CN201886508U

CN201886508U - 红外人体运动识别计数装置

Info

Publication number: CN201886508U
Application number: CN2010206471528U
Authority: CN
Inventors: 王雷; 季园园
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-12-06

Abstract

本实用新型是一种用于识别单人进出或者双人进出的红外人体运动识别计数装置，包括了红外传感器模块、信号转换模块、信号处理模块、显示输出模块；红外传感器模块由6个红外传感器组成，2个红外传感器一组，分为三组，一组安装在门的一侧，其他两组安装在门顶部的两侧附近，当人经过时，红外传感器感应到并使得输出的电信号发生变化，根据这6个信号的变化顺序就可以判断是单人进出还是双人进出，并识别出每个人进出的方向，再根据判断的结果计数并显示输出。该装置应用于一些需要统计人数的场合，如教室、办公室、公交车、超市等，应用前景广泛，具有比较大的市场潜力和实用价值。

Description

红外人体运动识别计数装置

技术领域

本实用新型涉及一种人体运动识别计数装置。

背景技术

实际生活中的很多时候都需要对室内或一定封闭空间内的人数进行统计，如：实时统计和监控公交车上的乘客数，及时发出警报防止超载；实时统计和监控超市的顾客客流量，对超市的发展和决策具有一定指导意义；实时统计和监控公园的游客数，防止过度拥挤等等。

其中一种人数统计方法就是使用一对红外传感器构成计数装置，安装于出入口附近，利用两个红外传感器产生人体感应时信号改变的先后顺序来判别人体的运动方向，从而实现计数功能。

该计数装置中常用的红外传感器分为两种：一种是热释电红外传感器，它能以非接触形式被动检测出人体辐射的红外线能量变化，并将其转换成电压信号输出。它不需要发射源，并采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。另一种是反射式红外传感器，它是一种一体化的红外线发射、接收器件，可以以非接触形式检测出前方一定范围内的人体或物体。

由这两种红外传感器的原理可知，上述计数装置在使用中有一个很大的缺点，即只能识别单人进出时的运动方向，无法识别两人同时进出时的运动方向。一旦两人同时进出，其中一人将另一人遮挡，这种装置就无法分辨出两个人及其运动方向。而目前我国房屋门的宽度通常为70厘米～150厘米，人体的宽度一般为35厘米～60厘米，因此通常可以容纳两人同时进出，所以这种计数装置的实用价值并不高。

发明内容

为了克服现有技术不能识别两人同时运动的不足，本实用新型提供一种红外运动识别计数装置，它不但可以解决单人进出的运动识别计数问题，而且可以解决双人同时进出的运动识别计数问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括红外传感器模块、信号转换模块、信号处理模块和显示输出模块。

红外传感器模块由6个红外传感器组成，分为3组，每组2个红外传感器。每组分别安装在门的不同位置。第1组安装在门的一侧，两个红外传感器分别前后间隔5～10厘米，安装在距离地面高1～1.5米的位置，如果考虑儿童，应适当降低高度。第2组的两个红外传感器前后间隔5～10厘米，安装在门顶部左侧，与左侧边缘的距离大概为整个门宽度的5％-20％左右。第3组的两个红外传感器前后间隔5～10厘米，安装在门顶部右侧，与右侧边缘的距离大概为整个门宽度的5％-20％左右。第2组和第3组应沿着门的中轴线对称。如果是单扇门或者比较狭窄的门，第2组和第3组应离两侧边缘近一些。如果是双扇门或者比较宽阔，第2组和第3组应离两侧边缘远一些。第2组和第3组之间的距离应大于1个人的宽度，小于两个人的宽度。第1组两个红外传感器之间的间隔应小于第2组和第3组两个红外传感器之间的间隔。实际应用中应根据门的具体尺寸微调。

