闸机和闸机控制系统的制作方法

2021-01-18 14:01:30|

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本申请涉及门禁安防技术领域，特别是涉及一种闸机和闸机控制系统。

背景技术：

闸机在门禁、安检、出入口控制、自动检票设备、轨道交通设备、机场值机验票等领域有着广泛的应用，通过行人刷卡通行或人脸识别开闸的方案，同时利用人闸门禁的闸机内部两侧的红外对管来检测行人是否正常通过闸机，目前闸机的控制系统存在尾随、夹人、误识别或误开启等通行问题。在相关技术中，对上述通行问题的解决方案一般是加长红外对管和闸机长度，或者软件上缩短开启状态的时间，在应用场景上，还是会出现尾随和夹人的情形，导致闸机控制系统存在安全漏洞。

针对相关技术中，闸机控制系统的安全性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中，闸机控制系统的安全性较低的问题，本发明提供了一种闸机和闸机控制系统，以至少解决上述问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种闸机，所述闸机包括：闸门、第一深度传感器、主控装置和闸机箱体，所述主控装置安装于所述闸机箱体内，所述闸门和所述闸机箱体连接；

所述第一深度传感器安装于所述闸机箱体上；所述第一深度传感器与所述主控装置连接；所述第一深度传感器用于获取行人的位置信息，并将所述位置信息传输至所述主控装置；

所述主控装置用于根据所述位置信息控制所述闸门开启。

在其中一个实施例中，所述闸门设有摄像装置，所述摄像装置与所述主控装置连接；

所述摄像装置用于在行人通过的情况下，获取所述行人的人脸图像，并将所述人脸图像传输至所述主控装置；

所述主控装置还用于根据所述人脸图像和所述位置信息，控制所述闸门开启。

在其中一个实施例中，所述第一深度传感器的第一探测范围呈立体扇形，所述第一探测范围将所述闸机覆盖。

在其中一个实施例中，所述第一探测范围的水平探测范围为具有第一预设角度的水平扇形，所述第一探测范围的垂直探测范围为具有第二预设角度的垂直扇形。

在其中一个实施例中，所述闸机还包括第二深度传感器，用于覆盖探测盲区；

所述第二深度传感器安装于与所述闸机箱体连接的预设高度的墙体或栏杆上；其中，所述预设高度根据所述第二深度传感器的最小探测距离和垂直探测角度确定。

在其中一个实施例中，所述第二深度传感器的第二探测范围呈立体扇形，所述第一探测范围和所述第二探测范围将所述闸机覆盖。

在其中一个实施例中，所述第一深度传感器为毫米波雷达；其中，所述毫米波雷达的天线阵面朝向与所述闸门垂直。

在其中一个实施例中，所述第一深度传感器包括以下至少之一：tof传感器、结构光传感器、激光雷达和双目视觉传感器。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种闸机控制系统，所述系统包括：闸门、第一深度传感器、主控装置、闸机箱体和控制终端，所述主控装置安装于所述闸机箱体内，所述主控装置和所述控制终端连接，所述闸门和所述闸机箱体连接；

所述主控装置用于根据所述位置信息控制所述闸门开启；

所述控制终端用于接收所述运动轨迹并进行显示；所述控制终端在接收到用户根据所述运动轨迹发送的控制指令的情况下，控制所述闸门开启。

在其中一个实施例中，所述闸门设有摄像装置，所述摄像装置与所述主控装置连接；

所述摄像装置用于在行人通过的情况下，获取所述行人的人脸图像，并将所述人脸图像传输至所述主控装置；

所述主控装置还用于根据所述人脸图像和所述位置信息，控制所述闸门开启。

在其中一个实施例中，所述系统还包括第二深度传感器；

通过本实用新型，采用一种闸机和闸机控制系统，该闸机包括：闸门、第一深度传感器、主控装置和闸机箱体，该主控装置安装于所述闸机箱体内，该闸门和该闸机箱体连接；该第一深度传感器安装于该闸机箱体上；该第一深度传感器与该主控装置连接；该第一深度传感器用于获取行人的位置信息，并将所述位置信息传输至该主控装置；该主控装置用于根据该位置信息控制该闸门开启，从而解决了闸机控制系统的安全性较低的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图一；

