一种折叠杆式停车智能道闸系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种折叠杆式停车智能道闸系统及使用方法，属于智能道闸系统领域。

背景技术

普通的道闸卡口在各种校园门口高车流或者高人流情况下容易造成拥堵排队。若采用大型工业园区入口处的道闸系统，均是针对外来人员进行统一识别放行，造成大量的资源浪费，因此针对校园出行道闸需要提供一种新的设计理念，进行个性化定制。

发明内容

本发明提供一种折叠杆式停车智能道闸系统及使用方法，通过三大技术创新模式集成的道闸系统，应对不同人流和车流情况下产生的三种工作模式大大缓解了拥堵情况，降低了经济投入。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种折叠杆式停车智能道闸系统，包括基台，在基台内布设控制系统，在基台的一侧安装道闸本体，所述的道闸本体包括结构相同且对称设置的第一部分和第二部分；

第一部分的一端与基台铰接，第二部分的一端与第一部分的另一端铰接，控制系统向道闸本体发出启动指令，第二部分可以向第一部分方向进行折叠，叠加后的第一部分以及第二部分也可以向基台方向贴近；

作为本发明的进一步优选，所述的第一部分包括第一折叠臂，第一折叠臂的一端与基台铰接，在第一折叠臂内靠近基台的部分开设槽道，槽道内安装第一旋转电机，第一折叠臂的另一端端面呈圆弧状，在圆弧状的端面上对称安装圆环结构，每个圆环结构朝向外部的径向面与第一折叠臂的侧壁平滑拼接；

所述第二部分的结构与第一部分的结构相同，包括第二折叠臂，第二折叠臂的一端通过铰接部件与第一折叠臂的另一端铰接，在第二折叠臂内远离第一折叠臂的部分开设槽道，槽道内安装第二旋转电机，第二折叠臂的另一端端面呈圆弧状，在圆弧状的端面上对称安装圆环结构，每个圆环结构朝向外部的径向面与第二折叠臂的侧壁平滑拼接；

作为本发明的进一步优选，所述的铰接部分包括铰接座，铰接座呈T型结构设置，以T型结构的垂直部分为对称中心，在T型结构的两个横向部分分别安装圆柱结构，在圆柱结构的两个端面中心位置向外凸出形成圆轴；

每个圆柱结构嵌入匹配相邻的两个圆环结构之间，圆柱结构的圆轴嵌入匹配的圆环内；

还包括两条履带，每条履带的一端固定在T型结构垂直部分的顶端，另一端与第一旋转电机或者第二旋转电机连接；

作为本发明的进一步优选，在基台内靠近第一折叠臂的位置安装基台旋转电机，第一折叠臂的一端通过旋转轴与基台旋转电机连接；

作为本发明的进一步优选，在第一折叠臂的另一端端面靠近底部位置、第二折叠臂的一端端面靠近底部位置分别开设对称的两个折叠臂孔洞，T型结构的横向部分朝向外部的端面同样分别开设对称的底座孔洞，折叠臂孔洞对应底座孔洞，两者之间置入内嵌弹簧；

作为本发明的进一步优选，在第一折叠臂的一端顶部布设与第一折叠臂宽度相同的长方体块，在第二折叠臂的另一端顶部布设与第二折叠臂宽度相同的长方体块；

在第一折叠臂的槽道远离基台的一端顶部布设固定圆柱，在第二折叠臂的槽道靠近基台的一端顶部布设固定圆柱；

作为本发明的进一步优选，在第一折叠臂以及第二折叠臂上均设置三组竖杆，每组竖杆包括两根竖杆，每根竖杆的一端匹配一个安装在折叠臂内的竖杆旋转电机，当道闸本体处于拦截状态时，每组竖杆对应的竖杆旋转电机形成的连线垂直于地面；其中，三组竖杆中，位于中间的一组竖杆安装在道闸本体的相对门内的一侧，其余两组竖杆安装在道闸本体朝向门外的一侧；在第一部分，多组竖杆内两根竖杆端部的间距由基台方向向第一折叠臂的另一端逐渐变大，在第二部分，多组竖杆内两根竖杆端部的间距有第二折叠臂的一端向另一端逐渐变小；

作为本发明的进一步优选，所述的控制系统包括单片机，在基台朝向道路的侧壁上安装车牌显示屏，基台的顶部安装摄像头以及人像显示屏，在基台远离道闸本体的侧壁上分别设置三个按钮，车牌显示屏、摄像头、人像显示屏、第一旋转电机、第二旋转电机、基台旋转电机以及竖杆旋转电机均与单片机电联；所述的三个按钮分别通过单片机设定三个模式，用于快捷启动道闸本体；

