CN103675820B - 利用超声波的物体检测方法及物体检测装置 - Google Patents

利用超声波的物体检测方法及物体检测装置 Download PDF

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Abstract

一种利用超声波的物体检测方法及物体检测装置。超声波的物体检测方法包括:依据间隔时间顺序发射多个超声波信号、感测反射各超声波信号所形成的音波以产生反射信号,以及分析各反射信号以检测反射物体。其中,各反射信号的分析步骤包括:取样反射信号以产生具有多个取样值的实时环境数组、比较实时环境数组中的取样值与累计环境数组中对应的环境元素以产生具有相应于相同索引的取样值和环境元素的比较结果的第一标记的物体出现数组、基于物体出现数组中的第一标记选择性累计持续出现数组中对应的累计值,以及响应持续出现数组中累计值的变化更新移动物体数组中对应的第二标记。本发明可清楚得知是否有使用者出现和使用者是否在移动中及移动方向。

Description

利用超声波的物体检测方法及物体检测装置
技术领域
本发明涉及一种运用在电源管理上的使用者检测技术,特别涉及一种利用超声波的物体检测方法及物体检测装置。
背景技术
随着电子类技术的发展愈臻成熟,各式电器用品与人们的生活愈是密不可分,举凡电视、冷气、微波炉等皆是家家户户中常见的电器。一般使用者的习惯是在不使用这些电器时仍保持待机状态,或是仍插着插头,这样的习惯仍会消耗电力。虽然每一电器在未使用时电力消耗不多,举例而言,电视待机耗电由6至15瓦不等、微波炉待机耗电由0.1至4.2瓦不等、音响待机耗电由0.04至14.9瓦不等,但各件家电于待机状态所耗费的电力,累积下来仍十分可观。据估计,每户一年可能因此多耗费三百多度的电力,不但浪费能源,更增加了电费支出,这与目前所提倡的节能的趋势,是背道而驰的。
随着智能家电的发展,许多家用电器的设计开始采用使用者检测技术,以便于在使用者未使用电器时自动进入省电模式。在现有的使用者检测技术上,主要是利用红外线传感器或利用影像处理检测等技术来达成。红外线传感器是利用使用者进入或离开传感器的感测范围时所造成的温度变化(红外线的变化)来感测使用者移动。而影像处理检测技术则是利用连续时间所拍摄到的影像来进行判断。当使用者在拍摄范围内移动时,所拍摄到的影像会随着使用者的移动而有所不同。将连续时间内所拍摄到的多个影像相互比对后,就可分析出使用者的移动行为。
然而,红外线传感器虽然可用以判断使用者的移动行为,但在感测范围内的使用者与红外线传感器之间的间隔距离却无法由红外线的变化进行判断。
影像处理检测技术则是需要处理庞大的影像数据输入与算法分析来判断使用者的移动行为,在硬件或软件的建置上需要较高的成本。较高阶影像处理技术甚至可以分析出使用者的相对距离,但相对需要更高阶的硬件或软件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超声波的物体检测方法,包括:依据间隔时间顺序发射多个超声波信号、于各超声波信号发射后感测反射各超声波信号所形成的音波以产生反射信号,以及分析各反射信号以检测反射物体。
其中,各反射信号的分析步骤包括:取样反射信号以产生多个取样值,并形成具有对应多个索引的这些取样值的实时环境数组、依据索引比较实时环境数组中的取样值与累计环境数组中对应的环境元素以产生具有多个第一标记的物体出现数组、依据索引基于物体出现数组中的第一标记选择性累计持续出现数组中相对应的累计值、以及依据索引响应持续出现数组中累计值的变化更新移动物体数组中相对应的第二标记。于此,各环境元素是先前分析步骤所得的多个实时环境数组中对应相同索引的多个取样值中之一。这些第一标记分别对应于这些索引,并且各第一标记相应于相同索引的取样值和环境元素的比较结果。
本发明还提供一种物体检测装置,包括:超声波传感器、驱动电路及微控制器。
超声波传感器用以依序发射多个超声波信号,并于每次超声波信号发射后,感测反射的音波以产生对应的反射信号。驱动电路用以驱动超声波传感器。微控制器用以分析各反射信号以检测至少一个反射物体。
其中,反射信号的分析步骤包括:取样反射信号以产生实时环境数组、比较实时环境数组与累计环境数组以产生物体出现数组、依据物体出现数组更新持续出现数组,以及依据持续出现数组的变化更新移动物体数组。
于此,实时环境数组具有多个索引与多个取样值,并且这些取样值分别对应于这些索引。累计环境数组是相应于先前的多个实时环境数组。物体出现数组具有分别对应上述索引的多个第一标记。持续出现数组具有分别对应上述索引的多个累计值。移动物体数组具有分别对应上述索引的多个第二标记。
