專利名稱：基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對通過目標通道的通行人員進行計量的系統(tǒng)，尤指一種能夠自動 判斷通過某一通道的人流是否出現(xiàn)尾隨現(xiàn)象的基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾 隨系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一些特殊的行業(yè)如公路、鐵路、空運客運中，為了保證交通工具的安全，或者是 在一些特殊部門中，進入的乘客或人員都需要通過設有特殊的檢查儀器的安檢通道，而在 安檢時，為了保證安檢的效果，或是為了便于對通過的人員進行自動統(tǒng)計和計數(shù)，安檢通道 前通常要設置專門的防尾隨通道，該防尾隨通道通常是設置一個供人員通行的狹長通道空 間，該狹長通道空間的入口和出口處分別設置有用于阻止人通行的擋門(或擋桿)，該防 尾隨通道入口、出口處的擋門通常處于常關(guān)閉狀態(tài)，當有通行人員到達該防尾隨通道的入 口要經(jīng)過該防尾隨通道時，防尾隨通道入口處的擋門先打開，通行人員單獨或攜帶行李經(jīng) 過防尾隨通道入口完全進入該防尾隨通道后，入口處的擋門關(guān)閉，通行人員通過該防尾隨 通道的通道空間，通道空間內(nèi)所設的紅外對射探頭發(fā)生感應并產(chǎn)生感應信號，當通行人員 到達該防尾隨通道出口時，該防尾隨通道出口處的擋門打開，通行人員走出該防尾隨通道， 如此反復循環(huán)，實現(xiàn)對多個依次通過防尾隨通道的通行人員進行統(tǒng)計計數(shù)的目的，目前的 防尾隨通道，由于僅僅是設置了紅外對射傳感器探頭來計算通過該防尾隨通道的人員的數(shù) 量，由于目前的紅外探頭對射裝置只是設置在防尾隨通道中固定的高度位置處感應紅外線 被擋的次數(shù)，當通行人員攜帶行李通過時，紅外探頭雖然可以感到紅外線被多次阻斷，但并 不能區(qū)分定是因為通行人員攜帶行李造成阻斷的，還是因為在通行中有多個人同時尾隨進 入防尾隨通道空間造成的多次阻斷，因此在目前所用的防尾隨通道系統(tǒng)中，為確保防尾隨 通道計數(shù)的正確，往往需要在現(xiàn)場設置專門的值守人員來發(fā)現(xiàn)和糾正，鑒于值守人員也會 出現(xiàn)疏忽，因此造成出錯的幾率大大增加，同時也使防尾隨裝置系統(tǒng)失去了其原本設計的 目的，往往只是起到一種輔助的引導的效果，給用戶造成了資源損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的是為了使目前的防尾隨系統(tǒng)具有智能探測能力，自動對通過采 用該基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的防尾隨通道的人員進行只能判斷， 以對防尾隨通道中出現(xiàn)的尾隨現(xiàn)象進行區(qū)別，并通過報警或記錄的方式防尾隨現(xiàn)象進行糾 正，以提高目前防尾隨系統(tǒng)的自動化程度。為實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系 統(tǒng)包括中央控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、防尾隨通道、紅外對射傳感器、防尾隨 通道出口和入口處的阻攔裝置連接，該防尾隨通道具有入口和出口，在該防尾隨通道的入 口和出口處均設置用于阻擋人進入通行的阻攔裝置，其中中央控制模塊該中央處理模塊與數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、紅外對射傳感器以及防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置連接，用于處理各模塊傳回的數(shù)據(jù)，對各模塊的 功能進行控制管理，協(xié)調(diào)各模塊之間的信息通訊，并控制防尾隨通道出口和入口處的阻攔 裝置進行工作。數(shù)據(jù)處理模塊與中央控制模塊和傳感器連接，用于接收整個防尾隨通道所有上、 下排傳感器發(fā)回的瞬時感應信息，將該瞬時感應信息發(fā)送給中央控制模塊進行計算，并對 傳感器信息進行提取、分析和處理，判斷該防尾隨通道內(nèi)同時存在的步態(tài)狀況的數(shù)量，并接 收中央控制模塊發(fā)出的指令。信息提示模塊該信息提示模塊與中央控制模塊連接，用來接收中央控制模塊發(fā) 送的進行錯誤報警的命令，并根據(jù)報警命令的內(nèi)容進行相應的報警。