STM32拍打式闸门控制器设计+电路图+PCB图(3)
为有效检测通道内的通行状态，需要选择适当数量的传感器并对传感器的位置进行合理的布置。闸机通常长度范围为1.6米至2米，高度范围为0.9米到1.1米。本系统中采用12个对射式红外传感器作为通道传感器检测点，其在闸机一侧的布置如图2.2所示，另一侧于之完全对应。12个传感器检测点被分为4类，称为1态（传感器检测点1-4，进开始态）、2态（传感器检测点5-7，进检测态）、3态（传感器检测点8-10，出检测态）、4态（传感器检测点11-12，退结束态），并将4态以外的状态称为0态。这样，闸机通道的状态被分为5态进行描述。
图2.2 通道传感器布置图
2.2.1.2步态识别原理
步态是指人们行走的姿势, 是一种远距离情况下唯一可感知的生物行为特征。它是通过人步行的方式, 达到识别人身份的目的, 是近年来国内外研究的重点领域。在闸机智能识别系统中，采用红外传感器的步态识别主要是基于人体XYT模型[5][6]，通过提取人体步行与物体移动的特征对人体和物体进行区别。
人体步态的XYT模型指的是人体步态的二文空间即行进方向x和竖直方向y与时间文 的关系模型。由于人在行走过程中身高基本保持不变，当所有用于步态检测的传感器高度相同且不变时，y方向上的变化可不做考虑，XYT模型简化为XT模型。根据人体步态基于摄像头帧差法所得的步态XYT模型的XT剖面[8]，人体步态XT剖面图（双绞线模型）如图2.3所示，物体移动XT剖面图（平行线模型）如图2.4所示。
图2.3 人体步态XT剖面图 图2.4 物体移动XT剖面图
本系统中采用等间距布置的6个对射式红外传感器（图2.2中传感器5-10）对步态信息进行采集，每个时间点传感器会反馈遮挡或未被遮挡的状态，传感器在时间轴上产生一系列的离散状态，当人体或物体经过闸机通道时，传感器阵列将其采集到的信息送入CPU，将其离散状态进行建模，人体步态在XT剖面上如图2.5，物体移动在XT剖面上如图2.6。将所得的离散状态模型进行特征提取，识别系统对通道内的通过目标为人体或物体进行区分。
图2.5 人体步态XT离散图 图2.6 物体移动XT离散图
2.2.1.3人体识别原理
人体识别是使用知识库并结合通行规则进行的[10]。闸机智能识别系统中采用的知识库主要包含以下几个方面：⑴身材：瘦、胖、正常、孕妇、小孩等；⑵行进姿态：双腿分开摆动向前、单腿（残疾/裙装）；⑶携带物体：小包、大包、折叠自行车、大型行李、轮椅、婴儿车；⑷行为状态：扛、拎、夹、拖、推。
2.2.2通道传感器介绍
本系统选用的通道传感器为OMRON E3Z-T61对射型光电传感器。其部分参数如表2.1所示。
检测距离 15m
标准检测物体 直径12mm以上的不透明体
指向角 投/受光器：各3～15°
光源（发光波长） 红外光二极管
电源电压 DC12～24V±10%，波动(p-p)10%以下
消耗电流 投光器：15mA 受光器：20mA
输出 NPN输出，入光时ON/遮光ON开关切换式
应答时间 动作、复位：各1ms以下
照明 受光面照度，白炽灯：3000lx以下，太阳光：10000lx以下