本发明的有益效果在于,在根据本发明实施例的利用超声波的物体检测方法及物体检测装置中,通过物体出现数组及持续出现数组可清楚得知是否有使用者(反射物体)出现,并且通过移动物体数组可清楚得知使用者是否在移动中及移动方向。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的物体检测装置的示意图;
图2为根据本发明一实施例的利用超声波的物体检测方法的流程图;
图3为步骤S130的一实施例的流程图;
图4为步骤S131的一实施例的流程图;
图5为反射信号的一实施例的波形图;
图6为步骤S133的一实施例的流程图;
图7为步骤S135的一实施例的流程图;
图8为步骤S137的一实施例的流程图;以及
图9为步骤S160的一实施例的流程图。
具体实施方式
参照图1,根据本发明的利用超声波的物体检测方法可利用一微控制器10执行韧体或软件算法来实现。
参照图2,在一些实施例中,利用微控制器10致使驱动电路12驱动超声波传感器14,以由超声波传感器14依据一间隔时间顺序发射多个超声波信号S110。
于每次超声波信号发射后,先由超声波传感器14感测超声波信号被反射物体反射而形成的音波,并且将感测到的反射音波转换成对应的反射信号S120。举例来说,在超声波传感器14发射第一超声波信号S110后,超声波传感器14感测反射音波以产生相应于第一超声波信号的反射信号S120;然后,由微控制器10接收反射信号并进行反射信号的分析,用以检测在超声波传感器14的感测范围内是否有反射物体的移动行为S130。
如需继续检测S140,超声波传感器14则再发射第二超声波信号S110,并且继续感测反射音波以产生相应于第二超声波信号的反射信号S120,依此类推。于此,每次发射音波的间隔时间相应于超声波传感器14的感测范围。举例来说,当超声波传感器14的感测范围为与超声波传感器14的最短距离为2米时,每次发射音波的间隔时间则可为约11.6ms(即,2x最短距离/音速)。
参照图3,在各反射信号的分析步骤S130中,首先,取样接收到的反射信号以产生多个取样值,并形成具有对应多个索引的这些取样值的一实时环境数组S131。在实时环境数组中,产生的取样值依据取样的时间点排序并给予对应的索引。换言之,实时环境数组为在感测环境所反射的超声波信号(即,反射信号)的振幅强度记录。并且,取样值为由对反射信号的振幅电压的连续时间取样所得的值。因此,这些索引可表示这些取样值的时间排序,而反射信号的时间轴相应于反射物体所在的感测距离,即,超声波信号的反射位置与超声波传感器14之间的距离。换言之,每一个索引可代表一个感测距离。在初始时,即,超声波传感器14进行感测之前,实时环境数组中的所有取样值均为0。
依据索引顺序比较实时环境数组中的取样值与一累计环境数组中对应的环境元素以产生一物体出现数组S133。
其中,累计环境数组中的环境元素分别对应于上述索引。并且,累计环境数组是相应于先前的多个实时环境数组。其中,累计环境数组为连续多笔实时环境数组的历史记录,其可视为感测环境所反射的超声波信号的振幅强度的历史记录。换言之,在累计环境数组中,每一个环境元素是先前分析步骤所得的多笔实时环境数组中对应相同索引的取样值中之一。在一些实施例中,在累计环境数组中,每一个环境元素为在连续多笔实时环境数组中对应相同索引的取样值中的最大值,即为具有最大振幅强度的历史取样值。初始时,在累计环境数组中的所有环境元素均为0。
物体出现数组亦具有多个第一标记,并且这些第一标记分别对应于上述索引。其中,物体出现数组为实时环境数组与累计环境数组的比较结果,其可视为是否有物体(如,人体)进入感测区域。换言之,每一个第一标记相应于相同索引的取样值和环境元素的比较结果。在一些实施例中,各个第一标记可依据相同索引的取样值和环境元素的比较结果标记为0或1。在一些实施例中,标记“0”表示相同索引的取样值的数值低于环境元素的数值,即,表示对应的感测距离无物体进入(没有物体出现);标记“1”则表示相同索引的取样值的数值不低于环境元素的数值,即,表示对应的感测距离有物体进入(有物体出现)。初始时,物体出现数组的所有第一标记均设定为0。
再依据索引基于物体出现数组中的第一标记选择性累计一持续出现数组中对应的累计值S135。其中,持续出现数组具有多个累计值,并且这些累计值分别对应于上述索引。持续出现数组为物体出现数组的累计,其可视为物体在特定感测距离上持续被感测的累计次数(相当于物体出现后的停留时间)。在一些实施例中,累计值由0至100之间的任意整数所构成,代表在对应感测距离上被感测的累计次数。初始时,所有累计值均设为0。并且,当第一标记为代表反射物体出现时,对应的累计值累加1;反之,当第一标记为代表反射物体未出现时,对应的累计值累减1。
