针对零售行业社交距离的自动人流存在检测解决方案

由 winniewei 提交于周一, 23 十一月 2020 - 15:48

意法半导体

Andrea BERRY

<a href="mailto:andrea.berry@st.com">andrea.berry@st.com</a></…;

很少有人能够预料到，社交隔离概念竟会在如此短的时间遍及我们日常生活方方面面。在2020年全球疫情早期，人们因社交隔离而感到极大的焦虑和压力。过去有些人不是非常在意身体空间半径的大小，但是现在不得不保持非常强的安全距离意识。一米的社交距离到底是什么样？当我们和附近的人对一米社交距离的预估有出入时，应如何应对？事实证明，即使在室外空间，社交隔离也会产生很多问题。对于那些不得不继续为家庭购买食品和生活必需品的顾客，社交隔离变得更加复杂。商店被要求在一夜之间实施新的隔离政策和购物流程，以帮助顾客在店内狭窄的经常拥挤的通道内的加强社交隔离行为。

在可预见的未来，社交隔离很可能成为零售购物体验的主体，因此，商店需要实施更好、自动化更高的顾客信赖的社交隔离措施。本文将探讨可促进零售商店社会隔离实施的技术解决方案。我们将讨论从空间占用密度指示到绝对社交距离测量的各种方案，以便读者可以考虑选择复杂性和成本不同的解决办法。

空间占用密度指示

监控零售商店特定区域内的顾客人数是一个简单但有效的零售社交隔离方法。大多数采用通道布局的食品店以及其他店铺都已经实施了单向通道导流方法，以减少来自多个方向的人流，提高从入口进入通道的顾客的一米社交距离意识，但这种做法的作用微乎其微，而且，许多顾客实际上根本没有注意到或遵守单向通道规定，从而使其效果大打折扣。

当顾客误入通道或者人数达到通道上限时，一些非常简单的技术解决方案至少可以提供相关指示信息。类似于家庭安保监控系统中使用的技术（通常是无源红外、飞行时间、微波、反射光学或超声传感器单独或组合使用），简单的体感检测技术可以在通道两端用于确定顾客是在进入通道还是在走出通道。但是，这不仅需要知道顾客在场，还需要知道他们正在走向哪个方向。解决方法是可以在通道的“入口”和“出口”分别放置一系列传感器，并监测传感器的触发顺序。如果最外免的传感器触发，但最里面的传感器没有触发，则可能有人开始进入通道但又退出来了。如果最外面的传感器触发，然后最里面的传感器触发，则表示有人已进入通道；如果最里面的传感器在最外部的传感器之前触发，则表示有人从出口走出。可以对此类触发信息进行集中处理，以确定顾客的行进方向性和空间占用密度，并且可以发出提醒信号，指示购物者走错了入口方向或者通道无法容纳更多顾客了。

参考让驶入高速公路的车辆保持安全车距的高速公路匝道入口信号灯，也可以使用这种方法开发一种购物通道“交通信号灯”。每个过道都可以配备一个信号灯，通过估计顾客沿通道走过一米（包括购物活动）所花费的时间，可以让每个顾客之间都保持安全距离。

在没有货架通道的商店中，这类解决方案有一定的应用局限性。此外，一旦顾客进入通道后，再执行社交隔离不会有什么效果。不过，这可能是一个经济划算的加强通道人流方向和流量限制的方法。

绝对社交距离测量

确实有很多技术可用于监测零售空间中每个购物者的确切位置。实际上，这些解决方案不一定比上述的顾客人数密度指示方法复杂太多或成本更高。每个解决方案不仅要考虑核心技术的相对成本，还应考虑需要部署多少个传感器节点。系统的复杂性还与节点数量以及数据采集、处理和传输方法有关。

