CN103777253A - 利用人体传感器进行人体检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人体检测技术领域，公开了一种利用人体传感器进行人体检测的方法，包括步骤：S1、对待检测区域进行时间分区，分为N个时区，N为正整数；S2、在每个时区用多通道人体传感器的M个通道分别进行温度数据采集；S3、对于每个通道，进行如下判断：利用第i个通道所采集的N个温度数据进行分析，判断第i个通道是否有人，i=1,2，...,M；S4、利用有人通道的N个温度数据进行分析，判断有人通道中人体所处时区。本发明将多通道传感器的同一通道在不同扫描时间分区的数据进行比对，确认人体是否存在，提高了人体检测的准确度；进一步，本发明利用时间分区判断人体的存在方位，通过一维方向的数据信息实现了人体在二维平面的定位。

Description

利用人体传感器进行人体检测的方法

技术领域

本发明涉及人体检测技术领域，特别是涉及一种利用人体传感器进行人体检测的方法。

背景技术

目前应用于家电的人体感应技术，普遍都是采用多通道红外人体传感器进行人体检测，其基本工作原理是，通过红外感应，检测空间中障碍物的目标温度，通过其温度差别来确定人体是否存在。人体检测的技术关键在于数据之间的分析比对，而不是数据本身的采集。但由于多通道人体传感器不同通道之间的一致性较低，所以当通道之间进行数据比对的时候，人体检测的精确性就不可避免地会受到影响。比如，背景温度是25度，某有人区域的温度是27度，数据比对后发现二者温度差大于或等于2度，即可确认此区域有人。但由于人体传感器不同通道检测的不一致性，会造成误判，例如，实际背景温度是25摄氏度，A通道检测的温度上漂，判定该实际背景的温度为26摄氏度；某有人区域的实际温度是27度，B通道检测的温度下漂，判定该有人区域的温度为26摄氏度，这样，A通道和B通道的温差被判定为26度-26度=0度，因此就会误判为该区域无人。同理，也有可能将无人区域误判为有人区域。

综上所述，现有利用人体传感器进行人体检测的准确度有待提高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明首先要解决的技术问题是：如何提高利用人体传感器进行人体检测的准确度。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用人体传感器进行人体检测的方法，包括以下步骤：

S1、对待检测区域进行时间分区，分为N个时区，N为正整数；

S2、在每个时区用多通道人体传感器的M个通道分别进行温度数据采集；

S3、对于每个通道，进行如下判断：利用第i个通道所采集的N个温度数据进行分析，判断第i个通道是否有人，i=1,2，...,M；

S4、利用有人通道所采集的N个温度数据进行分析，判断有人通道中人体所处的时区。

优选地，步骤S3具体为：找出第i个通道所采集的N个温度数据中的最大值和最小值，判断最大值与最小值之差是否大于或等于预设阈值，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人。

优选地，步骤S3具体包括：

S31、取第i个通道所采集数据中相对较低的k个温度值作平均，平均值作为低温值T_low；

S32、设第j个时区的温度值为第i个通道所采集温度数据中的最大值，当j不等于1且不等于N时：以所述第i个通道所采集的第j个时区的温度值为中心，将与第j个时区相邻的第j-1个时区与第j+1个时区的温度值作平均，平均值作为高温值T_high；

S33、判断T_low与T_high的温度差是否大于或等于预设阈值，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人，其中，第j个时区的温度值为第i个通道所采集温度数据中的最大值。

优选地，步骤S32中，当第j时区为第1时区时，取第1时区与第2时区的温度值做平均得到高温值T_high，当第j时区为第N时区时，取第N时区与第N-1时区的温度值做平均得到高温值T_high。。

优选地，步骤S4具体为：找出有人通道所采集的N个时区的温度数据中的最小值，与该有人通道所采集的其它N-1个时区的温度数据分别进行比较，温差大于或等于所述预设阈值的时区判定为有人时区，温差小于所述预设阈值的时区判定为无人时区。

优选地，步骤S4具体包括:

S41、取有人通道所采集数据中相对较低的k个温度值作平均，平均值作为低温值T_low；

S42、将所述有人通道所采集数据中，除所述k个温度值所对应时区之外的其他时区的温度值分别与T_low作比较，若温差大于或等于预设阈值的时区判定为有人时区，温差小于所述预设阈值的时区判定为无人时区。

