二维红外人数传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种提高人数识别精度的二维红外人数传感器，包括两个安装在门框上方的红外光电传感器阵列、使红外光电传感器阵列形成视区的红外光学系统和处理并控制红外光电传感器阵列的输出信号且对处理后的信号进行输出的信号处理电路，所述的信号处理电路的输出端连接有接口电路，所述的传感器装置还包括进行补充照明的红外照明灯。本实用新型专利技术的二维红外人数传感器装置，可高精度的实现人数以及人员运动方向的识别，适于应用在教室、办公室、公共建筑等场所。？（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了提高人数识别精度的二维红外人数传感器装置。属于日用电器控制

技术介绍
—些场合，需要统计室内的人数。如在照明节能控制中，有一种分区控制的模式， 根据室内人员的数量，决定开灯的区域和数量；在商场和车站，需要统计每天的客流量及流 量分布等。测量室内的人数，一般的做法是在房间的各个大门处安装人数传感器，根据各传 感器统计进出人数的多少计算出室内的人数。 常用的人数传感器有基于红外对射原理的对射式和基于双元热释电红外传感器 的运动计数式两大类。对射式传感器的基本原理是利用人体通过两束对射红外光线的时间 不同和遮挡光线的脉冲个数来识别人体的运动方向和数量。运动计数型人数传感器的基本 原理是利用人体通过双元热释电传感器两个视区的方向不同，输出电压的极性不同来判断 人体运动方向，脉冲的个数与通过的人数成正比来确定人数。 上述传感器对人数的识别都是一维的，对射式传感器只能识别人体遮挡红外线的 那个侧面，运动计数式只能识别人体进入与步出视区瞬间的状态。它们的共同特点是单独 一个人出入时，识别率较高；两人同时出入时，识别率开始降低，识别率随同时出入的人数 成阶乘关系降低。如单人通过识别率为l，两人同时通过时，只有前后相距一定距离排列才 能正确识别，左右排列无法识别，识别率为1/2，三人同时进入时，识别率为1/8，余此类推。 人员经过大门的人数和排列是随机的，因此， 一维传感器在实际应用的识别率很低，只能用 于一些对人数精度要求不高的场合，无法满足正常使用的要求。
技术实现思路
本技术针对已有技术的不足，提供一种提高人数识别精度的二维红外人数传 感器装置。 本技术的二维红外人数传感器，包括两个安装在门框上方的红外光电传感器 阵列、使红外光电传感器阵列形成视区的红外光学系统和处理并控制红外光电传感器阵列 的输出信号且对处理后的信号进行输出的信号处理电路，所述的信号处理电路的输出端连 接有接口电路，所述的传感器装置还包括进行补充照明的红外照明灯。 本技术的二维红外人数传感器，两个红外光电传感器阵列的排列方向与人体 运动的方向垂直，红外照明灯根据视频信号的白信号的大小控制开启和关闭，用于在环境 照度不足时，补充照明。 本技术的二维红外人数传感器，所述的信号处理电路包括A/D转换器、与A/ D转换器的输出端相连接的数字信号处理器和与数字信号处理器的输出端相连接的接口电 路，所述的A/D转换器的信号输入端连接有模拟开关，所述的数字信号处理器与模拟开关 的地址端口相连接，所述的数字信号处理器连接有红外照明灯。3 以下详细介绍本技术的构造和原理，两个红外光电传感器阵列的排列方向与 人体运动的方向垂直，相当于在门框的上方安装了一台低分辨率的红外摄像机。红外光学 系统使每个阵列单元(也称为像素)在门口的地面上形成互不重叠或重叠很少的视区，人 体从视区通过时，反射的红外线就会在相应的光电管中产生变化的光电流。红外照明灯用 于在环境光照度降低时，补充照明，保证全天候使用的要求。处理电路按照一定频率重复扫 描两个阵列单元，形成视频信号，经过A/D转换后，变换成数字视频信号，再通过数字信号 处理(DSP)和图象识别等技术，从视频信号中提取人体的数量和运动方向信息，计算出人 数。 本技术是从低分辨率的视频信号中提取人数和方向信息，优点是不受同时进 出的人数、位置、姿势和方向的限制，受环境和温度变化的影响小，识别率达到很高的精度，是真正意义上的人数传感器。用于需要精确统计室内人数的场合使用，具有广泛的应用前旦 豕。