CN113552582B - 闸机检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种闸机检测方法及系统，用以解决现有闸机检测行人的检测结果准确率低、且成本较高的问题。所述方法包括：控制闸机检测设备中的TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动；在所述TOF装置的移动过程中，实时检测所述闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值；将所述TOF距离检测值与所述TOF装置对应的有效测量阈值进行比对；所述有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度；根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象。该技术方案不仅降低设备成本，使得闸机内的通信线缆更清晰简单，消除多个检测模块之间对射干扰的问题。并且增加了单个TOF装置的检测覆盖面，提高闸机检测系统的检测准确度。

Description

闸机检测方法及系统

技术领域

本发明涉及通道闸机的行人检测技术领域，尤其涉及一种闸机检测方法及系统。

背景技术

人行通道闸机安装于人员通行的出入口，是一种通过机身与机身或机身与其他建筑设施之间形成人员通行通道，并利用电控拦挡装置和/或指示装置来控制和/或引导人员按指定方向有序通行的一种出入口控制系统的执行设备。常见的人行通道闸机有摆闸、翼闸、三棍闸、平移闸等多种类型。随着人脸识别技术的广泛应用，这些通道闸机已经风靡于地铁出入口、高铁出入口、办公楼宇及小区的出入口，通常由两台闸机形成一个行人通道。对于开阔的场所，则经常采用多组闸机形成许多通道，其中中间的闸机分别与其左边和右边的闸机构成左右两个通道。正常情况下，人员可通过闸机的人脸识别装置、刷卡或指纹识别进行身份验证合法后，闸机门翼开启，人员即可通过闸机通道，通过后闸机门翼自动关门，并等待下一个人的到达与身份验证。但是，在实际使用时往往会遇到行人携带行李、牵带儿童等情况，甚至还出现恶意地多人尾随的情况，为了确保通行安全，就需要闸机能够准确检测出行人的通行状态。

现有技术中，通常采用红外对射技术检测行人通行状态，即从一侧通道的红外发射模块发出一定波长的激光，另外一侧通道对直位置安装的红外接收模块来接收激光。若这个光路没有被遮挡，则红外接收模块应该可以收到红外发射模块发送的激光；若这个光路被行人或物体挡住，则红外接收模块不会收到所发送来的激光，据此简单地认为有行人或物体通过。此外，为增加感应区域和检测分辨率，现有技术通常在两边闸机的上层及下层分别平行地布局多达6至12对以上、甚至部分产品使用64对的发射与接收模块。这种行人通行状态的检测方式至少存在以下不足：

一、如果闸机上配对安装的发射与接收模块较少，则会导致空档区域太多，检测精度不高；但如果配对安装的发射与接收模块太多，则会导致相邻模块之间的光斑干扰产生误报，且安装过多的这种模块要求在闸机结构上开出相应的孔状或条状的透光窗口，不仅成本较高，还严重影响着闸机的美观，这些模块的连接电缆也使得闸机内部拥挤或混乱，电磁兼容性能差，导致产品的可靠性降低。

二、对于每一对发射与接收模块而言，其检测点只能覆盖很小的区域。为此整个闸机需要上下两层密布大量的检测模块，从而导致成本高、线缆量大且不便于维护。

三、即使安装多达上下两层、每层6至12对以上的发射与接收模块，也仅能取到两个检测平面，仍然无法检测中间区域或立体区域，对携带行李等处于这两个检测平面中部的空间无法判断是否有人或物体通过。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种闸机检测方法及系统，用以解决现有闸机检测行人的检测结果准确率低、且成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种闸机检测方法，应用于闸机检测系统，所述闸机检测系统包括闸机、以及安装于所述闸机内的驱动装置和TOF装置，所述驱动装置和所述TOF装置之间通过传动件活动连接；所述方法包括：

控制所述TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动；

在所述TOF装置的移动过程中，实时检测所述闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值；

将所述TOF距离检测值与所述TOF装置对应的有效测量阈值进行比对；所述有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度；

根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象。

另一方面，本申请实施例提供一种闸机检测系统，包括闸机，以及安装于所述闸机内的驱动装置和TOF装置，所述驱动装置和所述TOF装置之间通过传动件活动连接。

采用本发明实施例的技术方案，通过控制闸机检测设备中的TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动，在TOF装置的移动过程中实时检测闸机对应的通道检测区域，以获取TOF距离检测值，并将TOF距离检测值与TOF装置对应的有效测量阈值进行比对，根据比对结果确定通道检测区域内是否存在目标对象。可见，该技术方案只需在闸机中安装活动连接的驱动装置和TOF装置，即可通过驱动装置控制TOF装置移动，从而在移动过程中完成通道检测区域内的检测工作，不仅大大减少检测模块(如传感器)的数量，降低设备成本，使得闸机内的通信线缆更清晰简单，消除多个检测模块之间对射干扰的问题。并且，通过TOF装置的移动使得单个TOF装置的检测面增大，从而增加单个TOF装置的检测覆盖面，提高闸机检测系统的检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一实施例的一种闸机检测设备中驱动装置和TOF装置之间活动连接的示意图；

