CN109653124A - 一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，包括TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达、图像采集模块、控制模块、闸机驱动模块、语音和显示模块、服务器、电源模块；本发明的有益效果：TOF激光道闸触发雷达触发率高，车辆识别率高，可以做到零失误；体积小，主动发射红外光抗干扰更强，采集精度高，成本低，施工简单，不破坏路面，大大降低了施工难度和维护成本；TOF激光道闸防砸雷达可有效避免砸车、砸人事件。

Description

一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种门禁自动化控制技术，尤其涉及的是一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统及方法。

背景技术

门禁道闸主要应用在小区、单位、学校、商场、公司及园区等有停车场的地方，它一般与物业管理系统或者停车场管理系统结合来进行对车辆和人的识别，从而帮助物业管理或者停车场管理系统提升效率。

现有的门禁道闸检测系统主要通过地磁传感器来检测车辆的存在和车辆车型的识别，其通常埋在闸机进口和出口的地面下，分为触发地磁传感线圈和防砸地磁传感线圈。

然而通过地磁传感器来进行检测却存在以下问题：

(1)埋于地下的地磁传感器随着时间的增加其识别准确度会下降；(2)埋于地下的地磁传感器不便于维修和更换；(3)地磁传感器只能对车辆等金属进行识别，不能对人、宠物、塑料以及木头等物体进行识别，如果车辆过后在闸机杆落下之前有人通过那么闸机杆将很有可能砸到人。

另外，如申请号为201711040696.0的发明专利，公开了一种基于毫米波雷达的门禁道闸系统，包括毫米波道闸触发雷达、毫米波道闸防砸雷达、图像采集装置、控制模块、闸机驱动模块、语音提示模块、蓄电池组合光伏太阳能板；所述的毫米波道闸触发雷达将触发信号发送到所述图像采集装置；所述的图像采集装置的输出端与所述控制模块的输入端连接；所述的控制模块的控制信号输出端与所述闸机驱动模块和所述语音提示模块的输出端连接；所述的闸机驱动模块控制门禁闸机杆的起杆或者落杆；所述的毫米波道闸防砸雷达将信号发送到所述控制模块；所述的光伏太阳能板的输出端与所述蓄电池组的输入端连接；所述的蓄电池组的供电输出端与所述控制模块和所述图像采集模块的供电输入端连接。该系统以毫米波雷达为探测方案，毫米波触发雷达安装于在车道出入口的前端，垂直于车道侧向安置，毫米波道闸防砸雷达安装在车道出入口的后端，朝车道正前方垂直安装。

对于毫米波雷达的门禁道闸系统，虽然也能部分解决地磁传感器来进行检测却存在的问题，却同时存在如下问题：(1)毫米波雷达小型化十分困难，功耗相对较高；(2)毫米波雷达价格昂贵；(3)毫米波雷达波束易发散，难以汇聚到较小的辐射区，探测精度不高；(4)有些汽车会产生较强电磁辐射，毫米波雷达抗电磁干扰效果较差；(5)毫米波雷达不能成像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景技术中准确度低、精度不高的基于激光雷达的门禁道闸检测系统及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，包括TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达、图像采集模块、控制模块、闸机驱动模块、语音和显示模块、服务器、电源模块；TOF激光道闸触发雷达的输出端、TOF激光道闸防砸雷达均与控制模块的输入端相连，所述控制模块输出端与图像采集模块输入端连接，所述控制模块输出端与闸机驱动模块连接，所述控制模块的输出端与语音模块和显示模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与服务器的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与服务器输入端连接，所述电源模块电性连接控制模块与图像采集模块。

优选的，所述TOF激光道闸触发雷达安装在车道出口和/或入口的前端，安装在闸机一侧，朝向垂直于车道的方向安置，TOF激光道闸触发雷达检测长度为0.5-5米。

优选的，所述TOF激光道闸防砸雷达安装在车道出口和/或入口的闸机处，垂直于车道安装。

优选的，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达的光源器件均为Vcsel半导体激光器或LED器件。

优选的，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达的发光形态是点阵、扇面、锥面中的一种，光源发光波长范围为380nm～3um。