紅外對射傳感器紅外對射傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊連接，該紅外對射傳感器至少 分為兩組，以每組至少兩對的方式在防尾隨通道內(nèi)沿與通道地面近似平行的方向成排設 置，上排傳感器離該防尾隨通道地面的距離在100cm-120cm之間，下排傳感器離該防尾隨 通道地面的距離在5cm-40cm之間，同一排中相鄰傳感器之間的距離為2cm-18cm之間。防尾隨通道由兩個防尾隨通道壁平行設置構(gòu)成，該防尾隨通道的防尾隨通道壁上 設置有紅外對射傳感器。通常，上排傳感器離該防尾隨通道地面的距離為120cm，下排傳感器離該防尾隨通 道地面的距離為10cm，同一排中相鄰傳感器之間的距離為10cm。所述數(shù)據(jù)處理模塊對防尾隨通道內(nèi)所有的上、下排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回的 多個瞬時感應信息進行分析，若防尾隨通道內(nèi)的上、下排傳感器發(fā)回的感應信息中存在有 步態(tài)狀況，則判斷存在步態(tài)狀況數(shù)量并將步態(tài)數(shù)量發(fā)送給中央控制模塊，當防尾隨通道某 連續(xù)距離內(nèi)上、下排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回的多個瞬時感應信息有存在如下四個步態(tài) 特征1)、有若干相間距離為5cm-10cm的后下排方傳感器被遮擋，同時該被遮擋下排后方 傳感器上方有若干相間距離為5cm-10cm的上排傳感器被遮擋；2)、在保持1)中狀態(tài)情況 下，被遮擋的下排后方傳感器前方若干距離處有相間距離為A的下排前方傳感器被遮擋； 3)、下排前、后方被遮傳感器被遮擋狀況不變，上排被遮擋傳感器位置自下排后方傳感器位 置正上方位置向前移動到下排前方傳感器正上方位置；4)、上排傳感器被遮狀態(tài)保持不變， 下排后方傳感器被遮擋狀態(tài)消失，下排前方傳感器被遮擋狀態(tài)繼續(xù)；則數(shù)據(jù)處理模塊認為 有一個步態(tài)狀況發(fā)生，數(shù)據(jù)處理模塊判定防尾隨通道內(nèi)同時出現(xiàn)的每一個步態(tài)特征為一個 人。該于步態(tài)模式追蹤多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的信息提示模塊包括有聲音報警 系統(tǒng)，該生硬報警系統(tǒng)包括有語音報警控制單元和報警揚聲器，該語音報警控制單元與報 警揚聲器連接。該基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)在防尾隨通道內(nèi)以與通道地 面近似平行的角度成排設置的傳感器的組數(shù)為兩組，該成排設置的紅外對射傳感器的每組 傳感器的數(shù)目至少為2對。通常，上述成排設置的紅外對射傳感器的每組傳感器的數(shù)目為2對。該兩對傳感器設于所述防尾隨通道的入口位置處。上述防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置為擋門或擋桿。有益效果采用本發(fā)明 的基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的防尾隨通道中，由多組傳感器采用上述排列設置方式設置于防尾隨通道內(nèi)，當該防尾隨通道內(nèi)有人員通過時，該每對相互配合 對射的傳感器將探測到的被遮擋的信號傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊進行處理，由于在防尾隨通道 內(nèi)傳感器的設置特點較為特殊，因此，根據(jù)人體在行走時人腿具有前后交替的特征，因此人 行走所產(chǎn)生的傳感器信號數(shù)據(jù)與物有明顯的差別，數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過分析后能夠?qū)^(qū)分哪 些特征為人體行走產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從而確定防尾隨通道內(nèi)人的數(shù)目，對尾隨現(xiàn)象進行判斷，該 基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)能夠明顯減少甚至不需要值守人員的干 預，具初步的人工智能特點，系統(tǒng)準確性較高、成本增加少，維護成本降低，工作更加穩(wěn)定， 適合各種防尾隨通道特別是對防尾隨要求較為嚴格的通關(guān)、機場、地鐵的場合來使用。


