[發明專利]用于自動存在檢測的傳感器的高能效級聯

有效

• 申請號: 201080015268.2
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN102378996A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: T.格里蒂
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G08B13/00
• 分類號: G08B13/00;G08B13/24;F21V23/04;H05B37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉紅;劉鵬

技術領域

本發明總體涉及用于檢測存在的方法和系統，更為具體地涉及級聯連接的傳感器系統，其在保持高的檢測精度的同時使能耗最小。

背景技術

自動存在檢測可用于不同目的，如樓宇控制、照明調節或加熱控制、監視系統、防盜報警、個人安全系統或者停車輔助。

盡管精度對所有這些應用都是重要的，但是精度的不同方面是重要的，以及針對不同的原因是重要的。對于停車輔助而言，錯誤的否定讀數（false?negative?reading）可能導致對你的車的破壞，而錯誤的肯定讀數（false?positive?reading）可能僅是微小的騷擾。相反，在個人安全系統中的錯誤的肯定讀數可能導致人們受到驚嚇。在監視系統中的重復錯誤的肯定讀數可能對于被分配檢查該被調查區域的安全員具有“謊報軍情”的影響，從而導致將來正確的讀數被忽略。觸發加熱或照明系統的錯誤的肯定讀數將顯著增加功耗。大多數時間這些錯誤讀數具有自然的原因，但是有時傳感器的運行被故意篡改。一些應用特別易于篡改，例如監視或防盜警報，因此期望的是這些應用中使用的傳感器難以操縱。

不同種類的傳感器可用于檢測存在。它們基于不同的物理原理，具有不同的功率要求以及在精度方面的具有不同強度。

檢測存在的最普通的方法之一是使用紅外檢測器。IR光的射束逆著傳感器發出，并且傳感器將非常精確地檢測該射束何時被折斷。這樣的傳感器通常使用在例如商店入口處，即非常窄且受限制的過道。利用基于這種類型的IR傳感器的系統來檢測分布式空間中的存在需要大量的射束以避免錯誤的否定讀數的問題，例如在盜賊僅僅在射束上面或下面四處走動而沒有折斷射束的情況下。

因此，基于該技術的存在檢測器由于發射的大量IR光束的功率需求而導致難以實現、不切實際并且耗電。另外，該系統將記錄折斷射束的任何對象，并且不能區分死的對象和人類。作為人的存在檢測器使用的IR射束檢測器將導致高的錯誤的肯定讀數率。

然而，被動型紅外檢測器（PID）利用如下事實：所有對象都發射黑體輻射，實際上是紅外輻射，其對人眼而言是不可見，但是其可由設計用于此目的的電子設備檢測到。PID測量從在其視場（field?of?view）內的對象輻射的IR光。當具有一個溫度的紅外源（比如，人）在具有另一溫度的紅外源（比如，墻壁）的前面經過時，檢測到明顯的運動。

在該實例中術語“被動型”意思是PID設備不發射紅外射束，而是僅僅被動地接受入射的紅外輻射。因此，它的功耗明顯小于上面描述的主動型紅外檢測器。然而，基于PID的系統將基于其視場內的任何移動的事物潛在地給出指示，即高的錯誤的肯定讀數率。通常，PID不能以任何精度來區分人和其它移動的對象；如果移動的對象停止，并變得不動，則PID可能失去對它的跟蹤。最后，持續的亮光可以使PID傳感器飽和，并使其無法記錄另外的信息。該特征使得PID作為戶外的存在檢測器不太可靠，并且使其相對易于操縱。

其它用于檢測人的存在的方法包括超聲波傳感器。

超聲波傳感器按照類似于聲納的原理工作，并通過解釋來自先前發出的信號的回聲來評估目標的屬性。發送信號和接收回聲之間的時間間隔被計算，并且隨后被用于確定到對象的距離以及對象的速度。超聲波傳感器不太擅長檢測不動的對象。此外，基于超聲波傳感器的系統可能易于操縱，這是因為以下事實：覆蓋對象的材料的表面形狀、密度或一致性可充分地抑制（muffle）回聲以使得對象對超聲波傳感器而言不可見。

更為精確的存在檢測將需要更為復雜的方法，例如：音頻或視頻分析。視頻分析不僅允許區分人類和對象，而且允許區分個體以及跟蹤它們，并且檢測移動和活動。使用攝像機的另一優點在于可以檢測到不動的個體。音頻分析（其中麥克風記錄室內的聲音和被訓練用來識別典型的聲音模式的算法）可以用來區分不同的活動。

音頻/視頻場景分析是很復雜的過程。為了實現魯棒性，算法必須在計算上要求高。在芯片上連續運行這種算法所需的平均功耗是巨大的。

如在上面示例中可見，高精度典型地伴隨著高功耗。因此，需要有一種在獲得高檢測精度的同時保持功耗的存在檢測系統。

發明內容

因此，本發明優選地設法單獨地或以任何組合方式來減輕、緩解或消除本領域的上述缺陷和缺點中的一個或多個，并通過提供按照所附專利權利要求的方法和系統來至少解決上面提及的問題。

本發明要解決的問題是創建一種方法和系統，其通過減少錯誤的肯定讀數和錯誤的否定讀數兩者的次數在獲得高精度的同時保持低的總功耗。