CN104115565B

CN104115565B - 控制被动红外传感器的方法

Info

Publication number: CN104115565B
Application number: CN201380005970.4A
Authority: CN
Inventors: B.K.斯里德哈兰奈尔; R.P.A.德诺伊
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-01-10

Abstract

本发明涉及一种控制被动红外（PIR）传感器的方法，所述传感器控制电气设备是否通或断，其中所述PIR传感器具有两个或更多传感器元件，每个具有将IR聚焦到它们上的透镜，包括至少一个处理单元和一个存储器的控制电子装置，其中两个或更多传感器覆盖不同的顺序邻近的覆盖区域，其中传感器元件具有针对IR探测的阈值，在所述阈值之上从传感器元件提供阳性存在信号，所述方法包括以下步骤：如果所有传感器元件在短于预定时间周期（T3）的时间周期期间提供阳性存在信号，则提供信号（P_all），并且如果（P_all）在第二预定时间周期（T4）内被探测到预定次数，则按预定量增加所述阈值。

Description

控制被动红外传感器的方法

技术领域

本发明总体上涉及控制被动红外（PIR）传感器的方法。

背景技术

最成熟且被广泛接受的存在探测技术是基于来自人的被动红外（PIR）探测。这些传感器的成本相对较低，但是同时易发生误触发。误触发可以是假阳性和假阴性的。假阳性是当无人存在时传感器被触发的时候，而假阴性是当有人存在时传感器没有探测到的时候。典型的PIR传感器包括将红外（IR）能聚焦到传感器元件上的透镜和做出关于存在探测/缺失探测的决定的控制电子装置。图1示出了具有多个透镜系统的多传感器系统。多个传感器覆盖不同的扇区并且增加探测范围和灵敏度。在那些多元件传感器中，当一个元件被人的存在触发时，传感器输出触发信号，其进而接通光源。

在图2中示出假阳性触发场景。附近的物体（例如树）通过某种手段被移动（例如通过风）。传感器探测IR移动，并且可能执行假阳性触发信号。在这种情况下，误触发信号由前景和背景中的差异生成，其中树是前景，并且例如，街道或建筑物是背景。如果树移动，则背景的不同部分将被感测到，其可以引起假阳性触发信号。

图2中所示的假阳性触发场景典型地取决于天气和环境，或者更准确地说，背景中的对比。这些假阳性触发难以预测并且通常在较长周期期间在相同位置处发生。

PIR传感器的误触发将接通照明和/或消耗能量的其它装置，这既昂贵又对环境有害。

因此，存在对提供较为鲁棒的PIR传感器的需要，所述PIR传感器在具有多个传感器的PIR传感器的PIR扇区内将不会给出来自非意图物体的假阳性触发信号。这应当在不向传感器添加过多成本的情况下实现，因为由于在社会中使用的PIR传感器的巨大且日益增加的数目，PIR传感器市场对价格敏感。

发明内容

本发明的一个目的是改进当前技术水平，以解决上述问题，并且提供改进的被动红外传感器，其将自适配于它的周围环境以避免假阳性触发。这些以及其它目的通过控制被动红外（PIR）传感器的方法来实现，所述传感器控制电气设备是否通或断，其中所述PIR传感器具有至少两个传感器元件，每个具有将IR聚焦到它们上的透镜，包括至少一个处理单元和一个存储器的控制电子装置，其中至少两个传感器覆盖邻近的覆盖区域，其中来自所述至少两个传感器的所探测的存在的信息被用于通过使用随后的存在探测之间的时间以及探测到存在的PIR传感器的标识来减少误触发。

通过使不同的存在探测发生相关，探测误触发事件并提高针对是否怀疑误触发的探测的阈值是可能的。通过避免误触发，节省了所连接的电气装置的能量。通过从实际事件的自学习，PIR传感器将随时间变得更加鲁棒。

更具体地说，当探测到存在时，方法将执行以下步骤：保存时间T1和探测到存在的第一传感器元件S1的标识，向附连的电气设备发送接通信号，设置第一延迟时间D1，如果在延迟期间没有探测到存在，向附连的电气设备发送关断信号，如果第二传感器元件S2在时间T2期间探测到存在，将关断延迟时间增加到第二延迟时间D2，其中时间T2小于预定时间周期M，第二延迟时间D2大于第一延迟时间D1。

如果仅一个事件的触发事件是假阳性触发信号，则较短的延迟D1将确保不浪费过多的能量。另一方面，如果另一个扇区（即另一个传感器）探测到存在，则它不太可能是假阳性触发信号并且可以将延迟时间设置得更长，以便当有人存在于PIR传感器覆盖的区域中时，不会导致电气设备（例如照明设备）断开。

