基于光电对管的人数统计装置和方法

1.本发明涉及人数统计技术领域，具体而言，尤其涉及基于光电对管的人数统计装置和方法。


背景技术：

2.目前，在许多室内公共场所，经常需要统计区域内的人数，一个较为准确的统计结果可以很好的优化对公共资源的管理，比如自习室空位、各种实时排队和根据室内实时人数控制照明等应用场景。
3.当前，人数统计方法大致可以分为两类：一种是基于视觉传感器技术的人数统计方法，另一种是基于非视觉传感器技术的人数统计方法。基于视觉传感器的人数统计方法是根据人数统计所采用的检测对象的不同，常用的人数统计方法有：基于人头检测的方法、基于人头肩检测的方法、基于肤色的检测的方法、基于人脸特征检测的方法。基于非视觉传感器的检测方法常用的有基于脚印采集板的人数统计方法、基于热释红外传感器的检测方法、基于人的指纹识别的人数统计方法、基于光电对管的检测方法等。
4.在基于非视觉传感器技术设计的人数统计系统中，光电对管是极具代表性的传感器。与基于图像处理技术的人数的统计的方法相比，基于传感器技术设计的人数统计系统具有成本低、开发周期短、适用范围广的优点。随着传感器技术和无线通信技术的发展，通过使用光电对管可以开发精确度很高人数统计系统。
5.现有的基于光电对管提出的人数统计算法基本上是通过提取人进出和佯入佯出的特征信号来识别人的进出情况。这种算法基本上是根据设计好的人移动路径来判断人的进出情况，但是在实际情况中人在进出的过程中可能会多次改变方向，同时，由于上升沿或下降沿的信号不稳定，这些统计算法不具有普适性，尤其是在佯入佯出的判断上。《基于msp430的教室人数检测系统设计》中提供了一种基于光电对管设计人数统计的方法，在门的两侧安装光电对管，该方法的思想是通过检测光电对管电平信号的上升沿产生的先后顺序和时间差来实现人数统计功能，其检测过程为：检测其中一个对管的是否有人经过，有人经过打开中断定时器，定时0.7秒，若0.7秒内另外一个对管有人经过则计数，计数完成之后关闭中断并返回主循环，等待下一个人经过；若0.7秒内另外一个对管没有人经过则返回主循环。该方法仅仅适用于单人进出的判断，且人进出的过程不能改变方向，没解决佯入佯出对统计结果的干扰。
6.因此，亟需提供一种更精确、更科学的基于光电对管的人数统计装置和方法。


技术实现要素：

7.根据上述提出现有技术无法排除佯入和佯出情况对人数统计干扰的技术问题，而提供一种基于光电对管的人数统计装置和方法。本发明主要利用两个光电对管组来实现人数统计，人在出、入时会先后经过这两个光电对管组，将光电对管的电平状态分解，通过检测光电对管的电平状态和顺序，来判断人的起始位置和终点位置，从而起到精确且科学地
统计人数的目的。
8.本发明采用的技术手段如下：
9.一方面，本发明提供了一种基于光电对管的人数统计装置，包括：
10.第一光电对管组，包括沿第一方向相对设置的第一发射端和第一接收端，所述第一发射端与所述第一接收端之间具有第一检测光路；
11.第二光电对管组，包括沿所述第一方向相对设置的第二发射端和第二接收端，所述第二发射端与所述第二接收端之间具有第二检测光路；
12.所述第一光电对管组与所述第二光电对管组沿第二方向相对设置，所述第二方向与所述第一方向垂直；
13.单片机，包括处理模块和显示模块，所述处理模块与所述第一接收端、所述第二接收端电连接；所述显示模块与所述处理模块电连接；
14.电源，与所述第一光电对管组、所述第二光电对管组、所述处理模块、所述显示模块电连接。
15.进一步地，所述第二光电对管组与所述第一光电对管组沿第二方向相对设置，包括：
16.所述第一发射端与所述第二发射端沿所述第二方向相对设置，和/或，所述第一接收端与所述第二接收端沿所述第二方向相对设置。
17.进一步地，所述第二光电对管组与所述第一光电对管组沿第二方向相对设置，包括：
18.所述第一发射端与所述第二接收端沿所述第二方向相对设置，和/或，所述第一接收端与所述第二发射端沿所述第二方向相对设置。
19.另一方面，本发明还提供了一种基于光电对管的人数统计方法，采用上述任一项所述的基于光电对管的人数统计装置，包括：
20.沿所述第二方向上，所述第一检测光路与所述第二检测光路的距离大于等于1厘米且小于等于5厘米；
21.所述第一接收端接收所述第一发射端发出的所述第一检测光路时，所述第一接收端向所述处理模块发送第一状态信号；人遮挡所述第一接收端接收所述第一检测光路时，所述第一接收端向所述处理模块发送第二状态信号；所述第二接收端接收所述第二发射端发出的所述第二检测光路时，所述第二接收端向所述处理模块发送所述第一状态信号；人遮挡所述第二接收端接收所述第二检测光路时，所述第二接收端向所述处理模块发送所述第二状态信号；
22.在初始状态下，所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号；
23.所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；
24.若所述处理模块判断人的移动路径为进入，则所述处理模块计数加1；
25.若所述处理模块判断人的移动路径为离开，则所述处理模块计数减1；
