入以上未描述但与本公开精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。另外，尽管已经描述了本公开的各种实施方案，但应理解，示例性实施方案可仅包括所描述示例性方面中的一些。因此，本公开不被视为受前述描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (16)

1.一种门系统，其包括：
门组件，所述门组件可操作来采取打开位置和关闭位置，在所述打开位置处，孔口打开，在所述关闭位置处，所述孔口关闭；
传感器组件；以及
控制器，所述控制器联接到所述门组件，并且被配置来命令所述门组件正常地采取所述关闭位置并且根据由所述传感器组件发出的打开信号而命令所述门组件采取所述打开位置，其中所述传感器组件包括：发射器，所述发射器被配置来朝向个体发送出信号；接收器，所述接收器被配置来接收所述信号的从所述个体反射离开的反射信号；以及处理器，所述处理器被配置来基于所接收的反射信号生成图，
所述传感器组件被配置来：
基于所述图来追踪个体，
根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口，并且
根据确定所述个体可能正在靠近所述孔口而发出所述打开信号。
2. 根据权利要求1所述的门系统，其中所述门组件包括：
至少一个或多个门；以及
电机，所述电机基于由所述控制器生成的指令来驱动所述一个或多个门的移动。
3.根据权利要求1所述的门系统，其中所述传感器组件可操作地设置在限定所述孔口的壁的相反侧上。
4.根据权利要求1所述的门系统，其中所述传感器组件包括深度传感器。
5.根据权利要求1所述的门系统，其中所述传感器组件包括高动态范围(HDR)传感器。
6.根据权利要求5所述的门系统，其中所述信号包括红外(IR)信号。
7.根据权利要求5所述的门系统，其中所述信号是调制的。
8. 根据权利要求1所述的门系统，其中：
所述传感器组件进一步被配置来根据确定所述个体已通过所述孔口而立刻发出关闭信号，并且
所述控制器被配置来根据由所述传感器组件发出的所述关闭信号而命令所述门组件立刻采取所述关闭位置。
9.一种电梯系统，其中设置有根据权利要求1所述的门系统以追踪正在登上电梯轿厢和正在从所述电梯轿厢离开的个体。
10.一种操作门系统的传感器组件的方法，其中所述传感器组件包括：发射器，所述发射器被配置来朝向个体发送出信号；接收器，所述接收器被配置来接收所述信号的从所述个体反射离开的反射信号；以及处理器，所述处理器被配置来基于所接收的反射信号来生成图，所述方法包括：
追踪接近由所述门系统的门打开和关闭的孔口的个体；
根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口，以及
根据确定所述个体可能正在靠近所述孔口而发出打开信号以导致打开所述门系统的所述门。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述传感器组件包括深度传感器。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述传感器组件包括高动态范围(HDR)传感器。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述信号包括红外(IR)信号。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述信号是调制的。
15.根据权利要求10所述的方法，其还包括：根据确定所述个体已通过所述孔口而立刻发出关闭信号以导致立刻关闭所述门系统的所述门。
16.一种操作门系统的传感器组件的方法，所述方法包括：
基于调制信号从所述传感器组件被发送出并且朝向所述传感器组件反射而针对接近由所述门系统的门打开和关闭的孔口的个体生成一系列图；
基于所述一系列图来追踪所述个体；
根据所述追踪确定所述个体是否可能正在靠近所述孔口；以及
根据确定所述个体中的至少一个可能正在靠近所述孔口而发出打开信号以导致打开所述门系统的所述门。
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