CN104095639B - 热释电红外传感器阵列的运动检测方法及运动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热释电红外传感器阵列的运动检测方法，所述热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次呈阵列排列设置的多个热释电红外传感器，所述热释电红外传感器阵列的运动检测方法包括：实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态。本发明还提供一种热释电红外传感器阵列的运动检测系统，通过本发明的技术方案，能够检测到待检测对象的多种运动模式(如平移、前后移动、旋转等)，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

Description

热释电红外传感器阵列的运动检测方法及运动检测系统

技术领域

本发明涉及运动检测技术领域，具体而言，涉及一种热释电红外传感器阵列的运动检测方法和一种热释电红外传感器阵列的运动检测系统。

背景技术

一般来说，人体运动检测就是通过运用各种传感器及其组合来对人的运动进行捕捉，以通过传感器的数据分析和经验知识来识别人体的各种运动和姿态。运动检测技术已经被广泛应用在体育运动分析、智能监控、人机交互、虚拟现实等多个技术领域中，具有广阔的应用前景和潜在的经济价值。人体运动检测的最终目标是让设备更加智能地检测、识别和理解各种人体运动的形态信息。

目前，通过热释电红外技术对人体定位得到了越来越多的认可，但由于这一技术还处于研究阶段，在现实生活中很难看到其应用。热释电红外传感器(pyroelectricinfrared，简称PIR)是一种基于热释电效应原理的被动式红外探测器，它能够检测出探测区域内的移动红外辐射源，实现运动人体的检测。由于其低成本、低功耗及环境适应性强等特点，被广泛应用于安防系统、照明控制及摄像机的辅助监控中。PIR传感器可以将探测到的运动人体的红外辐射转换连续电压信号输出，在该模拟信号中包含有与人体运动形态有关的特征信息，利用统计学方法或特征提取算法可以从中获取与人体某些特定动作(如行走、跑步、跳跃等)相对应的特征参量，从而设计实现一种基于热释电信息的人体动作识别系统。现有技术公开了一种人体运动形态的红外测量装置及方法，具体是借助单个PIR传感器，通过研究人的运动，发现不同的运动会产生不同的热释电信号，进一步分析这几种信号，以对人相应的几种动作进行检测识别。但是该专利文件中不能具体定位人的位置以及运动方向、位移等，同时运动模式的检测也较为简单，只能检测到原地踏步与跳跃两种动作的热释电信号，导致通过PIR传感器来检测人体的运动时受到较大的限制。

因此，如何能够检测到待检测对象的多种运动模式，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出了一种热释电红外传感器阵列的运动检测方法及运动检测系统，能够检测到待检测对象的多种运动模式，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种热释电红外传感器阵列的运动检测方法，所述热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次排列设置的多个热释电红外传感器，包括：实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态。

在该技术方案中，通过根据热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况来判断待检测对象的运动状态，使得能够综合多个热释电红外传感器的检测结果对待检测对象的运动状态进行分析，相比于现有技术中采用单个热释电红外传感器分析待检测对象的运动状态的方案，本发明能够检测到待检测对象的多种运动模式(如平移、前后移动、旋转等)，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

在上述技术方案中，优选地，根据所述变化情况判断待检测对象的运行状态的步骤具体为：若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量，则判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器阵列中的每个热释电红外传感器的检测范围(检测角度)是固定的，因此在待检测对象远离热释电红外传感器阵列时(远离的距离在一定范围内)，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量增多；相对地，在待检测对象靠近热释电红外传感器阵列时，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量减少；而在待检测对象相对于热释电红外传感器阵列平移时，热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电红外传感器的数量是固定的，仅是热释电红外传感器阵列两端能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生了相对变化，因此可以通过上述分析确定待检测对象的运动状态。

根据本发明的一个实施例，在实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤之前，还包括：检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；若所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量小于或等于预定值，则判定检测到的运动信号为误检信号，否则，执行实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤，其中，所述预定值小于所述初始宽度。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器的灵敏度较高，因此可能会受到环境影响而产生误检信号，而误检信号通常较小(小于待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度)。因此，可以在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量较少时，判定该运动信号为误检信号，进而提高整个检测系统的检测结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度的步骤具体为：在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量；在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

具体地，计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度可以通过求第一数量和第二数量的平均值。

在上述技术方案中，优选地，根据所述变化情况判断待检测对象的运行状态的步骤具体为：若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量满足所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准，则判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W₂代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

根据本发明的一个实施例，所述热释电红外传感器阵列上还设置有检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度的陀螺仪，则在根据所述变化情况判断所述待检测对象的运动状态之前，还包括：在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号；若所述陀螺仪检测到运动信号，则判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