优选的，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达均为一个或多个。

优选的，所述图像采集模块为高清网络数码相机。

优选的，所述语音与显示模块包括语音提示器与显示器，显示器为LED数码管、LED点阵、彩色显示屏中的一种。

优选的，所述电源模块为AC-DC能量转换、蓄电池、太阳能发电装置、风能发电装置中的一种或多种。

本发明还提供一种采用所述基于激光雷达的门禁道闸检测系统的检测方法，具体步骤如下：

(1)TOF激光道闸触发雷达检测到障碍物后，将信号输入给控制模块；

(2)控制模块立即触发图像采集模块，同时给服务器发送信号，图像采集模块随即给服务器发送图像信息，服务器接受到控制模块和图像采集模块的信息后，立即对图像识别分析，并对控制模块发送指令是否抬杆；

(3)控制模块接收到服务器的信息，控制闸机驱动模块使闸机升降杆动作，并给语音和显示模块发提示指令；

(4)闸机抬杆，车辆进入或出去时，TOF激光道闸防砸雷达将会实时检测，由控制模块实时监控信息，车辆已通过入口或出口后，TOF激光道闸防砸雷达检测不到物体信息，发出信号给控制模块，控制模块控制闸机驱动模块使闸机落杆。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明通过采集T0F激光触发雷达数据来触发相机进行车牌抓拍，触发率高，车辆识别率高，可以做到零失误；T0F激光触发雷达体积可以做的比硬币还小，主动发射红外光抗干扰更强，采集精度高，成本低，施工简单，不破坏路面，大大降低了施工难度和维护成本；

TOF激光道闸防砸雷达能够区分行人和车辆，车辆通过落杆，行人通过不落杆，做到无漏车(落杆不落)，无多判(落杆提前下落)，可有效避免砸车、砸人事件。

附图说明

图1是本发明实施例一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统的连接示意图；

图2是本发明实施例一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统的实际工作场景图。

图中标号：

TOF激光道闸触发雷达1、TOF激光道闸防砸雷达2、图像采集模块3、控制模块4、闸机驱动模块5、语音和显示模块6、服务器7、电源模块8、车道9、闸机91、激光探测区域92、视频检测区域93、车辆94、车头941。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-2所示，本实施例一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，包括TOF激光道闸触发雷达1、TOF激光道闸防砸雷达2、图像采集模块3、控制模块4、闸机驱动模块5、语音和显示模块6、服务器7、电源模块8；TOF激光道闸触发雷达1的输出端、TOF激光道闸防砸雷达2均与控制模块4的输入端相连，所述控制模块4输出端与图像采集模块3输入端连接，所述控制模块4输出端与闸机驱动模块5连接，所述控制模块4的输出端与语音和显示模块6的输入端连接，所述控制模块4的输出端与服务器7的输入端连接，所述图像采集模块3的输出端与服务器7输入端连接，所述电源模块8电性连接控制模块4与图像采集模块3。

所述TOF激光道闸触发雷达1安装在车道9出口和/或入口的前端，安装在闸机桩一侧，朝向车头的方向安置，能够检测到车头来向，TOF激光道闸触发雷达1检测长度为0.5-5米，即TOF激光道闸触发雷达1的激光触发区域的长度为0.5-5米，优选的为3米。所述TOF激光道闸防砸雷达2安装在车道9出口和/或入口的闸机处，垂直于车道9安装，安装在闸机91上。

TOF激光道闸触发雷达和TOF激光防砸雷达都是基于TOF技术的激光雷达，可以是单点模式的TOF激光雷达，也可以是3D成像模式的激光雷达，对应的，其工作模式为单点测距模式或者3D成像模式。

TOF激光道闸触发雷达1、TOF激光道闸防砸雷达2的光源器件均为Vcsel半导体激光器或LED器件，其光源的发光形态是点阵、扇面、锥面中的一种，光源发光波长范围为380nm～3um。

TOF激光道闸触发雷达1、TOF激光道闸防砸雷达2均为一个或多个，本实施例中，TOF激光道闸触发雷达1、TOF激光道闸防砸雷达2均为两个，相应的具有两个激光探测区域92但不仅限于两个探测区域，可以是一个或者更多。

所述图像采集模块3为高清网络数码相机，具体的，为带光源补光的高清网络数码相机，在入口处，安装在激光探测区域92前，车辆94沿行走方向依次经过视频检测区域93、激光探测区域92，在出口处，安装在激光探测区域92后，车辆94沿行走方向依次经过视频检测区域93、激光探测区域92。