26.若所述处理模块判断人的移动路径为佯入或佯出，则所述处理模块计数不变。
27.进一步地，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；
28.所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述起始位置为所述第一位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，转变为所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第五位置，根据所述初始位置为所述第一位置和所述终点位置为所述第五位置判断人的移动路径为进入。
29.进一步地，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：
30.人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；
31.所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，判断人的所述起始位置为所述第五位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第一位置，根据所述初始位置为所述第五位置和所述终点位置为所述第一位置判断人的移动路径为离开。
32.进一步地，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：
33.人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；
34.所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述起始位置为所述第一位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状
态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第一位置，根据所述初始位置为所述第一位置和所述终点位置为所述第一位置判断人的移动路径为佯入。
35.进一步地，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：
36.人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；
37.所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，判断人的所述起始位置为所述第五位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号判断人的所述终点位置为所述第五位置，根据所述初始位置为所述第五位置和所述终点位置为所述第五位置判断人的移动路径为佯出。
38.进一步地，所述处理模块计数更新后传输至所述显示模块；
39.所述显示模块接收计数信息并进行显示。
40.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
41.1、本发明提供的基于光电对管的人数统计装置和方法，第一接收端接收第一发射端发出的第一检测光路时，第一接收端向处理模块发送第一状态信号；人遮挡第一接收端接收第一检测光路时，第一接收端向处理模块发送第二状态信号；第二接收端接收第二发射端发出的第二检测光路时，第二接收端向处理模块发送第一状态信号；人遮挡第二接收端接收第二检测光路时，第二接收端向处理模块发送第二状态信号；处理模块通过第一接收端和第二接收端的信号变化，判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；若处理模块判断人的移动路径为进入，则处理模块计数加1；若处理模块判断人的移动路径为离开，则处理模块计数减1；若处理模块判断人的移动路径为佯入或佯出，则处理模块计数不变，能够有效避免佯入和佯出情况对人数统计的干扰，提高人数统计精度，丰富人数统计的应用场景。
42.2、本发明提供的基于光电对管的人数统计装置和方法通过识别人的起始位置和终点位置来判断人的进出情况，不需要考虑人的移动过程，这种方法具充分的解决了佯入佯出对统计结果的干扰，同时考虑到解决了人在移动过程中多次改变方向的干扰，具有普适性。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本发明提供的基于光电对管的人数统计装置的一种结构示意图。
45.图2为本发明提供的第一光电对管组和第二光电对管组的一种安装方式。
46.图3为本发明提供的第一光电对管组和第二光电对管组的另一种安装方式。
47.图4为本发明提供的人的移动区域划分图。
48.图5为本发明提供的人数统计程序流程图。
49.图中：1、第一光电对管组；2、第一发射端；3、第一接收端；4、第一检测光路；5、第二光电对管组；6、第二发射端；7、第二接收端；8、第二检测光路；9、单片机；10、处理模块；11、显示模块；12、电源；x、第一方向；y、第二方向。
