[發明專利]基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置及其實現方法

有效

• 申請號: 201610015362.7
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105547494B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 羅曉牧;高理文;駱曉艷;梁志偉;陳沁群;劉佟;陳浩
• 申請（專利權）人: 廣州中醫藥大學（廣州中醫藥研究院）
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01V8/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置及其實現方法，該裝置包括熱釋電紅外傳感器節點，所述熱釋電紅外傳感器節點包括第一熱釋電紅外傳感器單元、第二熱釋電紅外傳感器單元、微處理器以及射頻單元。該方法包括用于將檢測區域沿徑向進行環形劃分的第一熱釋電紅外傳感器單元進行檢測以及用于將檢測區域劃分為至少兩個扇形檢測子區域的第二熱釋電紅外傳感器單元進行檢測；微處理器根據第一和第二熱釋電紅外傳感器單元所輸出的信號獲得距離信息和角度信息后代入極坐標中來計算得出人體目標位置的估計值。本發明可實現雙自由度調制從而僅采用單個傳感器節點便能進行定位，大大擴大應用范圍。本發明可廣泛應用于室內人體定位領域中。

技術領域

本發明涉及室內人體定位跟蹤技術，尤其涉及一種基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置及其實現方法。

背景技術

對于室內人體定位跟蹤技術，其是物聯網的關鍵技術，也是智能監控、人體運動分析及行為識別等領域所涉及的基礎技術，在醫療監護和安防等方面具有廣泛的應用價值。目前，室內人體定位跟蹤技術可分為穿戴式室內人體定位跟蹤技術和非穿戴式室內人體定位跟蹤技術，而對于所述的非穿戴式室內人體定位跟蹤技術，其則主要包括有基于視頻圖像的測量方法和基于主動紅外的測量方法。然而，對于這些傳統的非穿戴式室內人體定位跟蹤技術，其存有不少的缺點，例如：1、對于所述的基于視頻圖像的測量方法，其依賴于光照強度，且數據處理方法比較復雜，傳輸和計算開銷大，因此，并不適合大規模的布置，以及不適用于資源受限的物聯網；2、對于所述的基于主動紅外的測量方法，其需要成對的發射與接收裝置，硬件成本較高。因此為了解決這些缺點，專家們提出了基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位跟蹤技術。但是，對于目前常用的基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位跟蹤技術，其通常需要多個傳感器節點協作才能進行目標的點定位，而單一個傳感器節點則無法實現目標的運動軌跡信息獲取，限制了應用范圍。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置。

本發明的另一目的是提供一種基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置的實現方法。

本發明所采用的技術方案是：基于熱釋電紅外傳感器的室內人體定位裝置，包括熱釋電紅外傳感器節點，所述熱釋電紅外傳感器節點包括：

第一熱釋電紅外傳感器單元，用于將檢測區域沿徑向進行環形劃分，并將檢測到的信號輸出至微處理器；

第二熱釋電紅外傳感器單元，用于將檢測區域劃分為至少兩個沿周向分布的扇形檢測子區域，并將檢測到的信號輸出至微處理器；

微處理器，用于對第一熱釋電紅外傳感器單元所輸出的信號和第二熱釋電紅外傳感器單元所輸出的信號進行接收，然后根據第一熱釋電紅外傳感器單元所輸出的信號從而獲得相對應的距離信息，以及根據第二熱釋電紅外傳感器單元所輸出的信號從而獲得相對應的角度信息，接著，將獲得的距離信息和角度信息代入極坐標中，從而計算得出人體目標位置的估計值；

射頻單元，用于將計算得出的人體目標位置的估計值無線發射出去；

所述第一熱釋電紅外傳感器單元的輸出端和第二熱釋電紅外傳感器單元的輸出端均與微處理器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端與射頻單元的輸入端連接。

進一步，所述第一熱釋電紅外傳感器單元包括至少兩個第一熱釋電紅外傳感器模塊，所述第一熱釋電紅外傳感器模塊包括第一菲涅爾透鏡、第一熱釋電紅外傳感器、第一放大器以及第一比較器，所述第一菲涅爾透鏡上設有環形掩膜或圓形掩膜，所述第一菲涅爾透鏡設置在第一熱釋電紅外傳感器的前方，所述第一熱釋電紅外傳感器的輸出端依次通過第一放大器和第一比較器與微處理器的輸入端連接；

所述至少兩個第一熱釋電紅外傳感器模塊中設置在第一菲涅爾透鏡上的環形掩膜或圓形掩膜的半徑均不相同。