CN219978529U - 一种闸机通道检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及行人通道检测技术领域，特别是基于TOF传感器的闸机通道检测系统。其主要包括传感器模块、MCU、通讯接口和闸机控制器。传感器模块采用TOF传感器阵列，生成包含位置和形状信息的深度数据。深度数据通过I2C接口发送给MCU进行处理，包括数据分析、人体姿态识别、位置识别和目标动作预测分析等。处理后的数据通过通讯接口（有线或无线）发送给闸机控制器。闸机控制器根据识别结果判断通行状态并实时控制通道。该系统采用TOF传感器技术，辅助识别人体姿态、位置和目标动作预测分析，提高检测的可靠性；通过MCU处理深度数据并实现实时数据传输，提高整个闸机通道检测系统的响应速度和检测效率。

Description

一种闸机通道检测系统

技术领域

本实用新型涉及行人通道检测技术领域，特别是一种基于TOF传感器的闸机通道检测系统。

背景技术

在一些公共场所，如机场、车站、商场等，为了确保安全和管理通行流量，常常需要一种闸机通道检测系统。现有的闸机通道检测存在一些不足之处。

中国专利CN202110859343_闸机检测方法及系统，该方法为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。在移动过程中，实时检测与闸机对应的通道检测区域，并获取TOF距离检测值。将TOF距离检测值与有效测量阈值（大于或等于通道宽度）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。

但该方法中安装于所述闸机内的的驱动装置与TOF装置之间存在机械连接和运动部件，增加了系统的复杂性和制造成本；其通过驱动装置将TOF装置在通道内移动，这会增加检测所需的时间；每次移动和重新定位都需要一定的时间，且移动过程中可能需要等待TOF装置稳定后才能进行测量，这将导致整体的检测时间延长，影响检测的效率；同时，振动、机械松动或传动误差等因素也会导致测量精度下降，从而降低检测的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种闸机通道检测系统，以解决现有闸机检测行人的检测结果准确率低、效率低且成本较高的问题。

本实用新型提供的基础方案：一种闸机通道检测系统，其特征在于，传感器模块：包括TOF传感器阵列，用于将深度数据传输给MCU进行处理；MCU：通过I2C接口连接传感器模块，并负责接收和处理传感器模块数据；通讯接口：将经过处理的数据从MCU传输给闸机控制器；闸机控制器：接收来自通讯接口的数据，并控制闸机通道的通行状态。

具体为：传感器模块中的TOF传感器阵列会对闸机通道内的物体进行深度检测。ToF（Time of Flight）TOF传感器通过测量光信号在发射和接收之间的时间来计算物体与TOF传感器之间的距离，从而生成深度数据，这些深度数据包含了闸机通道内物体的位置和形状信息。深度数据会通过I2C接口发送给MCU（微控制器）。I2C接口是一种用于连接不同电子设备的通讯协议，它允许TOF传感器和MCU之间进行数据交流。收到深度数据后，MCU负责对这些数据进行处理，包括数据分析、人体姿态识别、位置识别和目标动作预测分析等。经过MCU处理的数据将通过通讯接口发送给闸机控制器。通讯接口可以是有线连接（例如：串口、以太网等）或无线连接（例如：Wi-Fi、蓝牙等），其作用是实现MCU与闸机控制器之间的数据传输。闸机控制器收到来自通讯接口的数据后，会根据识别结果判断通行状态。

本实用新型的有益效果为：采用了Time-of-Flight（飞行时间）传感器技术，可以更准确地测量行人与TOF传感器之间的距离。TOF传感器可以提供更精确的深度数据，从而提高行人检测的准确率；同时这些数据有助于更准确地识别人体姿态、位置以及目标动作预测分析，可以进一步提高行人检测的准确性和可靠性；通过MCU处理深度数据和实现数据传输，可以实现实时响应。在收到深度数据后，MCU可快速进行数据分析和识别处理，并将处理后的数据通过通讯接口发送给闸机控制器，这使得闸机控制器能够根据识别结果实时判断通行状态，提高整个闸机通道检测系统的响应速度以及检测效率。