所述语音与显示模块6包括语音提示器与显示器，显示器为LED数码管、LED点阵、彩色显示屏中的一种。

所述电源模块8为AC-DC能量转换、蓄电池、太阳能发电装置、风能发电装置中的一种或多种。

本发明还提供一种采用所述基于激光雷达的门禁道闸检测系统的检测方法，具体步骤如下：

(1)TOF激光道闸触发雷达1检测到障碍物(主要为车辆94)后，将信号输入给控制模块4；

(2)控制模块4立即触发图像采集模块3，同时给服务器7发送信号，图像采集模块3随即给服务器7发送图像信息，服务器7接受到控制模块4和图像采集模块3的信息后，立即对图像识别分析，并对控制模块4发送指令是否抬杆；当配合相机抓拍时，一旦有车辆驶入激光检测区域92内，控制模块4接收到信号，马上触发相机，对车辆进行抓拍，且保证相机的抓拍位置一致，相机能够区分行人和车辆，对车辆抓拍，对行人不抓拍，做到无漏车，无多拍，无前冲；

(3)控制模块4接收到服务器的信息，控制闸机驱动模块5使闸机升降杆动作，并给语音和显示模块6发提示指令；

(4)闸机抬杆，车辆94进入或出去时，TOF激光道闸防砸雷达2将会实时检测，由控制模块4实时监控信息，车辆94已通过入口或出口后，TOF激光道闸防砸雷达2检测不到物体信息，发出信号给控制模块4，控制模块4控制闸机驱动模块5使闸机91落杆。

TOF激光道闸触发雷达1与TOF激光道闸防砸雷达2均可分为触头模式和触尾模式，TOF激光道闸触发雷达1为触头模式，TOF激光道闸防砸雷达2主要用触尾模式，当TOF激光道闸防砸雷达2检测到目标离开激光检测区域92后，配合闸机进行落杆，能够区分行人和车辆，车辆通过落杆，行人通过不落杆，做到无漏车(落杆不落)，无多判(落杆提前下落)；在车辆通过后，闸杆91未完全落下的短暂时间内，一旦有行人通过，立刻触发抬杆，防止行人被砸到。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，包括TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达、图像采集模块、控制模块、闸机驱动模块、语音和显示模块、服务器、电源模块；TOF激光道闸触发雷达的输出端、TOF激光道闸防砸雷达均与控制模块的输入端相连，所述控制模块输出端与图像采集模块输入端连接，所述控制模块输出端与闸机驱动模块连接，所述控制模块的输出端与语音模块和显示模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与服务器的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与服务器输入端连接，所述电源模块电性连接控制模块与图像采集模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，所述TOF激光道闸触发雷达安装在车道出口和/或入口的前端，安装在闸机一侧，朝向垂直于车道的方向安置，TOF激光道闸触发雷达检测长度为0.5-5米。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，所述TOF激光道闸防砸雷达安装在车道出口和/或入口的闸机处，垂直于车道安装。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达的光源器件均为Vcsel半导体激光器或LED器件。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达的发光形态是点阵、扇面、锥面中的一种，光源发光波长范围为380nm～3um。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，TOF激光道闸触发雷达、TOF激光道闸防砸雷达均为一个或多个。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，所述图像采集模块为高清网络数码相机。

8.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，所述语音与显示模块包括语音提示器与显示器，显示器为LED数码管、LED点阵、彩色显示屏中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的门禁道闸检测系统，其特征在于，所述电源模块为AC-DC能量转换、蓄电池、太阳能发电装置、风能发电装置中的一种或多种。

10.一种采用上述权利要求1所述基于激光雷达的门禁道闸检测系统的检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)TOF激光道闸触发雷达检测到障碍物后，将信号输入给控制模块；

(2)控制模块立即触发图像采集模块，同时给服务器发送信号，图像采集模块随即给服务器发送图像信息，服务器接受到控制模块和图像采集模块的信息后，立即对图像识别分析，并对控制模块发送指令是否抬杆；

(3)控制模块接收到服务器的信息，控制闸机驱动模块使闸机升降杆动作，并给语音和显示模块发提示指令；

(4)闸机抬杆，车辆进入或出去时，TOF激光道闸防砸雷达将会实时检测，由控制模块实时监控信息，车辆已通过入口或出口后，TOF激光道闸防砸雷达检测不到物体信息，发出信号给控制模块，控制模块控制闸机驱动模块使闸机落杆。