作为本发明的进一步优选，在控制系统内还包括同时与单片机连接的温度检测模块、闸门启动检测模块、视频图像采集卡以及openmv组件，openmv组件用于人脸识别以及建立人脸数据比对库，温度检测模块用于检测人体温度，闸门启动检测模块用于检测道闸本体开启关闭状态，视频图像采集卡用于处理摄像头采集的图像；

一种基于所述折叠式停车智能道闸系统的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：控制系统将道闸系统设定固定三个模式，分别为人员放行模式、车辆自动识别模式以及外来人员判别模式，分别匹配三个按钮；

步骤S2：控制系统判断道路情况，摄像头抓拍车辆或路人，若抓拍获取车辆车牌，控制系统进行图像处理，车牌显示屏显示车牌号码，图像与控制系统网络云端数据库匹配，若匹配，道闸本体开启，车辆放行，若不匹配，道闸本体继续关闭；若抓拍获取人脸，控制系统读取人脸数据与控制系统网络云端数据库匹配，若匹配，道闸本体开启，若不匹配，启动外来人员判别模式，进行温度测量以及人脸抓取，道闸本体开启；

步骤S3：若抓拍获取为匹配人员，按压人员放行模式按钮，此时控制系统向第二旋转电机发出启动指令，第二旋转电机带动履带的另一端收紧，此时履带受到固定在铰接座的拉力，将第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠，内嵌弹簧发生拉伸，同时控制系统向位于第二折叠臂上的竖杆旋转电机发送启动指令，位于中间一组的竖杆顺时针旋转，直至贴合第二折叠臂的侧壁，其余两组竖杆向对方方向旋转，直至贴合第二折叠臂的侧壁，完成人员放行模式；

步骤S4：若抓拍获取人员未匹配，按压外来人员判别模式，温度检测模块用于检测人体温度，摄像头抓拍人脸显示至人像显示屏，温度检测模块检测人员温度值小于37.5℃，则按压外来人员判别模式，重复步骤S3中第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠步骤，完成外来人员放行；

步骤S5：若抓拍获取为匹配车辆，重复步骤S3中第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠步骤后，控制系统继续向第一旋转电机发出启动指令，第一旋转电机带动履带的另一端收紧，将重合的第一折叠臂以及第二折叠臂同时向基台方向旋转，同时控制系统向位于第一折叠臂上的竖杆旋转电机发送启动指令，位于中间一组的竖杆顺时针旋转，直至贴合第一折叠臂的侧壁，其余两组竖杆向对方方向旋转，直至贴合第一折叠臂的侧壁，完成车辆放行。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的折叠式停车智能道闸系统，采用内嵌式旋转电机收缩履带改变长度来改变工作状态应对不同工作模式，精准捕捉各类通行情况；

2、本发明提供的折叠式停车智能道闸系统，可以实现拦车杆的对半收缩，降低经济成本，无需整体收缩；

3、本发明提供的折叠式停车智能道闸系统具备人脸识别以及温度检测功能，以应对异常情况下外来人员进入校园，减轻人工监控防范异常的人力物力，降低校园传播风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明提供的优选实施例的整体结构示意图；

图2是本发明提供的第一折叠臂的结构示意图；

图3是本发明提供的铰接部分结构示意图；

图4是本发明提供的道闸本体结构立体示意图；

图5是本发明提供的竖杆部分结构示意图；

图6是本发明提供的基台部分结构示意图；

图7是本发明提供的基台部分侧视图。

图中：1为基台，2为第一折叠臂，3为摄像头，4为人像显示屏，5为按钮，6为照明探照灯，7为车牌显示屏，8为基台旋转电机，9、10均为竖杆，11为履带，12为铰接座，13、14均为竖杆旋转电机，15为固定圆柱，16为内嵌弹簧，17为底座孔洞，18为第一旋转电机，19为长方体块，20为圆轴。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。本申请的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

道闸系统在日常生活中非常常见，其主要的作用即为拦截陌生车辆或者行人，实现建筑内部封闭管理，但是针对校园大门入口系统，其具有一定的特殊性，即需要实现校内学生的自由出入，同时辅助陌生人群的进入筛选，因此本申请提供了一种折叠杆式停车智能道闸系统，新型折叠杆式停车智能道闸系统通过对应不同人流和车流情况下产生三种工作模式能大大缓解拥堵情况。

简单的阐述就是，自动伸缩杆通过内嵌旋转电机收缩履带改变杆子折叠长度应对不同车流人流，以满足智能道闸系统对不同情况下的过闸。其中的第一工作模式是拦车杆收缩一半（人员放行模式），留一半给学生通过，这样既能让学生通过，也能起到拦截车辆的作用。其中的第二工作模式是整个拦车杆完全抬起（车辆自动识别模式），让车辆进入，这时是利用车牌识别系统进行判别比较。其中的第三工作模式是通过道闸系统的人脸识别和体温测量鉴定人员信息和身体情况（外来人员判别模式），以防身体有发热情况或者是外来人员进入校园。适用于各大校园卡口或停车场车人过闸情况。

