CN110276435A - 基于毫米波雷达的人流量检测装置及人流量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于毫米波雷达的人流量检测装置及人流量检测方法，利用毫米波雷达区分不同人体并检测其距离和运动方向，并据此判断人体是进入还是离开相应区域，从而实现对该区域的人流量统计。本发明采用高距离分辨率的毫米波雷达，对目标人体的测距性能和测距精度都非常稳定，拥有厘米级别的距离分辨率，完全满足单个人体及多个人体的识别。同时，毫米波雷达可以识别人体的运动方向，从而识别人体是进入还是离开相应区域，无需像基于红外线传感器的人流量检测仪器那样对出入口分开统计，也无需依赖于无法绕过出入口实现出入场就能准确检测在场人数。另外，毫米波雷达的检测角度非常大，可以根据实际的出入口检测范围进行匹配，不会出现漏记。
Description
技术领域
本发明涉及基于雷达波的目标检测技术，尤其涉及一种基于毫米波雷达的人流量检测装置及人流量检测方法。
背景技术
一些场所为了控制人流量专门配置了人流量检测装置，以便统计场内人数。如在图书馆、健身房等需要控制人数的场地都会在入口处配置人流量检测装置。
传统的人流量检测装置一般是使用红外线传感器，需要在出入口处设置多个红外线传感器。其基本原理为：人流量检测装置通过红外线传感器检测到红外线被遮挡一次，即认为有一个人通过该出/入口，入口处的红外线传感器发出的红外线被遮挡一次，就对场内人数加1，出口处的红外线传感器发出的红外线被遮挡一次，就对场内人数减1。
这种人流量检测装置对出入场的人流量统计存在准确率较低的缺陷，不能区别个体的运动方向。例如，如果有人在入口或出口处多次来回走动，就会导致数据统计错误。同时，在出入场时，人必须穿过红外线传感器发射的红外线，对红外线形成遮挡，该人才能被检测到，如果在出入场时，有人绕过红外线传感器发出的红外线，未对红外线形成遮挡，该人就会被漏记。在这种情况下，场所要确保在场人数统计的准确率，就必须确保无法绕过出入口实现出入场，从而提高了出入口设置的复杂度。
发明内容
本发明主要目的在于，提供一种基于毫米波雷达的人流量检测装置及人流量检测方法，以解决现有场地人流量检测手段必须依赖于无法绕过出入口实现出入场才能准确检测在场人数，从而提高了出入口设置的复杂度的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于毫米波雷达的人流量检测装置，包括毫米波雷达前端和中央处理器；
所述毫米波雷达前端设置在待进行人流量检测的区域的出入口处，用于调制并发出毫米波信号，并接收所述毫米波信号被各人体反射后的回波信号，并将回波信号发送给所述中央处理器；
所述中央处理器对所述毫米波信号与所述回波信号的差频信号进行频谱分析，以区分出各人体，并计算各人体的距离及运动方向，并根据各人体的距离及运动方向统计所述区域的在场人数：
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的内部设置时，所述中央处理器在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的外部设置时，所述中央处理器在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
所述中央处理器还根据检测出的进入所述区域的人体的个数和离开所述区域的人体的个数，计算所述区域的在场人数。
进一步地，所述人流量检测装置还包括数据输出总线和控制中心；
所述数据输出总线用于将所述中央处理器统计出的所述区域的在场人数上传到控制中心；
所述控制中心用于根据所述区域的在场人数向所述中央处理器发出对设置在所述出入口处的闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能进行控制的指令；在所述区域的在场人数达到预设人数时，所述指令为关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能，在所述区域的在场人数低于预设人数时，所述指令为打开所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能；
所述中央处理器根据所述指令打开或关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能。
进一步地，所述毫米波雷达为调频连续波。
进一步地，所述毫米波雷达前端具有多个，不同的毫米波雷达前端设置在不同的待进行人流量检测的区域的出入口处。
利用如上所述的基于毫米波雷达的人流量检测装置进行人流量检测的方法，包括如下步骤：
接收所述毫米波雷达前端调制的毫米波信号，以及所述毫米波信号经所述毫米波雷达前端发出后被各人体反射后的回波信号，得到所述毫米波信号与所述回波信号的差频信号；
对所述差频信号进行频谱分析，以区分出各人体；
计算各人体的距离；
计算各人体的运动方向；
根据各人体的距离及运动方向统计所述区域的在场人数：
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的内部设置时，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的外部设置时，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
