CN111399075A

CN111399075A - 一种闸机的红外检测方法、装置和闸机

Info

Publication number: CN111399075A
Application number: CN201910000864.6A
Authority: CN
Inventors: 刘梦; 耿岚; 杨文伟; 丁少杰; 申川
Original assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-02
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2039-01-02
Also published as: CN111399075B

Abstract

本申请提供了一种闸机的红外检测方法、装置和闸机，该方法包括：控制红外发射装置以分时轮流方式发射红外信号；控制所有红外接收装置在相邻两个红外发射装置发射红外信号期间轮流接收红外信号，并记录红外接收装置接收到的红外信号的强度值；在所有红外发射装置发射一次红外信号完成时，将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置。该方法能够在低成本的情况下，提高红外检测的速度，以及检测的可靠性。

Description

一种闸机的红外检测方法、装置和闸机

技术领域

本发明涉及红外检测技术领域，特别涉及一种闸机的红外检测方法、装置和闸机。

背景技术

闸机是一种通道阻挡装置，即通道管理设备，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。

红外是红外射线的简称，它是一种电磁波。它可以实现数据的无线传输。红外传输是一种点对点的传输方式，无线，不能离的太远，要对准方向，且中间不能有障碍物也就是不能穿墙而过。

目前闸机使用红外检测对障碍物进行检测，如何降低检测成本，提高检测效率是红外检测技术领域一直追求的目标。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种闸机的红外检测方法、装置和闸机，能够在低成本的情况下，提高红外检测的速度，以及检测的可靠性。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种闸机的红外检测方法，该方法包括：

控制红外发射装置以分时轮流方式发射红外信号；

控制所有红外接收装置在相邻两个红外发射装置发射红外信号期间轮流接收红外信号，并记录红外接收装置接收到的红外信号的强度值；

在所有红外发射装置发射一次红外信号完成时，将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置。

一种红外检测装置，该装置包括：第一MCU单元、第二MCU单元和第三MCU单元；

所述第一MCU单元，用于向所述第二MCU单元下发发射命令；向所述第三MCU单元下发接收命令；接收到所述第二MCU单元发送的发送完成命令时，向所述第三MCU单元发送处理命令；

所述第二MCU单元，用于接收到所述第一MCU单元下发的发射命令时，控制红外发射装置以分时轮流方式发射红外信号；在所有红外发射装置发射一次红外信号完成时，向所述第一MCU单元发送完成命令；

所述第三MCU单元，用于接收到所述第一MCU发送的接收命令时，控制所有红外接收装置在相邻两个红外发射装置发射红外信号期间轮流接收红外信号，并记录红外接收装置接收到的红外信号的强度值；接收到所述第一MCU单元发送的处理命令时，将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置，并反馈给所述第一MCU单元。

一种闸机，其特征在于，包括：

第一侧箱体、装设于所述第一侧箱体的第一侧翼门；

红外发射板，所述红外发射板布置在所述闸机的第一侧箱体内；

红外发射装置，布置在所述红外发射板面向第二侧箱体的表面；

第二侧箱体、装设于所述第二侧箱体的第二侧翼门；

红外接收板，布置在所述闸机的第二侧箱体内；

红外接收装置，布置在所述红外接收板朝向所述第一侧箱体的一侧，并与所述红外发射装置对齐；

以及所述红外检测装置。

一种闸机的红外检测系统，所述系统包括所述闸机，以及交互终端；

所述闸机，将确定的经过闸机的人的位置对应的数据信息发送给交互终端；

所述交互终端，接收到所述闸机发送的数据信息时，进行显示。

一种闸机的红外检测装置，，该红外检测装置应用于所述的闸机，并且，该红外检测装置包括处理器，所述处理器用于执行所述红外检测方法的步骤。

一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行所述红外检测方法的步骤。

由上面的技术方案可知，本申请中针对所有红外发射装置，以及所有红外接收装置分别使用一个MCU单元，同现有实现中每个红外发射装置和每个红外接收装置都对应一个MCU单元的技术方案相比，使得闸机的成本大大降低，尤其是为了测试的精确性，使用多个红外发射装置和红外接收装置的时候；在红外检测的时候使用的分时轮询发射红外射线的方式，这使得红外发射装置寿命更长，可靠性会更高；同时能够提高红外检测速度。