接下来对本申请提供的折叠杆式停车智能道闸系统做一个具体阐述，如图1所示，包括基台，在基台内布设控制系统，在基台的一侧安装道闸本体，所述的道闸本体包括结构相同且对称设置的第一部分和第二部分；第一部分的一端与基台铰接，第二部分的一端与第一部分的另一端铰接，控制系统向道闸本体发出启动指令，第二部分可以向第一部分方向进行折叠，叠加后的第一部分以及第二部分也可以向基台方向贴近。两个部分的顺次启动折叠方式即可匹配不同的模式。

第一部分与第二部分其实结构是相同的，只是在安装时做了对称安装，这里以图2所示的第一部分为例，所述的第一部分包括第一折叠臂，第一折叠臂的一端与基台铰接，在第一折叠臂内靠近基台的部分开设槽道，槽道内安装第一旋转电机，第一折叠臂的另一端端面呈圆弧状，在圆弧状的端面上对称安装圆环结构，每个圆环结构朝向外部的径向面与第一折叠臂的侧壁平滑拼接。

同样的，所述第二部分的结构与第一部分的结构相同，包括第二折叠臂，第二折叠臂的一端通过铰接部件与第一折叠臂的另一端铰接，在第二折叠臂内远离第一折叠臂的部分开设槽道，槽道内安装第二旋转电机，第二折叠臂的另一端端面呈圆弧状，在圆弧状的端面上对称安装圆环结构，每个圆环结构朝向外部的径向面与第二折叠臂的侧壁平滑拼接。

第一部分与第二部分的折叠需要通过一个铰接部分实现，图3所示，所述的铰接部分包括铰接座，铰接座呈T型结构设置，以T型结构的垂直部分为对称中心，在T型结构的两个横向部分分别安装圆柱结构，在圆柱结构的两个端面中心位置向外凸出形成圆轴；将第一部分与第二部分铰接时，每个圆柱结构嵌入匹配相邻的两个圆环结构之间，圆柱结构的圆轴嵌入匹配的圆环内；还包括两条履带，每条履带的一端固定在T型结构垂直部分的顶端，另一端与第一旋转电机或者第二旋转电机连接，图4所示即为第一部分与第二部分结合后的一个整体示意图。

从图中可知，履带的长度是一个定长，其并不短，因此在第一折叠臂的槽道远离基台的一端顶部布设固定圆柱，在第二折叠臂的槽道靠近基台的一端顶部布设固定圆柱，固定圆柱的设置作为履带的辅助支撑体。

当道闸本体部分设计完毕后，需要将道闸本体与基台做一个连接，本申请中，在基台内靠近第一折叠臂的位置安装基台旋转电机，第一折叠臂的一端通过旋转轴与基台旋转电机连接。

在第一折叠臂的另一端端面靠近底部位置、第二折叠臂的一端端面靠近底部位置分别开设对称的两个折叠臂孔洞，T型结构的横向部分朝向外部的端面同样分别开设对称的底座孔洞，折叠臂孔洞对应底座孔洞，两者之间置入内嵌弹簧，这里内嵌弹簧的设计，在第一折叠臂以及第二折叠臂在折叠旋转过程中起到一个缓冲作用，同时当整个系统完成放行工作时，还可以在内嵌弹簧的回弹作用下，辅助第一折叠臂以及第二折叠臂快速回至原位。

当第二折叠臂向第一折叠臂折叠后，第一折叠臂的侧壁与第二折叠臂的侧壁会发生贴合，此时为了避免履带之间的触碰，在第一折叠臂的一端顶部布设与第一折叠臂宽度相同的长方体块，在第二折叠臂的另一端顶部布设与第二折叠臂宽度相同的长方体块，当第一折叠臂与第二折叠臂即将紧密贴合时，长方体块发生阻挡，保护履带不受损伤。

本申请在设计道闸系统时，还考虑了实际阻挡性，为了提高道闸系统的实用性，图5所示，在第一折叠臂以及第二折叠臂上均设置三组竖杆，每组竖杆包括两根竖杆，每根竖杆的一端匹配一个安装在折叠臂内的竖杆旋转电机，当道闸本体处于拦截状态时，每组竖杆对应的竖杆旋转电机形成的连线垂直于地面；其中，三组竖杆中，位于中间的一组竖杆安装在道闸本体的相对门内的一侧，其余两组竖杆安装在道闸本体朝向门外的一侧；在第一部分，多组竖杆内两根竖杆端部的间距由基台方向向第一折叠臂的另一端逐渐变大，在第二部分，多组竖杆内两根竖杆端部的间距有第二折叠臂的一端向另一端逐渐变小。这里在每组竖杆之间间距的不同设置，以及三组竖杆位于折叠杆的不同侧，其实是为了避免当竖杆进行收纳时，相互之间并不会触碰，延长了竖杆的使用寿命。

