本發(fā)明涉及公共通行設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及一種檢票閘機(jī)通行邏輯控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

檢票閘機(jī)是在地鐵站點(diǎn)、公園大門、劇場入口、門崗出入等場所中常用的公共通行設(shè)施。如圖1所示，全自動(dòng)式檢票閘機(jī)一般具有閘門101以及可回縮和展開的攔阻器102，閘機(jī)打開時(shí)攔阻器處于回縮狀態(tài)，閘門敞開，行人可從中通行；而當(dāng)閘機(jī)關(guān)閉時(shí)攔阻器展開，從而封閉閘門；攔阻器一般采用高強(qiáng)度工程塑料、有機(jī)玻璃、金屬等材質(zhì)。相比于采用單輥或三輥攔阻器的半自動(dòng)式檢票閘機(jī)，此種全自動(dòng)檢票閘機(jī)通行效率更高、行人通過更加方便，安全性也更好。

為了保障行人的人身安全、發(fā)揮閘機(jī)的票務(wù)功能、維護(hù)正常的通行秩序，全自動(dòng)式檢票閘機(jī)需要具備通行人員檢測(cè)和通行邏輯控制的功能。閘機(jī)實(shí)現(xiàn)通行人員檢測(cè)的手段是紅外感應(yīng)光幕。在閘機(jī)的一側(cè)閘門101安裝一系列紅外發(fā)射器103，而在其另一側(cè)閘門與紅外發(fā)射器103一對(duì)一安裝一系列紅外接收器104；在不受遮擋的情況下，每個(gè)紅外接收器104可以收到與之相對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射器103發(fā)射的紅外線；而當(dāng)兩側(cè)閘門之間的空間當(dāng)中存在障礙物時(shí)，至少一部分紅外發(fā)射器103發(fā)射的紅外線因受到遮擋而不會(huì)被對(duì)應(yīng)的紅外接收器104接收到，因而可以根據(jù)全部紅外接收器104各自收到和未收到紅外線的狀態(tài)而生成通行檢測(cè)信號(hào)，用于表征閘機(jī)的通行空間中是否存在行人及行人的位置(即通過全部紅外線接收器的狀態(tài)所確定的紅外線被阻擋位置)。閘機(jī)通過通行邏輯控制器來切換打開和閉合狀態(tài)、通行邏輯控制器可以實(shí)時(shí)地從全部紅外接收器104獲得所述通行檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該通行檢測(cè)信號(hào)判斷通行人員位置、執(zhí)行通行人員計(jì)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)各種報(bào)警。

檢票閘機(jī)的工作過程一般包括刷卡驗(yàn)票、閘機(jī)打開、行人通過、閘機(jī)關(guān)閉等步驟。閘機(jī)每次從打開至閉合的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，應(yīng)當(dāng)只允許一個(gè)行人通過；因而，閘機(jī)的該時(shí)間區(qū)間需要保持合理的時(shí)長，既要使已經(jīng)驗(yàn)票的行人能夠從容和安全地通過，又要避免因閘機(jī)打開的時(shí)間過長而帶來尾隨逃票行為。另外，比較先進(jìn)的閘機(jī)還具有通行人員檢測(cè)計(jì)數(shù)功能，在每次驗(yàn)票后，該功能根據(jù)所述通行檢測(cè)信號(hào)，將每個(gè)紅外線被阻擋位置從閘機(jī)通行空間的攔阻器外側(cè)移動(dòng)至攔阻器內(nèi)側(cè)的過程計(jì)為已通過1人次，統(tǒng)計(jì)在閘機(jī)打開期間已通過閘機(jī)的人數(shù)，當(dāng)該人數(shù)超過已驗(yàn)票人數(shù)(通常為1人)，則啟動(dòng)閘機(jī)進(jìn)行報(bào)警，這樣可以防止某些人以明顯快于常人的動(dòng)作在閘機(jī)從打開至閉合的時(shí)間區(qū)間內(nèi)進(jìn)行闖關(guān)的行為，因?yàn)檫@種闖關(guān)行為不但造成逃票，還會(huì)給闖關(guān)者帶來比較高的意外傷害風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，從人身安全至上的原則出發(fā)，閘機(jī)關(guān)閉過程一旦通過所述通行檢測(cè)信號(hào)監(jiān)測(cè)到有行人正好滯留在會(huì)被正在展開的攔阻器夾持的位置處，不論其是因已經(jīng)驗(yàn)票但通過閘機(jī)的行動(dòng)遲緩所致，還是未驗(yàn)票尾隨闖關(guān)所致，閘機(jī)都會(huì)立即中止本次關(guān)閉，再次切換為打開狀態(tài)，隨后再次進(jìn)行關(guān)閉，同時(shí)，通行邏輯控制器會(huì)予以報(bào)警提示，以吸引工作人員進(jìn)行人為查驗(yàn)和干預(yù)。

