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TWI478107B - 票閘控制裝置及方法 - Google Patents

票閘控制裝置及方法 Download PDF

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TWI478107B
TWI478107B TW100143823A TW100143823A TWI478107B TW I478107 B TWI478107 B TW I478107B TW 100143823 A TW100143823 A TW 100143823A TW 100143823 A TW100143823 A TW 100143823A TW I478107 B TWI478107 B TW I478107B
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Hou Hsien Lee
Chang Jung Lee
Chih Ping Lo
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Description

票閘控制裝置及方法
本發明涉及一種票閘控制裝置及方法，尤其涉及一種自動檢票的票閘控制裝置及方法。
車站、機場或其他設施內均設有驗票閘門(票閘)等控制裝置來進行驗票。該票閘控制裝置一次限一人通過，且為單向通行。當旅客出示檢驗憑證後，該票閘控制裝置使用紅外線感應裝置來判斷旅客是否已經通過驗票閘門。例如，當該紅外線感應裝置發出的光束反射被擋住時，系統可判斷旅客正在通過；當紅外線感應裝置光束受到阻斷之情況結束，系統即可判斷旅客已通過閘門。然，當旅客在通行過程中，若旅客的隨身行李、衣物等外物不慎先行進入紅外線感應裝置範圍又移開，此時，該票閘控制裝置則誤以為旅客已通過閘門而提前關閉，如此造成了旅客無法順利通過票閘之狀況發生。故，如何正確判斷旅客是否成功通過票閘已成為業界急需解決的問題。
鑒於以上內容，有必要提供一種可準確判斷旅客是否成功通過票閘的票閘控制裝置及方法。
一種票閘控制裝置，包括：至少一票閘，該票閘上設置有兩閘門及一憑證驗證區； 至少一深度攝像機，用於對該票閘的運作區域進行拍攝，以得到該票閘運作區域內的圖像及運作區域內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊；以及一票閘控制系統，包括：一攝像機啟動單元，用於控制該深度攝像機對運作區域進行拍攝；一控制單元，用於驗證旅客的憑證，當旅客憑證驗證通過時，該控制單元對該深度攝像機獲取得到運作區域的圖像及運作區域內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊進行3D建模，以得到該票閘運作區域內的3D圖像；一3D人型偵測單元，用於對該控制單元生成的3D圖像進行人型偵測，還將偵測後的結果輸出至該控制單元；以及一牽引單元，用於控制該兩閘門的開啟或關閉狀態；當該票閘的運作區域內有人員出現時，該控制單元還繼續判斷人員否離開票閘的運作區域；當測得人員離開票閘的運作區域時，該控制單元透過該牽引單元主動關閉票閘的閘門。
一種票閘控制方法，用於控制一票閘，其中該票閘包括一檢驗憑證區、兩閘門，該票閘控制方法包括如下步驟：第一控制步驟：確認旅客投放至檢驗憑證區的憑證後，控制閘門處於開啟狀態，並控制一深度攝像機對該票閘的運作區域進行拍攝；分析步驟：對獲取的該深度攝像機拍攝的圖像及該票閘運作區域 內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊進行3D建模；第一判斷步驟：判斷該票閘運作區域內是否有人員出現；第二判斷步驟：當該票閘運作區域內有人員出現時，繼續判斷人員是否離開票閘；第二控制步驟：當人員離開票閘時，關閉票閘的閘門。
上述票閘控制裝置及系統透過設置於該票閘上的深度攝像機直接獲取該票閘運作區域內的圖像，還透過該控制單元來判斷該票閘運作區域內是否出現人員。當人員離開該票閘運作區域時，該控制單元則透過該牽引單元關閉票閘。如此避免了可能因旅客的隨身行李、衣物等外物不慎先行進入該票閘運作區域內而導致該票閘控制裝置誤以為旅客已通過閘門而提前關閉的不足，進而提高了票閘控制裝置驗證旅客是否成功通過票閘的準確性。
10‧‧‧票閘控制系統
20‧‧‧票閘
30‧‧‧深度攝像機
100‧‧‧攝像機啟動單元
200‧‧‧控制單元
300‧‧‧牽引單元
400‧‧‧3D人型偵測單元
401‧‧‧接收模組
402‧‧‧處理模組
403‧‧‧輸出模組
404‧‧‧存儲模組
201‧‧‧憑證驗證區
202‧‧‧閘門
203‧‧‧票閘運作區
圖1為本發明票閘控制裝置的較佳實施方式的方框圖。
圖2為本發明票閘控制裝置的較佳實施方式的示意圖。
圖3為本發明票閘控制裝置的工作示意圖。
圖4為本發明票閘控制裝置的票閘控制系統的方框圖。
圖5為本發明票閘控制裝置的3D人型偵測單元的方框圖。
圖6為本發明票閘控制方法的較佳實施方式的流程圖。