具体实施方式
50.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
51.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
52.参照图1、图2和图3，图1为本发明提供的基于光电对管的人数统计装置的一种结构示意图，图2为本发明提供的第一光电对管组和第二光电对管组的一种安装方式，图3为本发明提供的第一光电对管组和第二光电对管组的另一种安装方式，来说明本实施例提供的基于光电对管的人数统计装置的一种具体的实施例，包括：
53.第一光电对管组1，包括沿第一方向x相对设置的第一发射端2和第一接收端3，第一发射端2与第一接收端3之间具有第一检测光路4；
54.第二光电对管组5，包括沿第一方向x相对设置的第二发射端6和第二接收端7，第二发射端6与第二接收端7之间具有第二检测光路8；
55.第一光电对管组1与第二光电对管组5沿第二方向y相对设置，第二方向y与第一方向x垂直；
56.单片机9，包括处理模块10和显示模块11，处理模块10与第一接收端3、第二接收端7电连接；显示模块11与处理模块10电连接；
57.电源12，与第一光电对管组1、第二光电对管组5、处理模块10、显示模块11电连接。
58.可以理解的是，本实施例并没有对第一光电对管组1和第二光电对管组5的结构进行改进，采用现有技术中的常闭型光电对管即可，光电对管发出的光有效区域近似为扇形区域，因此接收端很容易接收到来自发射端的信号。在发射端与接收端之间无遮挡的情况
下，接收端能够接收发射端射出的检测光路，接收端输出高电平；在有人经过导致发射端和接收端之间被遮挡时，接收端无法接收到发射端射出的检测光路，接收端输出低电平。处理模块10采用现有技术的人数统计系统处理器，型号优选为stc89c52rc，用于处理监测到的第一光电对管组1和第二光电对管组5的电平变化信息，并对检测到的信息进行处理，根据处理的结果判断人的进、出情况并计数，然后传输给显示模块11，显示模块11将统计的人数显示出来，其中，显示模块11也采用现有技术，型号优选为lcd1602。电源12同时第一光电对管组1、第二光电对管组5、处理模块10和显示模块11进行供电，在本实施例中，电源12采用锂电池供电模块，其供电电压为5v，当然，并不限于此，本实施例对此并不做具体的限制。
59.本发明提供的基于光电对管的人数统计装置，第一接收端3接收第一发射端2发出的第一检测光路4时，第一接收端3向处理模块10发送第一状态信号；人遮挡第一接收端3接收第一检测光路4时，第一接收端3向处理模块10发送第二状态信号；第二接收端7接收第二发射端6发出的第二检测光路8时，第二接收端7向处理模块10发送第一状态信号；人遮挡第二接收端7接收第二检测光路8时，第二接收端7向处理模块10发送第二状态信号；处理模块10通过第一接收端3和第二接收端7的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的起始位置和终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；若处理模块10判断人的移动路径为进入，则处理模块10计数加1；若处理模块10判断人的移动路径为离开，则处理模块10计数减1；若处理模块10判断人的移动路径为佯入或佯出，则处理模块10计数不变，能够有效避免佯入和佯出情况对人数统计的干扰，提高人数统计精度，丰富人数统计的应用场景。
60.在一些可选的实施例中，继续参照图2，第二光电对管组5与第一光电对管组1沿第二方向y相对设置，包括：
61.第一发射端2与第二发射端6沿第二方向y相对设置，和/或，第一接收端3与第二接收端7沿第二方向y相对设置。
62.可以理解的是，图2仅示意出第一发射端2与第二发射端6沿第二方向y相对设置，且所述第一接收端3与所述第二接收端7沿第二方向y相对设置，当然，并不限于此，也可以仅第一发射端2与第二发射端6沿第二方向y相对设置，即仅第一发射端2与第二发射端6对齐，或者是仅第一接收端3与第二接收端7沿第二方向y相对设置，即仅第一接收端3与第二接收端7对齐，以上的安装方式均属于同向并联安装方式，由于本实施例中第一光电对管组1和第二光电对管组5的安装距离较近，需要考虑第一光电对管组1和第二光电对管组5之间的干扰问题，如果第一光电对管组1和第二光电对管组5能够相互抗干扰，可以采用同向并联的安装方式。
63.在一些可选的实施例中，继续参照图3，第二光电对管组5与第一光电对管组1沿第二方向y相对设置，包括：
64.第一发射端2与第二接收端7沿第二方向y相对设置，和/或，第一接收端3与第二发射端6沿第二方向y相对设置。
65.可以理解的是，图3仅示意出第一发射端2与第二接收端7沿第二方向y相对设置，且第一接收端3与第二发射端6沿第二方向y相对设置，当然，并不限于此，也可以仅第一发射端2与第二接收端7沿第二方向y相对设置，即仅第一发射端2与第二接收端7对齐，或者是仅第一接收端3与第二发射端6沿第二方向y相对设置，即仅第一接收端3与第二发射端6对
