CN110863733A

CN110863733A - 一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略及系统

Info

Publication number: CN110863733A
Application number: CN201911248021.4A
Authority: CN
Inventors: 陈浩文; 邓志远; 刘军辉
Original assignee: Changsha Mozhibi Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Changsha Mozhibi Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-03-06

Abstract

本发明提供一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略及系统，一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，包括如下步骤：S1）以自动门（3）为中心设定探测区域；S2）对进入探测区域的目标（A）进行跟踪；S3）分析进入探测区域的目标的运动轨迹（AB），计算该运动轨迹（AB）朝向自动门（3）的夹角θ；S4）若θ1﹤θ﹤θ2（‑90º﹤θ1﹤0º，0º﹤θ2﹤90º），则继续分析目标位置（B）与自动门（3）的距离d，若d小于等于设定阈值d1，则开启自动门（3）；S5）雷达探测到目标通过自动门（3）或离开探测区域，则输出自动门（3）关闭信号。

Description

一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略及系统

技术领域

本发明属于雷达控制策略技术领域，具体为一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略及系统。

背景技术

传统的门禁控制策略均为红外感应，红外感应是通过热释电元件接收人体发射出的红外线，来触发后续电路的工作，其感应距离短，角度较小，环境、温度、灰尘可导致红外误触发或不工作，红外感应控制只能检测人员在不在范围内，并不能判断人员的意图，在范围内进行开启，不在范围不进行指令动作，而且检测红外感应头需要露出，不方便安装。

相比于传统红外控制，毫米波雷达控制具有如下优点：不受环境和温度影响；检测距离远、穿透性强；可识别物体运动轨迹，自主判断人员进出意图。然而，关于具体如何识别物体运动轨迹，自主判断人员进出意图，需要专门的技术来支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略及系统，毫米波雷达识别物体的运动轨迹，准确判断物体进、出和运动方向，根据设定进行相关指令。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，包括如下步骤：

S1）以自动门（3）为中心设定探测区域；

S2）对进入探测区域的目标（A）进行跟踪；

S3）分析进入探测区域的目标的运动轨迹（AB），计算该运动轨迹（AB）朝向自动门（3）的夹角θ；

S4）若θ1﹤θ﹤θ2（-90º﹤θ1﹤0º，0º﹤θ2﹤90º），则继续分析目标位置（B）与自动门（3）的距离d，若d小于等于设定阈值d1，则开启自动门（3）。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，还包括：S5）雷达探测到目标通过自动门（3）或离开探测区域，则输出自动门（3）关闭信号。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，探测区域可以设置为圆形或方形。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，探测区域也可以只在自动门（3）的一侧设置。

一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，包括：毫米波雷达（1）、控制器（2）、自动门（3）、门控电机（5），所述毫米波雷达（1）连接控制器（2），所述控制器（2）控制门控电机（5）带动自动门（3）打开或关闭；所述毫米波雷达（1）包括：射频前端（11）、信号处理模块（12）、中央处理单元（13），中央处理单元（13）内设置如上所述的控制策略，其参数（探测区域、θ1、θ2、d1）接受上位机（6）的修改，通过中央处理单元（13）连接控制器（2）内设置的通信模块（21），通信模块（21）通过有线或无线的方式连接上位机（6），控制器（2）内设置的控制模块（22）也连接至中央处理单元（13）接受其控制，所述控制模块（22）控制门控电机（5），所述门控电机（5）控制自动门（3）的开启和关闭。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，还包括：手动开关按钮（4），所述手动开关按钮（4）连接控制器（2）。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，所述射频前端（11）包括2组发射天线、4组接收天线、合成器和混频器，输出一个中频（IF）信号，所述信号处理模块（12）为DSP处理器，负责消除干扰杂波，所述中央处理单元（13）采用ARM处理器，负责雷达探测信息的分析和目标输出。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，所述自动门是推拉门、平开门、折式门、滑动门之一，单开门、双开门之一。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，所述毫米波雷达（1）安装在自动门（3）侧面或门顶，安装在自动门框里面。

进一步地，所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，所述控制器（2）安装在自动门（3）侧面或门顶。

本发明的有益效果包括：本发明作为一种毫米波雷达自动门控制，将雷达装至自动门侧面或自动门顶，在雷达检测视场范围内，有运动目标出现，雷达会立即捕捉到目标位置，根据目标移动的方位信息反馈，在算法上描绘出目标运动的方向和轨迹，根据目标的运动轨迹，计算目标的运动倾向期望值，当目标运动到信号输出区域时，雷达可输出开门信号，自动门开门；如果目标没有向门口运动的轨迹倾向，则目标就算在雷达检测的视场区域内活动，雷达不会输出任何信号；毫米波雷达具有触发距离远，角度广，不受限于温度、灰环境、尘等影响的优点，能识别物体的运动轨迹，准确判断物体进、出和运动方向，根据设定进行相关指令；本发明增强了产品的环境抗干扰性和目标识别的准确性；本发明多方位实时监测，增加了自动门开启的选择性。

附图说明

图1一种轨迹触发的毫米波雷达门禁控制系统示意图；

图2一种轨迹触发的毫米波雷达门禁控制系统电路连接结构示意图；

图中：1-毫米波雷达；2-控制器；3-自动门；4-手动开关按钮。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本发明。