城市中常見的人流高峰會(huì)給檢票閘機(jī)帶來巨大的通行壓力。例如，據(jù)統(tǒng)計(jì)北京、上海、深圳等一線城市單個(gè)地鐵站在上下班時(shí)段每小時(shí)進(jìn)站人流量達(dá)15000人，而現(xiàn)有檢票閘機(jī)設(shè)計(jì)的每分鐘最大通行人數(shù)一般在15人至20人，即使每個(gè)地鐵站設(shè)置10臺(tái)閘機(jī)，其最大通行能力仍然不能滿足需求?？梢?，在保證安全的前提下，如何提高檢票閘機(jī)的通行效率，是當(dāng)前亟待解決的問題。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有檢票閘機(jī)在通行邏輯控制方面主要存在以下缺陷：首先，閘機(jī)每次驗(yàn)票之后打開至閉合的時(shí)間區(qū)間采用固定時(shí)長，因而不夠優(yōu)化，為了保證絕多數(shù)情況下通行能夠一次順利完成，該時(shí)間區(qū)間的固定時(shí)長只能被設(shè)定為超出一般正常行人的實(shí)際通行耗時(shí)，雖然每次所超出的時(shí)長都極為短暫，但累計(jì)起來仍然給通行效率帶來了不可忽視的影響。其次，對(duì)于少數(shù)不能夠在上述時(shí)間區(qū)間內(nèi)完成通行的情形，例如行人異常遲緩、攜帶行李、牽引兒童等，閘機(jī)會(huì)為了避免發(fā)生意外夾持而出現(xiàn)重復(fù)開、閉的現(xiàn)象，或者出現(xiàn)行人尚未通過攔阻器閘機(jī)即已經(jīng)關(guān)閉的情況，這都會(huì)降低通行效率，甚至需要人工解決，造成閘機(jī)數(shù)分鐘內(nèi)無法進(jìn)行有效通行的后果。再者，閘機(jī)針對(duì)尾隨闖關(guān)逃票設(shè)置了以通行計(jì)數(shù)為前提的報(bào)警功能，但誤報(bào)率高，例如拖曳行李或者引領(lǐng)兒童通過閘機(jī)等正常行為都有可能引發(fā)不必要的報(bào)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明提出一種檢票閘機(jī)通行邏輯控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明在閘機(jī)通道的前方一定距離范圍內(nèi)設(shè)置以壓力傳感為實(shí)現(xiàn)方式的通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)，并結(jié)合閘機(jī)閘門安裝的紅外線光幕，預(yù)測(cè)計(jì)算當(dāng)前行人的通行速度和通行狀態(tài)，并根據(jù)通行速度和通行狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，實(shí)現(xiàn)了通行時(shí)間長度的按需分配，相比采用固定時(shí)間區(qū)間的通行邏輯控制來說，降低了平均通行時(shí)長；對(duì)于行動(dòng)遲緩、攜帶行李或引領(lǐng)兒童等情形，基于預(yù)測(cè)的通行速度和通行狀態(tài)，延長閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，一方面降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，另一方面避免了閘機(jī)反復(fù)開關(guān)或提前關(guān)閉所造成的通行延誤；通過對(duì)通行狀態(tài)的有效識(shí)別，可以避免誤報(bào)警發(fā)生，并且對(duì)于識(shí)別出來的尾隨闖關(guān)等行為能夠進(jìn)行有效警示。

本發(fā)明提供了一種檢票閘機(jī)通行邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)，沿通行方向設(shè)置在檢票閘機(jī)的左、右閘門所限定的通行空間的外側(cè)；以壓力傳感的方式，檢測(cè)行人的著地區(qū)域位置信號(hào)，用于判定通行模式以及通行步距、移動(dòng)速度；

紅外線光幕，包括若干組一一對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射器和紅外接收器，根據(jù)紅外線的被遮擋情況而產(chǎn)生紅外通行檢測(cè)信號(hào)，用于表征閘機(jī)的通行空間中的行人位置區(qū)間；