具体来说，在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，说明热释电红外传感器阵列和待检测对象发生了相对移动，而通过在陀螺仪检测到的运动信号时判定待检测对象相对于热释电红外传感器阵列发生了旋转变化，能够提高对待检测对象的运动状态检测的准确性。同时，可以根据陀螺仪确定热释电红外传感器阵列相对于待检测对象的旋转角度，进而能够提高计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移的准确性。

在上述技术方案中，优选地，在确定所述待检测对象的运动状态之后还包括：根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

具体地，在确定待检测对象的运动状态后，可以结合热释电红外传感器阵列两侧能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况，以及相应的几何运算对待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移进行计算，进而能够精确确定待检测对象相对热释电红外传感器阵列的位置。

在上述技术方案中，优选地，在判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}\×\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。

在该技术方案中，当待检测对象未发生运动而热释电红外传感器阵列旋转时，旋转角度可以直接通过陀螺仪进行检测，进而可以计算出热释电红外传感器阵列上任一热释电红外传感器相对于待检测对象的位移。作为热释电红外传感器阵列上特殊的一个热释电红外传感器，即第0个热释电红外传感器，在热释电红外传感器阵列旋转时，其相对于待检测对象的位移为0。

根据本发明的第二方面，还提出了一种热释电红外传感器阵列的运动检测系统，所述热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次呈阵列排列设置的多个热释电红外传感器，包括：获取单元，用于实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；判断单元，用于根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态。

在该技术方案中，通过根据热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况来判断待检测对象的运动状态，使得能够综合多个热释电红外传感器的检测结果对待检测对象的运动状态进行分析，相比于现有技术中采用单个热释电红外传感器分析待检测对象的运动状态的方案，本发明能够检测到待检测对象的多种运动模式(如平移、前后移动、旋转等)，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述判断单元包括：第一判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；第二判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量时，判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；第三判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器阵列中的每个热释电红外传感器的检测范围(检测角度)是固定的，因此在待检测对象远离热释电红外传感器阵列时(远离的距离在一定范围内)，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量增多；相对地，在待检测对象靠近热释电红外传感器阵列时，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量减少；而在待检测对象相对于热释电红外传感器阵列平移时，热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电红外传感器的数量是固定的，仅是热释电红外传感器阵列两端能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生了相对变化，因此可以通过上述分析确定待检测对象的运动状态。

根据本发明的一个实施例，还包括：检测单元，用于检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；所述判断单元还包括第四判断子单元，用于判断所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量是否小于或等于预定值，若是，则判定检测到的运动信号为误检信号；所述获取单元用于，在所述第四判断子单元判定所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量大于所述预定值时，实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；其中，所述预定值小于所述初始宽度。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器的灵敏度较高，因此可能会受到环境影响而产生误检信号，而误检信号通常较小(小于待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度)。因此，可以在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量较少时，判定该运动信号为误检信号，进而提高整个检测系统的检测结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述检测单元包括：统计单元，用于在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量，以及在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；计算单元，用于根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

具体地，计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度可以通过求第一数量和第二数量的平均值。

在上述技术方案中，优选地，所述判断单元还包括：第五判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量满足所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准时，判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W₂代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

根据本发明的一个实施例，热释电红外传感器阵列的运动检测系统还包括：设置于在所述热释电红外传感器阵列上的陀螺仪，所述陀螺仪用于检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度，所述判断单元还包括：第六判断子单元，用于在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号，以及在所述陀螺仪检测到运动信号时，则判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

具体来说，在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，说明热释电红外传感器阵列和待检测对象发生了相对移动，而通过在陀螺仪检测到的运动信号时判定待检测对象相对于热释电红外传感器阵列发生了旋转变化，能够提高对待检测对象的运动状态检测的准确性。同时，可以根据陀螺仪确定热释电红外传感器阵列相对于待检测对象的旋转角度，进而能够提高计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移的准确性。

在上述技术方案中，优选地，还包括：处理单元，用于在所述判断单元确定所述待检测对象的运动状态之后，根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

具体地，在确定待检测对象的运动状态后，可以结合热释电红外传感器阵列两侧能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况，以及相应的几何运算对待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移进行计算，进而能够精确确定待检测对象相对热释电红外传感器阵列的位置。

在上述技术方案中，优选地，还包括：处理单元，用于在所述第六判断子单元判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}\×\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。

在该技术方案中，当待检测对象未发生运动而热释电红外传感器阵列旋转时，旋转角度可以直接通过陀螺仪进行检测，进而可以计算出热释电红外传感器阵列上任一热释电红外传感器相对于待检测对象的位移。作为热释电红外传感器阵列上特殊的一个热释电红外传感器，即第0个热释电红外传感器，在热释电红外传感器阵列旋转时，其相对于待检测对象的位移为0。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法的示意流程图；