优选地，步骤S2中，通过移动多通道人体传感器进行N个时区温度数据的采集。

优选地，步骤S2中，利用设置步进电机或滑轨实现所述多通道人体传感器的移动。

优选地，所述预设阈值为1~3摄氏度。

优选地，M=N=8。

（三）有益效果

上述技术方案具有如下优点：本发明将多通道传感器的同一通道在不同扫描时间分区的数据进行比对，而非将多通道传感器的多个通道在同一区域扫描的数据进行比较，确认人体是否存在，提高了人体检测的准确度；进一步，本发明利用时间分区判断人体的存在方位，通过一维方向的数据信息实现了人体在二维平面的定位。

附图说明

图1是本发明实施例所采用的二维平面图；

图2是本发明实施例的方法流程图；

图3是利用步进电机实现传感器移动的流程图；

图4是判定有人通道的流程图；

图5是判定有人通道中人体所处的时区的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明采用移动多通道人体传感器（也称为人感传感器）进行数据采集，取相同通道的数据温差进行人体检测，所以在对待检测区域进行时间分区时候，需要结合“时间轴”来判断。以下实施例以8通道人体传感器为例，如图1所示，横轴表示扫描时间区域，纵轴表示传感器的通道。假定阴影部分是有人，要判断阴影部分是否有人体存在，不是比对时间T3区间内P1~P8之间的数据，而是通过比对通道P5在不同时间T1~T8采集到的数据，来判定是否有人存在，再确认其方位。

具体步骤如图2所示，本发明提供了一种利用人体传感器进行人体检测的方法，包括以下步骤：

S1、对待检测区域进行时间分区，分为8个时区（一般为ms级）；

S2、在每个时区用8通道人体传感器的8个通道分别进行温度数据采集；具体是通过移动多通道人体传感器进行8个时区温度数据的采集，每次移动后要保持一定时间，以保证数据稳定后再读取，利用设置步进电机或滑轨可实现所述多通道人体传感器的移动，如图3所示。

S3、利用第i个通道所采集的8个温度数据进行分析，判断第i个通道是否有人，i=1,2，..,8；判定有人通道的流程如图4所示，具体为：对于每个通道，进行如下判断：找出第i个通道所采集的8个温度数据中的最大值和最小值，判断最大值与最小值之差是否大于或等于2摄氏度，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人。

本步骤也可以采用如下方案来判断通道是否有人：

取第i个通道所采集数据中相对较低的3个温度值（例如，8个时区的温度值分别为整数1~8摄氏度，则此处所取的3个较低温度值为1、2、3摄氏度）作平均，平均值作为低温值T_low（作为环境温度），然后以所述第i个通道所采集的第j个时区的温度值为中心，将相邻的第j-1个时区与第j+1个时区的温度值作平均，平均值作为高温值T_high，再判断T_low与T_high的温度差是否大于或等于预设阈值，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人，其中，第j个时区的温度值为第i个通道所采集温度数据中的最大值。若j＝1，则取第8个时区与第2个时区的温度值作平均得到T_high，若j＝8，则取第1个时区与第7个时区的温度值作平均得到T_high。

当第j时区为第1时区时，取第2时区的温度值，将第1时区与第2时区两个温度值做平均作为高温值T_high。

当第j时区为第8时区时，取第7时区的温度值，将第8时区与第7时区两个温度值做平均作为高温值T_high。

另外，如果高温值T_high超过限制，比如超过50摄氏度，可以认为被检测目标不是人体。

S4、利用有人通道所采集的8个温度数据进行分析，判断有人通道中人体所处的时区。判定有人通道中人体所处的时区的流程如图5所示，具体为：找出有人通道所采集的8个时区的温度数据中的最小值，与该有人通道所采集的其它7个时区的温度数据分别进行比较，温差大于或等于2摄氏度的时区判定为有人时区，温差小于2摄氏度的时区判定为无人时区。

本步骤中判定某个时区是否有人，也可以采用类似于步骤S3第二种方法的方案：取有人通道所采集数据中相对较低的3个温度值（例如，8个时区的温度值分别为整数1~8摄氏度，则此处所取的3个较低温度值为1、2、3摄氏度）作平均，平均值作为低温值T_low（作为环境温度），将所述有人通道所采集数据中，除所述k个温度值所对应时区之外的其他时区的温度值分别与T_low作比较，温差大于或等于2摄氏度的时区判定为有人时区，温差小于2摄氏度的时区判定为无人时区。