进一步，TOF传感器阵列具体为：检测FoV为45°x45°以上，对角线FoV为63°以上；该TOF传感器阵列规模至少为4x4；检测距离范围为0~4000mm。

TOF传感器阵列的检测视场角为45°x45°以上，对角线视场角为63°以上。意味着TOF传感器能够广泛地捕捉到行人在通道中的运动和位置信息。大视场角有助于提高系统的全局感知能力，从而更全面地检测行人并准确地判断其位置。

TOF传感器阵列规模至少为4x4，即由至少4行4列的TOF传感器组成。通过在空间上分布多个TOF传感器，系统可以将通道划分为多个区域进行检测。每个区域可以独立地对行人进行距离测量和位置识别，从而提高检测的精确性和可靠性，同时还可以对行人的运动轨迹进行更准确的跟踪和预测。

该方案中的TOF传感器阵列具有0~4000mm的检测距离范围。这意味着系统可以有效地检测到距离闸机较远的行人，使得行人在进入通道、通过通道和离开通道时都能被准确检测到。拥有较大的检测距离范围可以增加系统的适用性和覆盖范围。

本方案的有益效果是：采用该TOF传感器阵列方案，可以提供更全面、精确和可靠的行人检测功能。这对于闸机通道检测系统来说，可以提高行人检测的准确性，增强系统对通道中行人的感知能力，并提供更多的数据支持用于位置识别、动作预测和闸机控制。

进一步，该系统安装高度为80cm，闸机通道宽度为90cm，即被测区域为行人腰部以下至膝盖以上。

本方案的有益效果是：通过合理设置安装高度、通道宽度和被测区域，可以确保系统在实际应用中更高效、准确地识别检测行人，从而提高通行效率和安全性。

进一步，还包括外壳和内部组件，其中外壳具有TOF传感器孔和按键孔；内部组件包括电路板，所述MCU、传感器模块以及通讯接口均设置在电路板上，所述电路板上还设有按键；所述传感器模块的探测端伸出TOF传感器孔，所述按键的操作端伸出按键孔，所述按键与控制器连接，供用户进行配置操作；外壳上设置有安装斜面。

外壳上设计有TOF传感器孔和按键孔，不仅便于将内部组件与外部设备连接，同时也便于日常维护和检修。此外，外壳的设计还可以保护内部组件免受尘埃、湿气等环境因素的影响，从而延长TOF传感器的使用寿命。

内部组件包括电路板，所述MCU、传感器模块以及通讯接口均设置在电路板上，所述电路板上还设有按键，这些组件高度集成在一个设备中，使得整体结构紧凑，减少了系统的空间占用。内部组件的集成设计也有利于提高设备的稳定性，降低故障率。

具体来说：按键可以供用户用于进行TOF传感器的配置操作，例如调整TOF传感器灵敏度、设置检测范围等。这使得TOF传感器在使用过程中更具灵活性，可以根据实际应用场景的需求进行配置和调整。

本方案的有益效果是：该结构设计具有易于安装与维护、高度集成、易于操作与配置、高性能检测等效果。

附图说明

图1为本实用新型闸机通道检测系统的数据流程图；

图2为本实用新型闸机通道检测系统的检测区域侧视图；

图3为本实用新型闸机通道检测系统的检测区域俯视图；

图4为本实用新型闸机通道检测系统的爆炸图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：传感器模块01、按键02、电路板03、外壳04、按键孔05、传感器孔06、闸机通道检测系统07、闸机08。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

如图1、图2和图3所示的闸机通道检测系统07，该系统包括：传感器模块01：包括TOF传感器阵列，用于将深度数据传输给MCU进行处理；MCU：通过I2C接口连接传感器模块，并负责接收和处理传感器模块01数据；通讯接口：将经过处理的数据从MCU传输给闸机08控制器；闸机08控制器：接收来自通讯接口的数据，并控制闸机08通道的通行状态。

深度数据是指物体在三维空间中距离观测设备(如TOF传感器)的距离信息，通常用于表示场景中每个像素点对应的距离值。通过深度数据，可以获得关于物体形状、位置和尺寸的更多信息，从而在三维空间中对物体进行更准确的描述和分析。

对于TOF传感器，它通过测量光线在物体表面上的飞行时间来获取深度数据。光线发射到物体表面并反射回TOF传感器，TOF传感器记录光线的往返时间，根据光速和飞行时间计算出物体到TOF传感器的距离。这个过程在每个像素点上都会进行，最终形成一个深度图，其中每个像素点的值表示对应点在空间中的距离。