图2示出了根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测系统的示意框图；

图3示出了根据本发明的第二实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法的示意流程图；

图4示出了根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列与人体的相对位置示意图；

图5示出了根据本发明的第二实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法的示意流程图；

图6A示出了根据本发明的第二实施例的热释电红外传感器阵列与人体的相对位置示意图；

图6B示出了图6A中所示的示意图的简化图；

图6C示出了图6A中所示的热释电红外传感器阵列旋转之后与人体的相对位置示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明所述的热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次呈阵列排列设置的多个热释电红外传感器。

图1示出了根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法的示意流程图。

如图1所示，根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，包括：步骤102，实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；步骤104，根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态。

在该技术方案中，通过根据热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况来判断待检测对象的运动状态，使得能够综合多个热释电红外传感器的检测结果对待检测对象的运动状态进行分析，相比于现有技术中采用单个热释电红外传感器分析待检测对象的运动状态的方案，本发明能够检测到待检测对象的多种运动模式(如平移、前后移动、旋转等)，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

在上述技术方案中，优选地，根据所述变化情况判断待检测对象的运行状态的步骤具体为：若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量，则判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器阵列中的每个热释电红外传感器的检测范围(检测角度)是固定的，因此在待检测对象远离热释电红外传感器阵列时(远离的距离在一定范围内)，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量增多；相对地，在待检测对象靠近热释电红外传感器阵列时，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量减少；而在待检测对象相对于热释电红外传感器阵列平移时，热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电红外传感器的数量是固定的，仅是热释电红外传感器阵列两端能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生了相对变化，因此可以通过上述分析确定待检测对象的运动状态。

根据本发明的一个实施例，在实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤之前，还包括：检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；若所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量小于或等于预定值，则判定检测到的运动信号为误检信号，否则，执行实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤，其中，所述预定值小于所述初始宽度。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器的灵敏度较高，因此可能会受到环境影响而产生误检信号，而误检信号通常较小(小于待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度)。因此，可以在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量较少时，判定该运动信号为误检信号，进而提高整个检测系统的检测结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度的步骤具体为：在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量；在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

具体地，计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度可以通过求第一数量和第二数量的平均值。

在上述技术方案中，优选地，根据所述变化情况判断待检测对象的运行状态的步骤具体为：若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量满足所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准，则判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W2代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

根据本发明的一个实施例，所述热释电红外传感器阵列上还设置有检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度的陀螺仪，则在根据所述变化情况判断所述待检测对象的运动状态之前，还包括：在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号；若所述陀螺仪检测到运动信号，则判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

具体来说，在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，说明热释电红外传感器阵列和待检测对象发生了相对移动，而通过在陀螺仪检测到的运动信号时判定待检测对象相对于热释电红外传感器阵列发生了旋转变化，能够提高对待检测对象的运动状态检测的准确性。同时，可以根据陀螺仪确定热释电红外传感器阵列相对于待检测对象的旋转角度，进而能够提高计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移的准确性。

在上述技术方案中，优选地，在确定所述待检测对象的运动状态之后还包括：根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

具体地，在确定待检测对象的运动状态后，可以结合热释电红外传感器阵列两侧能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况，以及相应的几何运算对待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移进行计算，进而能够精确确定待检测对象相对热释电红外传感器阵列的位置。

在上述技术方案中，优选地，在判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}\×\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。

在该技术方案中，当待检测对象未发生运动而热释电红外传感器阵列旋转时，旋转角度可以直接通过陀螺仪进行检测，进而可以计算出热释电红外传感器阵列上任一热释电红外传感器相对于待检测对象的位移。作为热释电红外传感器阵列上特殊的一个热释电红外传感器，即第0个热释电红外传感器，在热释电红外传感器阵列旋转时，其相对于待检测对象的位移为0。

图2示出了根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测系统的示意框图。

如图2所示，根据本发明的第一实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测系统200，包括：获取单元202，用于实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；判断单元204，用于根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态。

在该技术方案中，通过根据热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况来判断待检测对象的运动状态，使得能够综合多个热释电红外传感器的检测结果对待检测对象的运动状态进行分析，相比于现有技术中采用单个热释电红外传感器分析待检测对象的运动状态的方案，本发明能够检测到待检测对象的多种运动模式(如平移、前后移动、旋转等)，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述判断单元204包括：第一判断子单元2041，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；第二判断子单元2042，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量时，判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；第三判断子单元2043，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器阵列中的每个热释电红外传感器的检测范围(检测角度)是固定的，因此在待检测对象远离热释电红外传感器阵列时(远离的距离在一定范围内)，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量增多；相对地，在待检测对象靠近热释电红外传感器阵列时，能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量减少；而在待检测对象相对于热释电红外传感器阵列平移时，热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电红外传感器的数量是固定的，仅是热释电红外传感器阵列两端能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生了相对变化，因此可以通过上述分析确定待检测对象的运动状态。