圖1、為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理模塊多人檢測算法的算法流程圖；圖2、為本發(fā)明第一種實施例中有人通過防尾隨通道的示意圖；圖3、為本發(fā)明第一種實施例中有人通過防尾隨通過的示意圖；圖4、為本發(fā)明第二種實施例中有人通過防尾隨通道的示意圖；圖5、為本發(fā)明第二種實施例中有人通過防尾隨通道的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。請參照圖1所示，本發(fā)明的基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)，中 央控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、防尾隨通道、紅外對射傳感器、防尾隨通道出口 和入口處的阻攔裝置連接，該防尾隨通道具有入口和出口，在該防尾隨通道的入口和出口 處均設置用于阻擋人進入通行的阻攔裝置，其中中央控制模塊該中央處理模塊與數(shù)據(jù) 處理模塊、信息提示模塊、紅外對射傳感器以及防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置連接， 用于處理各模塊傳回的數(shù)據(jù)，對各模塊的功能進行控制管理，協(xié)調(diào)各模塊之間的信息通訊， 并控制防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置進行工作；數(shù)據(jù)處理模塊與中央控制模塊和 傳感器連接，用于接收整個防尾隨通道所有上、下排傳感器發(fā)回的瞬時感應信息，將該瞬時 感應信息發(fā)送給中央控制模塊進行數(shù)據(jù)計算處理，并對傳感器信息進行提取、分析和處理， 判斷該防尾隨通道內(nèi)同時存在的步態(tài)狀況的數(shù)量，并接收中央控制模塊發(fā)出的指令；信息 提示模塊該信息提示模塊與中央控制模塊連接，用來接收中央控制模塊發(fā)送的進行錯誤 報警的命令，并根據(jù)報警命令的內(nèi)容進行相應的報警；紅外對射傳感器紅外對射傳感器 與數(shù)據(jù)處理模塊連接，該紅外對射傳感器至少分為兩組，以每組至少兩對的方式在防尾隨 通道內(nèi)沿與通道地面近似平行的方向成排設置，上排傳感器30離該防尾隨通道地面的距 離在100cm-120cm之間，下排傳感器31離該防尾隨通道地面的距離在5cm-40cm之間，同一 排中相鄰傳感器之間的距離為2cm-18cm之間，在本實施例中，上排傳感器30離該防尾隨通 道地面的距離為120cm，下排傳感器31離該防尾隨通道地面的距離為10cm，上排傳感器30 或下排傳感器31中相鄰的傳感器之間的距離為10cm。防尾隨通道由兩個防尾隨通道壁1平行設置構(gòu)成，該防尾隨通道的防尾隨通道壁 1上設置有紅外對射傳感器。所述數(shù)據(jù)處理模塊對防尾隨通道內(nèi)所有的上、下排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回的多個瞬時感應信息進行分析，若防尾隨通道內(nèi)的上排傳感器30、下排傳感器31發(fā)回的感 應信息中存在有步態(tài)狀況，則判斷存在步態(tài)狀況數(shù)量并將步態(tài)數(shù)量發(fā)送給中央控制模塊， 當防尾隨通道某連續(xù)距離內(nèi)上排傳感器30、下排傳感器31排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回 的多個瞬時感應信息有存在如下四個步態(tài)特征1)、有若干相間距離為5cm-10cm的下排后 方傳感器被遮擋，同時該被遮擋下排后方傳感器上方有若干相間距離為5cm-10cm的上排 傳感器被遮擋；2)、在保持1)中狀態(tài)情況下，被遮擋下排后方傳感器前方若干距離處有相 間距離為A的下排前方傳感器被遮擋；3)、下排前方被感器、下排后方傳感器被遮擋狀況不 變，上排被遮擋傳感器位置自下排后方位置向前移動到下排前方位置上方；4)、上排傳感器 被遮狀態(tài)保持不變，下排后方傳感器被遮擋狀態(tài)消失，下排前方傳感器被遮擋狀態(tài)繼續(xù)；則 認為有一個步態(tài)狀況發(fā)生，數(shù)據(jù)處理模塊判定防尾隨通道內(nèi)同時出現(xiàn)的每一個步態(tài)特征為 一個人。該于步態(tài)模式追蹤多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的信息提示模塊包括有聲音報警 系統(tǒng)，該生硬報警系統(tǒng)包括有語音報警控制單元和報警揚聲器，該語音報警控制單元與報 警揚聲器連接。