請參考圖1，本發明票閘控制裝置較佳實施方式包括一票閘控制系統10、複數票閘20及複數深度攝像機(Depth-sensing Camera )30。
請一併參考圖1至圖3，本實施方式中每一票閘20的附近設置兩深度攝像機30，該深度攝像機30用於對票閘20的運作區域203進行拍攝，以得到票閘20運作區域203的圖像及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊。本實施方式中，該深度攝像機30可為一TOF(Time-of-flight)攝像機。該TOF攝像機(基於飛行時間原理的攝像機)在拍攝時將發射一定波長的訊號，當訊號遇到拍攝場景內的物體時即會反射至TOF攝像機，訊號發射與接收之間的時間差即表示了物體與TOF攝像機之間的距離資訊，因此該TOF攝像機即可得到場景內每一點與TOF攝像機之間的距離資訊。
請參考圖4，該票閘控制系統10包括一攝像機啟動單元100、一控制單元200、一牽引單元300及一3D人型偵測單元400。
該攝像機啟動單元100用於控制該深度攝像機30進行拍照，以獲取該票閘20運作區域203內的圖像以及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊，還將獲取得到的圖像及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊傳輸至該控制單元200。
該牽引單元300用於控制閘門202處於關啟或關閉狀態。
該控制單元200對獲取得到的圖像以及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊進行3D建模，並將3D建模後得到的3D圖像輸出至該3D人型偵測單元400。該控制單元200還設有一通行限制時間，當該票閘20的開啟時間達到該通行限制時間時，該 控制單元200則透過該牽引單元300控制該閘門202關閉。該控制單元200還用於對旅客的憑證進行驗證，當該控制單元200成功驗證旅客的憑證時，該控制單元200通過該牽引單元300來控制閘門202處於開啟狀態。
該3D人型偵測單元400用於對3D圖像進行識別，並將識別後的結果輸出至該控制單元200。
請參考圖5，該3D人型偵測單元400包括一接收模組401、一處理模組402、一輸出模組403及一存儲模組404。
該接收模組401用於接收來自該控制單元200輸出的3D圖像；該存儲模組404用於存儲複數預先設定的各種3D人型模型，該等3D人型模型可預先由該深度攝像機30對人群進行拍攝並進行處理而得到。
該處理模組402用於對獲取得到的3D圖像進行識別，即將獲取得到的3D圖像與該存儲模組404內預先存儲的各種3D人型圖像進行對比。當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，則認為該票閘20的運作區域203內具有人員，該處理模組402將存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控制單元200。如對比時，該處理模組402設置預先存儲的各種3D人型圖像的中心為基準，以相對於該基準75%~80%的區域為比對區域，當該3D圖像與該3D人型圖像的比對區域相符時，則認為該票閘20的運作區域203內具有人員。當該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，即該3D圖像與該3D人型圖像的比對區域不相符，則認為該票閘20的運作區域203內沒有人員，該處理模組402將不存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控 制單元200。
為了更好的描述上述票閘控制裝置的工作原理，下面對本發明票閘控制裝置作簡單的描述。請再次參考圖2及圖3，票閘20相對側壁上分別設有一深度攝像機30及一閘門202，其中票閘20上還設有一檢驗憑證區201。當該控制單元200成功確認旅客投放至該檢驗憑證區201的憑證時，該控制單元200透過該牽引單元300控制該閘門202處於開啟狀態。同時，該控制單元200還透過該攝像機啟動單元100控制該深度攝像機30對該票閘20的運作區域203進行拍攝。該攝像機啟動單元100將拍攝後的圖像以及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊傳回至該控制單元200，此時，該控制單元200對獲取得到的圖像以及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊進行3D建模，並將建模後的3D圖像傳輸至該3D人型偵測單元400的接收模組401。該接收模組401將獲取得到的3D圖像傳輸至該處理模組402，該處理模組402從該存儲模組404內獲取預先設置的3D人型模型，並將該3D人型模型與該3D圖像進行比對。
當該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，則認為該票閘20的運作區域203內沒有人員，該處理模組402將不存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控制單元200。此時，該控制單元200接收到該輸出模組403傳輸的不存在訊號後繼續偵測該票閘20的運作區域203內是否有人型影像出現。