根据本发明的一个实施例，还包括：检测单元206，用于检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；所述判断单元204包括第四判断子单元2044，用于，判断所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量是否小于或等于预定值，若是，则判定检测到的运动信号为误检信号；所述获取单元202用于，在所述第四判断子单元2044判定所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量大于所述预定值时，实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；其中，所述预定值小于所述初始宽度。

在该技术方案中，由于热释电红外传感器的灵敏度较高，因此可能会受到环境影响而产生误检信号，而误检信号通常较小(小于待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度)。因此，可以在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量较少时，判定该运动信号为误检信号，进而提高整个检测系统的检测结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述检测单元206包括：统计单元2062，用于在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量，以及在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；计算单元2064，用于根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

具体地，计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的宽度可以通过求第一数量和第二数量的平均值。

在上述技术方案中，优选地，所述判断单元204还包括：第五判断子单元2045，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量满足所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准时，判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W₂代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

根据本发明的一个实施例，热释电红外传感器阵列的运动检测系统200还包括：设置于在所述热释电红外传感器阵列上的陀螺仪，所述陀螺仪用于检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度的陀螺仪，所述判断单元204还包括：第六判断子单元2046，用于在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号，以及在所述陀螺仪检测到运动信号时，则判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

具体来说，在热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，说明热释电红外传感器阵列和待检测对象发生了相对移动，而通过在陀螺仪检测到的运动信号时判定待检测对象相对于热释电红外传感器阵列发生了旋转变化，能够提高对待检测对象的运动状态检测的准确性。同时，可以根据陀螺仪确定热释电红外传感器阵列相对于待检测对象的旋转角度，进而能够提高计算待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移的准确性。

在上述技术方案中，优选地，还包括：处理单元208，用于在所述判断单元204确定所述待检测对象的运动状态之后，根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

具体地，在确定待检测对象的运动状态后，可以结合热释电红外传感器阵列两侧能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况，以及相应的几何运算对待检测对象相对于热释电红外传感器阵列的位移进行计算，进而能够精确确定待检测对象相对热释电红外传感器阵列的位置。

在上述技术方案中，优选地，还包括：处理单元，用于在所述第六判断子单元判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}\×\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。

在该技术方案中，当待检测对象未发生运动而热释电红外传感器阵列旋转时，旋转角度可以直接通过陀螺仪进行检测，进而可以计算出热释电红外传感器阵列上任一热释电红外传感器相对于待检测对象的位移。作为热释电红外传感器阵列上特殊的一个热释电红外传感器，即第0个热释电红外传感器，在热释电红外传感器阵列旋转时，其相对于待检测对象的位移为0。

上述的热释电红外传感器阵列的运动检测方案包括：不具有陀螺仪的运动检测方案和具有陀螺仪的运动检测方案，以下以人体作为待检测对象为例详细说明上述的两种运动检测方案。

方案一：不具有陀螺仪的运动检测方案

该实施例下的处理流程图参照图3所示。

如图3所示，根据本发明的第二实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，包括：

步骤302，参数初始化，设备启动工作。

为便于说明，以下结合图4介绍在该方案下需要使用的参数：

如图4所示，曲线402代表热释电红外传感器阵列初始位置；曲线404代表热释电红外传感器阵列旋转后所在的位置；406代表人的头部轮廓，为便于分析，在该实施例中以圆形为例，对于真实情况下的人体，外部轮廓虽然不同，但检测方法与本方案相同。

O点为曲线402的中心，同时也是头部轮廓406正对于热释电红外传感器的位置；A1是热释电红外传感器阵列处于初始位置时，能够检测到头部轮廓406的最左边的PIR传感器，检测到的头部轮廓406边缘点为P点；B1是与A1相邻的下一个PIR传感器，且恰好检测不到头部轮廓406；C1为热释电红外传感器阵列处于初始位置时，能够检测到头部轮廓406的最右边PIR传感器；D1表示P点到曲线402的垂足，D2表示P点到曲线404的垂足；B2为热释电传感器阵列旋转后对应于B1位置处的热释电传感器；A2为热释电传感器阵列旋转后对应于A1位置处的热释电传感器。

同时，HeadR代表头部轮廓406的半径；

PIR检测角度范围是一个锥形角，为了方便计算，将检测角度设为：α＝90°-∠OA₁P；

热释电红外传感器阵列由曲线402的位置旋转至曲线404的位置的旋转角度定为θ，如图4中所示；

L₁代表P到D1的距离；

L₂代表P到D2的距离；

d代表相邻两个PIR的间隔；

PIRW代表单个PIR模块的宽度。

步骤304，检测人体相对于热释电红外传感器的宽度。

具体地，分别在检测装置(即热释电红外传感器阵列)固定不动，人体需要处在检测装置前面的固定位置。此时检测装置处于初次定位人体的过程，在这个过程中，检测装置在人体水平向左和水平向右移动过程中，分别统计检测到运动信号的PIR传感器数量，以计算人体相对于检测装置的宽度，该过程具体如下：