图2是根据本发明一实施例的一种闸机检测方法的示意性流程图；

图3是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统的场景示意图；

图4是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统的电路原理示意图；

图5是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统中TOF装置的安装结构示意图；

图6是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统中通道检测区域的等效区域示意图；

图7是根据本发明一实施例的一种闸机检测系统的示意性框图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种闸机检测方法及系统，用以解决现有闸机检测行人的检测结果准确率低、且成本较高的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明实施例提供的一种闸机检测方法，应用于闸机检测系统，该闸机检测系统包括闸机、安装在闸机内的驱动装置和TOF(Time of Flight，飞行时间)装置，其中，驱动装置和TOF装置之间通过传动件活动连接。TOF装置包括TOF发射管和TOF接收管，TOF发射管用于发射TOF信号(如近红外光)，TOF接收管用于接收TOF发射管所发射的TOF信号，通过计算TOF信号从发射到接收所用的时长，从而计算出TOF装置测得的距离。

图1是根据本发明一实施例的一种闸机检测系统中驱动装置和TOF装置之间活动连接的示意图。如图1所示，驱动装置可采用无减速箱的微型电机，微型电机具有电机输出轴，TOF装置(包括TOF发射管和TOF接收管)设置在一个电路板上，并通过一活动件和微型电机的电机输出轴活动连接。可选的，如图1所示，传动件为连接杆，驱动装置和TOF装置之间通过连接杆转动连接，驱动装置带动TOF装置在180°左右的区域来回转动，从而实现来回转动。

可选的，传动件为连接杆，驱动装置和TOF装置之间通过连接杆转动连接，驱动装置带动TOF装置在180°左右的区域来回转动，而不是连续的转动，因此该驱动装置控制需包含位置环的控制算法，通常是位置环、速度环和电流环的三环PID控制算法，优选使用FOC矢量算法。这样，驱动装置内可配置有如霍尔传感器或AB正交编码盘等的位置信号采集装置。驱动装置带动的电路板上安装的TOF发射管不断地产生发射光斑，在其传感器IC的有效识别区域内的感应区有目标对象挡住这些光斑，则可以利用TOF飞行时间计算出目标对象距离这个TOF装置的距离。

驱动装置带动包含有TOF发射管和TOF接收管等相关器件的电路板，因此负载很轻。驱动装置可通过单一的通信接口(包括串口、网口等，优选使用串口)输出整个通道检测区域内是否存在目标对象(人/物体)的检测结果数据到上位机设备或通道控制板。驱动装置驱动电路包括PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)驱动电路、电机旋转位置的检测电路和电机绕组电流采样反馈电路。驱动装置可以是直流有刷电机、BLDCM(BrushlessDirect Current Motor,无刷电机)或PMSM(permanent magnet synchronous motor，永磁同步电机)。

需要说明的是，图1所示的闸机检测系统仅实现了一个检测面。由于通道检测区域是一个一定深度或高度的空间，因此为实现整个通道检测区域内的目标对象的检测，可在电路板上安装多个TOF装置，例如在电路板上以不同角度倾斜地安装多个TOF装置，从而实现多个扫描检测面，以使闸机检测设备的检测面能够覆盖整个通道检测区域。

图2是根据本发明一实施例的一种闸机检测方法的示意性流程图。本实施例中，闸机检测方法应用于图1所示的闸机检测系统，如图2所示，该方法包括以下步骤S202-S208：

S202，控制TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动。

预设角度范围为闸机检测设备对应的通道检测区域的角度范围，预设角度范围的设定应使得TOF装置能够扫描整个检测面的通道检测区域。可选的，预设角度范围为TOF装置的起始移动位置和终止移动位置之间的范围，假设TOF装置在起始移动位置和终止移动位置之间的角度范围内来回转动，起始移动位置对应的角度为0°，终止移动位置对应的角度为180°，则预设角度范围可设定为0°～180°，TOF装置的扫描区域即大约为180°的扇形区域。

S204，在TOF装置的移动过程中，实时检测闸机检测系统对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值。

该步骤中，TOF装置在移动过程中，以预设频率或预设时间间隔不断地发射和接收TOF信号，从而根据TOF信号的发射和接收时长计算出通道检测区域内的TOF距离检测值。其中，TOF装置可选择现有的TOF传感器，其测距原理由于是公知技术，因此不再赘述。

S206，将TOF距离检测值与TOF装置对应的有效测量阈值进行比对，有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度。

其中，有效测量阈值可理解为TOF装置的感应区半径，即识别距离。

S208，根据比对结果，确定通道检测区域内是否存在目标对象。

该步骤中，若TOF距离检测值小于TOF装置对应的有效测量阈值，则确定通道检测区域内存在目标对象。反之，若TOF距离检测值大于或等于TOF装置对应的有效测量阈值，则确定通道检测区域内不存在目标对象。

本实施例中，若确定通道检测区域内存在目标对象，则控制闸机开启，以使目标对象通行。可选的，驱动装置可直接控制闸机开启，也可将通道检测区域内是否存在目标对象的检测结果发送给闸机控制器，以使闸机控制器根据检测结果来选择是否控制闸机开启。

