[发明专利]使用易于安装的IR阵列传感器来测量通过出入口的人流

说明书

公开了使用低分辨率、低成本的红外阵列来测量通过出入口的人流的方法。该方法包括从红外阵列读取传感器数据帧序列；确定背景温度帧；使用噪声滤波技术来确定传感器数据帧是否包括至少一个人；标识与至少一个人对应的至少一组相邻像素；确定与至少一个人对应的至少一个位置；以及确定至少一个人与先前传感器数据帧中的人是否为同一个人。基于通过多个传感器数据帧的同一个人的匹配，可以确定移动方向和进入/退出事件。进入/退出事件可以有利地用于更加高效且有效地操作HVAC系统、安全系统或其他此类系统。

本申请要求于2017年6月5日提交的美国临时申请序列号62/515,147的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

在本文档中公开的方法和系统涉及建筑物占用感测，并且更特别地涉及使用红外阵列传感器来测量通过出入口（doorway）的人流。

背景技术

多年来，提高建筑物的能量效率是研究的活跃领域，并且全球正在努力减少能量浪费。建筑物中消耗的能量占商业和住宅部门消耗的总能量的很大一部分。HVAC系统通常是建筑物中最耗能的组件。物联网（IoT）技术的最新发展已经开始了现代建筑物管理的新时代。正在部署各种类型的感测平台，以了解占用者的深入行为以进行高效的建筑物能量和占用者舒适度管理。可以准确估计房间中的占用者数量的技术可能成为该空间中许多应用的关键促成者。例如，建筑物中的占用者的估计数量可以用于控制HVAC系统并节省大量能量。占用估计在其他领域（诸如安全和营销）中也很有价值。

研究界和工业部门提出的用于人员计数的常规解决方案未能以低成本提供准确性、隐私性、可伸缩性和安装灵活性。特别地，基于断束传感器的解决方案（其使用主动IR信号中的中断来检测通过门的物体）是市场上可获得的最便宜的人员计数解决方案。然而，这些解决方案具有非常严格的关于在出入口处放置断束传感器的限制。特别是，传感器必须放置在特定的高度处并直接指向彼此，从而致使解决方案在一些场景下难以部署或甚至不可能部署。此外，当多个人同时通过出入口时，断束传感器不能准确计数，从而致使该解决方案仅对狭窄的出入口有用。

其他较高成本的解决方案也存在各种问题。特别地，使用吊顶安装的高分辨率热成像器的解决方案可以准确地计数场景中的人数，但是对于大规模部署而言价格昂贵，并且需要取决于传感器的位置和取向进行训练。基于RGB相机的解决方案很准确，但引发了阻碍在许多住宅和商业环境中的部署的严重的隐私问题。基于超声传感器的解决方案需要大量的训练才能达到合理的占用估计准确性，并且不适合宠物。

因此，提供一种以低成本提供准确性、隐私性、可伸缩性和安装灵活性的人员计数解决方案将是有利的。

发明内容

公开了一种测量通过出入口的人流的方法。该方法包括：用处理器从查看出入口的红外阵列读取传感器数据帧序列，每个传感器数据帧具有像素网格，每个像素具有温度值；用处理器将背景温度帧确定为来自传感器数据帧序列的预定数量的初始传感器数据帧的按像素平均；用处理器针对预定数量的初始传感器数据帧之后的传感器数据帧序列中的每个传感器数据帧使用标识不包括至少一个人的传感器数据帧的至少一种滤波技术来确定每个相应传感器数据帧是否包括至少一个人；用处理器针对包括至少一个人的传感器数据帧序列中的每个传感器数据帧标识与至少一个人对应的相应传感器数据帧中的至少一组相邻像素；用处理器针对包括至少一个人的传感器数据帧序列中的每个传感器数据帧确定与至少一个人对应的相应传感器数据帧中的至少一个位置；和用处理器针对确定包括至少一个人的传感器数据帧序列中的每个传感器数据帧确定相应传感器数据帧中的至少一个人与传感器数据帧序列中的先前传感器数据帧中的人是否为同一个人。