定义PIR传感器集合S＝(s₁,s₂,...s_n)，其中s_i(i＝1,...,n)表示单个PIR传感器。其中，s_i的取值为0或1，s_i＝1表示PIR传感器检测到运动信号，s_i＝0表示PIR传感器未检测到运动信号。

人体向左移动时，由于PIR传感器的灵敏性，S中的一部分PIR传感器立即检测到运动信号，此时记录这些PIR传感器，定义为集合S₁＝(s_i,s₂,...s_j)，其中i,j＝1,...,n，且i≤j。人的宽度范围定义为W₁，可由S₁计算出此时的人宽：其中s_k∈S₁；类似地，在人体向右移动时，计算出此时的人宽W₁ ²；将两次计算结果的平均值作为初始检测到人体的宽度：W₁＝(W₁ ¹+W₁ ²)/2。

步骤306，静止校准。

当检测装置处于静止状态且没有检测到人体运动信号时，将检测状态设定为静止校准状态，由于PIR传感器的灵敏性及周围环境的影响，可能产生误检信号。因此，需要对检测装置进行去噪处理，当判断检测到的信号为误检信号时，不做处理。具体包括：

当检测装置没有检测到信号时，保持当前状态；当检测装置检测到运动信号时，记录检测到运动信号的PIR传感器个数，若个数小于步骤304中计算得到的人体的宽度，则判断当前检测为误检测，对检测数据不做处理，否则，判断当前人体有运动趋势，将检测装置设为运动检测状态。

步骤308，判断检测装置当前是否为运动检测状态，若是，则执行步骤310；否则，返回步骤306。

步骤310，当检测装置检测到运动信号时，检测装置一端的PIR传感器会先发生变化。

步骤312，检测另一侧的PIR传感器的数据进行分析。

步骤314，判断人体是否相对于检测装置水平移动，若是，则执行步骤320；否则，执行步骤316。

步骤316，在判定人体相对于检测装置不是水平移动时，判断人体是否相对于检测装置前后移动，若是，则执行步骤320；否则，执行步骤318。

步骤318，在判定人体相对于检测装置不是前后移动时，判断人体相对于检测装置是否发生旋转，若是，则执行步骤320；否则，判定为异常，进行异常处理。

步骤320，在确定人体相对检测装置的运动状态后，计算人体相对检测装置的位移结果。

步骤322，更新状态，即更新人体相对检测装置的运动状态。

上述步骤312至步骤322具体过程如下：

为便于阐述，在该实施例中以左边PIR传感器先发生变化，即图4中B1位置上的PIR传感器检测到信号(图4中左侧的PIR传感器增加了一个检测信号)，对右侧PIR传感器数据进行分析。

检测装置和人体发生的基本相对运动有三种：相对水平运动、相对前后运动和相对旋转运动。由于检测装置能够实时捕捉人体相对检测装置的运动数据并进行分析，并且能够针对每一次微小的移动都会立刻进行处理。因此可以只分析三种基本的相对运动情况，对于更复杂的复合运动，可分解成这几种基本运动，然后再叠加到一起。对于相对水平运动和相对前后运动，只需通过判断PIR传感器的变化个数就可确定，而对于相对旋转运动的确定过程较为复杂，具体如下：

为便于计算和阐述，假设人体不动，检测装置沿O点逆时针旋转。

如图4所示，曲线402旋转一定的角度(θ)至曲线404，使得B1位置的热释电红外传感器旋转后到达的B2位置且恰好检测到P点。

在检测装置未发生旋转时，即检测装置可以检测到人体的初始范围是W₁＝2(L₁tanα+HeadR)；

旋转θ角度后，人和检测装置的距离为L₂＝L₁cosθ-HeadRsinθ；

因此，检测装置可以检测到人体的实时范围为W₂＝2(L₂tanα+HeadR)；

由于L₂≤L₁，因此W₂≤W₁，并且W₂与θ成反比，即随着旋转角度的增大，检测装置检测到人体的范围会减小。因此，设备的另一端PIR传感器检测数量必然会发生变化，计算结果为reducedPIR＝(W₁-W₂+1)/2。

可见，若检测装置另一端的检测到运动信号的PIR传感器减少的数量满足reducedPIR＝(W₁-W₂+1)/2，则可以判定人体相对检测装置发生了旋转运动。

因此，在检测装置左边检测到增加一个检测信号时，若检测装置最右边缘的PIR相应的减少了一个检测信号，则说明是人体相对检测装置发生了相对平移运动，即人体相对检测装置的中心点O向左移动了距离d，且检测装置检测到的人体范围不变；

若检测装置最右边缘的PIR相应的增加了一个检测信号，则说明人体相对检测装置发生了相对向后运动，即人体相对检测装置的中心点O不变，检测装置检测到的人体范围变为W₂＝W₁+2d；