通行邏輯控制器，用于接收所述著地區(qū)域位置信號(hào)和紅外通行檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)所述著地區(qū)域位置信號(hào)確定行人的通行模式，并且基于不同的通行模式，采用不同的測(cè)算方法預(yù)測(cè)行人通過閘機(jī)的通行時(shí)長，從而根據(jù)該通行時(shí)長自適應(yīng)地調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間；所述通行模式包括單人通行、多人尾隨通行、拖曳行李通行、牽引兒童通行中的一種或者多種模式；通行邏輯控制器還根據(jù)行人的通行模式，對(duì)多人尾隨通行進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)選的是，所述通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)分布有壓力傳感器的均勻矩陣，用于執(zhí)行對(duì)行人通行過程中整個(gè)通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)壓力狀態(tài)的檢測(cè)，并且用一壓力值矩陣表示檢測(cè)結(jié)果，每個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)壓力值矩陣中的一個(gè)點(diǎn)位；設(shè)定一壓力判斷閾值，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)低于該壓力判斷閾值的壓力傳感器狀態(tài)設(shè)定為“無效”，在壓力值矩陣中以0表示無效的壓力傳感器對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位的檢測(cè)值，而將檢測(cè)到的壓力信號(hào)大于等于該壓力判斷閾值的壓力傳感器狀態(tài)設(shè)定為“有效”，在壓力值矩陣中，以有效的壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際壓力值作為這些壓力傳感器對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的檢測(cè)值；以每秒鐘20次以上的固定的采集頻率采集整個(gè)壓力傳感器矩陣檢測(cè)的壓力信號(hào)，并在每次采集后相應(yīng)更新和輸出本次采集所產(chǎn)生的壓力值矩陣，從而產(chǎn)生由歷次采集的壓力值矩陣組成的時(shí)序序列，作為所述著地區(qū)域位置信號(hào)，供通行邏輯控制器。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，通行邏輯控制器接收作為著地區(qū)域位置信號(hào)的壓力值矩陣時(shí)序序列；并且，通行邏輯控制器如下判斷通行模式：從每個(gè)壓力值矩陣當(dāng)中識(shí)別出行人支撐腳的著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，作為判斷通行模式的依據(jù)；根據(jù)著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行、多人尾隨通行還是牽引兒童通行；分析壓力值矩陣時(shí)序序列中每個(gè)壓力值矩陣的當(dāng)中非著地位置處的有效位點(diǎn)，判斷是否存在拖曳行李產(chǎn)生的壓力軌跡；若存在連續(xù)的行李拖曳的壓力軌跡，判定當(dāng)前通行模式為拖曳行李通行。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，通行邏輯控制器通過將每個(gè)壓力值矩陣與在壓力值矩陣時(shí)序序列中位于該壓力值矩陣之前和之后一定時(shí)段內(nèi)的壓力值矩陣進(jìn)行比較，提取其中壓力值存在階梯性下降沿的有效位點(diǎn)，作為候選著地位點(diǎn)；進(jìn)而判斷候選著地位點(diǎn)的壓力值在階梯性下降沿之前的若干壓力值矩陣上是否存在保持穩(wěn)定或上升的壓力值變化，若存在符合上述情況的延續(xù)狀態(tài)，則將該位點(diǎn)識(shí)別為著地位點(diǎn)；將處在同一個(gè)壓力值矩陣中且具有相鄰關(guān)系的著地位點(diǎn)合并識(shí)別為所述著地位置；通過遍歷壓力值矩陣時(shí)序序列，提取出其中所有能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣，作為著地位置在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，通行邏輯控制器如下控制閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間：獲取一固定的預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間；如果判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行，通行邏輯控制器根據(jù)行人的步距與步間隔，計(jì)算對(duì)該預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間的調(diào)節(jié)因數(shù)，再以調(diào)節(jié)因數(shù)乘以預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間，作為單人通行模式下閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間；如果判定當(dāng)前的通行模式為牽引兒童通行或者拖曳行李通行，則采用一預(yù)定的取值大于1的數(shù)值作為調(diào)節(jié)因數(shù)，再以調(diào)節(jié)因數(shù)乘以預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間作為閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間，從而對(duì)牽引兒童通行或者拖曳行李通行給予比預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間更長的閘機(jī)實(shí)際開放時(shí)間；如果判定當(dāng)前通行模式為多人尾隨通行，則保持預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間作為閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間。

本發(fā)明提供了一種檢票閘機(jī)通行邏輯控制方法，其特征在于，包括：

沿通行方向在檢票閘機(jī)的左、右閘門所限定的通行空間的外側(cè)設(shè)置通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)，以壓力傳感的方式，檢測(cè)行人的著地區(qū)域位置信號(hào)，用于判定通行模式以及通行步距、移動(dòng)速度；

在閘機(jī)設(shè)置紅外線光幕，根據(jù)紅外線的被遮擋情況而產(chǎn)生紅外通行檢測(cè)信號(hào)，用于表征閘機(jī)的通行空間中的行人位置區(qū)間；