并且,依据索引响应持续出现数组中累计值的变化更新一移动物体数组中对应的第二标记S137。其中,移动物体数组具有多个第二标记,并且这些第二标记分别对应于上述索引。移动物体数组为针对持续出现数组的各个累计值进行对应感测距离上的物体的移动或静止的状态判断,其可视为特定感测距离是否感测到移动物体。在一些实施例中,移动物体数组中的元素数组是由第一数值与第二数值构成。在一些实施例中,标记“第一数值”表示对应的索引所代表的感测距离上具有正在移动的物体;反之,标记“第二数值”则表示没有正在移动的物体。初始时,移动物体数组中的所有第二标记均设为第二数值。在一些实施例中,第一数值和第二数值可分别为“1”和“0”,即,各个第二标记为0或1。
在各种数组中的数组元素(即,取样值、环境元素、第一标记、累计值或第二标记)均对应于同一组的所有索引。也就是说,索引以及各种数组中的取样值、环境元素、第一标记、累计值和第二标记的数量均相同。并且,同一个索引会对应于一取样值、一环境元素、一第一标记、一累计值和一第二标记。在此,各索引还可表示各种数组中的元素的对应关系。
最后,根据音速及移动物体数组中标记为表示反射物体移动的第二标记来推算反射物体的距离S139。于此,反射物体可为使用者。
在一些实施例中,参照图4,在步骤S131中,接收到的反射信号可基于另一时间间隔进行取样来产生多个取样信号(步骤S1311),然后再将取样信号量化以得到取样值(步骤S1313)。举例来说,超声波传感器14于连续时间内所检测得到的反射信号Si,如图5所示。其中,i表示超声波传感器14进行第几次检测。在此实施例中,超声波传感器14所发射的超声波信号为3.3V且40KHz(千赫兹),并且持续时间为0.2ms(毫秒)。参照图4及5,反射信号Si以时间间隔t等分成N个取样信号(步骤S1311),然后量化每个取样信号即可得到依据时间先后而依序对应各个索引的取样值(步骤S1313),如表1。
表1
*取样值及环境元素的单位为伏特(V)
于此,t大于0小于相邻两次发射音波的间隔时间,即音波的发射周期。N为取样次数,即音波发射周期/t。在一些实施例中,N可为大于20的正整数,例如:24。
在一些实施例中,参照图6,在步骤S133中,将各取样值与对应相同索引的环境元素相比较S1331,然后依据取样值与对应的环境元素的比较结果产生物体出现数组S1337。其中,当取样值大于对应的环境元素S1333时,将对应的第一标记设为代表反射物体出现的第一数值S1335。而当取样值小于或等于对应的环境元素S1333时,将对应的第一标记设为代表反射物体未出现的第二数值S1336。在一些实施例中,依据索引的顺序,依序反复进行比较及对应的第一标记的设定,直至所有索引所对应的元素都完成比较及第一标记的设定后,即形成物体出现数组S1337。
以表1为例,1st索引(第1索引)的取样值与环境元素相比较,可得取样值小于环境元素;此时,对应1st索引的第一标记则设为0(即,第二数值),以表示反射物体未出现。
2nd索引(第2索引)的取样值与环境元素相比较,可得取样值大于环境元素;此时,对应2nd索引的第一标记则设为1(即,第一数值),以表示反射物体出现。以此类推之。
在一些实施例中,在经由比对各个取样值与环境元素而得到物体出现数组S1337后,会再进行噪声滤除步骤S1339,于感测环境中,噪声对反射音波的干扰若使反射信号增强,将使取样值大于环境元素,因而导致物体出现数组中对应的第一标记被误标记为第一数值。噪声滤除步骤假设实际于感测环境中的移动物体,应使物体出现数组中连续相邻的多数个第一标记被设为第一数值,而单独出现第一数值的第一标记,则视为噪声滤除。在步骤S1339中,依据各自对应的索引将物体出现数组中未与为第一数值的第一标记相邻的为第一数值的第一标记改设为第二数值。即,依据对应索引的顺序,将在所有第一数值的第一标记中没有相同数值相邻的第一标记改设为第二数值。
换言之,在进行噪声滤除步骤时,会去确认每一个表示反射物体出现的第一标记是否相邻有相同标记。若为否,则表示对应的取样值的数值较大应为噪声影响,而非实际有反射物体出现,此时则将第一标记修改为第二数值,以表示没有反射物体出现;反之,则维持标记为第一数值。
以表1为例,对应2nd索引的第一标记未与任何标记为第一数值的第一标记相邻,因此修改为第二数值。也就是说,对应2nd索引的第一标记与其相邻的第一标记为对应1st索引及对应3rd索引的第一标记,然而对应1st索引及对应3rd索引(第3索引)的第一标记皆为第二数值,因此将对应2nd索引的第一标记修改为第二数值。而对应7th索引及对应8th索引的第一标记皆为第一数值,因此两者则维持不变。