附图说明图1为本技术的组成框图；图2为原理图；图3为处理电路组成框图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的详述 图1给出了本技术的组成框图，图2给出了本技术的原理图，下面结合图 1与图2说明本技术的工作原理和组成，红外光电传感器的像素由门的宽度和分辨率 要求决定，像素值越小，图像分辨率低，对处理器的要求低，但人体通过时，形成的有效像素 点少，给人体的轮廓识别带来困难；像素值越大，图像分辨率高，但要求处理器的运算速度 高和运算量大。需要从这两个方面综合考虑来确定像素数量。人体的工程模型为20X50cm 的矩形，要正确识别人体，必须保证人侧身进入时，至少有两个以上的像素点。每个阵列的 各自像素在门口形成各自的视区，为了保证正确确定人体的轮廓，各个像素形成的视区，要 求不能互相重叠或重叠很小，这是对光学系统的要求。两个阵列视区之间的距离，不能太 大，否则门外的行人也可能造成干扰；也不能太小，否则，跑步进入人体形成的信号帧数太 少，给人体识别带来一定困难。 红外光学系统除了保证形成所需的视区之外，还要求通光量大，以提高视频信号 信噪比。红外照明灯用于环境光照度降低后，补充照明。它由控制电路根据视频信号的白 信号的大小决定开启和关闭。 如图1所示，处理电路由模拟开关、A/D转换器和数字信号处理器组成。模拟开关 担负像素扫描任务，由DSP电路控制开关地址，先扫瞄A阵列，再扫描B阵列，形成两行视频 信号，组成一帧视频信号。A/D转换器将模拟的视频信号转换成数字信号，便于运算和处理。 图3中所示的数字信号处理器(DSP)完成图像信号的采集、运算、人数识别和人体 运动方向识别整个处理过程，采用图像处理方式和人体轮廓识别技术来进行人数识别的。 在采集的视频图像信号中，每行信号中包含着同时进出门的人数信息；帧内两行信号间包 含了人体运动方向信息；各个帧信号间包含了人体运动速度和间隔信息；信号的幅度包含 了人体不同部位信息。视频信号是对进出门口的人体，从俯视的角度进行二维的红外扫描，因此，称为二维红外人数传感器。 接口电路负责数字信号处理器与上位机之间的通信，用于接收控制指令和上传人 数信息。 在实际应用中，图像信号中还包含着各种噪声和门的开启和关闭信息；人体信号 中，也可能包含着怀抱或背负物体等信息。为了正确地计算人数，必须将采用轮廓识别技术 将这些干扰因素的影响降低到最低。 根据行信号像素灰度的变化和梯度，可以提取出一维水平的左右同时进入的视区 的人体的轮廓模型；帧内两行信号进行差分运算，可以得到人体的运动方向信息；从各帧 信号相应像素之间的灰度变化和梯度，可以提取一维垂直的人体轮廓模型，同时确定运动 方向改变、速度及人体前后间隔等信息。由于各像素噪声的不相关，与人体运动轮廓差异较 大，可以容易地去除；门开启与关闭形成的图像有一定的排列规律，轮廓与人体也有一定差 异，也可以容易地识别出来。通过这些图象识别技术的数字处理运算，可以准确无误地识别 和计算出进出的人数和方向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高人数识别精度的二维红外人数传感器，其特征在于：包括两个安装在门框上方的红外光电传感器阵列、使红外光电传感器阵列形成视区的红外光学系统和处理并控制红外光电传感器阵列的输出信号且对处理后的信号进行输出的信号处理电路，所述的信号处理电路的输出端连接有接口电路，所述的传感器装置还包括进行补充照明的红外照明灯。

【技术特征摘要】
一种用于提高人数识别精度的二维红外人数传感器，其特征在于包括两个安装在门框上方的红外光电传感器阵列、使红外光电传感器阵列形成视区的红外光学系统和处理并控制红外光电传感器阵列的输出信号且对处理后的信号进行输出的信号处理电路，所述的信号处理电路的输出端连接有接口电路，所述的传感器装置还包括进行补充照明的红外照明灯。2. 根据权利要求1所述的二维红外人数传感器，其特征在于两个红外光电传感器阵 列的排列方向与人体运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄程云，王勤，
申请(专利权)人：黄程云，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]