TOF装置的安装数量和对检测面的数量需求相关。由本实施例的技术方案可看出，单个TOF装置通过在预设角度范围内移动，能够使单个TOF装置通过扫描形成一个全角度的检测面，因此如果仅需对一个检测面进行检测，则只需在闸机检测系统的一侧闸机中安装一个TOF装置。如果需要对多个检测面进行检测，则只需针对每个检测面分别安装一个TOF装置即可，例如在图1所示的电路板上安装多个TOF装置，每个TOF装置用于检测不同的检测面。每个TOF装置仅需在闸机上开通一个透光区域即可，生产容易，且不影响闸机外观的美观度。实际检测场景中，可根据闸机高度在不同高度上布置多个TOF装置，以实现整个通道检测区域内的目标对象的识别。

因此，采用本发明实施例的技术方案，通过控制闸机检测系统中的TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动，在TOF装置的移动过程中测量闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值，并将TOF距离检测值与TOF装置对应的有效测量阈值进行比对，根据比对结果确定通道检测区域内是否存在目标对象。可见，该技术方案只需在闸机中安装活动连接的驱动装置和TOF装置，即可通过驱动装置控制TOF装置转动，从而在移动过程中完成通道检测区域内的检测工作，不仅大大减少检测模块(如传感器)的数量，降低设备成本，使得闸机内的通信线缆更清晰简单，消除多个检测模块之间对射干扰的问题。并且，通过TOF装置的移动使得单个TOF装置的检测面增大，从而增加单个TOF装置的检测覆盖面，提高闸机检测系统的检测准确度。

图3是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统的场景示意图。本实施例中，驱动装置和TOF装置之间通过连接杆转动连接，驱动装置带动TOF装置在180°左右的区域来回转动。如图3所示，驱动装置安装在某边闸机(如闸机B)的门翼转动中心O的位置，并可以在0°与180°范围(即预设角度范围)内来回转动。TOF装置安装在离驱动装置所在位置“中心O”的半径r上，其在驱动装置的带动下可不断地在0°与180°范围内进行扫描，以检测是否具有TOF距离(如图3所示的距离D)小于TOF装置对应的有效测量阈值，这里所述的“有效测量阈值”可根据闸机的结构尺寸、外型以及在实际安装时选用的闸机门翼尺寸而预先配置的。例如，在安装650mm宽度的闸机门翼时，可确定有效测量阈值为650mm，即检测到距离D小于650mm时视为有目标对象挡住TOF装置。如果安装900mm宽度的闸机门翼时，可确定有效测量阈值为900mm，即检测到距离D小于900mm时视为有目标对象挡住TOF装置。其中，650mm或900mm作为有效测量阈值，可以在产品研发或生产之前就已经验证过，这样就可以在闸机实际使用时经配置软件下发参数告知控制器，当前使用的闸机门翼是650mm或900mm。也可以在安装之后由控制器下达一个自学习命令，执行该命令时确保无人或物体闯入通道检测区域中，则每个TOF装置即可进行一次测量动作，得到对应的无目标对象通过时各自对应的距离，即有效测量阈值。正常使用状态下，若有目标对象进入通道检测区域，则这些TOF装置所发射的激光就被提前返回，即检测到距离D小于TOF装置的有效测量阈值，据此可判断有目标对象进入通道。

图3中安装在闸机B内的这种检测装置，位于闸门门翼转动机构的上方。闸门门翼的转动与TOF装置的来回180°转动是相互独立的。即，闸门门翼的转动是有闸机控制器决定是否需要转动或停止，例如收到行人刷卡或人脸识别身份验证且通道内无人时就启动开门转动闸门门翼；而在通道检测区域内出现人员尾随或反向闯入或故意阻挡门翼时，则暂停闸门门翼转动。而在本实施例中，驱动装置的转动则是由驱动装置内部的处理器CPU决定的，例如自检寻找行程到位开关Ka和Kb，自检完毕后则连续而循环地进行Ka与Kb之间的转动。TOF装置的转动过程中，定期或连续地启动TOF扫描，并在每次得到TOF装置的INT中断信号后，关联此时该装置转动的实际角度θm及本次观察测试的距离D，并确定当前情景下通道检测区域内Xn位置出现目标对象。可以看到，TOF装置的扫描是连续或周期性的，与驱动装置转动过程的“加速-匀速-减速”无关。如果是从Ka向Kb顺时针转动的加速阶段、则对应闸门门翼的左方向入口的检测区域，该加速阶段的TOF采样周期的点数较多；在达到匀速(最高速度)阶段时处于正面对应门翼中部的位置，此时TOF采样周期的点数较少。同样地，如果是从Kb向Ka的逆时针转动的加速阶段，则对应闸门门翼的右方向入口的检测区域，该加速阶段的TOF采样周期的点数较多；在达到匀速(最高速度)阶段时处于正面对应门翼中部的位置，此时TOF采样周期的点数较少。

