对红外对射式人数识别系统误差的分析

本文关键词：节电

本文内容简介：

五、倾斜对射系统识别误差分析
在室内进行人数识别时，由于安装位置所限，很难提供一个安装平行对射的场地。除非安装一个安检门之类的门禁系统，让人员一个接一个地进出，这是不现实的。因此，在这种情况下，一般采用的是倾斜对射方式。

在门的两边，分别安装有一个发射机和两个接收机，两者之间倾斜相对，在进门以后的通道上建立了两束检测光线来进行人数识别。

1 、识别盲区

人员进门以后或出门时，是从各个方向遮挡光线的，因此，我们必须借助于人体模型来进行分析。工程上的人体模型长度为 50cm ，宽度为 20cm 的长方形。假设对射光线与墙面的夹角为α，两人之间的前后距离为 d ，左右间隔为 d₁ ，那么，在忽略系统响应时间的情况下，系统的识别的盲区为：

d=(50+d₁) × tg α ------------------------ （ 5 ）

从（ 5 ）式可以看出，α角越大，人员左右的间隔距离越大，系统的识别盲区也就越大。如果有人刚好走到发射机或接收机前面，挡住了检测光线，这时再进出多少人，系统都无法识别。假设α角为实际系统的常用的 45 °，人员左右间隔也是 50cm 的话，那么，识别盲区可达 1m 以上。如果再考虑系统响应时间的话，识别盲区就更大了。这样大的人员出入间距在现实生活中是司空见惯的，也就是说倾斜对射系统的识别误差将大到无法容忍的地步，根本起不到识别人数的作用了。

2 、方向错误

倾斜对射系统还存在着方向性错误判断的问题，即将进入的一个人错误地判断为出去的人，或将出去的人判断为进入的人。上面我们计算了系统的响应时间在 27ms 左右，但实际上， A 、 B 两束光线的检测响应时间，在相同的遮挡条件下，各自的响应时间受器件等因素的影响，响应时间是不一致的，存在着式（ 1 ）中的系统时延差△ t ，实测可达 T_C/10 左右。即 A 、 B 两光线距离很小的情况下，假如 a 光线先被遮挡，却在 b 光线后产生检测脉冲，这样就出现了方向性的错误。假设门的宽度为 1m ，为了防止门挡住检测光线，发射机与接收机安装的位置与墙拐角处的距离则在 1.5m 以上，两个接收机之间的间距为 10cm 左右，那么两束检测光线的夹角之间不到 2 °。可以计算出，当人体在发射机前 1cm 以内经过时，系统可能会出现方向性错误计数的问题。 同样，方向错误还可能出现在两个人相向而行，一人进入而一人同时外出的时候。

六、 红外对射识别系统存在的问题：

1 、红外对射式人数识别系统的很大识别误差与精确的控制策论之间的矛盾，会使系统控制产生混乱。计数器等由于采用了数字技术，精确度很高；而控制策论都是基于精确的人数统计结果来进行的。因此，识别误差将会使整个控制系统限于严重的混乱。如果控制的是灯光，会出现人数众多，而开灯很少的情况，或者相反；还可能出现在室内有人的情况下而突然关闭所有灯具，或者室内空无一 人而灯长明的现象。

2 、错误的累积性。一旦系统出现错误计数，系统无法辨别其错误，只会在错误的数据上再进行加或减计数。这样会使错误不断扩大，使整个控制系统陷于紊乱。只有在一天的某一个时刻，如夜间无人出入时对系统进行复位清零，才能结束错误累计。

3、 抗毁能力差。为了检测人数，发射机和接收机只能安装在离地面大约 1~1.2m 的高度。在公共场所安装的设备很容易受到人为损坏，尤其是位置较低，人员触手可及的地方。一旦发射机或接收机中有一个出现故障，整个系统将无法工作。

七、 结论

从以上的分析可以得出结论，红外对射式人数识别系统，尤其是倾斜对射系统，存在着十分重大的原理性识别误差和缺陷。用于槽式卫生间的冲刷等对计数误差要求不是很严格的地方是可以的，但用在教室、会议室、图书馆等人员进出频繁，人数和方向随机的公共场所的灯光控制，不可能起到随人数多少而精确定量开启灯具的目的，严重的还可能由于突然全部灭灯而造成事故。是不可取的一种节能控制方式。这个问题只有采用高精度的出入传感器才能得到最终的解决。

八、参考资料

1 、安全防范技术与电视监控系统 --------------- 殷德军、秦兆海 电子工业出版社

2 、集成锁相环路—原理、特性、应用 ---------- 万心平 张厥盛 人民邮电出版社

3 、 HS0038B-------------Vishay Data sheet

4 、 NE/SE567------------Philips Semiconductors Linear Products