若检测装置最右边的PIR减少的数量满足reducedPIR＝(W₁-W₂+1)/2，则说明人体相对检测装置发生了相对旋转运动。

由于参数reducedPIR可以通过检测右侧PIR传感器检测到的信号变化来得到，因此根据公式reducedPIR＝(W₁-W₂+1)/2可算出W₂的值。再通过公式L₂＝L₁cosθ-HeadRsinθ和公式W₂＝2(L₂tanα+HeadR)能够计算得到：

$\mathrm{\θ}=2\arctan \frac{\mathrm{HeadR}+\sqrt{L_1^2-L_2^2+{\mathrm{HeadR}}^2}}{L_1+L_2};$

其中， $L_2=\frac{W_1-\mathrm{reducedPIR}*\mathrm{PIRW}-2\mathrm{HeadR}+1}{2\tan \mathrm{\α}};$ 进而能够通过L₁、L₂和θ计算出人体相对于检测装置的中心点O的相对移动位移，即可以计算出向量D1D2的值，在此不再赘述。

方案二：具有陀螺仪的运动检测方案

该实施例下的处理流程图参照图5所示。

如图5所示，根据本发明的第二实施例的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，包括：

步骤502，参数初始化，设备启动工作。

为便于说明，以下结合图6A至图6C介绍在该方案下需要使用的参数：

如图6A所示，602代表热释电红外传感器阵列，热释电红外传感器阵列上分布了一排PIR传感器。图6A中的每个白色小方框代表一个PIR传感器，由于PIR传感器数量很多，不能在图上一一表示，因此省略号省去中间PIR传感器。从每个PIR传感器射出的两条线代表检测范围。604代表陀螺仪传感器，优选地，可以将陀螺仪传感器604安装在602的正中间，606代表人体轮廓。当然，陀螺仪传感器604也可以安装在热释电红外传感器阵列上的其他位置，也同样能实现本发明的旋转运动状态的确定。

为了更加清楚地表示，将图6A进行简化得到图6B所示的示意图。

其中，A、C分别表示恰好能检测到人体左、右边缘的PIR传感器所处位置；O表示人体所对应的检测装置中心位置，也是中间PIR传感器和陀螺仪传感器604所处位置；

人体中心点为L；

人体感应模块长度为sensorLen；

人体中心点到设备中心的距离为dis；

人体轮廓半径为headWidth。

步骤504，检测人体相对于热释电红外传感器的宽度。

具体地，分别在检测装置(即热释电红外传感器阵列)固定不动，人体需要处在检测装置前面的固定位置。此时检测装置处于初次定位人体的过程，在这个过程中，检测装置在人体水平向左和水平向右移动过程中，分别统计检测到运动信号的PIR传感器数量，以计算人体相对于检测装置的宽度，该过程具体如下：

定义PIR传感器集合S＝(s₁,s₂,...s_n)，其中s_i(i＝1,...,n)表示单个PIR传感器。其中，s_i的取值为0或1，s_i＝1表示PIR传感器检测到运动信号，s_i＝0表示PIR传感器未检测到运动信号。

人体向左移动时，由于PIR传感器的灵敏性，S中的一部分PIR传感器立即检测到运动信号，此时记录这些PIR传感器，定义为集合S₁＝(s_i,s₂,...s_j)，其中i,j＝1,...,n，且i≤j。人的宽度范围定义为PeosonWidth¹，可由S₁计算出此时的人宽：其中s_k∈S₁；类似地，在人体向右移动时，计算出此时的人宽PeosonWidth²；将两次计算结果的平均值作为初始检测到人体的宽度：PeosonWidth＝(PeosonWidth¹+PeosonWidth²)/2。

步骤506，静止校准。

当检测装置处于静止状态且没有检测到人体运动信号时，将检测状态设定为静止校准状态，由于PIR传感器的灵敏性及周围环境的影响，可能产生误检信号。因此，需要对检测装置进行去噪处理，当判断检测到的信号为误检信号时，不做处理。具体包括：

当检测装置没有检测到信号时，保持当前状态；当检测装置检测到运动信号时，记录检测到运动信号的PIR传感器个数，若个数小于步骤304中计算得到的人体的宽度，则判断当前检测为误检测，对检测数据不做处理，否则，判断当前人体有运动趋势，将检测装置设为运动检测状态。