根据检测出的进入所述区域的人体的个数和离开所述区域的人体的个数，计算所述区域的在场人数。
进一步地，所述进行人流量检测的方法还包括：
通过数据输出总线将统计出的所述区域的在场人数上传到控制中心；
接收所述控制中心根据所述区域的在场人数发出的对设置在所述出入口处的闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能进行控制的指令；在所述区域的在场人数达到预设人数时，所述指令为关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能，在所述区域的在场人数低于预设人数时，所述指令为打开所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能；
根据所述指令打开或关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能。
进一步地，所述毫米波雷达为调频连续波。
进一步地，所述毫米波雷达前端具有多个，不同的毫米波雷达前端设置在不同的待进行人流量检测的区域的出入口处。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的进行人流量检测的方法。
一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的进行人流量检测的方法。
与现有技术相比，本发明利用毫米波雷达区分不同人体并检测其距离和运动方向，并据此判断人体是进入还是离开相应区域，从而实现对该区域的人流量统计。本发明采用高距离分辨率的毫米波雷达，对目标人体的测距性能和测距精度都非常稳定，拥有厘米级别的距离分辨率，完全满足单个人体及多个人体的识别。同时，毫米波雷达可以识别人体的运动方向，从而识别人体是进入还是离开相应区域，无需像基于红外线传感器的人流量检测仪器那样对出入口分开统计，也无需依赖于无法绕过出入口实现出入场就能准确检测在场人数。另外，毫米波雷达的检测角度非常大，可以根据实际的出入口检测范围进行匹配，不会出现漏记。
附图说明
图1是本发明实施例基于毫米波雷达的人流量检测装置的组成原理示意图；
图2是本发明实施例毫米波雷达前端朝向区域的内部设置时的示意图；
图3是本发明实施例毫米波雷达前端朝向区域的外部设置时的示意图；
图4是本发明实施例进行人流量检测的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例一提供的基于毫米波雷达的人流量检测装置，包括毫米波雷达前端2和中央处理器3。
毫米波雷达前端2设置在待进行人流量检测的区域6的出入口7处，用于调制并发出毫米波信号，并接收毫米波信号被各人体1反射后的回波信号，并将回波信号发送给中央处理器3。
进行人流量检测的区域6可以是图书馆、景区、公园、会场等各种需要限制人流量的场所，这种场所具的具有非开放的特征，有固定的出入口7，要想出入场所，需从出入口7进出，毫米波雷达前端2即设置在出入口7处，用于检测出入人流。毫米波雷达前端2发出的毫米波信号可以是调频连续波，利用调频连续波既可测距又可测速，并且在近距离测量上的优势较为明显。
能够发射和接收调频连续波的雷达前端可以称为调频连续波雷达，其在扫频周期内发射频率变化的连续波，被物体反射后的回波信号与发射信号有一定频率差，通过测量频率差可以得到目标与雷达之间的距离信息。调频连续波雷达收发同时，不存在脉冲雷达所存在的测距盲区，并且发射信号的平均功率等于峰值功率，因此只需要小功率器件，从而降低了被截获干扰的概率。
中央处理器3对毫米波信号与回波信号的差频信号进行频谱分析，以区分出各人体1，并计算各人体1的距离d及运动方向，并根据各人体1的距离d及运动方向统计区域6的在场人数：
如图2所示，当毫米波雷达前端2朝向区域6的内部设置时，中央处理器3在检测到有人体1的运动方向为远离毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d大于设定值时(说明该人体1刚通过该区域6的出入口7进入该区域6)，将该人体1计为一个进入区域6的人体1，在检测到有人体1的运动方向为靠近毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d不大于设定值时(说明该人体1正要通过该区域6的出入口7离开该区域6)，将该人体1计为一个离开区域6的人体1；
如图3所示，当毫米波雷达前端2朝向区域6的外部设置时，中央处理器3在检测到有人体1的运动方向为靠近毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d不大于设定值时(说明该人体1正要通过该区域6的出入口7进入该区域6)，将该人体1计为一个进入区域6的人体1，在检测到有人体1的运动方向为远离毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d大于设定值时(说明该人体1刚通过该区域6的出入口7离开该区域6)，将该人体1计为一个离开区域6的人体1。