請參照圖2所示，為本實用新型基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨通道 所用多人檢測算法的算法流程圖，該多人監(jiān)測算法主要包括如下的步驟步驟1 系統(tǒng)開機自檢后，進入初始準備狀態(tài)，首先防尾隨通道入口處的擋門22打 開，中央控制模塊對該防尾隨通道上排的所有傳感器30狀態(tài)進行掃描，判斷傳感器30被遮 擋的狀態(tài)，若沒有被遮擋，則在一等待時間過后對通道內(nèi)人數(shù)進行清零并關(guān)閉該防尾隨通 道入口處擋門22;步驟2 如果上排傳感器30有遮擋物，則開始同時對下排每個傳感器31進行搜 索，當搜索到下排傳感器31有被遮擋時，分析下排傳感器31是否存在步態(tài)交叉特征，若沒 有則繼續(xù)該步驟對下排傳感器31進行掃描，若有則進入下一步；步驟3 若存有步態(tài)交叉特征，則將人數(shù)加一，直至將所有下排傳感器31全部搜索 完成；步驟3 若存有步態(tài)交叉特征，則將人數(shù)加一，直至將所有下排傳感器31全部搜索 完成，如果檢測得到的步態(tài)交叉的次數(shù)即人數(shù)大于1，則進行報警處理，然后將人數(shù)清零后 返回初始準備狀態(tài)，如果人數(shù)不大于1，則進入步驟4 ；步驟4 返回初始準備狀態(tài)，準備做下一次檢測。請參照圖3和圖4所示，為本實用新型的第一種實施例，在該實施例中，為便于檢 測，該基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)的防尾隨通道壁1上成排設置的紅 外對射傳感器的每排傳感器的數(shù)目為2對，阻攔裝置為擋門，該2對傳感器在防尾隨通道的 入口擋門22附近位置處的防尾隨通道壁1上設置，在該防尾隨通道入口處用于阻攔通行人 員的阻攔裝置打開后，該入口處設置的上下兩組傳感器開始工作，并將感應得到的信息發(fā) 送給數(shù)據(jù)處理模塊進行分析和判斷，根據(jù)步態(tài)模式多人檢測算法來判斷經(jīng)過該傳感器的人 員的數(shù)量，通過對人和物體通過防尾隨通道時的運動特點進行分析后發(fā)現(xiàn)，人在行走時雙 腿會交替前行，而物體通過時不會產(chǎn)生兩腿交替過程，上排傳感器30在距離為離地面高度 為120cm距離處設置，因此通常會照射在人的腰部，而下排傳感器則會照射在人的腳的位 置處，因此當人們按照通常速度通過該防尾隨通道時，上排傳感器30會依次獲得被阻擋的信號，而下排傳感器31則會獲得兩次的被阻擋信號，而且存在某個下排傳感器31被阻擋 時間較長的停頓間隔，也就是人的駐步時間，根據(jù)上、下兩組傳感器同時獲得的物體移動信 息，數(shù)據(jù)處理模塊能夠方便準確地判斷在防尾隨通道內(nèi)同時存在的通行人員的數(shù)目，進而 判定是否有人尾隨，并通過中央處理器控制信息提示模塊進行報警和糾正，在該阻攔裝置 關(guān)閉前，如果檢測到通過該傳感器的人員數(shù)量多于1人，則表明有多于1個的人進入該防尾 隨通道，該數(shù)據(jù)處理模塊即通過中央控制模塊向信息提示模塊發(fā)出報警指令，該信息提示 模塊發(fā)出報警信息進行報警，也可以進入自動糾正模式，例如入口處的擋門22不會關(guān)閉， 同時出口處擋門21則始終處于關(guān)閉狀態(tài)，以對尾隨現(xiàn)象進行糾正。
請參照圖5和圖6所示，為本實用新型的第二種實施例，為了保證所得檢測信號的 準確性，所述成排設置的紅外對射傳感器按照一定間隔布滿整個防尾隨通道的防尾隨通道 壁1，這樣所有傳感器可以對整個防尾隨通道自始至終進行監(jiān)視，對于通道內(nèi)存在多個人員 時，其檢測的準確性更高，工作也更加可靠。
權(quán)利要求
1.一種基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中央控制模塊、 數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、具有入口和出口的防尾隨通道、紅外對射傳感器，在該防尾 隨通道的入口和出口處均設置用于阻擋人進入通行的阻攔裝置，其中中央控制模塊與數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、紅外對射傳感器以及防尾隨通道出口 和入口處的阻攔裝置連接，用于處理各模塊傳回的數(shù)據(jù)，對各模塊的功能進行控制管理，協(xié) 調(diào)各模塊之間的信息通訊，并控制防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置進行工作；數(shù)據(jù)處理模塊與中央控制模塊和紅外對射傳感器連接，將該傳感器的瞬時感應信息發(fā) 送給中央控制模塊進行計算，并該器信息進行提取、分析和處理，判斷該防尾隨通道內(nèi)同時 存在的步態(tài)狀況的數(shù)量，并接收中央控制模塊發(fā)出的指令；信息提示模塊用來接收中央控制模塊發(fā)送的進行錯誤報警的命令，并根據(jù)報警命令的 