图2为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图二；

图3a为根据本实用新型实施例的一种探测范围的俯视示意图；

图3b为根据本实用新型实施例的一种探测范围的正视示意图；

图4为根据本实用新型实施例的一种深度传感器的正视示意图；

图5为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图三；

图6是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图一；

图7是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图二；

图8是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图三。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实用新型实施例所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，“第一”、“第二”、“第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。可以理解地，“第一”、“第二”、“第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本实施例中，提供了一种闸机，图1为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图一，如图1所示，该闸机包括：闸门12、第一深度传感器14、主控装置16和闸机箱体18，该主控装置16安装于该闸机箱体18内，该闸门12和该闸机箱体18连接。该闸机可用于人行门禁道闸，也可以是其他形式的人闸和车闸。

该第一深度传感器14安装于该闸机箱体18上；该第一深度传感器14与该主控装置16连接；该第一深度传感器14可以同时检测区域内多个目标，用于获取行人的位置信息，并将该位置信息传输至该主控装置16；其中，该位置信息包括行人相对于该第一深度传感器14的距离和角度，并根据该位置信息判断行人所在的对应闸机通道。

该主控装置16用于根据该位置信息获取行人的运动轨迹；该主控装置16将所述运动轨迹与数据库中的运动轨迹进行匹配，在匹配成功的情况下，控制闸门12开启；其中，该主控装置16根据该位置信息中的距离和角度，每间隔一段预设时间，将被采集到的行人位置点绘制在平面探测图上，该预设时间可以由用户进行设置，例如设置为1秒；连续采样可以得到行人运动轨迹，根据轨迹的朝向和趋势判断行人意图是否是要进入闸机。

此外，该第一深度传感器14检测该闸门12入口的人数；该主控装置16在该人数不为一的情况下，禁止该闸门12开启；在该闸门12处于开启状态，且该第一深度传感器14检测对应闸机通道无人时，该主控装置16可以控制该闸门12尽快关闭。

通过本实施例，在闸机中安装第一深度传感器14，通过该第一深度传感器14获取行人的位置信息并发送给主控装置16，该主控装置16根据该位置信息获取行人的运动轨迹、朝向和速度等信息，从而实现了对行人行为的预测，避免了闸机控制系统中包括尾随、防夹和门禁误开启等各种安全性问题的出现，解决了闸机控制系统的安全性较低的问题。

在一个实施例中，图2为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图二，如图2所示，该闸门12设有摄像装置22，该摄像装置22与该主控装置16连接；

该摄像装置22在行人通过的情况下，获取该行人的人脸图像，并将该人脸图像传输至该控制装置；该主控装置16将该人脸图像与数据库中的人脸图像进行匹配，在该人脸图像匹配成功和运动轨迹匹配均成功的情况下，控制该闸门12开启；其中，在该摄像装置22捕捉到人脸的情况下，通过新增一系列检测措施，全部符合要求后，才去执行人脸检测是否合法，均通过后才执行开门动作。

例如，该第一深度传感器14可以检测到多个闸机，通过该第一深度传感器14检测该摄像装置22对应的闸机通道是否有人要进入，该主控装置16在无人进入通道的情况下控制该摄像装置22重新捕捉人脸；

该第一深度传感器14检测闸机通道是否有人尾随，该主控装置16在有人尾随的情况下控制外设的扬声器警告行人后退；检测当前闸机通道和该摄像装置22是否匹配，该摄像装置22在不匹配的情况下重新捕捉人脸；

该第一深度传感器14检测当前闸机通道是否有行人，该主控装置16在通道有人的情况下，通过外设扬声器发出警告声提醒行人防止被夹，任何一项上述检测措施不合法，该主控装置16则执行对应的操作，并提供日志记录，可以追溯不正常的情况，以保障闸机控制系统的安全性。