在一些实施例中,参照图7,在步骤S135中,通过确认第一标记的标记内容(步骤1351)来决定相同索引的累计值是否进行累计。当移动物体数组中的第一标记是标记为代表反射物体出现(步骤1353)时,对应相同索引的累计值加1(步骤1355);反之,当移动物体数组中的第一标记是标记为代表反射物体未出现(步骤1357)时,对应相同索引的累计值则减1(步骤1359)。于此,累计值为0到K之间的整数。也就是说,当累计值已经为0(步骤1358)时,即使第一标记是标记为代表反射物体未出现,此累计值也不再减1。同样地,当累计值已经为K(步骤1354)时,即使第一标记是标记为代表反射物体出现,此累计值也不再加1。于此,K为预设的反射物体持续出现(第一标记持续标记为代表反射物体出现)的最大累计周期数。当累计值为K时,即表示反射物体已持续出现至少K次音波发射周期的时间。在一些实施例中,K为二位数或三位数的整数,K较佳为100,但不以此为限。
在一些实施例中,参照图8,在步骤S137中,以第二标记初始为第二数值为例。确认各个累计值是否改变(步骤1371)。当累计值增加为1(步骤1372)时,对应的第二标记改设为第一数值(步骤1373),以表示反射物体正在移动。当累计值增加为K(步骤1374)时,对应的第二标记改设为第二数值(步骤1375),以表示本为移动的反射物体已停止不再移动。当累计值减少为0(步骤1376)时,对应的第二标记改设为第二数值(步骤1377),以表示无反射物体或反射物体已离开。当累计值未改变或不为上述3种情况时,对应的第二标记则维持原先的标记内容,即维持不变(步骤1378)。
以表1为例,对应7th索引(第7索引)及对应8th索引(第8索引)的第一标记为1(代表反射物体出现),因此对应7th索引及对应8th索引的累计值会加1。由于对应其它索引(1st至6th及9th至Nth)的累计值为0,因此即使对应的第一标记为0(代表反射物体未出现),但累计值也不用减1仍维持在0。也就是说,对应7th索引的累计值由0变成1、对应8th索引的累计值由30变成31,而对应其它索引的累计值则维持为0。
并且,由于对应7th索引的累计值由0变成1,因此对应7th索引的第二标记由“0”(即,第二数值)改设为“1”(即,第一数值)。
再以表2为例,于此范例中,累计值为在0到100之间的整数。对应7th索引及对应8th索引的第一标记为1(代表反射物体出现),因此对应7th索引及对应8th索引的累计值会加1。对应5th索引(第5索引)及对应6th索引(第6索引)的第一标记为0(代表反射物体未出现),因此对应5th索引及对应6th索引的累计值会减1。由于9th索引对应的累计值是为100,因此即使对应的第一标记为1(代表反射物体出现),但累计值也不用加1仍维持在100。由于对应其它索引(1st至4th及10th至Nth)的累计值为0,因此即使对应的第一标记为0(代表反射物体未出现),但累计值也不用减1仍维持在0。也就是说,对应5th索引的累计值由1变成0、对应6th索引的累计值由30变成29、对应7th索引的累计值由60变成61、对应8th索引的累计值由99变成100、对应9th索引的累计值仍维持为100,而对应其它索引的累计值则维持不变(即,维持为0)。
并且,由于对应5th索引的累计值由1变成0,因此对应5th索引的第二标记由“1”(即,第一数值)改设为“0”(即,第二数值)。由于对应8th索引的累计值由99变成100,即增加为K,因此对应8th索引的第二标记由“1”改设为“0”。对应其它索引的累计值则维持不变。
表2
在一些实施例中,在步骤S139中,在标记为表示反射物体移动的第二标记中,以相邻的第二标记中的对应最小索引值来推算反射物体的距离。以表2为例,对应6th索引及对应7th索引的第二标记为“1”(表示反射物体移动),因此以对应6th索引的第二标记来推算反射物体的距离。假设取样的时间间隔t为1ms,对应6th索引的第二标记是相当于开始感测反射音波的6ms后所收到的反射音波。因此,推算得反射物体与超声波传感器14的距离(即,使用者的相对距离)为1.029米,即音速(343m/s)×接收时间(6ms)/2。
在一些实施例中,参照图2,微控制器10在得到每个反射信号的实时环境数组后,会将每次得到的实时环境数组存储在存储单元中,并使计数器加1以累计分析次数。然后,确认累计的分析次数是否达一既定数值(步骤S150)。当计数器达一既定数值时,微控制器10再利用存储的实时环境数组来产生累计环境数组(步骤S160),并将产生的累计环境数组作为与后续产生的实时环境数组比较使用。其中,存储单元与计数器可为微控制器10内嵌元件,亦可额外设置之。