中央处理器3然后再根据检测出的进入区域6的人体1的个数和离开区域6的人体1的个数，计算区域6的在场人数。这里需要注意的是，为准确统计区域6内的人数，需要在该区域6清空时(即人数为0时)开始统计更新；或者，如果提前获知了该区域6的当前人数，则应当在该区域6的当前人数的基础上，根据进入区域6的人体1的个数和离开区域6的人体1的个数，对该区域6的实时人数进行更新。
人流量检测装置还可包括数据输出总线4和控制中心5。其中：
数据输出总线4用于将中央处理器3统计出的区域6的在场人数上传到控制中心5；
控制中心5用于根据区域6的在场人数向中央处理器3发出对设置在出入口7处的闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能进行控制的指令；在区域6的在场人数达到预设人数时，指令为关闭闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能，在区域6的在场人数低于预设人数时，指令为打开闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能；
中央处理器3根据指令打开或关闭闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能。所谓对进入区域6的人体1进行放行的功能，对于闸机而言，就是在有人体1需要进入区域6时能够打开闸机进行放行的功能。通过控制中心5对闸机的放行功能进行控制，从而起到对区域的人流量进行限流的作用。控制中心5可根据相应区域6的实际情况，预先设定一个人数，然后根据该区域6的实时人数与该设定的人数的大小关系，向中央处理器3发出控制指令，通过中央处理器3来打开或关闭闸机对进入区域6的人体1进行放行的功能。
本实施例中，毫米波雷达前端2可具有多个，不同的毫米波雷达前端2设置在不同的待进行人流量检测的区域6的出入口7处，这样就可以对多个需要进行人流量检测的区域6进行人流量检测和限流控制。
如图4所示，本发明实施例二提供了一种利用实施例一提供的基于毫米波雷达的人流量检测装置进行人流量检测的方法。该进行人流量检测的方法包括如下步骤：
接收毫米波雷达前端2调制的毫米波信号，以及毫米波信号经毫米波雷达前端2发出后被各人体1反射后的回波信号，得到毫米波信号与回波信号的差频信号；
对差频信号进行频谱分析，以区分出各人体1；
计算各人体1的距离d；
计算各人体1的运动方向；
根据各人体1的距离d及运动方向统计区域6的在场人数：
当毫米波雷达前端2朝向区域6的内部设置时，在检测到有人体1的运动方向为远离毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d大于设定值时，将该人体1计为一个进入区域6的人体1，在检测到有人体1的运动方向为靠近毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d不大于设定值时，将该人体1计为一个离开区域6的人体1；
当毫米波雷达前端2朝向区域6的外部设置时，在检测到有人体1的运动方向为靠近毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d不大于设定值时，将该人体1计为一个进入区域6的人体1，在检测到有人体1的运动方向为远离毫米波雷达前端2，且该人体1的距离d大于设定值时，将该人体1计为一个离开区域6的人体1；
根据检测出的进入区域6的人体1的个数和离开区域6的人体1的个数，计算区域6的在场人数。
本实施例中，进行人流量检测的方法还可包括：
通过数据输出总线4将统计出的区域6的在场人数上传到控制中心5；
接收控制中心5根据区域6的在场人数发出的对设置在出入口7处的闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能进行控制的指令；在区域6的在场人数达到预设人数时，指令为关闭闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能，在区域6的在场人数低于预设人数时，指令为打开闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能；
根据指令打开或关闭闸机的对进入区域6的人体1进行放行的功能。
本实施例中，毫米波雷达为调频连续波。
本实施例中，毫米波雷达前端2具有多个，不同的毫米波雷达前端2设置在不同的待进行人流量检测的区域6的出入口7处。
实施例二中各流程与上述人流量检测装置中的相应内容一一对应，在此不做赘述。
本发明实施例三提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上的进行人流量检测的方法。该计算机可存储介质还可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例4提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器中运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如上的进行人流量检测的方法。
上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，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)
1.一种基于毫米波雷达的人流量检测装置，其特征在于，包括毫米波雷达前端和中央处理器；