內(nèi)容進行相應的報警；紅外對射傳感器至少分為兩組，以每組至少兩對的方式在防尾隨通道內(nèi)沿與通道地面 近似平行的方向成排設置；防尾隨通道由兩個防尾隨通道壁平行設置構(gòu)成，紅外對射傳感器設置在該通道壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊對防尾隨通道內(nèi)所有的 上、下排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回的多個瞬時感應信息進行分析，若防尾隨通道內(nèi)的上、 下排傳感器發(fā)回的感應信息中存在有步態(tài)狀況，則判斷存在步態(tài)狀況數(shù)量并將步態(tài)數(shù)量發(fā) 送給中央控制模塊，當防尾隨通道某連續(xù)距離內(nèi)上、下排傳感器經(jīng)相同時間間隔發(fā)回的多 個瞬時感應信息有存在如下四個步態(tài)特征1)、有若干相間距離為5cm-10cm的下排后方 傳感器被遮擋，同時該被遮擋下排后方傳感器上方有若干相間距離為5cm-10cm的上排傳 感器被遮擋；2)、在保持1)中狀態(tài)情況下，下排被遮擋后方傳感器前方若干距離處有相間 距離為A的下排前方傳感器被遮擋；3)、下排前、后方被遮傳感器被遮擋狀況不變，上排被 遮擋傳感器位置自下排后方傳感器正上方位置向前移動到下排前方傳感器位置正上方處； 4)、上排傳感器被遮狀態(tài)保持不變，下排后方傳感器被遮擋狀態(tài)消失，下排前方傳感器被遮 擋狀態(tài)繼續(xù)；則認為有一個步態(tài)狀況發(fā)生，數(shù)據(jù)處理模塊判定防尾隨通道內(nèi)同時出現(xiàn)的每 一個步態(tài)特征為一個人。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上排傳感器與該防尾隨通道地面的距 離為100cm-120cm，下排傳感器與該防尾隨通道地面距離為5cm-40cm。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，上排傳感器離該防尾隨通道地面的距離為 120cm，下排傳感器離該防尾隨通道地面的距離為10cm，同一排中相鄰傳感器之間的距離為 IOcm0
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該于步態(tài)模式追蹤多人檢測算法的防尾隨 系統(tǒng)的信息提示模塊包括有聲音報警系統(tǒng)，該生硬報警系統(tǒng)包括有語音報警控制單元和報 警揚聲器，該語音報警控制單元與報警揚聲器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在防尾隨通道內(nèi)以與通道地面近似平行的 角度成排設置的傳感器的組數(shù)為兩組，該成排設置的紅外對射傳感器的每組傳感器的數(shù)目 至少為2對。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成排設置的紅外對射傳感器的每組傳 感器的數(shù)目為2對。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，該兩對傳感器設于所述防尾隨通道的入口 位置處。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置為 擋門或擋桿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)，該基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)包括中央控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、信息提示模塊、防尾隨通道、紅外對射傳感器、防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置連接，該防尾隨通道具有入口和出口，在該防尾隨通道的入口和出口處均設置用于阻擋人進入通行的阻攔裝置，該基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨系統(tǒng)能夠?qū)ξ搽S現(xiàn)象進行準確及時的判斷，減少甚至避免了值守人員的干預，具有準確性高、增加成本低并減少維護成本的優(yōu)點。
文檔編號G08B3/10GK102005069SQ20101054815
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者余平, 左四紅, 潘中書, 范洪兵 申請人:永泰軟件有限公司