當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中的一個相同的部分時，則認為該票閘20的運作區域203內有人員，該處理模組402將存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控制單元200。此時，該 控制單元200接收到該輸出模組403傳輸的存在訊號後繼續判斷人員是否離開票閘20的運作區域203，即該控制單元200繼續獲取該運作區域203的圖像並對該票閘20運作區域203內的圖像進行3D建模，當該3D人型偵測單元400對3D圖像進行識別時，該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，則認為人員已經通過票閘20。當該控制單元200判斷人員已離開票閘20運作區域203時，該控制單元200則透過該牽引單元300來控制該閘門202關閉；否則，當該控制單元200判斷人員還在票閘20運作區域203時，該控制單元200則判斷該票閘20的開啟時間是否達到通行限制時間。當該票閘20的開啟時間到達通行限制時間時，該控制單元200則透過該牽引單元300來控制該閘門關閉；否則，當該票閘20的開啟時間還沒達到通行限制時間時，該控制單元200繼續偵測票閘20運作區域203內的人員是否離開票閘20。
請參考圖6，本發明票閘控制方法的較佳實施方式包括如下步驟：
步驟S1，該控制單元200確認旅客投放至該檢驗憑證區201的憑證後，透過該牽引單元300控制該閘門202處於開啟狀態，還透過該攝像機啟動單元100控制該深度攝像機30對該票閘20運作區域203進行拍攝。
步驟S2，該控制單元200獲取該攝像單元100拍攝的圖像以及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊，並對獲取得到的圖像及運作區域203內每一點與該深度攝像機30之間的距離資訊進行3D建模，還將建模後的3D圖像傳輸至該3D人型偵測單元400進行識別。
該接收模組401用於接收來自該控制單元200輸出的3D圖像；該處理模組402將獲取得到的3D圖像與該存儲模組404內預先存儲的各種3D人型圖像進行對比，以偵測該票閘20的運作區域內是否有人員出現。
步驟S3，該票閘20的運作區域203內是否存在人員，若該票閘20的運作區域203內不存在人員，則繼續判斷該票閘20的運作區域203內是否存在人員；若該票閘20的運作區域203內存在人員，進入步驟S4。
該控制單元200透過獲取該輸出模組403輸出的訊號來判斷該票閘20運作區域203內是否有人型影像出現。即當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中一個部分相同時，該處理模組402將存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控制單元200；當該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，該處理模組402將不存在訊號透過該輸出模組403輸出至該控制單元200。如此即當該控制單元200接收到該輸出模組403的存在訊號時，則表示該票閘20運作區域203內存在人型影像。
步驟S4，判斷人員是否離開票閘20的運作區域203。若人員已離開票閘20的運作區域203，進入步驟S6，若人員沒有離開票閘20的運作區域203，進入步驟S5。
該控制單元200繼續獲取並對該票閘20運作區域203內的圖像進行3D建模，當該3D人型偵測單元400對3D圖像進行識別時，該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，則認為人員已經通過票閘20，即離開該票閘20的運作區域203。當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中的一個相同的 部分時，則認為該人員還在該票閘20的運作區域203內。
步驟S5，判斷該票閘20開啟的時間是否達到通行限制時間，當該票閘20開啟的時間達到通行限制時間時，進入步驟S6；當該票閘20開啟的時間沒有達到通行限制時間時，則返回步驟S4。
步驟S6，該控制單元200透過該牽引單元300關閉票閘20。當票閘20的開啟時間達到通行限制時間或人員已離開該票閘20運作區域203時，該控制單元200則透過該牽引單元300主動關閉票閘20。
上述票閘控制裝置及系統透過設置於該票閘20上的深度攝像機30直接獲取該票閘20運作區域203內的圖像，還透過該控制單元200來判斷該票閘20運作區域203內是否出現3D人型影像。當票閘20的開啟時間達到通行限制時間或人員已離開該票閘20運作區域203時，該控制單元200則透過該牽引單元300主動關閉票閘20。如此避免了可能因旅客的隨身行李、衣物等外物不慎先行進入該票閘20運作區域203內而導致該票閘控制裝置誤以為旅客已通過閘門而提前關閉的不足，進而提高了票閘控制裝置驗證旅客是否成功通過票閘20的準確性。此外，該票閘控制裝置及方法還透過設置一通行限制時間來使得旅客在一規定的時間內通過票閘20，尤其是在旅客比較多的時候，更有利於提高該票閘控制裝置的驗證速度及效率。
綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧票閘控制系統
20‧‧‧票閘
30‧‧‧深度攝像機

Claims (8)

  1. 一種票閘控制裝置，包括：至少一票閘，該票閘上設置有兩閘門及一憑證驗證區；至少一深度攝像機，用於對該票閘的運作區域進行拍攝，以得到該票閘運作區域內的圖像及運作區域內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊；以及一票閘控制系統，包括：一攝像機啟動單元，用於控制該深度攝像機對運作區域進行拍攝；一控制單元，用於驗證旅客的憑證，當旅客憑證驗證通過時，該控制單元對該深度攝像機獲取得到運作區域的圖像及運作區域內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊進行3D建模，以得到該票閘運作區域內的3D圖像；一3D人型偵測單元，用於對該控制單元生成的3D圖像進行人型偵測，還將偵測後的結果輸出至該控制單元，該3D人型偵測單元包括：一接收模組，用於接收該控制單元生成的3D圖像；一存儲單元，用於存儲複數個預先設定的各種3D人型模型；一處理模組，用於對獲取得到的3D圖像與預先存儲於該票閘控制系統內的3D人型影像進行比對，其中當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，判定該票閘的運作區域內存在人體影像，該處理模組將存在訊號透過一輸出模組輸出至該控制單元；當該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，判定該票閘的運作區域內不存在人體影像，該處理模組將不存在訊號透過該輸出模組輸出至該控制單元；以及 一牽引單元，用於控制該兩閘門的開啟或關閉狀態；當接收到該存在訊號時，該控制單元判斷該票閘的運作區域內有人員出現，該控制單元還繼續是否接收到該不存在訊號，以判斷人員是否離開票閘的運作區域；當接收到該不存在訊號時，該控制單元透過該牽引單元主動關閉票閘的閘門。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之票閘控制裝置，其中當人員沒有離開票閘的運作區域時，該控制單元還判斷該票閘的開啟是否達到該控制單元內預設的一通行限制時間；當該票閘的開啟達到該通行限制時間時，該控制單元透過該牽引單元關閉票閘的閘門。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之票閘控制裝置，其中當該票閘的開啟沒有達到該通行限制時間時，該控制單元繼續判斷人員是否離開票閘的運作區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之票閘控制裝置，其中該深度攝像機為一基於飛行時間原理的攝像機。
  5. 一種票閘控制方法，用於控制一票閘，其中該票閘包括一檢驗憑證區、兩閘門，該票閘控制方法包括如下步驟：第一控制步驟：確認旅客投放至檢驗憑證區的憑證後，控制閘門處於開啟狀態，並控制一深度攝像機對該票閘的運作區域進行拍攝；分析步驟：對獲取的該深度攝像機拍攝的圖像及該票閘運作區域內每一點與該深度攝像機之間的距離資訊進行3D建模，以得到對應的3D圖像；第一判斷步驟：將獲取得到的3D圖像與預先存儲於該票閘控制系統內的複數3D人型圖像進行比對，以判斷該票閘運作區域內是否有人員出現；當該3D圖像至少存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，判定該票閘的運作區域內存在人體影像；當該3D圖像中不存在與複數不同的3D人型圖像中的任意一個相同的部分時，判定該票閘的運作區 域內不存在人體影像；第二判斷步驟：當該票閘運作區域內有人員出現時，繼續判斷人員是否離開票閘；第二控制步驟：當人員離開票閘時，關閉票閘的閘門。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之票閘控制方法，其中第二判斷步驟之後還包括：第三判斷步驟：當該票閘運作區域內沒有人員出現時，繼續判斷該票閘開啟的時間是否達到預設的通行限制時間；當該票閘開啟的時間達到通行限制時間，關閉閘門。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之票閘控制方法，其中該第三判斷步驟還包括：當該票閘開啟的時間沒有達到通行限制時間，返回第二判斷步驟。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之票閘控制方法，其中該深度攝像機為一基於飛行時間原理的攝像機。
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