参照图9,以既定数值设定为50为例说明步骤160。当微控制器10得到第50笔实时环境数组时,计数器的计数值达到50。此时,微控制器10以第1至50笔实时环境数组中对应相同索引的取样值中的最大者作为环境元素,以得到累计环境数组(步骤S161),并且重置计数器的计数值,即将累计分析次数归0(步骤S163)。后续得到的第51至100笔的实时环境数组则与此累计环境数组相比较。同样地,微控制器10得到第100笔实时环境数组时,计数器的计数值又再次达到50。此时,微控制器10则以上述方法以第51至100笔实时环境数组更新累计环境数组,并且重置计数器的计数值。
以表3为例,在对应1st索引的取样值中,第3笔实时环境数组的取样值的数值(3.06)最大,因此对应1st索引的环境元素则更新为3.06。在对应2nd索引的取样值中,第6笔实时环境数组的取样值的数值(3.13)最大,因此对应2nd索引的环境元素则更新为3.13。以此类推,取得对应3rd至Nth索引的环境元素,即得到一组新的累计环境数组。
表3
笔数 索引 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th …… (N-1)th Nth
1 取样值 3.04 3.12 3.06 2.76 2.32 2.12 2.52 …… 2.13 2.13
2 取样值 2.94 3.09 3.02 2.45 2.22 2.12 2.56 …… 2.09 2.11
3 取样值 3.06 3.05 3.05 2.67 2.41 2.22 2.57 …… 2.11 2.24
4 取样值 2.89 3.10 3.00 2.75 2.44 2.31 2.64 …… 2.05 2.25
5 取样值 3.05 3.05 2.96 2.67 2.34 2.26 2.39 …… 2.19 2.06
6 取样值 3.01 3.13 2.89 2.68 2.37 2.15 2.34 …… 2.11 2.03
…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… ……
47 取样值 2.89 3.07 2.99 2.59 2.29 2.29 2.64 …… 2.17 2.19
48 取样值 3.02 3.06 3.10 2.71 2.36 2.21 2.21 …… 2.15 2.21
49 取样值 2.87 3.01 3.06 2.72 2.39 2.28 2.62 …… 2.09 2.12
50 取样值 2.78 2.99 3.09 2.64 2.43 2.23 2.61 …… 2.22 2.24
环境元素 3.06 3.13 3.10 2.76 2.44 2.31 2.67 …… 2.22 2.25
*取样值及环境元素的单位为伏特(V)
再者,在更新累计环境数组时,参照图7,当对应第m+1索引的第一标记是标记为表示新反射物体出现时,则只更新第一索引至第m索引各自所对应的环境元素(步骤S161)。也就是说,只更新在表示反射物体出现的第一标记所对应的索引以前的索引所对应的环境元素。
以表4为例,在此范例中,m即为5。对应1st至5th索引的第一标记为0(表示未有新反射物出现),而对应6th索引的第一标记为1(表示有新反射物出现),此时依据上述方式(取最大的取样值)只更新对应1st至5th索引的环境元素。而对应6th至Nth索引的环境元素则维持原先值(即不变)。
表4
*取样值及环境元素的单位为伏特(V)
在应用上,在根据本发明实施例的利用超声波的物体检测方法及物体检测装置中,超声波传感器14可装设在电子设备的正面或周边,以进行使用者的感测。通过物体出现数组及持续出现数组可清楚得知是否有使用者(反射物体)出现,并且通过移动物体数组可清楚得知使用者是否在移动中及移动方向。微控制器10将使用者是否出现、是否移动、移动方向、使用者的相对距离等信息传送给电子设备的电源管理模块20,以致使电源管理模块切换成相应的电源模式,以达到省电的需求。

Claims (10)

1.一种利用超声波的物体检测方法,其特征是,包括:
依据间隔时间顺序发射多个超声波信号;
感测反射各上述超声波信号所形成的音波以产生反射信号;以及
分析各上述反射信号以检测至少一个反射物体,各上述反射信号的上述分析步骤包括:
取样上述反射信号以产生多个取样值,并形成具有上述多个取样值的实时环境数组,其中上述多个取样值分别对应于多个索引;