实施例1：如附图1和2所示，一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，包括：毫米波雷达（1）、控制器（2）、自动门（3）、手动开关按钮（4）、门控电机（5），所述毫米波雷达（1）安装在自动门（3）侧面或门顶，所述毫米波雷达（1）连接控制器（2），所述控制器（2）控制门控电机（5）带动自动门（3）打开或关闭，所述手动开关按钮（4）连接控制器（2），作为自动控制的补充；该系统对应的一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略为：S1）以自动门（3）为中心设定半径为R的探测区域；S2）对进入探测区域的目标（A）进行跟踪；S3）分析进入探测区域的目标的运动轨迹（AB），计算该运动轨迹（AB）朝向自动门（3）的夹角θ；S4）若θ1﹤θ﹤θ2（-90º﹤θ1﹤0º，0º﹤θ2﹤90º），则继续分析目标位置（B）与自动门（3）的距离d，若d小于等于设定阈值d1，则开启自动门（3）；S5）雷达探测到目标通过自动门（3）或离开探测区域，则输出自动门（3）关闭信号；在另外的实施例中，探测区域也可以设置为方形，或者也可以只在自动门（3）的一侧设置探测区域；针对自动门（3）的使用场所不同，以上策略的设置参数最好现场安装测试后确定，该雷达体积小安装在自动门框里面，将参数设置通过控制器（2）内的通信模块（21）来实现，系统结构比较合理，为此，如附图2所示，进一步优化所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，所述毫米波雷达（1）包括：射频前端（11）、信号处理模块（12）、中央处理单元（13），所述射频前端（11）包括2组发射天线、4组接收天线、合成器和混频器，输出一个中频（IF）信号，所述信号处理模块（12）为DSP处理器，负责消除干扰杂波，所述中央处理单元（13）采用ARM处理器，负责雷达探测信息的分析和目标输出，中央处理单元（13）内设置的控制策略及参数（R、θ1、θ2、d1）接受上位机（6）的修改，通过中央处理单元（13）连接控制器（2）内设置的通信模块（21），通信模块（21）通过有线或无线的方式连接上位机（6），接收上位机（6）的参数修改指令发送给中央处理单元（13），通过特定的指令校验则允许修改对应的参数，控制器（2）内设置的控制模块（22）也连接至中央处理单元（13）接受其控制，所述控制模块（22）控制门控电机（5），所述门控电机（5）控制自动门（3）的开启和关闭。

本发明作为一种毫米波雷达自动门控制，在雷达检测视场范围内，有运动目标出现，雷达会立即捕捉到目标位置，根据目标移动的方位信息反馈，在算法上描绘出目标运动的方向和轨迹，根据目标的运动轨迹，计算目标的运动倾向期望值，当目标运动到信号输出区域时，雷达可输出开门信号，自动门开门；如果目标没有向门口运动的轨迹倾向，则目标就算在雷达检测的视场区域内活动，雷达不会输出任何信号。

实施例2：毫米波雷达（1）体积小且安装在自动门框里面，将参数设置通过控制器（2）内的通信模块（21）来实现，控制器（2）体积可以设置在门框旁边且体积较大，系统结构比较合理，方便安装雷达后根据现场使用需求改变雷达探测控制的参数。

以上实施例仅用于说明本发明的具体实施方式，而不是用于限定本发明，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，其特征在于，包括如下步骤：

S1）以自动门（3）为中心设定探测区域；

S2）对进入探测区域的目标（A）进行跟踪；

2.根据权利要求1所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，其特征在于，还包括：S5）雷达探测到目标通过自动门（3）或离开探测区域，则输出自动门（3）关闭信号。

3.根据权利要求1或2所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，其特征在于，探测区域可以设置为圆形或方形。

4.根据权利要求1或2所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制策略，其特征在于，探测区域也可以只在自动门（3）的一侧设置。

5.一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，包括：毫米波雷达（1）、控制器（2）、自动门（3）、门控电机（5），所述毫米波雷达（1）连接控制器（2），所述控制器（2）控制门控电机（5）带动自动门（3）打开或关闭；所述毫米波雷达（1）包括：射频前端（11）、信号处理模块（12）、中央处理单元（13），中央处理单元（13）内设置根据权利要求1~4任一所述的控制策略，其参数接受上位机（6）的修改，通过中央处理单元（13）连接控制器（2）内设置的通信模块（21），通信模块（21）通过有线或无线的方式连接上位机（6），控制器（2）内设置的控制模块（22）也连接至中央处理单元（13）接受其控制，所述控制模块（22）控制门控电机（5），所述门控电机（5）控制自动门（3）的开启和关闭。

6.根据权利要求5所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，还包括：手动开关按钮（4），所述手动开关按钮（4）连接控制器（2）。

7.根据权利要求5所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，所述射频前端（11）包括2组发射天线、4组接收天线、合成器和混频器，输出一个中频（IF）信号，所述信号处理模块（12）为DSP处理器，负责消除干扰杂波，所述中央处理单元（13）采用ARM处理器，负责雷达探测信息的分析和目标输出。

8.根据权利要求5~7任一所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，所述自动门是推拉门、平开门、折式门、滑动门之一，单开门、双开门之一。

9.根据权利要求5~7任一所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，所述毫米波雷达（1）安装在自动门（3）侧面或门顶，安装在自动门框里面。

10.根据权利要求5~7任一所述一种轨迹触发的毫米波雷达自动门控制系统，其特征在于，所述控制器（2）安装在自动门（3）侧面或门顶。