CN112650071A - 一种基于人工智能的智能决策系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于人工智能的智能决策系统及方法，所述系统包括图像采集模块、图像处理模块和智能决策模块，对自动感应门开门时机进行控制。本发明采用图像采集和图像处理技术，替换传统的微波感应器和红外感应器，使得采集的物理信号更加丰富，同时，对传统的控制方式进行优化，设计出基于人工智能的智能决策系统，使得自动感应门能针对行人速度、行人身份来控制开启门的时机，提高能源利用效率、提升用户体验、增强安全性。

Description

一种基于人工智能的智能决策系统与方法
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于人工智能的智能决策系统与方法。
背景技术
当有移动物体靠近门时，门实现了自动开启及关闭，我们称这种门的名称为自动感应门。这种自动感应门广泛应用于酒店大堂、银行大堂、超市、机场等场所。
目前市场上自动感应门机的部件组成包括：
(1)主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。
(2)感应探测器：主要分两种：微波感应器和红外感应器。负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。
(3)动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。
(4)门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。
(5)门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。
(6)同步皮带(有的厂家使用三角皮带)：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。
(7)下部导向系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。
自动门本身配置有感应探测器能发射出一种红外线信号或者微波信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭。感应探测器探测到有移动物体靠近时，感应探测器将收集信号，生成脉冲信号，其后脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器作出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。
自动感应门的存在，节省了人力，提高了档次，同时，当室内开有空调时，自动感应门能够及时自动关闭，防止冷气外流，节约能源。
然而，目前市场上的自动感应门还不够智能，感应探测器探测到有移动物体靠近，到达预设的距离时，就会开启自动感应门，不能针对不同的情况来控制开启门的时机。比如，有时银行大堂保安的位置设置在靠近自动感应门的位置，大堂保安出入自己的工位时会经过自动感应门下方，致使感应探测器误触发，导致自动感应门频繁开启，导致空调冷气外流，造成不必要的浪费。另外，由于感应探测器是基于移动物体到达预设的距离时开启自动感应门，有的行人行走速度较快，到达感应门出时感应门还未充分开启，需要等待几秒方能进出，这不仅影响用户体验感，还可能导致行人碰撞感应门，造成人身伤害。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于人工智能的智能决策系统及方法，使得自动感应门能针对不同的情况来控制开启自动感应门的时机，提高能源利用效率、提升用户体验、增强安全性。
一种基于人工智能的智能决策系统，包括：
图像采集模块，所述图像采集模块用于采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元和门扇外侧图像采集单元，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内的室外视频图像，其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧；
图像处理模块，所述图像处理模块用于接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块；
智能决策模块，所述智能决策模块用于获取第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机；
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启。
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
优选的，所述一定距离为3-5米。
优选的，所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
本发明还公开了一种基于人工智能的智能决策方法，该方法采用前述的一种基于人工智能的智能决策系统，包括以下步骤：
S1，图像采集模块采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元和门扇外侧图像采集单元，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内的室外视频图像；其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧；
S2，图像处理模接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像并进行分析处理；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块；
S3，智能决策模块获取所述第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机；
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
优选的，所述一定距离为3-5米。
优选的，所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
有益效果：本发明提供一种基于人工智能的智能决策系统及方法，采用图像采集和图像处理技术，替换传统的微波感应器和红外感应器，使得采集的物理信号更加丰富，同时，对传统的控制方式进行优化，设计出基于人工智能的智能决策系统，使得自动感应门能针对行人速度、行人身份来控制开启门的时机，提高能源利用效率、提升用户体验、增强安全性。
附图说明
图1为本发明的一种基于人工智能的智能决策系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于人工智能的智能决策系统及方法，采用图像采集和图像处理技术，替换传统的微波感应器和红外感应器，使得采集的物理信号更加丰富，同时，对传统的主控制器进行优化，设计出基于人工智能的智能决策系统，使得自动感应门能针对不同的情况来控制开启门的时机，提高能源利用效率、提升用户体验、增强安全性。
一种基于人工智能的智能决策系统，包括：
图像采集模块，所述图像采集模块用于采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元(比如CCD摄像头)和门扇外侧图像采集单元(比如CCD摄像头)，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离(比如3米)内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内(比如3米)的室外视频图像。
其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧。
所述一定距离一般设置为3-5米，所述一定距离的具体数值可以根据门扇大小、大厅面积、系统延迟时间、CCD摄像头可拍摄范围等实际情况来设置。
图像处理模块，所述图像处理模块用于接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块。
所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
预先登记职员主要是指大堂保安、大堂经理等人群，这类人群经常进入到门扇内侧一定距离内活动，导致自动门频繁开启，但是实际上工作时间内他们并不需要经常出门。预先登记职员先将自己的脸部特征、身形特征或者制服上员工编号等形态特征录入数据库中，以便判断第二移动物体的身份是否是预先登记职员。
智能决策模块，所述智能决策模块用于获取第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机。