依据上述多个索引比较上述实时环境数组中的上述多个取样值与累计环境数组中对应上述多个索引的多个环境元素以产生物体出现数组,其中各上述环境元素是多个上述分析步骤所得的多个上述实时环境数组中对应相同上述索引的多个取样值中之一,上述物体出现数组具有分别对应于上述多个索引的多个第一标记,且各上述第一标记相应于相同上述索引的上述取样值和上述环境元素的比较结果;
依据上述多个索引基于上述物体出现数组中的上述多个第一标记选择性累计持续出现数组中对应上述多个索引的多个累计值;
依据上述多个索引响应上述持续出现数组中上述多个累计值的变化更新移动物体数组中对应上述多个索引的多个第二标记,其中上述更新步骤包括:
当上述累计值增加为1时,对应的上述第二标记设为第一数值;
当上述累计值增加为K时,对应的上述第二标记设为第二数值,其中K为大于1的整数;以及
当上述累计值减少为0时,对应的上述第二标记设为上述第二数值。
2.根据权利要求1所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,各上述反射信号的上述分析步骤还包括:
根据音速及上述多个第二标记中标记为表示上述反射物体移动者来推算上述反射物体的距离。
3.根据权利要求1所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,各上述环境元素为多个上述实时环境数组中对应相同上述索引的多个取样值中的最大者。
4.根据权利要求3所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,上述比较步骤包括:
将各上述取样值与对应相同上述索引的上述环境元素相比较;以及
依据上述多个环境元素与上述多个取样值的比较结果产生上述物体出现数组,包括:
当上述取样值大于对应的上述环境元素时,将对应的上述第一标记设为代表上述反射物体出现的第一数值;以及
当上述取样值小于或等于对应的上述环境元素时,将对应的上述第一标记设为代表上述反射物体未出现的第二数值。
5.根据权利要求4所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,上述比较步骤还包括:
依据对应的上述多个索引的顺序,将未与相同数值相邻的为上述第一数值的上述第一标记改设为上述第二数值。
6.根据权利要求1所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,各上述反射信号的上述分析步骤还包括:
当上述分析步骤的分析次数达既定数值时,基于多个上述分析步骤所得的多个上述实时环境数组更新上述累计环境数组,并且只更新上述多个索引中的第一索引至第m索引各自所对应的上述环境元素,其中上述第m+1索引为代表上述反射物体出现的所有上述第二标记所对应的索引中的最小者,且m为正整数。
7.根据权利要求1所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,上述累计步骤包括:
当上述第一标记是标记为代表上述反射物体出现时,对应的上述累计值加1;以及
当上述第一标记是标记为代表上述反射物体未出现时,对应的上述累计值减1;
其中,各上述累计值为大于或等于0。
8.根据权利要求1所述的利用超声波的物体检测方法,其特征是,上述取样步骤包括:
以另一时间间隔将上述反射信号等分成多个取样信号;以及
分别量化上述多个取样信号以得到上述多个取样值。
9.一种物体检测装置,其特征是,包括:
超声波传感器,用以依据间隔时间顺序发射多个超声波信号,并感测反射各上述超声波信号所形成的声波而产生反射信号;
驱动电路,用以驱动上述超声波传感器;
微控制器,用以分析各上述反射信号以检测至少一个反射物体,各上述反射信号的上述分析步骤包括:
取样上述反射信号以产生具有多个取样值的实时环境数组,其中上述多个取样值分别对应于多个索引;
比较上述实时环境数组与累计环境数组以产生物体出现数组,其中上述累计环境数组是相应于多个上述实时环境数组,上述物体出现数组具有多个第一标记,上述多个第一标记分别对应于上述多个索引;
依据上述物体出现数组更新持续出现数组,其中上述持续出现数组具有多个累计值,上述多个累计值分别对应于上述多个索引;
依据上述持续出现数组的变化更新移动物体数组,其中上述移动物体数组具有多个第二标记,上述多个第二标记分别对应于上述多个索引,其中上述更新步骤包括:
当上述累计值增加为1时,对应的上述第二标记设为第一数值;
当上述累计值增加为K时,对应的上述第二标记设为第二数值,其中K为大于1的整数;以及
当上述累计值减少为0时,对应的上述第二标记设为上述第二数值。