接收所述著地區(qū)域位置信號(hào)和紅外通行檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)所述著地區(qū)域位置信號(hào)確定行人的通行模式，并且基于不同的通行模式，采用不同的測(cè)算方法預(yù)測(cè)行人通過閘機(jī)的通行時(shí)長，從而根據(jù)該通行時(shí)長自適應(yīng)地調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間；所述通行模式包括單人通行、多人尾隨通行、拖曳行李通行、牽引兒童通行中的一種或者多種模式；還根據(jù)行人的通行模式，對(duì)多人尾隨通行進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)選的是，在所述通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)分布?jí)毫鞲衅鞯木鶆蚓仃?，用于?zhí)行對(duì)行人通行過程中整個(gè)通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)壓力狀態(tài)的檢測(cè)，并且用一壓力值矩陣表示檢測(cè)結(jié)果，每個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)壓力值矩陣中的一個(gè)點(diǎn)位；設(shè)定一壓力判斷閾值，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)低于該壓力判斷閾值的壓力傳感器狀態(tài)設(shè)定為“無效”，在壓力值矩陣中以0表示無效的壓力傳感器對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位的檢測(cè)值，而將檢測(cè)到的壓力信號(hào)大于等于該壓力判斷閾值的壓力傳感器狀態(tài)設(shè)定為“有效”，在壓力值矩陣中，以有效的壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際壓力值作為這些壓力傳感器對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的檢測(cè)值；以每秒鐘20次以上的固定的采集頻率采集整個(gè)壓力傳感器矩陣檢測(cè)的壓力信號(hào)，并在每次采集后相應(yīng)更新和輸出本次采集所產(chǎn)生的壓力值矩陣，從而產(chǎn)生由歷次采集的壓力值矩陣組成的時(shí)序序列，作為所述著地區(qū)域位置信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，接收作為著地區(qū)域位置信號(hào)的壓力值矩陣時(shí)序序列；并且，如下判斷通行模式：從每個(gè)壓力值矩陣當(dāng)中識(shí)別出行人支撐腳的著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，作為判斷通行模式的依據(jù)；根據(jù)著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行、多人尾隨通行還是牽引兒童通行；分析壓力值矩陣時(shí)序序列中每個(gè)壓力值矩陣的當(dāng)中非著地位置處的有效位點(diǎn)，判斷是否存在拖曳行李產(chǎn)生的壓力軌跡；若存在連續(xù)的行李拖曳的壓力軌跡，判定當(dāng)前通行模式為拖曳行李通行。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，通過將每個(gè)壓力值矩陣與在壓力值矩陣時(shí)序序列中位于該壓力值矩陣之前和之后一定時(shí)段內(nèi)的壓力值矩陣進(jìn)行比較，提取其中壓力值存在階梯性下降沿的有效位點(diǎn)，作為候選著地位點(diǎn)；進(jìn)而判斷候選著地位點(diǎn)的壓力值在階梯性下降沿之前的若干壓力值矩陣上是否存在保持穩(wěn)定或上升的壓力值變化，若存在符合上述情況的延續(xù)狀態(tài)，則將該位點(diǎn)識(shí)別為著地位點(diǎn)；將處在同一個(gè)壓力值矩陣中且具有相鄰關(guān)系的著地位點(diǎn)合并識(shí)別為所述著地位置；通過遍歷壓力值矩陣時(shí)序序列，提取出其中所有能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣，作為著地位置在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，如下控制閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間：獲取一固定的預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間；如果判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行，根據(jù)行人的步距與步間隔，計(jì)算對(duì)該預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間的調(diào)節(jié)因數(shù)，再以調(diào)節(jié)因數(shù)乘以預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間，作為單人通行模式下閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間；如果判定當(dāng)前的通行模式為牽引兒童通行或者拖曳行李通行，則采用一預(yù)定的取值大于1的數(shù)值作為調(diào)節(jié)因數(shù)，再以調(diào)節(jié)因數(shù)乘以預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間作為閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間，從而對(duì)牽引兒童通行或者拖曳行李通行給予比預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間更長的閘機(jī)實(shí)際開放時(shí)間；如果判定當(dāng)前通行模式為多人尾隨通行，則保持預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間作為閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間。

可見，本發(fā)明利用閘機(jī)通道的前方一定距離范圍內(nèi)設(shè)置的以壓力傳感為實(shí)現(xiàn)方式的通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)，預(yù)測(cè)計(jì)算當(dāng)前行人的通行速度和通行狀態(tài)，并根據(jù)通行速度和通行狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，實(shí)現(xiàn)了通行時(shí)間長度的按需分配，相比采用固定時(shí)間區(qū)間的通行邏輯控制來說，降低了平均通行時(shí)長；對(duì)于行動(dòng)遲緩、攜帶行李或引領(lǐng)兒童等情形，基于預(yù)測(cè)的通行速度和通行狀態(tài)，延長閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，一方面降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，另一方面避免了閘機(jī)反復(fù)開關(guān)或提前關(guān)閉所造成的通行延誤；通過對(duì)通行狀態(tài)的有效識(shí)別，可以避免誤報(bào)警發(fā)生，并且對(duì)于識(shí)別出來的尾隨闖關(guān)等行為能夠進(jìn)行有效警示。