图4是根据本发明一实施例中的一种闸机检测系统的电路原理示意图。

其中，上位机系统(通道控制板)即闸机控制器，用于根据闸机检测系统传输的检测结果决定是否控制闸机开启。闸机检测系统中的TOF装置为TOF传感器芯片，闸机检测系统的处理器CPU设置于电机内，具有电机驱动PWM输出功能、ADC(Analog to DigitalConverter，模数变换器)采集功能、正交QEI(正交编码器接口)解码功能和电平采集功能。其PWM输出信号用来控制CPU外部的“H桥驱动”电路，“H桥驱动”电路通常是MOSFET管或IGBT管组成的电路，而电机绕组的电流也可以从该H桥驱动电路的下桥采样电阻中得到，并经过滤波放大电路送到CPU进行ADC采集。驱动装置(图4中以电机M示出)可以选用带AB(AddressBus，地址总线)信号的编码盘，其信号经过CPU的“正交QEI解码”模块得到电机实时位置脉冲信号；或者是三相UVW霍尔传感器，经电平处理送到CPU得到电机实时位置扇区信号。CPU内部的电机驱动算法由位置环PI、速度环PID、电流环PID实现，还可以使用先进的矢量FOC算法。图4中的“目标位置”是电机驱动算法的位置环指令，该位置环指令可以是不断地来回摆动，即“目标位置”＝0°->180°->0°的循环。

图4中的处理器CPU一般通过I2C或SPI接口进行TOF传感器芯片的配置与实时测量，以驱动激光发射管发出激光、并从激光接收管检测返回的信号时延，计算其TOF距离。例如Renesas的ISL29501采用I2C通信接口，需要外置激光发射管和激光接收管，测量数据有效时产生一个中断信号INT通知CPU。CPU在这个中断处理程序中由I2C接口读取本次扫描得到的TOF距离D。实际使用中，可以根据芯片特征及感应距离和角度范围而选择芯片，并依据芯片是否内置激光发射管和激光接收管而决定电路板布局。这些芯片一般都具有单纯扫描与连续扫描的模式。优选使用连续扫描模式，扫描时间间隔可通过实测而选择尽量短的时间，以实现更精细的测量。

假设图4中所述的电机M在预设角度范围(如0°∽180°范围)内来回转动。具体实现是这样的：在电路板上布局2个行程开关A和B。电机M在来回转动过程中触及这2个开关时，会产生Ka或Kb的电平跳变信号。闸机检测系统在上电后，CPU完成硬件初始化后启动自检流程，驱动电机M带着含有到位检测钩子的电路板先顺时针转动，转动到达到位开关B所在位置时，产生Kb电平跳变信号，此时触发CPU视本位置作为“起始转动位置”并暂停电机转动。此时CPU清除累计的正交编码器的“圈数Rounds”和“圈内计数CountInRound”；或者清除霍尔传感器的“扇区计数SectorCount”。之后，CPU驱动电机M逆时针转动，正常到达行程开关A时应触发Ka产生电平跳变信号。Ka跳变的处理程序判断累计的正交编码器的“圈数Rounds”和“圈内计数CountInRound”，或霍尔传感器的“扇区计数SectorCount”。可根据所使用的电机M的参数(如正交编码器的一圈脉冲数pp、霍尔传感器的一圈扇区数s、电机极对数、电机减速比n)计数出本次累计的转动角度是否达到期望的角度。这个“期望的角度”是指这2个行程开关在电路板上的布局夹角，并允许一定的安装误差范围。优选在电路板布局时使得它们相距180°的夹角，以实现闸机完整的通道检测区域。当然，也可以选择其他角度作为“期望的角度”。这样，CPU若判断到自检过程出现大于或少于这个“期望的角度”、并结合是否转动过程中的电机绕组超过正常运行电流，可判断出行程开关及电机M是否正常。自检完成后，则可以自动切换到连续地、循环地从“行程开关B位置逆时针转动该期望角度--->到达行程开关A--->顺时针转动期望角度--->到达行程开关B”。电机驱动算法中的速度环PID也使得这种来回转动具有平滑的“加速---匀速---减速”的转动轨迹。也就是说，在“行程开关B位置逆时针启动位置环转动该期望角度--->到达行程开关A”的一个转动过程中，是从“行程开关B位置”开始加速，转动一定角度后达到匀速，并在接近“到达行程开关A”时逐渐减速到零速。同样地，在“行程开关A位置启动位置环顺时针转动该期望角度--->到达行程开关B”的一个转动过程中，是从“行程开关A位置”开始加速，转动一定角度后达到匀速，并在接近“到达行程开关B”时逐渐减速到0。

下面基于图3所示的闸机检测场景以及图4所示的闸机检测系统的电路原理，详细说明如何检测通道检测区域内是否存在目标对象。

在一个实施例中，预设角度范围包括起始移动位置和终止移动位置之间的范围。TOF装置包括设置在起始移动位置处的起点到位开关以及设置在终止移动位置处的终点到位开关。其中，起点到位开关在被触发时产生第一电平跳变信号，终点到位开关在被触发时产生第二电平跳变信号。

本实施例中，驱动装置在控制TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动之前，可先自动检测出起始移动位置和终止移动位置。具体的，驱动装置控制TOF装置在预设角度范围内移动，并在TOF装置的移动过程中监测是否接收到电平跳变信号。当监测到第一电平跳变信号时，确定TOF装置的当前移动位置为起始移动位置；当监测到第二电平跳变信号时，确定TOF装置的当前移动位置为终止移动位置。