上述阈值2摄氏度并非固定的，是根据实际需要测定的。有时候传感器还要装透镜等其他装置，就会调整阈值。在空调上的应用，也有可能会根据设定模式不同，比如设定制冷模式，阈值就设为3摄氏度，而当设定制热模式时候，阈值就设定为2摄氏度。上述传感器通道数和时区数也不是固定的，需要根据检测范围和传感器本身集成的数量而定，集成2*8通道，2*4通道的传感器也可以在本发明中使用。传感器本身有集成1*8通道，1*4通道的，而时区分多少个要根据所检测区域而定，一个传感器的检测角度大约只有6~8度。

采用以上方法进行人体检测，即使人体传感器通道检测数据不准确，也不影响检测结果。比如，实际背景温度是25摄氏度，A通道检测温度上漂，为26摄氏度，某有人区域的实际温度是27度，A通道检测温度上漂，为28摄氏度，这样，A通道的数据温差为28度-26度=2度，仍然可以判定该区域有人。可以看出，虽然传感器本身的精度并没有提高，但人体检测的准确性提高了。将本发明的方法应用于家电领域中，例如用于检测空调器附近是否有人以及人体的大概方位从而根据检测结果控制空调器开关机、利用所检测出的人体方位实现空调跟随人体吹风或者避开人体吹风的功能、在检测到多处有人的情况下实现自动调节设定温度和风速等智能化功能，都可以收到良好的效果。

由以上实施例可以看出，本发明将多通道传感器的同一通道在不同扫描时间分区的数据进行比对，确认人体是否存在，而非将多通道传感器的多个通道在同一区域扫描的数据进行比较，提高了人体检测的准确度；进一步，本发明利用该时间分区判断人体的存在方位，通过一维方向的数据信息实现了人体在二维平面的定位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用人体传感器进行人体检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对待检测区域进行时间分区，分为N个时区，N为正整数；

S2、在每个时区用多通道人体传感器的M个通道分别进行温度数据采集；

S3、对于每个通道，进行如下判断：利用第i个通道所采集的N个温度数据进行分析，判断第i个通道是否有人，i=1,2，...,M；

S4、利用有人通道所采集的N个温度数据进行分析，判断有人通道中人体所处的时区。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：找出第i个通道所采集的N个温度数据中的最大值和最小值，判断最大值与最小值之差是否大于或等于预设阈值，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31、取第i个通道所采集数据中相对较低的k个温度值作平均，平均值作为低温值T_low；

S32、设第j个时区的温度值为第i个通道所采集温度数据中的最大值，当j不等于1且不等于N时，以所述第i个通道所采集的第j个时区的温度值为中心，将与第j个时区相邻的第j-1个时区与第j+1个时区的温度值作平均，平均值作为高温值T_high；

S33、判断T_low与T_high的温度差是否大于或等于预设阈值，若是，则判定该通道有人，否则判定该通道无人。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S32中，当第j时区为第1时区时，取第1时区与第2时区的温度值做平均得到高温值T_high，当第j时区为第N时区时，取第N时区与第N-1时区的温度值做平均得到高温值T_high。

5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤S4具体为：找出有人通道所采集的N个时区的温度数据中的最小值，与该有人通道所采集的其它N-1个时区的温度数据分别进行比较，温差大于或等于所述预设阈值的时区判定为有人时区，温差小于所述预设阈值的时区判定为无人时区。

6.如权利要求2或3所述的方法，其中在于，步骤S4具体包括:

S41、取有人通道所采集数据中相对较低的k个温度值作平均，平均值作为低温值T_low；

S42、将所述有人通道所采集数据中，除所述k个温度值所对应时区之外的其他时区的温度值分别与T_low作比较，若温差大于或等于预设阈值的时区判定为有人时区，温差小于所述预设阈值的时区判定为无人时区。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，通过移动多通道人体传感器进行N个时区温度数据的采集。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中，利用设置步进电机或滑轨实现所述多通道人体传感器的移动。

9.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为1~3摄氏度。

10.如权利要求1~4，7，8中任一项所述的方法，其特征在于，M=N=8。

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