齐，以上的安装方式均属于反向并联安装方式，如果第一光电对管组1和第二光电对管组5之间不能相互抗干扰，可以采用反向并联的安装方式，但反向并联的安装方式需要考虑第一光电对管组1和第二光电对管组5之间的漫反射干扰，故需要满足人距离光电对管组的距离大于光电对管漫反射的有效距离。
66.参照图1、图4和图5，图4为本发明提供的人的移动区域划分图，图5为本发明提供的人数统计程序流程图，来说明本实施例提供的基于光电对管的人数统计方法的一种具体的实施例，采用上述任一项实施例的基于光电对管的人数统计装置，包括：
67.沿第二方向y上，第一检测光路4与第二检测光路8的距离大于等于1厘米且小于等于5厘米；
68.其中，第一光电对管组1和第二光电对管组2可以安装在门框上，当然，并不限于此，沿第二方向y上第一光电对管组1的中心线与第二光电对管组5的中心线的距离越小，多人共同占用检测区域的概率就会越小，可有效地将多人进出分解成单人进出的情况，监测准确性更高，第一光电对管组1的中心线与第二光电对管组5的中心线的距离大于等于1厘米是由于现有技术的工艺限制，而第一光电对管组1的中心线与第二光电对管组5的中心线的距离小于等于5厘米能够避免人恰好处于第一光电对管组1和第二光电对管组5之间，从而减少信号的变化的可能。而第一光电对管组1和第二光电对管组5的高度布置也需要进行设计，考虑到人的摆臂、头肩宽等因素对统计精度的干扰，人的肩颈高度是一个合适的高度，根据目标人群选择合适的高度，本实施例的目标人群是成人，因此选择距地面130厘米至150厘米的高度布置第一光电对管组1和第二光电对管组5，当然，并不限于此。沿第一方向x上，第一发射端2和第一接收端3之间的距离、第二发射端6和第二接收端7之间的距离需要满足多人同时进出的条件即可，可以根据需求进行调整，本实施例对此并不做具体的限制。
69.第一接收端3接收第一发射端2发出的第一检测光路4时，第一接收端3向处理模块10发送第一状态信号；人遮挡第一接收端3接收第一检测光路4时，第一接收端3向处理模块10发送第二状态信号；第二接收端7接收第二发射端6发出的第二检测光路8时，第二接收端7向处理模块10发送第一状态信号；人遮挡第二接收端7接收第二检测光路8时，第二接收端7向处理模块10发送第二状态信号；
70.在初始状态下，处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号；
71.第一状态信号为高电平，记作1，第二状态信号为低电平，记作0，每次处理模块10接收的信号记作x1x2，x1代表第一接收端3发送的信号，x2代表第二接收端7发送的信号，初始状态下，处理模块10接收的信号为11。
72.处理模块10通过第一接收端3和第二接收端7的信号变化，判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；
73.结合图4、图5和下表1来说明处理模块10通过第一接收端3和第二接收端7的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的起始位置和终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出。
74.表1.区域位置与光电对管组电平对应关系
[0075][0076]
第一检测光路4和第二检测光路8将空间划分为三个区域，在第一检测光路4与第二检测光路8之间为b区域，在第一检测光路4远离b区域的一侧为a区域，在第二检测光路8远离b区域的一侧为c区域，a区域为室外区域，b区域为检测区域，c区域为室内区域，故人在经过时，如图4和表1所示，具有p1、p2、p3、p4和p5五种状态，p1对应第一位置、p2对应第二位置，p3对应第三位置，p4对应第四位置，p5对应第五位置。
[0077]
其中p1和p5的光电对管组的发出的信号一样，因此需要p2和p4位置来确定人是处于p1还是p5位置，由于人的移动路径在时间上是连续的，增加p3区域的检测可以减少误差。
[0078]
处理模块10通过第一接收端3和第二接收端7的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的起始位置和终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：
[0079]
人的位置包括沿第二方向y顺次排列的第一位置至第五位置，第一位置位于第一检测光路4远离第二检测光路8的一侧，第一检测光路4贯穿第二位置，第三位置位于第一检测光路4与第二检测光路8之间，第二检测光路8贯穿第四位置，第五位置位于第二检测光路8远离第一检测光路4的一侧；
[0080]