步骤508，判断检测装置当前是否为运动检测状态，若是，则执行步骤510；否则，返回步骤506。

步骤510，当检测装置检测到运动信号时，检测装置一端的PIR传感器会先发生变化。

步骤512，在检测装置一端的PIR传感器发生变化时，判断陀螺仪是否检测到转动信号，若是，则执行步骤514；否则，执行步骤516。

步骤514，在判定陀螺仪检测到转动信号时，判定人体相对于检测装置发生旋转运动。

步骤516，在判定陀螺仪没有检测到转动信号时，判断人体是否相对于检测装置水平移动，若是，则执行步骤520；否则，执行步骤518。

步骤518，在判定人体相对于检测装置不是水平移动时，判断人体是否相对于检测装置前后移动，若是，则执行步骤520；否则，判定为异常，进行异常处理。

步骤520，在确定人体相对检测装置的运动状态后，计算人体相对检测装置的位移结果。

步骤522，更新状态，即更新人体相对检测装置的运动状态。

上述步骤512至步骤522具体过程如下：

如图6B所示，A、C两处的PIR传感器分别检测到人体的左、右边缘G、E，延长AG和CE，与OL的延长线交于点J。由图中可知，ΔLJF∽ΔOJB，根据相似三角形，得：

$\frac{\mathrm{LE}}{\mathrm{LJ}}=\frac{\mathrm{OC}}{\mathrm{OJ}},$ 即 $\frac{\mathrm{headWidth}/2}{\mathrm{OC}}=\frac{\mathrm{OJ}-\mathrm{dis}}{\mathrm{OJ}};$

由于 $\mathrm{OJ}=\mathrm{OC}\×\tan \frac{\mathrm{\α}}{2},$ 因此 $\mathrm{OC}=\frac{\mathrm{headWidth}}{2}+\frac{\mathrm{dis}}{\tan (\mathrm{\α}/2)};$

则人体感应区总长度为： $\mathrm{totalLen}=\mathrm{headWidth}+\frac{2*\mathrm{dis}}{\tan (\mathrm{\α}/2)}+\mathrm{sensorLen};$

人体感应区内的PIR传感器数量为：

当热释电红外传感器阵列602转动β角度时，热释电红外传感器阵列602对人体的感应区发生变化，出现某些热释电红外传感器感应不到人体，热释电红外传感器阵列602相对人体来说，感应角度发生水平位移。现分析这个位移和转动角度β之间的关系：

如图6C所示，热释电红外传感器阵列602绕中心点O顺时针旋转β度。热释电红外传感器602中的A点为左侧可以感知到人体的边缘，∠HOD′为单个热释电红外传感器感应区的锥形角。

由几何关系可知ΔBDF∽ΔODD′，于是有BD/BF＝OD/OD′。通过已知参数可以求得：

OD＝OL/cosθ＝dis/cos(α/2-β)；

OD′＝OL/cos(α/2)＝dis/cos(α/2)

因此，

而LD＝OL*tanθ＝dis*tan(α/2-β)，因此得到：

BB′＝BD-B′D＝BD-B′L-LD

整理得：

一般地，设中心的热释电红外传感器序号为0，则第N个热释电红外传感器相对人体的位移为：

$D(N,\mathrm{\β})==\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}*N*\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}*\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β}).$

因此，在检测装置左边检测到增加一个检测信号时，若检测装置最右边缘的PIR相应的减少了一个检测信号，则说明是人体相对检测装置发生了相对平移运动，即人体相对检测装置的中心点O向左移动了距离sensorLen，且检测装置检测到的人体范围不变；

若检测装置最右边缘的PIR相应的增加了一个检测信号，则说明人体相对检测装置发生了相对向后运动，即人体相对检测装置的中心点O不变，检测装置检测到的人体范围变为PeosonWidth＝PeosonWidth+2sensorLen；

若陀螺仪传感器检测到运动信号，则可以首先确认检测到信号的PIR传感器所处的位置，然后根据公式：

$D(N,\mathrm{\β})==\frac{\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}}{\cos (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}*N*\mathrm{sensorLen}-\frac{\mathrm{headWidth}}{2}-\mathrm{dis}*\tan (\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$ 计算出人体相对于检测装置发生的位移。

以上所述的通过热释电红外传感器阵列检测运动状态的方案可以使用在裸眼3D技术领域。

具体地，在显示屏幕上安装有热释电红外传感器阵列，则通过热释电红外传感器阵列实时检测人体相对于显示屏幕的运动状态，进而调整显示屏幕上显示的虚拟3D图像，以适应于人体位置的变化，进而确保实现最优的显示效果。

而对于可移动的显示屏幕，如手机、平板电脑等，则在可移动的显示屏幕上安装热释电红外传感器的基础上，还可以安装陀螺仪传感器，以辅助检测可移动的显示屏幕相对于人体的旋转角度，实现对人体相对于显示屏幕的运动状态的精确检测，进而更加精准地调整显示屏幕上显示的虚拟3D图像，确保实现最优的显示效果。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的热释电红外传感器阵列的运动检测方案，能够检测到待检测对象的多种运动模式，同时能够提高对待检测对象的运动检测的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种热释电红外传感器阵列的运动检测方法，所述热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次排列设置的多个热释电红外传感器，其特征在于，包括：