在一个实施例中，该第一深度传感器14的第一探测范围呈立体扇形，该第一探测范围将该闸机覆盖；其中，该第一深度传感器14的安装位置并不固定，只要该第一探测范围可将闸机整个包裹在内，且能覆盖闸机外一定区域即可，从而提高了闸机安全检测的全面性。

在一个实施例中，图3a为根据本实用新型实施例的一种探测范围的俯视示意图，如图3a所示，该第一探测范围的水平探测范围为具有第一预设角度的水平扇形，该第一预设角度可以为120°。

图3b为根据本实用新型实施例的一种探测范围的正视示意图，如图3b所示，该第一探测范围的垂直探测范围为具有第二预设角度的垂直扇形，该第二预设角度可以为30°至60°。

在一个实施例中，该闸机还包括第二深度传感器；该第二深度传感器安装于与该闸机箱体18连接的预设高度的墙体或栏杆上；其中，如果该第二深度传感器安装的预设高度过高，则第二深度传感器下方容易出现探测盲区；如果预设高度过低，则第二深度传感器的检测波束很容易被物体遮挡，且不少能量被地面反射，因此该预设高度根据该第二深度传感器的最小探测距离和垂直探测角度确定。

图4为根据本实用新型实施例的一种深度传感器的正视示意图，如图4所示，可以计算出安装该第二深度传感器42的预设高度，该预设高度如公式1所示：

其中，a为该第二深度传感器42的预设的最小探测距离，θ为该第二深度传感器42的垂直探测角度，h为预设高度。假设a＝2m，θ＝60°，则h≈1.15m。可以理解的是，该预设高度同样适用于安装在闸机箱体18上的第一深度传感器14。

通过本实施例，根据最小探测距离和垂直探测角度确定安装该第二深度传感器42的适宜高度，既保证了闸机检测范围的全面性，又避免了能耗损失。

在一个实施例中，该第二深度传感器42的第二探测范围呈立体扇形，该第一探测范围和该第二探测范围将该闸机覆盖；其中，图5为根据本实用新型实施例的一种闸机的俯视示意图三，如图5所示，该第二深度传感器42还可以安装在闸机出口前方预设距离位置处，可以理解的是，该第二深度传感器42也可以安装在与其他闸机箱体18连接的预设高度的墙体52上，该墙体52还可以替换为栏杆，该第二探测范围与该第一探测范围相对；该第二深度传感器42也可以安装其他便于现场施工的位置，使得该第二探测范围可以覆盖该第一探测范围未覆盖到的区域。

通过本实施例，闸机中还设置了第二深度传感器42，通过多个深度传感器协同工作，从而消除了深度传感器的探测盲区，并通过多重检测以提高探测精度，实现了探测范围对闸机的全面覆盖，进一步提高了闸机控制系统的准确性和安全性。

在一个实施例中，该第一深度传感器14为毫米波雷达；其中，该毫米波雷达的天线阵面朝向与该闸门12垂直，该毫米波雷达的有效探测距离根据功率决定，在人闸门禁的安装中可以使用6m左右的短距离毫米波雷达。毫米波雷达安装完成后，根据安装位置进行坐标标定，也就是让毫米波雷达获取闸机的通道位置、大小以及开关方向，这些参数需手动输入，也可以在毫米波雷达和闸机配套出货的情况下采用默认参数。

此外，由于该毫米波雷达测得的原始数据包括环境干扰信号和电路杂波等，该原始数据转换得到的位置点不准确，因此，可以运用滤波算法将原始数据中的杂波和环境干扰滤除，首先筛选去掉一批探测概率低或信号强度低的数据点，然后采用低通滤波或者卡尔曼滤波等滤波算法处理该原始数据。

在该原始数据处理完成的情况下，该毫米波雷达可以根据返回的数据点数推断检测的物体大小，根据数据点的变化检测物体是否有四肢，以及检测是否有类似于人的动作，从而实现区分行人和物体的效果，最终得到行人的位置信息并发送给主控装置16。