在一个实施例中，驱动装置内安装有位置传感器，位置传感器在TOF装置的移动过程中移动。位置传感器可以是霍尔传感器或正交编码传感器。

可选的，驱动装置和TOF装置之间通过连接杆转动连接，驱动装置带动TOF装置在预设角度范围内来回转动。在TOF装置的转动过程中，驱动装置采集位置传感器的位置关联信息，其中，位置关联信息可包括以下至少一项：位置传感器输出的位置脉冲信号的脉冲数、位置传感器的转动圈数、位置传感器的实时位置扇区计数。在TOF装置转动到终止转动位置(即终止移动位置)时，将记录的位置关联信息清零。若位置传感器采用霍尔传感器，则位置关联信息包括霍尔传感器的实时位置扇区计数；若位置传感器采用正交编码传感器，则位置关联信息包括正交编码传感器输出的位置脉冲信号的脉冲数和正交编码传感器的转动圈数。

本实施例中，当TOF装置检测到目标对象时，可根据此时所采集的位置传感器的位置关联信息，确定TOF装置相对于起始转动位置(即起始移动位置)的转动角度。

以驱动装置为带有正交编码器的无刷电机为例。无刷电机的正交编码器一圈输出m个脉冲，电机减速比1:n。该正交编码器一圈可输出4倍的正交脉冲，即处理器的“正交QEI解码”可以得到4m个脉冲，其对应驱动装置转动的转动角度是(1/n)*360°。驱动装置带动TOF装置转动到到位开关Kb位置时，会清除CPU对应的正交编码器的“圈数Rounds”和“圈内计数CountInRound”；而随着从Kb向Ka逆时针转动，这些正交编码器的“圈数Rounds”和“圈内计数CountInRound”会不断地累计计算。每次“圈内计数CountInRound”累计到4m个脉冲时，“圈内计数CountInRound”清零、并使“圈数Rounds”加1。这样可以在TOF装置检测到距离D时所产生的中断INT处理程序中，用实时的“圈数Rounds”和“圈内计数CountInRound”计算出当前所处于的转动角度θm，如以下公式(1)所示：

需要说明的是，如果行程开关Kb在实际安装或电路板布局时，并不与X轴的0°重合，则可对上面公式(1)进行补偿。

在一个实施例中，驱动装置带动TOF装置在预设角度范围内来回转动，当确定通道检测区域内存在目标对象时，可确定TOF装置相对于起始转动位置(即起始移动位置)的转动角度；进而可根据该TOF装置的转动角度，确定目标对象相对于闸机检测系统的位置信息，该位置信息包括目标对象与闸门之间的距离(如垂直距离)。进而根据目标对象相对于闸机检测系统的位置信息，生成闸机检测系统的检测结果。其中，检测结果包括通道监测区域内是否存在目标对象，若通道监测区域内存在目标对象，则检测结果还可包括目标对象的位置信息。

仍以图3所示的闸机检测系统场景图为例。以电机M所在位置“中心O”为坐标原点，以平行于通道检测区域的水平方向为x轴建立坐标轴，假定OD处于TOF装置的中心轴角度。Xn表示目标对象与闸门之间的距离，即目标对象对应的横坐标；D表示检测到目标对象时TOF装置测得的TOF距离检测值，即目标对象和坐标原点之间的距离；r表示TOF装置在电路板上布局时、距离转动中心的半径，即TOF装置和坐标原点之间的距离；θm表示TOF装置测得TOF距离检测值D时、TOF装置的转动角度，即驱动装置驱动位置环的实时角度。目标对象与闸门之间的距离可通过以下公式(2)表示：

Xn＝(D+r)*cos(θm) (2)

其中，TOF装置的转动角度θm的计算方式已在上述实施例中详细说明，此处不再赘述。

在一个实施例中，驱动装置将检测结果发送至闸机控制器，由闸机控制器根据检测结果来选择是否控制闸机开启。由于存在不同高度、不同大小的目标对象进入通道检测区域，因此在不同检测面的不同检测区会分别识别到这些状态，这样我们至少可以得到多维的识别数据(包括哪个/些检测面、哪个/些检测区、识别到不同距离变化的状态等)。如果把这种多维数据动态地发送给闸机控制器，则无形地增加闸机控制器的压力。目前，绝大多数的闸机控制器接收的是基于一定数量的红外对射挡住或未挡住状态的简单数据，即闸机控制器的接口仅能识别一定数量的红外对射状态结果，例如6～12对红外对射管的红外对射状态结果，因此为使这种闸机控制器的接口能够识别检测结果，可将检测结果转换为等效于一定数量的红外对射状态结果。

具体的，预先将通道检测区域划分为多个子区域，即，将每个检测面的TOF装置对应的检测结果，按照TOF装置的感应区的中轴线映射为普通红外对射接口相应的序号n。若检测到通道检测区域内存在目标对象，则在生成闸机检测系统的检测结果时，可先确定各子区域分别对应的与闸门之间的距离范围，然后根据各子区域分别对应的距离范围，确定目标对象对应的位置信息所对应的第一距离范围，并确定第一距离范围对应的第一子区域。进而确定并生成闸机检测系统的检测结果，该检测结果包括：第一子区域内的TOF信号被目标对象遮挡，并确定多个子区域中、除第一子区域之外的第二子区域内的TOF信号未被目标对象遮挡。