处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第二状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，判断人的起始位置为第一位置；当处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第二状态信号，转变为第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，判断人的终点位置为第五位置，根据初始位置为第一位置和终点位置为第五位置判断人的移动路径为进入。
[0081]
可以理解的是，以第一光电对管组1与第二光电对管组5设置在门框为例，无人进出大门时，处理模块10接收的信号为11，当处理模块10接收的信号发生变化，此时进入到人数统计程序中。
[0082]
处理模块10接收的信号由11转变为01，能够判断出人是由第一位置进入到第二位置，判断人的起始位置为第一位置，处理模块10记录人的起始位置为第一位置。处理模块10继续接收第一接收端3和第二接收端7发出的信号，当处理模块10再次接收信号11时，处理模块10需要判断再次接收信号11前的信号，以判断再次接收信号11时人的终点位置处于第一位置或是第五位置，当处理模块10再次接收信号11前，处理模块10接收的信号为10，可以判断出终点位置为第五位置，从而可知人是由第一位置移动至第五位置，判断人的移动路径为进入。
[0083]
同理，处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第
一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第二状态信号，判断人的起始位置为第五位置；当处理模块10接收第一接收端3发送的第二状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，判断人的终点位置为第一位置，根据初始位置为第五位置和终点位置为第一位置判断人的移动路径为离开。
[0084]
可以理解的是，处理模块10接收的信号由11转变为10，即人是由第五位置进入到第四位置，判断人的起始位置为第五位置，处理模块10记录人的起始位置为第五位置。处理模块10继续接收第一接收端3和第二接收端7发出的信号，当处理模块10再次接收信号11时，处理模块10需要判断再次接收信号11前的信号，以判断再次接收信号11时人的终点位置处于第一位置或是第五位置，当处理模块10再次接收信号11前，处理模块10接收的信号为01，可以判断出终点位置为第一位置，从而可知人是由第五位置移动至第一位置，判断人的移动路径为离开。
[0085]
同理，处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第二状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，判断人的起始位置为第一位置；当处理模块10接收第一接收端3发送的第二状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，判断人的终点位置为第一位置，根据初始位置为第一位置和终点位置为第一位置判断人的移动路径为佯入。
[0086]
可以理解的是，处理模块10接收的信号由11转变为01，即人是由第一位置进入到第二位置，判断人的起始位置为第一位置，处理模块10记录人的起始位置为第一位置。处理模块10继续接收第一接收端3和第二接收端7发出的信号，当处理模块10再次接收信号11时，处理模块10需要判断再次接收信号11前的信号，以判断再次接收信号11时人的终点位置处于第一位置或是第五位置，当处理模块10再次接收信号11前，处理模块10接收的信号为01，可以判断出终点位置为第一位置，从而可知人是由第一位置开始移动，但最终又回到第一位置，判断人的移动路径为佯入。
[0087]
同理，处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第二状态信号，判断人的起始位置为第五位置；当处理模块10接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第二状态信号，转变为接收第一接收端3发送的第一状态信号和第二接收端7发送的第一状态信号判断人的终点位置为第五位置，根据初始位置为第五位置和终点位置为第五位置判断人的移动路径为佯出。
[0088]
可以理解的是，处理模块10接收的信号由11转变为10，即人是由第五位置进入到第四位置，判断人的起始位置为第五位置，处理模块10记录人的起始位置为第五位置。处理模块10继续接收第一接收端3和第二接收端7发出的信号，当处理模块10再次接收信号11时，处理模块10需要判断再次接收信号11前的信号，以判断再次接收信号11时人的终点位置处于第一位置或是第五位置，当处理模块10再次接收信号11前，处理模块10接收的信号为10，可以判断出终点位置为第五位置，从而可知人是由第五位置开始移动，但最终又回到第五位置，判断人的移动路径为佯出。
[0089]
若处理模块10判断人的移动路径为进入，则处理模块10计数加1；
[0090]
若处理模块10判断人的移动路径为离开，则处理模块10计数减1；
[0091]
若处理模块10判断人的移动路径为佯入或佯出，则处理模块10计数不变。
