[发明专利]基于视觉技术的自动门

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动门，确切地说，是涉及一种利用视觉技术传感器进行控制的自动门。

背景技术

在中国，尤其是大都市中，自动门已经是随处可见，而随着城市无障碍设施建设的推动，自动门的发展将成为必然趋势。现在的自动门多以微波传感器、红外传感器作为感应器，虽然可以满足自动门的一些基本要求但是在21世纪，由于城市无障碍设施建设的推动，自动门的发展将步入新的阶段，现在的简单的自动门就相形见绌了。

现在在一些公共场所的自动门使用频率非常高，在特定时间段里集中通过大量人员，另一段时间内则寥寥无几，所以使用自动门就要进行综合考虑。人流量非常大时，可以在一两分钟内达到几百人次，如果门一直开得很小，虽然能够节省能源但人流量陡增难免会形成混乱。而如果一直开得很大、时间有很长就没有必要，更何况夏天往往室内与室外温差大，如果一直大开能源浪费大。现在的自动门多以微波传感器、红外传感器作为感应器，它无法根据人流量的不同而改变门的开启时间和宽度，浪费了能源，而且当人们只是从门前通过而非进入时，自动门的打开就带来了尴尬和更大的浪费。

发明内容

对现存的自动门的改进非常必要，而重点就在于对传感器的重新选择上。而要使自动门具有一定人工智能的话，最理想的传感器莫过于视觉传感器。计算机视觉是当前计算机科学中的一个非常活跃的领域。人类的感官信息中，大多数是来自于视觉。要实现人工智能，对视觉的计算机处理是很重要的方面。在人工智能领域，有人所共知的M.A.Simon的物理符号系统假设，这一假设认为智能的本质就是计算。与此相应，计算机视觉这一学科的基本假设是：可以用计算的方式来模拟人类的视觉机制。而这样实现智能化的自动门就成为了可能。

于是提出利用视觉传感器代替红外传感器的自动门。而使用计算机的编程使自动门能在人流大的情况下，加大门开启宽度，增加关门延迟时间。而人流较小时，减小开启宽度，缩短关门时间隔，从而节省能源。利用视觉技术分析人体运动，就可以更大限度的提供便携，并为特殊对象提供服务，如轮椅、推车等，使门具有识别运动方向作用、流量控制、能源控制作用。并且可以整合其他如人脸识别、步态识别技术更能可以起到安全防卫的作用。

视觉控制自动门的核心在于计算机视觉。而计算机视觉程序第一步物体的识别，也是最基础的一部分。对于物体的识别有许多方法，基于颜色特征的物体识别是比较基础也比较常见的一种。由一个CCD摄像头获得的图像首先进入计算机里(通过USB接口)，第一步选择图像色彩模式，第二步进行背景减除，第三步去除噪音，第四步建立蒙版网络，第五步识别人体，第六步根据识别的结果为单人体或多人体，建立人体运动模型，第七步识别流量，从而对自动门进行控制。如附图1所示。

第一步，确定色彩模式，可以在计算机中选取。

第二步，背景减除。包括初始化背景模型、减除背景和阴影消除。

首先初始化背景模型，在没有人进入环境之前，首先对背景进行提取，即初始化背景模型。只需将图像连续采集n幅(n的值视情况而定)，然后通过这n幅图像，可以建立一个初始背景的统计模型。在这个模型里，背景中的每一个点i，定义μi为该点的颜色值的期望，有如下公式：

μi=1nΣt=1nμit]]>

其中μit为点i在第t幅图像中的颜色值。

然后减除背景，即在初始背景建立以后，对于每一幅新采集的当前图像，就可以进行前景区域的提取了。设当前图像中点i的颜色值为yi，通过以下公式将图像二值化：