基于红外阵列人数传感器的计数方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106600777A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611125413.8(22)申请日2016.12.09(71)申请人济南赛英立德电子科技有限公司地址250022山东省济南市槐荫区经十路646号院内济南铸造锻压研究所办公楼二楼东侧207室(72)发明人黄程云(51)Int.Cl.G07C9/00(2006.01)G06K9/00(2006.01)G06K9/40(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于红外阵列人数传感器的计数方法及装置(57)摘要本发明的基于红外阵列人数传感器的计数方法，对设置于门口上方的红外阵列传感器的输出信号进行处理，识别出由人体产生的轮廓，并对轮廓的运动方向进行跟踪；通过轮廓的运动轨迹来判断人员是进入还是外出，以实现进出人员计数。本发明计数装置，包括单片机系统及与其相连接的红外阵列传感器、PIR传感器和电源电路，单片机系统通过红外阵列传感器获取检测区域的红外图像，通过PIR传感器检测是否有人员经过门口。本发明的计数方法及装置，解决了红外对射式传感器在多人通过时检测精度低的问题，具有多目标跟踪、识别精度高、功耗低的优点，由于安装位置高，具有不易损坏的优点，有益效果显著，适于应用推广。CN106600777ACN106600777A权利要求书1/2页1.一种基于红外阵列人数传感器的计数方法，其特征在于，通过以下方法来实现：对设置于门口上方的红外阵列传感器的输出信号进行处理，识别出由人体产生的轮廓，并对轮廓的运动方向进行跟踪；通过轮廓的运动轨迹来判断人员是进入还是外出，以实现进出人员计数。2.根据权利要求1所述的基于红外阵列人数传感器的计数方法，其特征在于，设红外阵列传感器设置于门内的上方，其输出图像的最上一行像素采集靠近门口区域；具体通过以下步骤来实现：a).判断是否有人员经过门口，如果没有人员经过，执行步骤b)；如果有人员经过，则执行步骤c)；b).计算背景温度值，读取红外阵列传感器当前帧的数值，并将所有像素点的原始数据换算为真实温度值；将各个像素点当前帧及其之前的共计N帧温度数据进行平均值计算，得到的平均值作为各个像素点的背景温度值；执行步骤a)；c).背景的降噪处理，读取红外阵列传感器当前帧的数值，将所有像素点的原始数据换算为真实温度值，并将当前帧的温度值减去背景温度值，得到每个像素点的温差值；如果有温差值超过±0.5℃的孤立像素点存在，则将相应像素点的温差值清零；然后再通过时间滤波获取各个像素点的温差值；执行步骤d)；d).获取二值化图像，将各个像素点的温差值与门限值Vth进行比较，如果超过门限值Vth则像素点置为1，如果低于门限值Vth则像素点置为0，以得到当前帧的二值化图像；执行步骤e)；e).轮廓聚合和特征点判定，将当前帧二值化图像中所有为1的像素点进行空间聚合，通过对聚合后像素点的外形进行分析，识别出表示人员存在的轮廓；将轮廓的几何中心对应的像素点或者轮廓内具有最大温差值的像素点标记为特征点，特征点作为轮廓运动的跟踪点；执行步骤f)；f).跟踪点的移动及产生，新一帧图像出现后，依次经过步骤d)和e)的相同处理，识别出新一帧图像中特征点相对于上一帧图像中特征点的移动方向，该移动方向即为跟踪点的运动方向，完成跟踪点移动或新跟踪点产生；执行步骤g)；g).跟踪点移出的判断，随着图像帧的不断输出和跟踪点运动状态的判断，对于已经消失的跟踪点，记录其最后一次出现的时间和位置；如果跟踪点最后一次出现的时间与当前时间相比，超过了相应的门限值Tth，则表明此特征点所跟踪的人体已经移出传感器镜头范围；执行步骤h)；h).人员进出判断和累积，如果一个跟踪点的运动方向为“由门口对应的最上一行像素点进入、而由其余3个方向最外围的像素点消失”，则判断为人员进入，进入人数加1；如果一个跟踪点的运动方向为“由除门口外的其余3个方向最外围的像素点进入、而由门口对应的最上一行像素点消失”，则判断为人员外出，外出人数加1。3.根据权利要求2所述的基于红外阵列人数传感器的计数方法，其特征在于：步骤a)中判断是否有人员经过门口是通过PIR传感器输出的信号进行判断，如果PIR传感器输出的信号超过设定的窗口门限，则认为有人员经过，如果没有超过，则认为没有人员经过。4.根据权利要求2所述的基于红外阵列人数传感器的计数方法，其特征在于：步骤b)中参与平均值计算图像帧数为5～20s内所采集的图像帧数，步骤c)中所述的时间滤波方法2CN106600777A权利要求书2/2页为：求取当前帧中每个像素点温度值与前一帧中对应像素点温度值的算术平均值，获得的平均值作为当前帧图像中像素点