10.根据权利要求9所述的物体检测装置,其特征是,还包括:电源管理模块,用以根据上述微控制器的检测结果调控电子设备的电源。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105336098B (zh) * 2015-11-30 2018-07-10 广东小天才科技有限公司 检测周围环境是否安全的方法、装置及可穿戴设备
CN109451430B (zh) * 2017-08-25 2021-09-14 华为技术有限公司 环境感知方法和通信设备
CN107734147B (zh) * 2017-09-22 2020-06-16 努比亚技术有限公司 记步方法、移动终端及计算机可读存储介质
JP7081143B2 (ja) * 2017-12-27 2022-06-07 セイコーエプソン株式会社 超音波装置、及び超音波測定方法
CN108845033B (zh) * 2018-06-06 2021-02-26 北京电子工程总体研究所 一种微型探测装置
CN109212482A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 北京小米移动软件有限公司 声波检测方法及装置
US11156714B2 (en) * 2020-02-13 2021-10-26 Tymphany Acoustic Technology (Huizhou) Co., Ltd. Object movement detection based on ultrasonic sensor data analysis
CN113598651A (zh) * 2021-07-23 2021-11-05 深圳市云鼠科技开发有限公司 基于微波的清洁机器人控制方法、装置、计算机设备及存储器
US20230400905A1 (en) * 2022-06-14 2023-12-14 Advanced Micro Devices, Inc. Techniques for power savings, improved security, and enhanced user perceptual audio
CN115265366B (zh) * 2022-07-29 2024-09-24 华能澜沧江水电股份有限公司 物体的变形检测方法、装置、终端设备和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4991146A (en) * 1989-11-30 1991-02-05 Deere & Company Intrusion detection system
TW200537119A (en) * 2004-05-12 2005-11-16 C Media Electronics Inc Detecting method by using computer sound effect system and method of the same
CN102621529A (zh) * 2011-01-11 2012-08-01 西门子公司 一种脉冲回波测距系统中的回波处理方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1084618A (en) * 1976-11-10 1980-08-26 Martin T. Cole Phase difference sensitive movement detectors
WO1999040453A2 (en) * 1998-02-09 1999-08-12 Stephen Barone Motion detectors and occupancy sensors based on displacement detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4991146A (en) * 1989-11-30 1991-02-05 Deere & Company Intrusion detection system
TW200537119A (en) * 2004-05-12 2005-11-16 C Media Electronics Inc Detecting method by using computer sound effect system and method of the same
CN102621529A (zh) * 2011-01-11 2012-08-01 西门子公司 一种脉冲回波测距系统中的回波处理方法

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