在一个实施例中，TOF装置包括多个TOF传感器，各TOF传感器在移动过程中，分别通过收发TOF信号形成各自对应的检测面，且各检测面相对于地面的高度和/或倾斜角度不同。

假设在闸机检测系统中安装有3组TOF传感器，如图5所示的传感器1组、传感器2组和传感器3组，每组传感器分别对应检测面1、检测面2和检测面3。其中，传感器1组以一定角度倾斜安装，以使其对应的检测面1为斜向上的检测面，用于识别较高的目标对象；传感器2组水平安装，以使其对应的检测面2为与水平线平行的检测面，用于识别普通高度的目标对象；传感器3组以一定角度倾斜安装，以使其对应的检测面3为斜向下的检测面，用于识别较矮或较小的目标对象，从而实现上、中、下的扫描检测面。这种安装方式能够使闸机检测系统的检测面覆盖整个通道检测区域。

本实施例中，将TOF距离检测值与TOF装置对应的有效测量阈值进行比对时，可分别将各检测面对应的TOF距离检测值与有效测量阈值进行，得到多组比对结果。这样，在确定通道检测区域内是否存在目标对象时，可分别判断各组比对结果中是否存在小于有效测量阈值的TOF距离检测值。若比对结果为至少一个检测面对应的TOF距离检测值小于有效测量阈值，则确定该至少一个检测面内存在目标对象。

需要说明的是，图5仅是示意性地给出了3个不同安装角度的电路板，在闸机结构允许的情况下，还可安装更多不同角度或不同高度的TOF装置，从而对通道检测区域的扫描更加细致。应理解，由于微型电机的重量很轻，因此即使安装多个检测面的TOF装置，其整体重量仍然很轻。

可选的，通道检测区域为矩形区域。如图6所示，假设通道检测区域被划分为12个子区域，各子区域分别对应各自的与闸门之间的距离范围，即想要将检测结果等效为12对红外对射管的红外对射状态结果。由图6可看出，检测出的目标对象位于位置D处，由于位置D落入子区域1内，即目标对象与闸门之间的距离Xn位于子区域1对应的距离范围内，因此检测结果可等效为子区域1内的TOF信号被目标对象遮挡，即等效为安装在子区域1内的红外对射管的红外信号被目标对象遮挡。

以1表示TOF信号被目标对象遮挡，以0表示TOF信号未被目标对象遮挡。表1示意性地示出一种检测结果的结构化数据。

表1

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													检测面1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1
检测面2	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
													检测面3	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

由表1可看出，安装在子区域1内的红外对射管1的3个检测面都有阻挡、安装在子区域2内的红外对射管2的检测面2、检测面3有阻挡；安装在子区域11内的红外对射管11的检测面1有阻挡；安装在子区域12内的红外对射管12的检测面1和检测面2有阻挡；其他均无阻挡。

需要说明的是，上述实施例中所说的安装在子区域n内的红外对射管，均指的是等效安装，实际应用中并不需要在闸机内安装红外对射管。

本实施例中，通过将检测结果转换为等效于一定数量的红外对射状态结果，使得闸机检测系统的兼容性好，对闸机控制器的性能需求小，能够适用于市面上绝大多数的闸机检测场景。

在一个实施例中，可将表1所示的这种数据、尤其是bit位的数据，进一步精简为byte结构化数据，作为上传给闸机控制板的通信接口，从而使闸机控制板快速方便地处理通道检测区域是否有目标对象通过。

综上，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。

以上为本申请实施例提供的闸机检测方法，基于同样的思路，本申请实施例还提供一种闸机检测系统。

图7是根据本发明一实施例的一种闸机检测系统的示意性框图，如图7所示，所述闸机检测系统包括闸机700、以及安装于所述闸机700内的驱动装置710和TOF装置720，所述驱动装置710和所述TOF装置720之间通过传动件730活动连接。在一个实施例中，所述TOF装置720在所述驱动装置710的驱使下，在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动。

在一个实施例中，所述TOF装置720包括：

TOF传感器，用于实时检测所述闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值；

处理器，用于将所述TOF传感器获取的TOF距离检测值与所述TOF装置720对应的有效测量阈值进行比对；所述有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度，根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象。

在一个实施例中，所述预设角度范围包括起始移动位置和终止移动位置之间的范围；

所述TOF装置720还包括：设置在所述起始移动位置处的起点到位开关以及设置在所述终止移动位置处的终点到位开关；所述起点到位开关在被触发时产生第一电平跳变信号，所述终点到位开关在被触发时产生第二电平跳变信号；

所述处理器，还用于在所述TOF装置720的移动过程中，确定监测到所述第一电平跳变信号时、所述TOF装置720的当前移动位置为所述起始移动位置，确定监测到所述第二电平跳变信号时、所述TOF装置720的当前移动位置为所述终止移动位置.