附图说明

图1为本申请实施例中的闸机结构示意图；

图2为本申请实施例中红外检测流程示意图；

图3为LED1发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图；

图4为LED2发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图；

图5为LED3发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图；

图6为LED4发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图；

图7为LED5发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图；

图8为各PD对应等级值的曲线示意图；

图9为人的行进方向示意图；

图10为本申请实施例中红外检测系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请实施例中公开一种闸机，参见图1，图1为本申请实施例中的闸机结构示意图。该闸机10包括第一侧箱体11、装设于所述第一侧箱体11的第一侧翼门12、红外发射板13，布置在所述闸机的第一侧箱体11内；红外发射装置14，布置在所述红外发射板13面向第二侧箱体15的表面；第二侧箱体15、装设于所述第二侧箱体15的第二侧翼门16；红外接收板17，布置在所述闸机的第二侧箱体15内；红外接收装置18，布置在所述红外接收板17朝向所述第一侧箱体11的一侧，并与所述红外发射装置13对齐；

本申请实施例中的闸机与现有实现不同的是红外检测装置。下面对红外检测装置20进行详细描述。

红外检测装置20包括：

第一微控制单元(MCU)单元21，用于向第二MCU单元22下发发射命令；向第三MCU单元23下发接收命令；接收到第二MCU单元22发送的发送完成命令时，向第三MCU单元23发送处理命令；

第二MCU单元22，用于接收到第一MCU单元21下发的发射命令时，控制红外发射装置14以分时轮流方式发射红外信号；在所有红外发射装置发射一次红外信号完成时，向第一MCU单元21发送完成命令；

第三MCU单元23，用于接收到第一MCU单元21发送的接收命令时，控制所有红外接收装置18在相邻两个红外发射装置发射红外信号期间轮流接收红外信号，并记录红外接收装置18接收到的红外信号的强度值；接收到第一MCU单元21发送的处理命令时，将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置，并反馈给第一MCU单元21。

上述实现方案中，针对所有红外发射装置，以及所有红外接收装置分别使用一个MCU单元，同现有实现中每个红外发射装置和每个红外接收装置都对应一个MCU单元的技术方案相比，使得闸机的成本大大降低，尤其是为了测试的精确性，使用多个红外发射装置和红外接收装置的时候。

本申请实施例中在红外检测的时候使用的分时轮询发射红外射线的方式，这使得红外发射装置寿命更长，可靠性会更高；

本申请实施例中提供的技术方案具有可扩展性，可以根据实际需要部署红外发射装置和红外接收装置的对数。

本申请实施例提供的确定闸机中人的位置的逻辑过程，以及闸机的硬件结构能够提高红外检测的速率，红外检测速度能够达到20ms以内。

为了降低第三MCU单元的成本，本申请在具体实现时，将每个红外接收装置接收的信号的强度值映射为一个等级值，具体实现如下：

第三MCU单元23，进一步用于预先配置强度值范围与等级值的映射关系；其中，等级值大小与强度范围成正比，即强度值越大，对应的等级值越大。

这个映射关系可以根据实际需要设置，等级值至少需要三个，也就是说至少配置强度值范围3个。

如具体实现时，可以按照如下方式配置，但不限于如下方式：

完全未接收到红外射线时的强制值范围为0，对应的等级值为0；

接收到的红外射线对应的面积区域小于整个区域的一半，且大于0时(此时对应的强度值范围根据实际使用的红外发射装置的信号、角度等确定)，对应的等级值为1；

接收到的红外射线对应的面积区域不小于整个区域的一半，且小于整个区域时(此时对应的强度值范围根据实际使用的红外发射装置的信号、角度等确定)，对应的等级值为2。

接收到的红外射线对应的面积区域为整个区域时，对应的等级值为3。

给出的上述例子中使用了四个等级值，实际应用中使用的等级值越多，最终确定的人的位置，以及行进方向越准确。

第三MCU单元23，具体实现将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，在根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置时，包括：