上述所有结构的设置启动，均离不开控制系统的总体把控，图6-图7所示，本申请中所述的控制系统包括单片机（优选的型号为TMS370C256A单片机，单片机的主控芯片STM32F13C8T6集成在基台箱内左上角的人脸识别装置区域内），在基台朝向道路的侧壁上安装车牌显示屏，基台的顶部安装摄像头（优选的型号为YD-AB101CP高清照车牌摄像头）以及人像显示屏，在基台远离道闸本体的侧壁上分别设置三个按钮，车牌显示屏、摄像头、人像显示屏、第一旋转电机、第二旋转电机、基台旋转电机以及竖杆旋转电机均与单片机电联；摄像头在天黑的情况下会影响图像采集，因此在基台的车牌显示屏上方还安装了照明探照灯。所述的三个按钮分别通过单片机设定三个模式，用于快捷启动道闸本体。在控制系统内还包括同时与单片机连接的温度检测模块、闸门启动检测模块、视频图像采集卡以及openmv组件，openmv硬件安装在基台箱内左上角的人脸识别装置区域内，其在基台箱内通过下方的两个支撑板固定，所述openmv组件通过相关软件编程用于人脸识别、建立人脸数据库进行人脸对比，温度检测模块用于检测人体温度，闸门启动检测模块用于检测道闸本体开启关闭状态，视频图像采集卡用于处理摄像头采集的图像。

最后本申请还提供了基于所述折叠式停车智能道闸系统的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：控制系统将道闸系统设定固定三个模式，分别为人员放行模式、车辆自动识别模式以及外来人员判别模式，分别匹配三个按钮；

步骤S2：控制系统判断道路情况，摄像头抓拍车辆或路人，若抓拍获取车辆车牌，控制系统进行图像处理，车牌显示屏显示车牌号码，图像与控制系统网络云端数据库匹配，若匹配，道闸本体开启，车辆放行，若不匹配，道闸本体继续关闭；若抓拍获取人脸，控制系统读取人脸数据与控制系统网络云端数据库匹配，若匹配，道闸本体开启，若不匹配，启动外来人员判别模式，进行温度测量以及人脸抓取，道闸本体开启；人脸识别装置首利用python算法来调用基台上方的摄像头镜头捕捉人脸图像，通过haar算法识别人脸进行拍摄扫描，然后通过openmv 进行数据提取，再通过用python编写的程序进行读取人脸；

步骤S3：若抓拍获取为匹配人员，按压人员放行模式按钮，此时控制系统向第二旋转电机发出启动指令，第二旋转电机带动履带的另一端收紧，此时履带受到固定在铰接座的拉力，将第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠，内嵌弹簧发生拉伸，同时控制系统向位于第二折叠臂上的竖杆旋转电机发送启动指令，位于中间一组的竖杆顺时针旋转，直至贴合第二折叠臂的侧壁，其余两组竖杆向对方方向旋转，直至贴合第二折叠臂的侧壁，完成人员放行模式；

步骤S4：若抓拍获取人员未匹配，按压外来人员判别模式，温度检测模块用于检测人体温度，摄像头抓拍人脸显示至人像显示屏，温度检测模块检测人员温度值小于37.5℃，则按压外来人员判别模式，重复步骤S3中第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠步骤，完成外来人员放行；

步骤S5：若抓拍获取为匹配车辆，重复步骤S3中第二折叠臂向第一折叠臂方向折叠步骤后，控制系统继续向第一旋转电机发出启动指令，第一旋转电机带动履带的另一端收紧，将重合的第一折叠臂以及第二折叠臂同时向基台方向旋转，同时控制系统向位于第一折叠臂上的竖杆旋转电机发送启动指令，位于中间一组的竖杆顺时针旋转，直至贴合第一折叠臂的侧壁，其余两组竖杆向对方方向旋转，直至贴合第一折叠臂的侧壁，完成车辆放行。

本申请中涉及到的数据库的建立，均是软件python通过硬件openmv组件中内置python解释器，可以直接用python进行人脸识别、人脸数据库建立以及人脸识别对比等操作的编程。

通过上述阐述，可知本申请提供的折叠杆式停车智能道闸系统及使用方法，使得出错的概率降低，控制简单易懂，是为校园防护系统量身定制的个性化道闸系统。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。