通过本实施例，通过毫米波雷达可以精确检测得到行人相对于毫米波雷达的角度、速度以及距离，从而定位行人位置，实现了对行人行为的精准预测，进一步提高了闸机控制系统的准确性。

在一个实施例中，该第一深度传感器14包括以下至少之一：飞行时间(timeofflight，简称为tof)传感器、结构光传感器、激光雷达和双目视觉传感器。

其中，tof传感器发出经调制的近红外光，并接收遇行人后反射回来的光纤，该tof传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算行人与该tof传感器的距离，以产生深度信息；此外，该tof传感器还可以与摄像装置22连接，以便将行人的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。

结构光传感器由红外发射器、红外传感器、可见光色彩传感器和实感图像处理芯片组成，红外发射器发射近红外光到行人表面，红外传感器与色彩传感器分别采集行人的深度图像和平面图像，最终经过实感图像处理芯片的处理得到行人的三维位置信息。

激光雷达由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，该激光雷达向行人发射探测信号，然后将接收到的从行人处反射回来的目标回波与发射信号进行比较，经信息处理系统处理后,就可获得行人的位置信息，包括目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

双目视觉传感器由两台性能相同的面阵电荷耦合器件(chargecoupleddevice，简称为ccd)摄像机组成，基于立体视差的原理，可完成视场内行人的所有特征点的三维测量。

通过本实施例，在闸机中可以根据实际情况布置多个不同的深度传感器，提高了闸机布置的便捷性。

在本实施例中，提供了一种闸机控制系统，图6是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图一，如图6所示，该系统包括：闸门12、第一深度传感器14、主控装置16、闸机箱体18和控制终端62，该主控装置16安装于该闸机箱体18内，该主控装置16和该控制终端62连接，该闸门12和该闸机箱体18连接；

该第一深度传感器14安装于该闸机箱体18上；该第一深度传感器14与该主控装置16连接；该第一深度传感器14用于获取行人的位置信息，并将该位置信息传输至该主控装置16；

该主控装置16将该人脸图像与数据库中的人脸图像进行匹配，在该人脸图像匹配成功和运动轨迹匹配均成功的情况下，控制该闸门12开启；

该控制终端62接收该位置信息并进行显示，该控制终端62还可以接收该主控装置16获取的运动轨迹并显示；该控制终端62在接收到用户根据该位置信息发送的控制指令的情况下，控制该闸门12开启，从而实现了闸机控制系统的远程控制。

在一个实施例中，图7是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图二，如图7所示，该闸门12设有摄像装置22；该摄像装置22在行人通过的情况下，获取该行人的人脸图像，并将该人脸图像传输至该主控装置16；

该主控装置16将该人脸图像与数据库中的人脸图像进行匹配，在该人脸图像匹配成功和运动轨迹匹配均成功的情况下，控制该闸门12开启。

在一个实施例中，该第一深度传感器14的第一探测范围呈立体扇形，该第一探测范围将该闸机覆盖。

在其中一个实施例中，该第一探测范围的水平探测范围为具有第一预设角度的水平扇形，该第一探测范围的垂直探测范围为具有第二预设角度的垂直扇形。

在其中一个实施例中，图8是根据本实用新型实施例的一种闸机控制系统的结构框图三，如图8所示，该系统还包括第二深度传感器42；

该第二深度传感器52安装于与该闸机箱体18连接的预设高度的墙体52上，该墙体52还可以替换为栏杆；其中，该预设高度根据该第二深度传感器42的最小探测距离和垂直探测角度确定。

在其中一个实施例中，该第二深度传感器42的第二探测范围呈立体扇形，该第一探测范围和该第二探测范围将该闸机覆盖。

在其中一个实施例中，该第一深度传感器14为毫米波雷达，该毫米波雷达通过发射和接收毫米波来检测探测范围内的物体；其中，该毫米波雷达的天线阵面朝向与该闸门12垂直。

在其中一个实施例中，该第一深度传感器14包括以下至少之一：tof传感器、结构光传感器、激光雷达和双目视觉传感器。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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