[0092]
处理模块10计数更新后传输至显示模块11；
[0093]
显示模块11接收计数信息并进行显示。
[0094]
在一些可选的实施例中，继续参照图4和图5，设定人的初始位置变量start_num，初始位置变量用于记录人的初始位置，即起点位置，起点位置包括p2位置和p4位置；设定人的位置变量pnum，pnum用于记录人的终点位置，pnum记录的人的位置有2个，包括p2位置和p4位置。当人处于p1位置或者p5位置时标志着人进出事件的结束，由于p1位置和p5位置光电对管的电平信号相同，所以人处于这两个位置时令pnum＝1、start_num＝1。单片机每间隔20ms对光电对管的电平信号采样，以确定人所处的位置。
[0095]
在人进出的过程中可能会因为转向而多次经过p2和p4位置，因此我们需要判断p2和p4是否为起始位置，即判断人经过p2或者p位置时是否为事件的开始，判断是否为事件的开始需要判断上一个状态是否为事件的结束，事件结束时人处于p1或者p5位置，此时光电对管的电平状态为11，因此当人从p5位置走向p4位置或者从p1位置走向p2位置即标志着事件的开始。
[0096]
人进出教室事件的过程中会记录人的初始位置和当前位置，其中人的初始位置的记录是不被更新的，人的当前位置的记录是不断更新的。当人的位置被记录之后若当前或者后面的扫描周期内光电对管的电平状态为11，即事件结束，此时进入到人进出教室事件判断中，那么该周期被记录的位置为终点位置。
[0097]
人数统计的过程为：
[0098]
第一步，程序初始化，令start_num＝1，pnum＝1，初始化人数变量num＝0。
[0099]
第二步，当检测到有人经过p2或p4位置时，判断pnum是否等1，即上次人是否处于p1或者p5位置。若检测到人经过p2位置且pnum等于1，此时进入到进入教室的事件的判断中，此时记录人的初始位置start_num＝2，人所处的位置pnum＝2；若检测到人经过p2位置但pnum不等于1，记录人所处位置pnum＝2。若检测到人经过p4位置且pnum等于1，此时进入到走出教室的事件的判断中，此时记录人的初始位置start_num＝4，人所处的位置pnum＝4；若检测到人经过p2位置但pnum不等于1，记录人所处位置pnum＝4。
[0100]
第三步，随着人的移动人所在的区域不断发生变化，此时pnum的值也不断变化，pnum的最终值为人的终点位置，由于人的进出事件没有结束所以start_num的值不变。
[0101]
第四步，单片机9检测到光电对管的电平状态为11，此时人处于p1或者p5位置，人的进出事件结束，此时进入到对进出事件的判断中。
[0102]
若start_num＝2，pnum＝4，则人的起点位置为p2，终点位置为p4，此时进入教室1人；若start_num＝2，pnum＝2，则人的起点位置为p2，终点位置为p2，此时人佯入；若start_num＝4，pnum＝2，则人的起点位置为p4，终点位置为p2，此时走出教室1人；若start_num＝4，pnum＝4，则人的起点位置为p4，终点位置为p4，此时人佯出。
[0103]
进出事件结束，此时令start_num＝1，pnum＝1，等待下次有人经过。
[0104]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0105]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0106]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种基于光电对管的人数统计装置，其特征在于，包括：第一光电对管组，包括沿第一方向相对设置的第一发射端和第一接收端，所述第一发射端与所述第一接收端之间具有第一检测光路；第二光电对管组，包括沿所述第一方向相对设置的第二发射端和第二接收端，所述第二发射端与所述第二接收端之间具有第二检测光路；所述第一光电对管组与所述第二光电对管组沿第二方向相对设置，所述第二方向与所述第一方向垂直；单片机，包括处理模块和显示模块，所述处理模块与所述第一接收端、所述第二接收端电连接；所述显示模块与所述处理模块电连接；电源，与所述第一光电对管组、所述第二光电对管组、所述处理模块、所述显示模块电连接。2.根据权利要求1所述的基于光电对管的人数统计装置，其特征在于，所述第二光电对管组与所述第一光电对管组沿第二方向相对设置，包括：所述第一发射端与所述第二发射端沿所述第二方向相对设置，和/或，所述第一接收端与所述第二接收端沿所述第二方向相对设置。3.根据权利要求1所述的基于光电对管的人数统计装置，其特征在于，所述第二光电对管组与所述第一光电对管组沿第二方向相对设置，包括：所述第一发射端与所述第二接收端沿所述第二方向相对设置，和/或，所述第一接收端与所述第二发射端沿所述第二方向相对设置。4.