当人经过时，红外传感器感应到并使得输出的电信号发生变化。信号转换模块将红外传感器传回的模拟信号放大并转换成数字信号，信号处理模块处理转换后的数字信号，通过6个数字信号变化的顺序，判断是单人通过还是双人并排通过，并识别每个人的运动方向，并对判断结果进行计数。显示输出模块部分显示处理的结果。

其中信号转换模块判断识别的原理是：(1)先判断是否双人进出：即先判断第2组和第3组信号是否同时变化。如果同时变化，则说明是双人进出，此时分别根据第2组和第3组信号的变化顺序识别出每个人的运动方向。(2)再判断是否单人进出：如果第2组和第3组没有同时变化，则判断三组信号哪组先发生变化。如果第1组先发生变化，说明是单人中轴线进出，根据第1组信号的变化顺序识别运动方向。如果是第2组或第3组信号先发生变化，说明是单人单侧进出，再根据该组信号变化顺序识别运动方向。

本实用新型的有益效果是，不但解决单人进出的运动识别计数问题，而且解决了双人同时进出的运动识别计数问题，适用于室内人数统计场合。本装置使用简单，价格低廉，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本装置的电路原理框图；

图2为本装置的红外传感器部分的安装图；

图3为本装置的红外传感器部分的俯视图。

图中，a、b、c、d、e、f分别为6个红外传感器，共分3组，a和b为第1组，c和d为第2组，e和f为第3组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

在图1中，给出了整个装置的结构框图。整个装置的电路由4个模块构成。其中，红外传感器模块由6个红外传感器组成，每2个分为1组，共分为3组。每组分别安装在门的不同位置，并同时传回6个电信号。

在图2中，给出了3组红外传感器的安装位置。门为双扇门，宽度为120厘米。第1组红外传感器a和b分别前后间隔5厘米，安装在距离地面1米的位置。第2组红外传感器c和d前后间隔8厘米，安装在门顶部左侧，距离左侧边缘12厘米。第3组红外传感器c和d前后间隔8厘米，安装在门顶部右侧，距离右侧边缘12厘米。第2组和第3组沿着中轴线对称。第2组和第3组之间的距离为96厘米。第1组两个红外传感器之间的间隔小于第2组和第3组两个红外传感器之间的间隔。

在图3中，给出了运动判断机制的原理图。当没有人经过时，传感器输出的电信号保持不变；当传感器感应到人时，该传感器中输出的电信号会发生变化(以下简称该传感器发生变化)。对于单人进出或双人同时进出，一共有10种进出方式：

(1)单人进出：

单人进出时，只需要考虑1组红外传感器的变化。

①当单人走左侧区域进入时：c先变化，然后d变化。即变化的顺序是c→d。虽然a和b也发生变化，但不用考虑。

②当单人走左侧区域走出时：d先变化，然后c变化。即变化的顺序是d→c。同样不用考虑a和b。

③当单人走右侧区域进入时：e先变化，然后f变化。即变化的顺序是e→f。同样不用考虑a和b。

④当单人走右侧区域走出时：f先变化，然后e变化。即变化的顺序是f→e。同样不用考虑a和b。

⑤当单人走中轴线附近走进时：c、d、e、f无变化，a先变化，然后b变化。即变化的顺序是a→b。

⑥当单人走中轴线附近走出时：c、d、e、f无变化，b先变化，然后a变化。即变化的顺序是b→a。

(2)两人同时进出：

两人同时进出时，不用考虑a和b红外传感器的变化。两人同时进/出，则一人必须走左侧区域，另一位人必须走右侧区域。

⑦当两人同时走进时：c和e同时先变化，然后d和f同时变化。即变化顺序是c→d和e→f。

⑧当两人同时走出时：d和f同时先变化，然后c和e同时变化。即变化顺序是d→c和f→e。

⑨当一人左侧进一人右侧出时：c和f同时先变化，然后d和e同时变化。即变化顺序c→d和f→e。

⑩当一人左侧出一人右侧进时：d和e同时先变化，然后c和f同时变化。即变化顺序d→c和e→f。

10种进出方式，因此得到10种信号变化的顺序，如表1所示：

表1

序号	运动方式	信号变化顺序
			①	单人左侧进	c→d
②	单人左侧出	d→c
			③	单人右侧进	e→f
④	单人右侧出	f→e
			⑤	单人中轴线进	a→b
⑥	单人中轴线出	b→a
			⑦	两人同时进	c→d和e→f