說明書附圖

圖1是現(xiàn)有的檢票閘機(jī)及其紅外線光幕結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的檢票閘機(jī)通行邏輯控制系統(tǒng)整體架構(gòu)示意圖；

圖3A-3F是不同通行模式下壓力值矩陣點(diǎn)位狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的通行模式判斷的流程示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)節(jié)閘機(jī)實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間的流程示意圖；

圖6是支撐腳著地壓力變化曲線示意圖；

圖7是拖曳行李壓力變化曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說明。

圖2是本發(fā)明所述檢票閘機(jī)通行邏輯控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。本系統(tǒng)在檢票閘機(jī)201的左、右閘門所限定的通行空間的外側(cè)(沿著行人的通行方向，以未通過閘機(jī)的一側(cè)為外側(cè)，通過閘機(jī)的一側(cè)為內(nèi)側(cè))，沿通行方向設(shè)置一通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)202；該通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)202以壓力傳感的方式，檢測(cè)行人的著地區(qū)域位置信號(hào)，作為判定通行模式以及通行步距、移動(dòng)速度的依據(jù)。檢票閘機(jī)的閘門上安裝紅外線光幕203，包括若干組一一對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射器和紅外接收器，紅外線光幕203根據(jù)紅外線的被遮擋情況而產(chǎn)生紅外通行檢測(cè)信號(hào)，用于表征閘機(jī)的通行空間中的行人位置區(qū)間。通行邏輯控制器安裝在閘機(jī)的閘門內(nèi)部，用于接收所述著地區(qū)域位置信號(hào)和紅外通行檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)所述著地區(qū)域位置信號(hào)確定行人的通行模式(包括單人通行、多人尾隨通行、拖曳行李通行、牽引兒童通行)，基于不同的通行模式，采用不同的測(cè)算方法預(yù)測(cè)行人通過閘機(jī)的通行時(shí)長，從而根據(jù)該通行時(shí)長自適應(yīng)地調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的開放時(shí)間區(qū)間，達(dá)到與預(yù)測(cè)的通行時(shí)長相匹配的開放時(shí)間區(qū)間，提高閘機(jī)的通行效率；當(dāng)行人通行遲緩、攜帶行李或牽引兒童的情況下避免閘機(jī)出現(xiàn)反復(fù)無效的關(guān)閉和打開動(dòng)作，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤阻礙通行、耽誤時(shí)間的現(xiàn)象，降低了人身傷害風(fēng)險(xiǎn)；并且，所述通行邏輯控制器還根據(jù)行人的通行模式，有效甄別正常通行行為和違規(guī)通行行為，對(duì)多人尾隨通行等違規(guī)情形進(jìn)行報(bào)警，降低了誤報(bào)率；通行邏輯控制器還負(fù)責(zé)根據(jù)紅外通行檢測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)防夾人功能。

下面介紹本發(fā)明各部分在實(shí)現(xiàn)通行邏輯控制當(dāng)中的具體工作過程。

圖3A-3D示出了通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)202中壓力傳感器的分布以及對(duì)著地區(qū)域位置的檢測(cè)。如圖3A所示，在沿著通行方向且位于閘機(jī)通行空間外側(cè)的矩形區(qū)域中，分布有壓力傳感器202A的均勻矩陣，執(zhí)行對(duì)行人通行過程中整個(gè)通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)壓力狀態(tài)的檢測(cè)，并且用一壓力值矩陣表示檢測(cè)結(jié)果，每個(gè)壓力傳感器202A對(duì)應(yīng)壓力值矩陣中的一個(gè)點(diǎn)位。壓力傳感器202A具有足夠的分布密度，行人通行過程中向前行進(jìn)每一步的距離，其支撐腳腳部的著地位置處的若干壓力傳感器202A檢測(cè)的壓力信號(hào)會(huì)明顯高于其它位置處的壓力傳感器的壓力信號(hào)，同時(shí)非支撐腳與地面的接觸以及拖曳行李與地面的接觸位置也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓力信號(hào)，可設(shè)定一壓力判斷閾值，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)低于該壓力判斷閾值的壓力傳感器202A狀態(tài)設(shè)定為“無效”，在壓力值矩陣中以0表示無效的壓力傳感器202A對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位的檢測(cè)值，而將檢測(cè)到的壓力信號(hào)大于等于該壓力判斷閾值的壓力傳感器202A狀態(tài)設(shè)定為“有效”，在壓力值矩陣中，以有效的壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際壓力值作為這些壓力傳感器對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的檢測(cè)值。如圖3A-3F，其中黑色圓點(diǎn)表示被識(shí)別為有效的點(diǎn)位，而白色圓點(diǎn)表示無效的點(diǎn)位。通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)202以固定的采集頻率(每秒鐘20次以上)采集整個(gè)壓力傳感器矩陣檢測(cè)的壓力信號(hào)，并在每次采集后相應(yīng)更新和輸出本次采集所產(chǎn)生的壓力值矩陣，記為P_t，從而產(chǎn)生由歷次采集的壓力值矩陣組成的時(shí)序序列P_t，P_t-1，P_t+2...P_t+(n-1)，P_t+n，作為所述著地區(qū)域位置信號(hào)，供通行邏輯控制器執(zhí)行分析計(jì)算。