一种基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，采用权利要求1至3中任一项所述的基于光电对管的人数统计装置，包括：沿所述第二方向上，所述第一检测光路与所述第二检测光路的距离大于等于1厘米且小于等于5厘米；所述第一接收端接收所述第一发射端发出的所述第一检测光路时，所述第一接收端向所述处理模块发送第一状态信号；人遮挡所述第一接收端接收所述第一检测光路时，所述第一接收端向所述处理模块发送第二状态信号；所述第二接收端接收所述第二发射端发出的所述第二检测光路时，所述第二接收端向所述处理模块发送所述第一状态信号；人遮挡所述第二接收端接收所述第二检测光路时，所述第二接收端向所述处理模块发送所述第二状态信号；在初始状态下，所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号；所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；若所述处理模块判断人的移动路径为进入，则所述处理模块计数加1；若所述处理模块判断人的移动路径为离开，则所述处理模块计数减1；若所述处理模块判断人的移动路径为佯入或佯出，则所述处理模块计数不变。5.根据权利要求4所述的基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：人的
位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述起始位置为所述第一位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，转变为所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第五位置，根据所述初始位置为所述第一位置和所述终点位置为所述第五位置判断人的移动路径为进入。6.根据权利要求4所述的基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，判断人的所述起始位置为所述第五位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第一位置，根据所述初始位置为所述第五位置和所述终点位置为所述第一位置判断人的移动路径为离开。7.根据权利要求4所述的基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述起始位置为所述第一位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第二状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，判断人的所述终点位置为所述第一位置，根据所述初始位置为所述第一位置和所述终点位置为所述第一位置判断人的移动路径为佯入。
8.根据权利要求4所述的基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，所述处理模块通过所述第一接收端和所述第二接收端的信号变化来判断人的起始位置和终点位置，根据人的所述起始位置和所述终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出，包括：人的位置包括沿所述第二方向顺次排列的第一位置至第五位置，所述第一位置位于所述第一检测光路远离所述第二检测光路的一侧，所述第一检测光路贯穿第二位置，第三位置位于所述第一检测光路与所述第二检测光路之间，所述第二检测光路贯穿第四位置，所述第五位置位于所述第二检测光路远离所述第一检测光路的一侧；所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，判断人的所述起始位置为所述第五位置；当所述处理模块接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第二状态信号，转变为接收所述第一接收端发送的所述第一状态信号和所述第二接收端发送的所述第一状态信号判断人的所述终点位置为所述第五位置，根据所述初始位置为所述第五位置和所述终点位置为所述第五位置判断人的移动路径为佯出。9.根据权利要求4所述的基于光电对管的人数统计方法，其特征在于，所述处理模块计数更新后传输至所述显示模块；所述显示模块接收计数信息并进行显示。

技术总结
本发明提供一种基于光电对管的人数统计装置和方法。本发明方法，包括：处理模块通过第一接收端和第二接收端的信号变化，判断人的起始位置和终点位置，根据人的起始位置和终点位置判断人的移动路径为进入、离开、佯入或佯出；若处理模块判断人的移动路径为进入，则处理模块计数加1；若处理模块判断人的移动路径为离开，则处理模块计数减1；若处理模块判断人的移动路径为佯入或佯出，则处理模块计数不变，能够有效避免佯入和佯出情况对人数统计的干扰，提高人数统计精度，丰富人数统计的应用场景。丰富人数统计的应用场景。丰富人数统计的应用场景。


技术研发人员：高英明 刘亚龙 康余多 韩东凌 张竞辉
受保护的技术使用者：大连工业大学
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/10/7