[實(shí)用新型]一種基于熱釋電紅外傳感器的人體定位及跟隨系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220047712.5
• 申請(qǐng)日: 2012-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202453519U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉禹廷;朱玲玲;趙逸棟;林嘉穎;徐志農(nóng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V8/10
• 分類號(hào): G01V8/10;G01J5/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種人體定位及跟隨系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于熱釋電紅外傳感器的人體定位及跟隨系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熱釋電紅外探測(cè)技術(shù)屬于被動(dòng)式紅外探測(cè)技術(shù)的一種，它是利用熱釋電紅外探測(cè)元將生物體輻射出的微量紅外線的微小能量變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并進(jìn)行放大、處理，來(lái)檢測(cè)活動(dòng)物體的紅外輻射能量變化。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而增強(qiáng)其能量幅度。由探測(cè)原理可知，熱釋電紅外傳感器只能進(jìn)行被動(dòng)式工作，并不能探測(cè)靜止人體。

目前公知的基于熱釋電紅外傳感器的人體定位及跟蹤方法數(shù)只能對(duì)移動(dòng)人體進(jìn)行定位，或只能對(duì)單個(gè)人體進(jìn)行定位并且定位后會(huì)受到他人干擾。有如專利號(hào)為201020143759.2的實(shí)用新型所公開(kāi)的“被動(dòng)式紅外定位系統(tǒng)”，利用多個(gè)編碼的熱釋電傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，將室內(nèi)人體位置以編碼的形式反映出來(lái)。但其系統(tǒng)要用到多個(gè)熱釋電傳感器，系統(tǒng)復(fù)雜，定位精度由傳感器數(shù)目決定，并且只能對(duì)移動(dòng)的人體進(jìn)行定位。又如專利號(hào)為201120062836.6的實(shí)用新型所公開(kāi)的“一種基于被動(dòng)式紅外線感應(yīng)的自動(dòng)跟蹤裝置”，該裝置利用左右兩側(cè)紅外線傳感器、比較驅(qū)動(dòng)裝置和伺服電機(jī)，通過(guò)比較左右兩側(cè)接收的紅外信號(hào)大小，從而判斷紅外線源是偏左還是偏右，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流傳送給伺服電機(jī)，帶動(dòng)傳感器旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位和跟蹤。但該裝置只在探測(cè)區(qū)域只有單個(gè)人體存在時(shí)才能準(zhǔn)確定位，不能對(duì)兩個(gè)人體分別進(jìn)行定位。定位時(shí)也不能排除其他人進(jìn)入探測(cè)區(qū)域而帶來(lái)的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于熱釋電紅外傳感器的人體定位及跟隨系統(tǒng)，只使用兩個(gè)熱釋電傳感器，可探測(cè)活動(dòng)和靜止的人體，并對(duì)單個(gè)或兩個(gè)靜止的人體進(jìn)行精確定位，人體若在被定位后移動(dòng)，則自動(dòng)等待人體靜止后再次定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體移動(dòng)的跟隨。當(dāng)已定位單個(gè)人體時(shí)，本實(shí)用新型可防止他人橫向進(jìn)出傳感器探測(cè)區(qū)域內(nèi)所造成的干擾，保持定位已被定位的人體，同時(shí)仍然可以識(shí)別被定位人體自身的移動(dòng)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型包括支架，兩個(gè)熱釋電紅外線傳感器，兩個(gè)菲涅爾透鏡，遮蓋罩，舵機(jī)，單片機(jī)，舵機(jī)固定架，舵機(jī)機(jī)臂；舵機(jī)安裝在舵機(jī)固定架中，舵機(jī)轉(zhuǎn)軸上的舵機(jī)機(jī)臂與支架底面連接，支架中部?jī)蓚€(gè)孔中分別垂直安裝有熱釋電紅外線傳感器，兩個(gè)熱釋電紅外線傳感器外分別安裝有菲涅爾透鏡，位于上部的菲涅爾透鏡外安裝遮蓋罩；兩個(gè)熱釋電紅外線傳感器通過(guò)各自的熱釋電紅外線傳感器電路經(jīng)電路模塊與單片機(jī)連接。

本發(fā)明的步驟如下：

1）系統(tǒng)待機(jī)時(shí)，若探測(cè)到非干擾的人體移動(dòng)，則等待人體移動(dòng)信號(hào)消失2秒后進(jìn)入定位步驟；

2）進(jìn)入定位步驟后，兩個(gè)熱釋電紅外線傳感器隨舵機(jī)經(jīng)過(guò)順時(shí)針，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)兩次掃描，上方的熱釋電紅外線傳感器記錄探測(cè)到人體時(shí)的橫向位置；

3）單片機(jī)中設(shè)定程序分別處理得到兩次掃描中，每次掃描從無(wú)到有探測(cè)到人體邊緣時(shí)的橫向位置，向右掃描得人體的左邊緣，向左掃描得人體的右邊緣，若一次掃描中有兩個(gè)人體左或右邊緣位置，則識(shí)別探測(cè)區(qū)域內(nèi)為雙人，若只有一個(gè)人體左或右邊緣，則為單人，沒(méi)有探測(cè)到人體，則系統(tǒng)待機(jī)，返回第1步驟；

4）根據(jù)第3步驟中識(shí)別到的單人或雙人和左、右邊緣的橫向位置，得到人體中心位置，雙人時(shí)得到兩個(gè)人體中心的橫向位置，單人時(shí)得到一個(gè)；

5）若第4步驟中識(shí)別到單人，則由舵機(jī)帶動(dòng)熱釋電紅外線傳感器（1、7）對(duì)準(zhǔn)被定位者，自動(dòng)開(kāi)啟單片機(jī)中防干擾功能，系統(tǒng)待機(jī)，若識(shí)別到雙人，則舵機(jī)使傳感器輪流對(duì)準(zhǔn)兩被定位者，系統(tǒng)待機(jī)，返回第1步驟。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，具有的有益效果是：

本實(shí)用新型通過(guò)舵機(jī)帶動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，可探測(cè)活動(dòng)和靜止的人體。裝置只使用兩個(gè)熱釋電傳感器，通過(guò)對(duì)其一傳感器的遮蓋，改變其探測(cè)角度，可實(shí)現(xiàn)精確定位。兩探測(cè)角度不同的傳感器相互配合，實(shí)現(xiàn)防干擾功能。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人體左右兩側(cè)邊緣的識(shí)別，可判斷探測(cè)區(qū)域內(nèi)為單人或雙人，還可獲得人體中心的橫向位置。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的正視圖。

圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用于基于熱釋電紅外傳感器的風(fēng)扇上的正視圖。

圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于基于熱釋電紅外傳感器的風(fēng)扇上的剖視圖。