将针对每个红外接收装置记录的强度值映射为对应的等级值；

针对每个红外接收装置的等级值分别求和；

根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置；其中，等级值的个数大于2，也就是至少为3个。

在具体实现时，针对每次仅通过一个人的场景，可以将值最小的一个点作为波谷；

针对每次可以通过多个人的场景，可以将与最小值的差值不超预设范围的值均作为波谷，这样可以确定当前经过闸机的人的位置和个数。

在具体实现时，本申请实施例中还可以使用数据中的曲线方式，直观的确定人的位置和个数，具体如下：

第三MCU单元23，具体用于根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置时，包括：

生成红外接收装置的等级值和红外接收装置关系图，所述关系图用于标识各红外接收装置和红外接收装置的等级值之间的对应关系；

将各红外接收装置的等级值连线，所述连线的波谷所对应的红外接收装置，与该红外接收装置对应的红外发射装置之间所对应的位置即为经过闸机的人的位置；

其中，波谷的个数为当前经过闸机的人的个数。

上述一次检测，即所有红外发射装置发射一次红外射线，能够检测出当前经过闸机的人的位置；经过多次上述检测，可以检测出闸机中人的行进方向，具体如下：

第三MCU单元23，进一步用于将每次确定的经过闸机的人的位置发送给第一MCU单元21；

第一MCU单元21，进一步接收第三MCU单元23发送的经过闸机的人的位置；根据连续接收到的N次经过闸机的人的位置，以及接收的先后顺序，确定经过闸机的人的行进方向。

N为大于1的整数。

本申请实施例中通过限制红外发射装置发射的红外线，即限制红外发射装置的类型、功能等，来实现防雨水的功能，具体如下：

本申请实施例中的红外发射装置发射的红外射线在液滴附着位置形成的覆盖区域足以克服附着液滴折射的尺寸。

通常液滴会附着在第一侧箱体11对应第二次箱体15的外板上，因此，只要红外发射装置在所述外板上形成的光斑，也就是覆盖区域大于液滴折射的尺寸即可。

在具体实现时，本申请实施例中给出一种针对红外发射装置和红外接收装置的选型，但不限于下述给出的红外接收装置和红外发射装置：

红外发射装置：

IR LED半强角：水平方向80°±10°；垂直方向30°±10°

IR LED强度：5Mw/Sr；

红外接收装置：

PD角度：水平方向1000°±10°；垂直方向50°±10°

PD灵敏度：40Ua/(Mw/Sr)。

本申请实施例中还提供一种闸机的红外检测方法，图1中的闸机进行红外检测的过程参见图2，图2为本申请实施例中红外检测流程示意图。具体步骤为：

步骤201，闸机控制红外发射装置以分时轮流方式发射红外信号。

步骤202，该闸机控制所有红外接收装置在相邻两个红外发射装置发射红外信号期间轮流接收红外信号，并记录红外接收装置接收到的红外信号的强度值。

步骤203，该闸机在所有红外发射装置发射一次红外信号完成时，将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置。

在具体实现时，闸机通过预先配置强度值范围与等级值的映射关系；其中，等级值的个数大于2。

闸机具体实现将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置，包括：

针对每个红外接收装置的等级值分别求和；

根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置。

较佳地，根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置，包括：

其中，波谷的个数为当前经过闸机的人的个数。

下面结合附图，给出使用等级值连线的方式，确定经过闸机的人的位置的过程。

为例描述简单，本实施例中采用5对红外对射装置进行上述方法的实现，红外发射装置以LED为例，红外接收装置以PD为例。

IR LED的扫描速度远远大于人移动的速度；控制5个LED分时轮流进行红外发射，即每个时刻有且仅有一个LED进行红外发射；每个LED发射后，5个PD在相邻两个LED发射期间轮流工作，进行数据采集，当人进入检测区时，该PD能得到其检测区的位置范围。当5个LED全部发射完毕后，便能精确的得出该人的具体位置。

本实施例以上文划分的四个等级值的例子实现，具体为：

未接收到红外射线时，映射后的等级值为0；

接收到红外射线，且少于一半的红外射线，时，映射后的等级值为1；

接收到大于一半且不是全部红外射线时，映射后的等级值为2；

全部接收到红外射线时，映射后的等级值为3。

参见图3，图3为LED1发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图。

从图3中可以看出，PD1和PD2都全部接收到红外射线，对应的等级值为3；PD3接收到的红外射线少于一半，对应的等级值记为1；PD4和PD5未接收到红外射线，记录的等级值为0。