⑧	两人同时出	d→c和f→e
			⑨	左侧进右侧出	c→d和f→e
⑩	左侧出右侧进	d→c和e→f

在图1中，信号转换模块由两部分组成，信号放大部分和模/数转换部分。由于传感器输出的电信号十分微弱，需要在信号放大部分将点信号放大并去除毛刺。由于此时的电信号是模拟信号，所以再通过模/数转换部分将点信号转变成数字信号，传给信号处理模块。

在图1中，信号处理模块也分为信号处理部分和计数器部分。信号处理模块接收初始化完成的6个数字信号。信号处理部分通过这6个信号的变化情况判断是单人经过还是双人同时经过，并识别每个人的运动方向。根据表1可知，一共有10种进出的方式，因此有10种信号变化顺序。信号处理部分的判断识别步骤如下：

(1)先判断是否双人进出：即先判断第2组和第3组信号是否同时变化。如果同时变化，则说明是双人进出，即表1中的⑦⑧⑨⑩四种情况；屏蔽掉第1组信号，然后根据表1中信号的变化顺序判断出每个人是进入还是出去。

(2)再判断是否单人进出：即判断第1组、第2组、第3组信号哪组先发生变化。如果第1组先发生变化，说明是单人中轴线进出，即表1中的⑤⑥两种情况；屏蔽掉第2组和第3组信号，同样再判断出是进入还是出去。如果是第2组或第3组信号先发生变化，说明是单人单侧进出，即表1中的①②③④四种情况；同样再判断出是进入还是出去。

(3)判断完成后，返回步骤(1)。

此外信号处理模块中还包含了计数器，开始时计数器重置为0，当判断一个人进入时，计数器加1，当判断一个人出去时，计数器减1，计数器的值就是室内的人数。

显示输出模块可以通过LCD将人数值显示出来，提供参考。

Claims

1.一种用于识别单人进出或者双人进出的红外人体运动识别计数装置，其特征在于：包括了红外传感器模块、信号转换模块、信号处理模块、显示输出模块；红外传感器模块感应人体并使得输出的电信号发生变化；信号转换模块将红外传感器传回的电信号放大去除毛刺并转换成数字信号；信号处理模块处理转换后的数字信号，判断是单人通过还是双人并排通过，并识别每个人的运动方向，根据判断的结果计数；显示输出模块部分显示处理的结果。

2.根据权利要求1所述的红外人体运动识别计数装置，其特征在于：红外传感器模块由6个红外传感器组成，2个传感器为1组，分为3组，一组安装在门的一侧，其他两组安装在门顶部的两侧附近，当人经过时，红外传感器感应到并使得输出的电信号发生变化，根据进出人数和方式的不同，3组6个电信号的变化先后顺序和方式不同，根据这6个信号的变化顺序就可以判断是单人进出还是双人进出，并识别出每个人进出的方向。

3.根据权利要求1所述的红外人体运动识别计数装置，其特征在于：信号转换模块由信号放大部分和模/数转换部分两部分组成，信号放大部分将微弱的电信号放大去除毛刺，模/数转换部分将模拟电信号转换成数字信号；信号处理模块分为信号处理部分和计数器部分，信号处理部分的判断逻辑是先判断是否双人进出再判断是否单人进出，然后识别每个人的运动方向，计数器部分利用判断的结果进行计数，计数器的值就是室内的人数；显示输出模块通过显示屏将人数值显示出来。