所述毫米波雷达前端设置在待进行人流量检测的区域的出入口处，用于调制并发出毫米波信号，并接收所述毫米波信号被各人体反射后的回波信号，并将回波信号发送给所述中央处理器；
所述中央处理器对所述毫米波信号与所述回波信号的差频信号进行频谱分析，以区分出各人体，并计算各人体的距离及运动方向，并根据各人体的距离及运动方向统计所述区域的在场人数：
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的内部设置时，所述中央处理器在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的外部设置时，所述中央处理器在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
所述中央处理器还根据检测出的进入所述区域的人体的个数和离开所述区域的人体的个数，计算所述区域的在场人数。
2.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的人流量检测装置，其特征在于，还包括数据输出总线和控制中心；
所述数据输出总线用于将所述中央处理器统计出的所述区域的在场人数上传到控制中心；
所述控制中心用于根据所述区域的在场人数向所述中央处理器发出对设置在所述出入口处的闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能进行控制的指令；在所述区域的在场人数达到预设人数时，所述指令为关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能，在所述区域的在场人数低于预设人数时，所述指令为打开所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能；
所述中央处理器根据所述指令打开或关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能。
3.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的人流量检测装置，其特征在于，所述毫米波雷达为调频连续波。
4.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的人流量检测装置，其特征在于，所述毫米波雷达前端具有多个，不同的毫米波雷达前端设置在不同的待进行人流量检测的区域的出入口处。
5.利用如权利要求1至4中任一所述的基于毫米波雷达的人流量检测装置进行人流量检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收所述毫米波雷达前端调制的毫米波信号，以及所述毫米波信号经所述毫米波雷达前端发出后被各人体反射后的回波信号，得到所述毫米波信号与所述回波信号的差频信号；
对所述差频信号进行频谱分析，以区分出各人体；
计算各人体的距离；
计算各人体的运动方向；
根据各人体的距离及运动方向统计所述区域的在场人数：
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的内部设置时，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
当所述毫米波雷达前端朝向所述区域的外部设置时，在检测到有人体的运动方向为靠近所述毫米波雷达前端，且该人体的距离不大于所述设定值时，将该人体计为一个进入所述区域的人体，在检测到有人体的运动方向为远离所述毫米波雷达前端，且该人体的距离大于所述设定值时，将该人体计为一个离开所述区域的人体；
根据检测出的进入所述区域的人体的个数和离开所述区域的人体的个数，计算所述区域的在场人数。
6.如权利要求5所述的进行人流量检测的方法，其特征在于，还包括：
通过数据输出总线将统计出的所述区域的在场人数上传到控制中心；
接收所述控制中心根据所述区域的在场人数发出的对设置在所述出入口处的闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能进行控制的指令；在所述区域的在场人数达到预设人数时，所述指令为关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能，在所述区域的在场人数低于预设人数时，所述指令为打开所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能；
根据所述指令打开或关闭所述闸机的对进入所述区域的人体进行放行的功能。
7.如权利要求5所述的进行人流量检测的方法，其特征在于，所述毫米波雷达为调频连续波。
8.如权利要求5所述的进行人流量检测的方法，其特征在于，所述毫米波雷达前端具有多个，不同的毫米波雷达前端设置在不同的待进行人流量检测的区域的出入口处。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求5至8中任一所述的进行人流量检测的方法。
10.一种电子装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求5至8中任一所述的进行人流量检测的方法。
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