在一个实施例中，所述传动件730为连接杆；所述驱动装置710和所述TOF装置720之间通过所述连接杆转动连接；

所述处理器，还用于当确定所述通道检测区域内存在目标对象时，确定所述TOF装置720相对于所述起始移动位置的转动角度；根据所述转动角度，确定所述目标对象相对于所述闸机检测系统的位置信息；所述位置信息包括所述目标对象与闸门之间的距离；根据所述位置信息，生成所述闸机检测系统的检测结果。

在一个实施例中，所述驱动装置710还包括：

位置传感器，在所述TOF装置720的转动过程中转动，用于在所述TOF装置720的转动过程中，采集所述位置传感器的位置关联信息；所述位置关联信息包括以下至少一项：所述位置传感器输出的位置脉冲信号的脉冲数、所述位置传感器的转动圈数、所述位置传感器的实时位置扇区计数。

在一个实施例中，所述处理器，还用于获取所述位置传感器采集到的所述位置关联信息；在所述TOF装置720转动到所述终止移动位置时，将记录的所述位置关联信息清零；根据所述位置传感器的所述位置关联信息，确定所述TOF装置720相对于所述起始移动位置的转动角度。

在一个实施例中，所述处理器，还用于若所述TOF距离检测值小于所述TOF装置720对应的所述有效测量阈值，则确定所述通道检测区域内存在所述目标对象。

在一个实施例中，所述通道检测区域包括多个子区域；

所述处理器，还用于确定各所述子区域分别对应的与所述闸门之间的距离范围；根据各所述子区域分别对应的所述距离范围，确定所述位置信息对应的第一距离范围，以及，确定所述第一距离范围对应的第一子区域；确定并生成所述闸机检测系统的检测结果；所述检测结果包括：所述第一子区域内的TOF信号被所述目标对象遮挡，并确定所述多个子区域中、除所述第一子区域之外的第二子区域内的TOF信号未被所述目标对象遮挡。

在一个实施例中，所述TOF装置720包括多个所述TOF传感器；各所述TOF传感器在移动过程中，分别通过收发TOF信号形成各自对应的检测面；各所述检测面相对于地面的高度和/或倾斜角度不同；

所述处理器，还用于分别将各所述检测面对应的所述TOF距离检测值与所述有效测量阈值进行比对；若比对结果为至少一个所述检测面对应的所述TOF距离检测值小于所述有效测量阈值，则确定该至少一个所述检测面内具有所述目标对象。

TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720TOF装置720

采用本发明实施例的闸机检测系统，通过在闸机中安装活动连接的驱动装置和TOF装置，即可通过驱动装置控制TOF装置移动，从而在移动过程中完成通道检测区域内的检测工作，不仅大大减少检测模块(如传感器)的数量，降低设备成本，使得闸机内的通信线缆更清晰简单，消除多个检测模块之间对射干扰的问题。并且，通过TOF装置的移动使得单个TOF装置的检测面增大，从而增加单个TOF装置的检测覆盖面，提高闸机检测系统的检测准确度。

本领域的技术人员应可理解，上述实施例中的闸机检测系统能够用来实现前文所述的闸机检测方法，其中的细节描述应与前文方法部分描述类似，为避免繁琐，此处不另赘述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种闸机检测方法，其特征在于，应用于闸机检测系统，所述闸机检测系统包括闸机、以及安装于所述闸机内的驱动装置和TOF装置，所述驱动装置和所述TOF装置之间通过传动件活动连接；所述方法包括：

控制所述TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动；

在所述TOF装置的移动过程中，实时检测所述闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值；

将所述TOF距离检测值与所述TOF装置对应的有效测量阈值进行比对；所述有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度；

根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象；

所述预设角度范围包括起始移动位置和终止移动位置之间的范围；所述TOF装置包括设置在所述起始移动位置处的起点到位开关以及设置在所述终止移动位置处的终点到位开关；所述起点到位开关在被触发时产生第一电平跳变信号，所述终点到位开关在被触发时产生第二电平跳变信号；

所述控制所述TOF装置在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动之前，所述方法还包括：

控制所述TOF装置在所述预设角度范围内移动；

在所述TOF装置的移动过程中，确定监测到所述第一电平跳变信号时、所述TOF装置的当前移动位置为所述起始移动位置，确定监测到所述第二电平跳变信号时、所述TOF装置的当前移动位置为所述终止移动位置；

所述传动件为连接杆；所述驱动装置和所述TOF装置之间通过所述连接杆转动连接；所述方法还包括：

当确定所述通道检测区域内存在目标对象时，确定所述TOF装置相对于所述起始移动位置的转动角度；

根据所述转动角度，确定所述目标对象相对于所述闸机检测系统的位置信息；所述位置信息包括所述目标对象与闸门之间的距离；

根据所述位置信息，生成所述闸机检测系统的检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动装置内安装有位置传感器，所述位置传感器在所述TOF装置的转动过程中转动；

所述方法还包括：

在所述TOF装置的转动过程中，采集所述位置传感器的位置关联信息；所述位置关联信息包括以下至少一项：所述位置传感器输出的位置脉冲信号的脉冲数、所述位置传感器的转动圈数、所述位置传感器的实时位置扇区计数；

在所述TOF装置转动到所述终止移动位置时，将记录的所述位置关联信息清零；

所述确定所述TOF装置相对于所述起始移动位置的转动角度，包括：

根据所述位置传感器的所述位置关联信息，确定所述TOF装置相对于所述起始移动位置的转动角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比对结果，确定所述闸机检测系统对应的通道检测区域内是否存在目标对象，包括：