通行邏輯控制器接收作為著地區(qū)域位置信號(hào)的壓力值矩陣時(shí)序序列P_t-n，P_t-(n-1).....P_t-2，P_t-1，P_t，P_t+1，P_t+2...P_t+(n-1)，P_t+n，根據(jù)該壓力值矩陣的時(shí)序序列，確定行人的通行模式。圖4示出了通行模式判斷的流程。

首先，步驟401當(dāng)中，通行邏輯控制器從每個(gè)壓力值矩陣P_t當(dāng)中識(shí)別出行人支撐腳的著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，作為判斷通行模式的依據(jù)。在行人每一步的行進(jìn)過程中，支撐腳著地處固定在一個(gè)區(qū)域范圍之內(nèi)，并且如圖6所示的支撐腳著地壓力變化曲線，著地處的壓力先逐漸增大，然后隨著支撐腳的轉(zhuǎn)換會(huì)階梯性下降，通行邏輯控制器通過將每個(gè)壓力值矩陣P_t與在壓力值矩陣時(shí)序序列中位于P_t之前和之后一定時(shí)段內(nèi)的壓力值矩陣(例如P_t-2，P_t-1，P_t+1，P_t+2)進(jìn)行比較，提取其中壓力值存在階梯性下降沿的有效位點(diǎn)，作為候選著地位點(diǎn)；進(jìn)而判斷候選著地位點(diǎn)的壓力值在階梯性下降沿之前的若干壓力值矩陣上是否存在保持穩(wěn)定或上升的壓力值變化，若存在符合上述情況的延續(xù)狀態(tài)，則將該位點(diǎn)識(shí)別為著地位點(diǎn)。例如，對(duì)于圖3A中壓力值矩陣P_t的有效位點(diǎn)，通過比較判定其中以虛線圓圈標(biāo)記的位點(diǎn)與序列中之后的壓力值矩陣P_t+1相比較，壓力值矩陣P_t+1中這些位點(diǎn)壓力值出現(xiàn)了階梯性下降，則進(jìn)而判斷這些位點(diǎn)在之前的壓力值矩陣P_t-2，P_t-1當(dāng)中壓力值保持穩(wěn)定，因而將圖3A中以虛線圓圈標(biāo)記的位點(diǎn)識(shí)別為著地位點(diǎn)；并且將同一個(gè)壓力值矩陣P_t中具有相鄰關(guān)系的著地位點(diǎn)合并識(shí)別為所述著地位置。通過遍歷壓力值矩陣時(shí)序序列P_t-n，P_t-(n-1).....P_t-2，P_t-1，P_t，P_t+1，P_t+2...P_t+(n-1)，P_t+n，提取出其中所有能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣，例如，其中的P_t-n，P_t，P_t+n，作為著地位置在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)。