参见表1，表1为LED1发射红外射线时各PD对应的等级值。

PD	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5
						等级值	3	3	1	0	0

表1

参见图4，图4为LED2发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图。

从图4中可以看出，PD1和PD2都全部接收到红外射线，对应的等级值为3；PD3接收到的红外射线少于一半，对应的等级值记为1；PD4和PD5未接收到红外射线，P4由于被人遮挡未接收到红外设备，记录的等级值为0。

参见表2，表2为LED2发射红外射线时各PD对应的等级值。

PD	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5
						等级值	3	3	1	0	0

表2

参见图5，图5为LED3发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图。

从图5中可以看出，PD1和PD5接收到的红外射线少于一半，对应的等级值记为1；PD4和PD2由于被人遮挡接收到的红外射线少于一半，P3由于被人遮挡，没有接收到红外射线，对应的等级值记为0。

参见表3，表3为LED3发射红外射线时各PD对应的等级值。

PD	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5
						等级值	1	1	0	1	1

表3

参见图6，图6为LED4发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图。

从图6中可以看出，PD1未接收到红外射线，对应的等级值记为0，PD2由于被人遮挡也未接收到红外射线，对应的等级值记为0；PD3由于被人遮挡，接收到的红外射线少于一半，对应的等级值记为1；PD4和PD5全部接收到红外射线，对应的等级值记为3。

参见表4，表4为LED4发射红外射线时各PD对应的等级值。

PD	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5
						等级值	0	0	1	3	3

表4

参见图7，图7为LED5发射红外线时所有PD接收红外射线的示意图。

从图7中可以看出，PD1和PD2未接收到红外射线，对应的等级值记为0，PD2由于被人遮挡也未接收到红外射线，对应的等级值记为0；PD3接收到的红外射线少于一半，对应的等级值记为1；PD4和PD5全部接收到红外射线，对应的等级值记为3。

参见表5，表5为LED4发射红外射线时各PD对应的等级值。

PD	PD1	PD2	PD3	PD4	PD5
						等级值	0	0	1	3	3

表5

将每个PD对应的等级值分别加后，PD1对应的等级值和为：7；PD2对应的等级值和为：7；PD3对应的等级值和为：4；PD4对应的等级值和为：7；PD1对应的等级值和为：7。

将各等级值标注在一个坐标中，并连线。参见图8，图8为各PD对应等级值的曲线示意图。

图8中可见出现一个波谷，则说明当前有一个人经过，且经过的位置在PD3附近，使用的红外对射装置的个数越多，确定的人的位置越精确。

本申请实施例还可以通过进行多次上述方式测试，能够获得人的行进方向。具体为：

进行N次红外检测；

根据N次红外检测的先后顺序，以及每次检测确定的人经过闸机的位置，确定经过闸机的人的行进方向。

参见图9，图9为人的行进方向示意图。图9中以三次红外检测为例，按照检测的先后顺序，分别为：第一次对应的曲线示意图，第二次对应的曲线示意图和第三次对应的曲线图。

由图9可见波谷方向在逐渐走向PD5的方向，可以确定闸机中的人的行进方向为从PD1到PD5的方向。

基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种红外检测系统。参加图10，图10为本申请实施例中红外检测系统示意图。该系统包括：如图1中的闸机和交互终端；

闸机，将确定的经过闸机的人的位置对应的数据信息发送给交互终端；

位置对应的信息，可以为人对应的PD，也可以为确定的曲线示意图，能够显示人的位置，还可以直接发送每个PD接收信号的强度，或者对应的等级值。

交互终端，接收到所述闸机发送的数据信息时，进行显示。

这里的交互终端可以为一个PC，能够与闸机中的MCU单元交互信息即可。

交互终端将对应的信息显示给工作人员，工作人员根据所述信息确定经过闸机的人的位置，在闸机中的行进方向，以及红外接收装置和红外发射装置的工作情况。

交互终端和闸机的交互可以通过UART实现。

另外，本申请实施例中还提供一种闸机的红外检测装置，该红外检测装置应用于如图1所述的闸机，并且，该红外检测装置包括处理器，所述处理器用于执行所述红外检测方法的步骤。