在本实施例中，TOF传感器阵列的参数为：视场角：45°x 45°；对角线视场角：63°；最小检测距离：100mm；最大检测距离：4000mm；分辨率：4x4(16个独立TOF传感器)。

在本实施例的应用场景中，闸机08通道宽度为90cm，该系统安装在距离地面80cm的高度。当行人进入通道时，TOF传感器阵列通过测量光信号在发射和接收之间的时间，计算行人与TOF传感器阵列之间的距离，从而生成深度数据。这些深度数据包含了行人在通道内的位置和形状信息。由于TOF传感器阵列具有45°x 45°的视场角和63°的对角线视场角，这可以覆盖一个较大的区域，从而在人们进入通道时立即捕捉到他们的位置。此外，由于TOF传感器阵列具有4x4分辨率，这意味着可以捕捉到一个独立的区域，从而提高系统的空间分辨率。TOF传感器阵列的最小检测距离为100mm，最大检测距离为4000mm，这意味着传感器模块01可以在较大的范围内捕捉到行人的位置和动作信息。这有助于提前检测到行人进入通道，从而提高闸机08的响应速度和通行效率。

深度数据会通过I2C接口发送给MCU(微控制器)。收到深度数据后，MCU负责对这些数据进行处理，包括数据分析、人体姿态识别、位置识别和目标动作预测分析等。经过MCU处理的数据将通过通讯接口发送给闸机08控制器。经过MCU处理后的数据通过通讯接口(有线或无线连接)发送给闸机08控制器。通讯接口实现了MCU与闸机08控制器之间的数据传输，将深度检测结果传递给闸机08控制器。闸机08控制器收到来自通讯接口的数据后，会根据识别结果判断通行状态。

实施例二

如图2和图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：还包括外壳04和内部组件，其中外壳04具有TOF传感器孔06和按键孔05；内部组件包括电路板03，所述MCU、传感器模块01以及通讯接口均设置在电路板03上，所述电路板03上还设有按键02；所述传感器模块01的探测端伸出TOF传感器孔06，所述按键02的操作端伸出按键孔05，所述按键02与控制器连接，供用户进行配置操作；外壳04上设置有安装斜面。

具体来说：外壳04具有TOF传感器孔06和按键孔05，外壳04还设计有安装斜面，可以调整TOF传感器的倾斜角度和适应安装要求。内部组件包括电路板03，其中安装了MCU、传感器模块01和通讯接口。这些组件被安装在电路板03上，形成一个集成的系统。电路板03上还设置有按键02，用于用户进行配置和操作。这些按键02通过电路板03连接到控制器，用户可以通过按键02进行系统的配置和设置。传感器模块01将采集到的环境数据通过探测端伸出到TOF传感器孔06，从中接收经过反射和散射后返回的光信号。按键02通过电路板03连接到控制器，用于用户进行配置操作。通过按键02，用户可以调整系统的设置和参数，以满足特定需求。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种闸机通道检测系统，其特征在于，该系统包括：

传感器模块：包括TOF传感器阵列，用于将深度数据传输给MCU进行处理；

MCU：通过I2C接口连接传感器模块，并负责接收和处理传感器模块数据；

通讯接口：将经过处理的数据从MCU传输给闸机控制器；

闸机控制器：接收来自通讯接口的数据，并控制闸机通道的通行状态。

2.根据权利要求1所述的闸机通道检测系统，其特征在于，TOF传感器阵列具体为：检测FoV为45°x45°以上，对角线FoV为63°以上；该TOF传感器阵列规模至少为4x4；检测距离范围为0~4000mm。

3.根据权利要求2所述的闸机通道检测系统，其特征在于，其安装高度为80cm，闸机通道宽度为90cm。

4.根据权利要求1所述的闸机通道检测系统，其特征在于，还包括外壳和内部组件，其中外壳具有TOF传感器孔和按键孔；内部组件包括电路板，所述MCU、传感器模块以及通讯接口均设置在电路板上，所述电路板上还设有按键；所述传感器模块的探测端伸出TOF传感器孔，所述按键的操作端伸出按键孔，所述按键与控制器连接，供用户进行配置操作；外壳上设置有安装斜面。