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，当从室外走来的行人以小于或者等于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1米的预设距离时，智能决策模块控制自动感应门开启，当从室外走来的行人以大于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1.5米(大于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块控制自动感应门开启。
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，从室内走来的行人是大堂保安、大堂经理等预先登记职员，行人到达离门扇还有0.5米(小于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块才控制自动感应门开启。
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，当从室内走来的行人不是预设人员，且以小于或者等于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1米的预设距离时，智能决策模块控制自动感应门开启，当从室内走来的行人以大于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1.5米(大于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块控制自动感应门开启。
相应的，本发明还公开了一种基于人工智能的智能决策方法。
S1，图像采集模块采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元(比如CCD摄像头)和门扇外侧图像采集单元(比如CCD摄像头)，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离(比如3米)内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内(比如3米)的室外视频图像。
其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧。
所述一定距离一般设置为3-5米，所述一定距离的具体数值可以根据门扇大小、大厅面积、系统延迟时间、CCD摄像头可拍摄范围等实际情况来设置。
S2，图像处理模接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块。
所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
预先登记职员主要是指大堂保安、大堂经理等人群，这类人群经常进入到门扇内侧一定距离内活动，导致自动门频繁开启，但是实际上工作时间内他们并不需要经常出门。预先登记职员先将自己的脸部特征、身形特征或者制服上员工编号等形态特征录入数据库中，以便判断第二移动物体的身份是否是预先登记职员。
S3，智能决策模块获取第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机。
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，当从室外走来的行人以小于或者等于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1米的预设距离时，智能决策模块控制自动感应门开启，当从室外走来的行人以大于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1.5米(大于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块控制自动感应门开启。
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，从室内走来的行人是大堂保安、大堂经理等预先登记职员，行人到达离门扇还有0.5米(小于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块才控制自动感应门开启。
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
比如，当从室内走来的行人不是预设人员，且以小于或者等于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1米的预设距离时，智能决策模块控制自动感应门开启，当从室内走来的行人以大于2米每秒的速度向门扇走来时，行人到达离门扇还有1.5米(大于前述的预设距离)的距离时，智能决策模块控制自动感应门开启。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种基于人工智能的智能决策系统，其特征在于，包括：
图像采集模块，所述图像采集模块用于采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元和门扇外侧图像采集单元，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内的室外视频图像，其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧；
图像处理模块，所述图像处理模块用于接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块；
智能决策模块，所述智能决策模块用于获取第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机；
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启，
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的智能决策系统，其特征在于，所述一定距离为3-5米。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的智能决策系统，其特征在于，所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
4.一种基于人工智能的智能决策方法，该方法采用前述权利要求1-3任一项所述的一种基于人工智能的智能决策系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1，图像采集模块采集门扇内外侧一定距离内的室内视频图像和室外视频图像，所述图像采集模块包括门扇内侧图像采集单元和门扇外侧图像采集单元，门扇内侧图像采集单元用于实时采集门扇内侧一定距离内的室内视频图像，门扇外侧图像采集单元用于实时采集门扇外侧一定距离内的室外视频图像；其中，所述门扇内侧是指自动感应门靠近室内区域一侧，所述门扇外侧是指自动感应门靠近室外区域一侧；
S2，图像处理模接收所述图像采集模块采集的所述室内视频图像和所述室外视频图像并进行分析处理；
所述图像处理模块能够识别所述室外视频图像中的第一移动物体，计算所述室外视频图像的第一移动物体的第一移动速度，并将所述第一移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够识别所述室内视频图像中的第二移动物体，计算所述室内视频图像的第二移动物体的第二移动速度，并将所述第二移动速度发送给智能决策模块；
所述图像处理模块能够抓取所述第二移动物体的形态特征，将所述第二移动物体的形态特征与数据库中预设的形态特征进行匹配，判断第二移动物体的身份是否为预先登记职员，形成身份判断结果，并将所述身份判断结果发送给智能决策模块；
S3，智能决策模块获取所述第一移动速度、第二移动速度以及身份判断结果，并控制自动感应门开启时机；
若第一移动速度未超过阈值，则在第一移动物体到达预设距离时控制自动感应门开启，若第一移动速度超过阈值，则在第一移动物体到达大于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是预先登记职员，则在第二移动物体到达小于预设距离的距离时控制自动感应门开启；
若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度未超过所述阈值，则在第二移动物体到达所述预设距离时控制自动感应门开启，若第二移动物体身份是非预先登记职员且第二移动速度超过所述阈值，则在第二移动物体到达大于所述预设距离的距离时控制自动感应门开启。
5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的智能决策方法，其特征在于，所述一定距离为3-5米。
6.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的智能决策方法，其特征在于，所述形态特征是脸部特征、身形特征或者制服上员工编号。
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