另外，本申请实施例中还提供一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行所述红外检测方法的步骤。

综上所述，本申请实施例中通过接口(例如UART)提供给工作人员所需要的数据，比如人体移动过程中的各个位置信息，移动方向信息，也可以提供各PD实时的AD采样值，方便客户使用。该方案在人数计数的应用中有较大的优势，通过读取个PD的AD采样值，可以描绘人经过闸机的曲线，比如当出现一个波峰和波谷就代表1个人经过了某一对射管，峰值和谷值的个数可代表经过闸机的人数。

此种方案检测速度能达到20ms以内，大大提高了检测速度。

本方案由于采用了分时轮流扫描的驱动方式和大角度的LED，再误报方面基本可以做到防雨水以及码型混叠串扰；

由于IR LED的驱动方式决定了其工作时间相比客户原方案要少的多，因此寿命会长很多，可靠性会更高。

由于只用了两个MCU和LED灯、PD管，整个成本非常的低；对比其他的方案，节省了很多MCU，节省了激光灯的差价；一对整体造价在30块以内，对比其他一对就要200多块，成本降低非常明显。

红外的对数可根据实际需要进行增加和排布；

之前的方案都需要保障发射角度很小，且强度要很强，很多红外厂家做不到，需要定制，且器件的质量误差难管控，而且结构需要做很多的限制和防护措施来避免红外的绝对对齐和防止相互干扰；

但这个方案对发射角度不限制，可以允许90度上下，结构上只要基本的加工工艺满足对齐，允许有很大偏差，对设计和加工要求降低，可操作性非常高。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种闸机的红外检测方法，其特征在于，该方法包括：

控制红外发射装置以分时轮流方式发射红外信号；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

预先配置强度值范围与等级值的映射关系；其中，等级值的个数大于2

所述将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置，包括：

针对每个红外接收装置的等级值分别求和；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置，包括：

其中，波谷的个数为当前经过闸机的人的个数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

进行N次红外检测；

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，

所述红外发射装置发射的红外射线在液滴附着位置形成的覆盖区域足以克服附着液滴折射的尺寸。

6.一种红外检测装置，其特征在于，该装置包括：第一微控制单元MCU单元、第二MCU单元和第三MCU单元；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述第三MCU单元，进一步用于预先配置强度值范围与等级值的映射关系；将针对每个红外接收装置记录的强度值分别求和，在根据获得的每个红外接收装置的强度值的和确定经过闸机的人的位置时，将针对每个红外接收装置记录的强度值映射为对应的等级值；针对每个红外接收装置的等级值分别求和；根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置；其中，等级值的个数大于2。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述第三MCU单元，具体用于根据获得的每个红外接收装置的等级值的和确定经过闸机的人的位置时，生成红外接收装置的等级值和红外接收装置关系图，所述关系图用于标识各红外接收装置和红外接收装置的等级值之间的对应关系；将各红外接收装置的等级值连线，所述连线的波谷所对应的红外接收装置，与该红外接收装置对应的红外发射装置之间所对应的位置即为经过闸机的人的位置；其中，波谷的个数为当前经过闸机的人的个数。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述第三MCU单元，进一步用于将每次确定的经过闸机的人的位置发送给所述第一MCU单元；

所述第一MCU单元，进一步接收所述第三MCU单元发送的经过闸机的人的位置；根据连续接收到的N次经过闸机的人的位置，以及接收的先后顺序，确定经过闸机的人的行进方向。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，

11.一种闸机，其特征在于，包括：

第一侧箱体、装设于所述第一侧箱体的第一侧翼门；

第二侧箱体、装设于所述第二侧箱体的第二侧翼门；

红外接收板，布置在所述闸机的第二侧箱体内；

以及如权利要求6至10中任一项所述的红外检测装置。

12.一种闸机的红外检测系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求11所述的闸机，以及交互终端；

13.一种闸机的红外检测装置，其特征在于，该红外检测装置应用于如权利要求11所述的闸机，并且，该红外检测装置包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1-5所述的方法的步骤。

14.一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1-5中所述的方法的步骤。