步驟402根據(jù)著地位置及其在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行、多人尾隨通行還是牽引兒童通行。首先，判定能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣P_t-n，P_t，P_t+n當(dāng)中，是否每個(gè)壓力值矩陣僅存在一個(gè)著地位置，如果是這種狀況，則判定當(dāng)前通行模式為單人通行，例如圖3A-3B所示的每個(gè)壓力值矩陣只具有一個(gè)著地位置FA，F(xiàn)B，則判定圖3A-3B所示壓力值矩陣代表的通行狀態(tài)為單人通行。相反，如果能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣P_t-n，P_t，P_t+n當(dāng)中，多于一個(gè)壓力值矩陣中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的著地位置，例如，圖3C、3D中的壓力值矩陣，如其中虛線圓圈所示的位點(diǎn)作為著地位置，可見圖3C存在兩個(gè)的著地位置FC1，F(xiàn)C2，圖3D存在著地位置FD1，F(xiàn)D2；則判定為多人通行。進(jìn)而，對(duì)于多人通行的情況，計(jì)算各個(gè)著地位置的平均壓力值；若其中只有一個(gè)著地位置的平均壓力值超過非允許閾值，則判定通行模式為牽引兒童通行；若其中多于一個(gè)著地位置的平均壓力值超過非允許閾值，則判定通行模式為多人尾隨通行。以上是利用兒童體重較輕因而產(chǎn)生的壓力值較小，作為多人通行情況下是否屬于牽引兒童通行的判斷依據(jù)。也可以利用兒童步距較小而作為是否屬于牽引兒童通行的判斷依據(jù)；在這種情況下，根據(jù)計(jì)算的平均壓力值，為識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣P_t-n，P_t，P_t+n當(dāng)中各個(gè)著地位置進(jìn)行配對(duì)，平均壓力值接近在一定程度之內(nèi)的著地位置被匹配為一對(duì)，例如，圖3C和圖3D中的著地位置FC1、FD1被匹配為一對(duì)，著地位置FC2和FD2被匹配為一對(duì)；利用匹配為一對(duì)的著地位置計(jì)算步距長度，若只有一個(gè)步距長度大于非允許閾值，則判定通行模式為牽引兒童通行；若其中多于一個(gè)步距長度超過非允許閾值，則判定通行模式為多人尾隨通行。

步驟403，分析壓力值矩陣時(shí)序序列中每個(gè)壓力值矩陣的當(dāng)中非著地位點(diǎn)的有效位點(diǎn)，判斷是否存在拖曳行李產(chǎn)生的壓力軌跡。拖曳行李通行時(shí)，由于行李在通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)連續(xù)移動(dòng)，而非跨越式移動(dòng)，因此受其影響的位點(diǎn)的壓力值先逐漸增大，再逐漸縮小，呈現(xiàn)如圖7所示的曲線。通行邏輯控制器獲得每個(gè)壓力值矩陣P_t當(dāng)中非著地位點(diǎn)的有效位點(diǎn)的壓力值，與在壓力值矩陣時(shí)序序列中位于P_t之前和之后一定時(shí)段內(nèi)的壓力值矩陣(例如P_t-2，P_t-1，P_t+1，P_t+2)中這些有效位點(diǎn)的壓力值進(jìn)行比較，判斷其中壓力值存在漸變上升或漸變下降的有效位點(diǎn)，作為候選行李軌跡位點(diǎn)；例如，對(duì)于圖3E、3F中著地位置FE、FF之外，壓力值矩陣P_t的非著地位置的有效位點(diǎn)與序列中之前和之后的壓力值矩陣P_t-2，P_t-1，P_t+1，P_t+2相比較，這些位點(diǎn)壓力值出現(xiàn)了先逐漸增大再逐漸縮小的變化，則進(jìn)而判斷這些位點(diǎn)作為候選行李軌跡位點(diǎn)，因而將圖3E中以實(shí)線圓圈標(biāo)記的位點(diǎn)識(shí)別為候選行李軌跡位點(diǎn)。通過遍歷壓力值矩陣時(shí)序序列P_t-n，P_t-(n-1).....P_t-2，P_t-1，P_t，P_t+1，P_t+2...P_t+(n-1)，P_t+n，提取出其中所有能夠識(shí)別出候選行李軌跡位點(diǎn)的壓力值矩陣，分析候選行李軌跡位點(diǎn)在時(shí)序序列中的延續(xù)狀態(tài)，如果其中在時(shí)序上相鄰的若干壓力值矩陣中，具有位置接近(在預(yù)定距離閾值范圍內(nèi))的候選行李軌跡位點(diǎn)，如圖3E、3F中實(shí)線圓圈標(biāo)記的位點(diǎn)，即說明存在連續(xù)的行李拖曳的壓力軌跡，判定當(dāng)前通行模式為拖曳行李通行。