若所述TOF距离检测值小于所述TOF装置对应的所述有效测量阈值，则确定所述通道检测区域内存在所述目标对象。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通道检测区域包括多个子区域；

所述根据所述位置信息，生成所述闸机检测系统的检测结果，包括：

确定各所述子区域分别对应的与所述闸门之间的距离范围；

根据各所述子区域分别对应的所述距离范围，确定所述位置信息对应的第一距离范围，以及，确定所述第一距离范围对应的第一子区域；

确定并生成所述闸机检测系统的检测结果；所述检测结果包括：所述第一子区域内的TOF信号被所述目标对象遮挡，并确定所述多个子区域中、除所述第一子区域之外的第二子区域内的TOF信号未被所述目标对象遮挡。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TOF装置包括多个TOF传感器；各所述TOF传感器在移动过程中，分别通过收发TOF信号形成各自对应的检测面；各所述检测面相对于地面的高度和/或倾斜角度不同；

所述将所述TOF距离检测值与所述TOF装置对应的有效测量阈值进行比对；根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象，包括：

分别将各所述检测面对应的所述TOF距离检测值与所述有效测量阈值进行比对；

若比对结果为至少一个所述检测面对应的所述TOF距离检测值小于所述有效测量阈值，则确定该至少一个所述检测面内具有所述目标对象。

6.一种闸机检测系统，其特征在于，包括闸机，以及安装于所述闸机内的驱动装置和TOF装置，所述驱动装置和所述TOF装置之间通过传动件活动连接；

所述TOF装置在所述驱动装置的驱使下，在预设角度范围内、按照预设移动方式进行移动；

所述TOF装置包括：

TOF传感器，用于实时检测所述闸机对应的通道检测区域，获取TOF距离检测值；

处理器，用于将所述TOF传感器获取的TOF距离检测值与所述TOF装置对应的有效测量阈值进行比对；所述有效测量阈值大于或等于闸机的通道宽度，根据比对结果，确定所述通道检测区域内是否存在目标对象；

所述预设角度范围包括起始移动位置和终止移动位置之间的范围；

所述TOF装置还包括：设置在所述起始移动位置处的起点到位开关以及设置在所述终止移动位置处的终点到位开关；所述起点到位开关在被触发时产生第一电平跳变信号，所述终点到位开关在被触发时产生第二电平跳变信号；

所述处理器，还用于在所述TOF装置的移动过程中，确定监测到所述第一电平跳变信号时、所述TOF装置的当前移动位置为所述起始移动位置，确定监测到所述第二电平跳变信号时、所述TOF装置的当前移动位置为所述终止移动位置；

所述传动件为连接杆；所述驱动装置和所述TOF装置之间通过所述连接杆转动连接；

所述处理器，还用于当确定所述通道检测区域内存在目标对象时，确定所述TOF装置相对于所述起始移动位置的转动角度；根据所述转动角度，确定所述目标对象相对于所述闸机检测系统的位置信息；所述位置信息包括所述目标对象与闸门之间的距离；根据所述位置信息，生成所述闸机检测系统的检测结果。

7.根据权利要求6所述的闸机检测系统，其特征在于，所述驱动装置还包括：

位置传感器，在所述TOF装置的转动过程中转动，用于在所述TOF装置的转动过程中，采集所述位置传感器的位置关联信息；所述位置关联信息包括以下至少一项：所述位置传感器输出的位置脉冲信号的脉冲数、所述位置传感器的转动圈数、所述位置传感器的实时位置扇区计数。

8.如权利要求7所述的闸机检测系统，其特征在于，

所述处理器，还用于获取所述位置传感器采集到的所述位置关联信息；在所述TOF装置转动到所述终止移动位置时，将记录的所述位置关联信息清零；根据所述位置传感器的所述位置关联信息，确定所述TOF装置相对于所述起始移动位置的转动角度。

9.根据权利要求6所述的闸机检测系统，其特征在于，所述处理器，还用于若所述TOF距离检测值小于所述TOF装置对应的所述有效测量阈值，则确定所述通道检测区域内存在所述目标对象。

10.根据权利要求6所述的闸机检测系统，其特征在于，所述通道检测区域包括多个子区域；

所述处理器，还用于确定各所述子区域分别对应的与所述闸门之间的距离范围；根据各所述子区域分别对应的所述距离范围，确定所述位置信息对应的第一距离范围，以及，确定所述第一距离范围对应的第一子区域；确定并生成所述闸机检测系统的检测结果；所述检测结果包括：所述第一子区域内的TOF信号被所述目标对象遮挡，并确定所述多个子区域中、除所述第一子区域之外的第二子区域内的TOF信号未被所述目标对象遮挡。

11.根据权利要求6所述的闸机检测系统，其特征在于，所述TOF装置包括多个所述TOF传感器；各所述TOF传感器在移动过程中，分别通过收发TOF信号形成各自对应的检测面；各所述检测面相对于地面的高度和/或倾斜角度不同；

所述处理器，还用于分别将各所述检测面对应的所述TOF距离检测值与所述有效测量阈值进行比对；若比对结果为至少一个所述检测面对应的所述TOF距离检测值小于所述有效测量阈值，则确定该至少一个所述检测面内具有所述目标对象。