实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；

根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态，其中：

若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；

若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列的与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量，则判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；

若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列的与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量，则判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

2.根据权利要求1所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，在实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤之前，还包括：

检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；

若所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量小于或等于预定值，则判定检测到的运动信号为误检信号，否则，执行实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况的步骤，其中，所述预定值小于所述初始宽度。

3.根据权利要求2所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度的步骤具体为：

在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量；

在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，获取所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；

根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

4.根据权利要求2所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，根据所述变化情况判断待检测对象的运行状态的步骤具体为：

若所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准的计算结果，则判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；

所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W₂代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

5.根据权利要求1所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，所述热释电红外传感器阵列上还设置有检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度的陀螺仪，则在根据所述变化情况判断所述待检测对象的运动状态之前，还包括：

在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号；

若所述陀螺仪检测到运动信号，则判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，在确定所述待检测对象的运动状态之后还包括：

根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

7.根据权利要求5所述的热释电红外传感器阵列的运动检测方法，其特征在于，在判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{cos\frac{\mathrm{\α}}{2}}{cos(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×sensorLen-\frac{headWidth}{2}-dis\×tan(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。

8.一种热释电红外传感器阵列的运动检测系统，所述热释电红外传感器阵列包括沿同一方向依次排列设置的多个热释电红外传感器，其特征在于，包括：

获取单元，用于实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；

判断单元，用于根据所述变化情况判断待检测对象的运动状态，其中，所述判断单元包括：

第一判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列的与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列由所述另一侧向所述一侧平移运动；

第二判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量等于所述热释电红外传感器阵列的与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器增加的数量时，判定所述待检测对象远离所述热释电红外传感器阵列；

第三判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述热释电红外传感器阵列的与所述一侧相对的另一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量时，判定所述待检测对象靠近所述热释电红外传感器阵列。

9.根据权利要求8所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，还包括：

检测单元，用于检测所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的初始宽度；

所述判断单元还包括第四判断子单元，用于判断所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量是否小于或等于预定值，若是，则判定检测到的运动信号为误检信号；

所述获取单元用于，在所述第四判断子单元判定所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的传感器数量大于所述预定值时，实时获取所述热释电红外传感器阵列两侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器数量的变化情况；

其中，所述预定值小于所述初始宽度。

10.根据权利要求9所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，所述检测单元包括：

统计单元，用于在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第一数量，以及

在所述待检测对象相对所述热释电红外传感器阵列向所述热释电红外传感器的另一侧运动时，统计所述热释电红外传感器阵列中能够检测到运动信号的热释电传感器的第二数量；

计算单元，用于根据所述第一数量和所述第二数量计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

11.根据权利要求9所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，所述判断单元还包括：

第五判断子单元，用于在所述变化情况为所述热释电红外传感器阵列任一侧的热释电红外传感器中能够检测到运动信号的热释电红外传感器减少的数量等于所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列旋转的判断标准的计算结果时，判定所述检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动；

所述判断标准包括：其中，W₁代表所述初始宽度，W₂代表实时检测到的所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的宽度。

12.根据权利要求8所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，还包括：设置于在所述热释电红外传感器阵列上的陀螺仪，所述陀螺仪用于检测所述热释电红外传感器阵列旋转角度，所述判断单元还包括：

第六判断子单元，用于在所述热释电红外传感器阵列中检测到运动信号的热释电红外传感器数量发生变化时，判断所述陀螺仪是否检测到运动信号，以及

在所述陀螺仪检测到运动信号时，判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，还包括：

处理单元，用于在所述判断单元确定所述待检测对象的运动状态之后，根据所述变化情况以及确定的所述待检测对象的运动状态计算所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列的位移。

14.根据权利要求12所述的热释电红外传感器阵列的运动检测系统，其特征在于，还包括：

处理单元，用于在所述第六判断子单元判定所述待检测对象相对于所述热释电红外传感器阵列发生旋转运动时，通过以下公式计算所述热释电红外传感器阵列中任一热释电红外传感器相对于所述待检测对象的位移：

$D(N,\mathrm{\β})=\frac{cos\frac{\mathrm{\α}}{2}}{cos(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})}\×N\×sensorLen-\frac{headWidth}{2}-dis\×tan(\frac{\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})$

其中，在所述热释电红外传感器阵列相对于所述待检测对象未发生旋转运动时，正对于所述待检测对象的热释电红外传感器为第0个热释电红外传感器，则N代表所述热释电红外传感器阵列上与所述第0个热释电红外传感器之间的热释电红外传感器数量为N-1个的热释电红外传感器，β代表所述陀螺仪检测到的旋转角度，α代表每个所述热释电红外传感器的检测角度，sensorLen代表每个所述热释电红外传感器的长度，headWidth代表所述待检测对象的宽度，dis代表所述待检测对象的中心与所述第0个热释电红外传感器之间的距离。