光学传感器

光学传感器是一种在给定空间中跟踪人员确切位置的常见方法。实际上，大多数商店已经在店铺全方位安装了监控摄像头，因此，这可能是一个相对容易部署的解决方案，具体程度取决于现有摄像头基础设施的覆盖范围。如果当前基础设施覆盖率不高，则可以在商店周围安装小型光学传感器节点，节点的数量将主要取决于视野以及节点与被监控空间之间存在的任何视觉障碍。图像可以在边缘传感器节点处理，如果该区域存在空间占用异常，传感器就会实时发出警报。为了监测两个不同节点之间的占用异常，例如，如果两个人彼此距离太近，但每个人都被单独且相邻的光学传感器捕捉，这种情况下传感器数据需要集中处理。视觉传感器和热成像传感器都可以用于这种应用场景。

雷达/激光雷达

与光学传感器类似，可以使用雷达和激光雷达传感器在给定空间内准确地找出每个人的位置，这两种系统的探测距离比其他光学解决方案长，因此，可以在某些应用中减少所需的传感器节点数量。不过，在商店内，特别是有通道的商店，障碍物很可能会带来问题。对此，雷达系统定制要求更高，考虑到每个特定部署系统的物理结构，这将限制雷达的模块化或伸缩性，使安装复杂化。

压力传感器

压力感应地板是另一种可行的零售店社交隔离监测方法。配有压力传感器（MEMS，应变仪）的地板可以检测到重物（人，购物车）的出现或存在，因此也可以根据传感器本身的已知位置提供准确的位置信息。国外已经有几家公司提出零售社交隔离用压力感应地板解决方案，用于跟踪和分析购物者的行为。但是，此方法需要部署大量的基础设施，并且在社交距离监视的背景下可能会需要更多的设备。

麦克风阵列

超声麦克风已被证明是效果非常好的存在检测解决方案，因为灵敏度极高，连呼吸声都能检测到，即使背景噪音很高，仍能区分声音。该方法也可以用于社交隔离用途，但是，在区分两个人以上时，麦克风阵列具有局限性。这种方法可能需要大量的信号调理和智能处理。

RFID电子标签定位或分区

在可能使用购物车或购物篮等购物工具的环境中，例如，食品店或超市，可以使用RFID电子标签技术来确定购物工具的位置。每个购物车或购物篮都可以配备RFID电子标签，通过商店四周的读取器确定购物车或购物篮的位置。RFID定位是根据多个读取器读取的标签的相对信号强度，采用三角定位法来确定标签的位置。在RFID分区定位中，RFID读取器被设为只测量特定区域的购物工具，因此，目标标签必须位于该区域内。这两种方法都可以在零售环境中有效地确定社会距离；但是，只能反映购物车或购物篮的位置，而不一定反映使用购物工具的顾客的位置。显然，这对于某人未使用此类购物工具的情况不起作用。

Wi-Fi/蓝牙

目前业内正在评估使用手机Wi-Fi和蓝牙定位技术实现社交隔离和感染追踪。一些商店根据搜索Wi-Fi信号的手机来跟踪顾客出入商店。基于蓝牙的手机应用软件允许用户自定义“个人空间”半径，并在半径范围内闯入另一个蓝牙设备时提醒用户。这些技术不仅在零售环境中而且在关注社交隔离的任何地方都具有广泛的适用性。Wi-Fi在室外情况下将受到限制，但是可以改用手机数据网络。

这种方法要求个人拥有联网设备（通常是手机），并且必须启用连接功能，因此，受限于用户使用因素。此外，某些用户可能会对这种方式跟踪有隐私担忧，并担心可能会从设备外泄数据。不过，这种方法的效果肯定比根本没有协议的方法更好，并且对于零售业者，这种系统部署速度较快，基础设施投资有限。

结束语

创新的解决方案对于持续采用新的日常活动规范至关重要。有多种技术可以帮助实现社交隔离措施，这对于即使是处于危险中的人们也是避无可避的零售活动尤其重要。从空间占用率指示的基本功能，到社交距离限制的精准测量，所选传感技术类型将决定了解决方案的功能性。另外，通过整合本文所述的一些技术，可以按照任何应用需求定制一个合理的解决方案。这些技术中有许多可以在很短的时间内开发出来，并且随着社交隔离参数变化，技术解决方案也将会不断改进，更好地适应各种应用和用例。