在實(shí)現(xiàn)通行邏輯控制的過程當(dāng)中，通行邏輯控制器根據(jù)圖4所示的步驟判斷出當(dāng)前的通行模式之后，基于不同的通行模式，采用不同的測(cè)算方法預(yù)測(cè)行人通過閘機(jī)的通行時(shí)長，從而根據(jù)該通行時(shí)長自適應(yīng)地調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的開放時(shí)間區(qū)間，達(dá)到與預(yù)測(cè)的通行時(shí)長相匹配的開放時(shí)間區(qū)間。具體來說，如圖5所示的步驟，在步驟501中，通行邏輯控制器獲取一固定的預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間T。步驟502中，如果判斷當(dāng)前的通行模式是單人通行，通行邏輯控制器根據(jù)行人的步距與步間隔，計(jì)算對(duì)該預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間的調(diào)節(jié)因數(shù)；對(duì)單人通行的情況，通行邏輯控制器獲得所有能夠識(shí)別出著地位置的壓力值矩陣，例如，P_t-n，P_t，P_t+n，根據(jù)其中時(shí)序上最接近的每兩個(gè)壓力值矩陣(即P_t-n與P_t，P_t與P_t+n)中著地位置的距離，如圖3A、3B中FA和FB之間的間距，作為每兩個(gè)壓力值矩陣之間的步距，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)平均步距D；計(jì)算每兩個(gè)壓力值矩陣(即P_t-n與P_t，P_t與P_t+n)之間的采集時(shí)間差，計(jì)算平均的時(shí)間差，作為步間隔L；計(jì)算調(diào)節(jié)因數(shù)k＝1/(a*D/L)，其中a為轉(zhuǎn)換系數(shù)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換系數(shù)a，使k的取值范圍在0.8-2.0之間；再以調(diào)節(jié)因數(shù)k乘以預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間T，作為單人通行模式下閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間。顯然，行人步距越大，步間隔越短，則其通行速度越快，相應(yīng)的k的取值越小，則閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間就會(huì)小于預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間T，允許的最小值可達(dá)到該預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間T的0.8；相反，如果行人步距小，步間隔長，表示行人行動(dòng)遲緩，可能是老年人或行走障礙者，可以采用比預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間更長的閘機(jī)實(shí)際開放時(shí)間，最長允許達(dá)到預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間T的2倍。步驟503中，如果判定當(dāng)前的通行模式為牽引兒童通行或者拖曳行李通行，則采用一預(yù)定的取值大于1(如1.5-2)的數(shù)值作為調(diào)節(jié)因數(shù)k，從而對(duì)牽引兒童通行或者拖曳行李通行給予比預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間更長的閘機(jī)實(shí)際開放時(shí)間，以避免閘機(jī)出現(xiàn)反復(fù)無效的關(guān)閉和打開動(dòng)作，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤阻礙通行、耽誤時(shí)間的現(xiàn)象，降低了人身傷害風(fēng)險(xiǎn)。步驟504中，如果判定當(dāng)前通行模式為多人尾隨通行，則保持預(yù)設(shè)開放時(shí)間區(qū)間作為閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間。

在確定了閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間之后，通行邏輯控制器檢測(cè)紅外線光幕203根據(jù)紅外線的被遮擋情況而產(chǎn)生紅外通行檢測(cè)信號(hào)，紅外通行檢測(cè)信號(hào)用于表征閘機(jī)的通行空間中的行人位置區(qū)間。當(dāng)紅外通行檢測(cè)信號(hào)表示行人進(jìn)入到閘機(jī)的通行空間時(shí)，則通行邏輯控制器立即控制閘機(jī)打開，并且進(jìn)行計(jì)時(shí)，根據(jù)圖5的步驟中所確定的閘機(jī)的實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間，在計(jì)時(shí)達(dá)到該實(shí)際開放時(shí)間區(qū)間后控制閘機(jī)關(guān)閉。當(dāng)然，根據(jù)紅外通行檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)判斷行人位置區(qū)間處在會(huì)被閘機(jī)的攔阻器夾持的位置時(shí)，則通行邏輯控制器控制閘機(jī)暫緩關(guān)閉，并且進(jìn)行報(bào)警提示。當(dāng)識(shí)別的通行模式為多人尾隨通行，通行邏輯控制器在紅外通行檢測(cè)信號(hào)表示行人進(jìn)入到閘機(jī)的通行空間時(shí)，也會(huì)進(jìn)行報(bào)警提示。

可見，本發(fā)明利用閘機(jī)通道的前方一定距離范圍內(nèi)設(shè)置的以壓力傳感為實(shí)現(xiàn)方式的通行狀態(tài)檢測(cè)區(qū)，預(yù)測(cè)計(jì)算當(dāng)前行人的通行速度和通行狀態(tài)，并根據(jù)通行速度和通行狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，實(shí)現(xiàn)了通行時(shí)間長度的按需分配，相比采用固定時(shí)間區(qū)間的通行邏輯控制來說，降低了平均通行時(shí)長；對(duì)于行動(dòng)遲緩、攜帶行李或引領(lǐng)兒童等情形，基于預(yù)測(cè)的通行速度和通行狀態(tài)，延長閘機(jī)從打開到關(guān)閉的時(shí)間區(qū)間，一方面降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，另一方面避免了閘機(jī)反復(fù)開關(guān)或提前關(guān)閉所造成的通行延誤；通過對(duì)通行狀態(tài)的有效識(shí)別，可以避免誤報(bào)警發(fā)生，并且對(duì)于識(shí)別出來的尾隨闖關(guān)等行為能夠進(jìn)行有效警示。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。