控制被动红外（PIR）传感器的方法还可以包括以下步骤：在预定发生数目之后，增加针对传感器的探测的阈值，其中在所述时间周期M内第二传感器没有探测到存在；以及将针对特定传感器的所述增加的阈值保存到所述存储器。

如果一个传感器具有重发生的阳性触发信号而没有其它扇区探测到存在，则很可能是，触发信号为假并且是由于，例如，像在风中移动的树那样的移动的前景物体。然后，针对该传感器增加用于给出阳性触发信号的阈值以在将来避免假阳性触发信号，从而节省由于误触发所致的能量。

第二时间延迟D2是时间延迟的默认值，其大于第一时间延迟D1。作为在仅一个扇区已经探测到存在时的延迟时间，D1保持较短，这是由于信号作为假阳性触发信号的增加的风险所致。这样，误触发信号将在较短时间内开启电气装置，从而节省由于误触发信号所致的能量。

本发明还涉及控制被动红外（PIR）传感器的方法，所述传感器控制电气设备是否通或断，其中所述PIR传感器具有至少两个传感器元件，每个具有将IR聚焦到它们上的透镜，包括至少一个处理单元和一个存储器的控制电子装置，其中至少两个传感器覆盖不同的顺序邻近的覆盖区域，其中传感器元件具有针对IR探测的阈值，在该阈值之上从传感器元件提供阳性存在信号，所述方法包括以下步骤：如果所有传感器元件在短于预定时间周期T3的时间周期期间提供阳性存在信号，则提供信号P_all，并且如果P_all在第二预定时间周期T4内被探测到预定次数，则按预定量增加所述阈值。

当所有PIR传感器同时探测到存在时（例如在0.25秒的时间跨度T3期间），很可能传感器设备已经移动并且在其覆盖区域中没有物体。然后，本发明方法将增加每个传感器元件的阈值，以避免在将来由于PIR传感器设备的移动所致的误触发。在这种情形中，灯可以以较小的关断延迟D1被接通以节省能量。

在每个传感器具有其自身的阈值（在所述阈值之上从传感器元件提供阳性存在信号）的情况下，所述按预定量的增加分别被添加到针对每个传感器元件的每个阈值。

按预定量的阈值的增加可以是相对于传感器的当前阈值增加针对每个传感器元件的每个阈值的相对预定量。

为了概括本发明的优点，其提供了利用多个传感器元件的鲁棒的存在探测，其中系统借助于来自不同PIR元件的信号的分析而成为自学习式的，这使得能够实现自动投用、在误触发的情况下的能量缩减，以及对最终用户的较少烦扰。

通过使用多个传感器和多个光学器件来获得额外的灵敏度。由此获得低分辨率空间信息，其被用于做出如以上方法变型所描述的自动屏蔽和过滤。缩减的误触发将增加节能并且提供较为可预测的性能。

本发明的基本概念是：传感器仅在一个区带内探测频繁再发生的移动（即没有轨迹），以增加针对假阳性触发信号的阈值并且从而自动过滤和屏蔽所覆盖的区域。如果所有传感器同时在所有区带中频繁地看到移动，则增加阈值并且实现用于移动传感器设备（也称为杆摆动（pole swing））的过滤器。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考本发明的优选实施例的以下说明性和非限制性详细描述将更全面地领会本发明的上述目的以及附加的目的、特征和优点，其中：

图1是根据现有技术的PIR传感器设备的示意图。

图2是根据现有技术的PIR传感器设备的覆盖区域的示意图。

图3是具有三个扇区的PIR传感器设备的示意图。

图4是描述了缩减由于外部物体所致的误触发的发明方法的流程图。

图5是描述了缩减由于传感器的移动所致的误触发的发明方法的流程图。

具体实施方式

具有三个传感器元件S1-S3的典型的传感器可以具有如图3中所示的探测覆盖区域，其中每个传感器具有由Z1-Z3标记的覆盖区域或覆盖区带。典型地，当人员或交通工具经过传感器时，至少两个传感器将看到如图3中由箭头10标记的移动。

利用数目为N的传感器（S1：SN）的控制算法可以认为是如图4中所示。通过检查条件（T2-T1<M）&S1≠S2，可以检查是否探测总是出现在一个区带中，从而指示存在误触发传感器的固定的移动物体（比如树）、红外反射等。如果在有限的时间间隔内（例如在10秒中）触发不同的传感器元件，则真实存在的概率较高，这意味着关断延迟应当是默认值D2。假如在长时间周期内仅从一个区带或传感器元件给出存在探测，关断延迟D1仍小于D2，从而意味着来自误触发的能量过错使用将被缩减。

图4中所示的方法中的步骤如下，如果传感器S1探测到存在，则电气设备（例如照明设备或通风设备）在时间T1处被接通。如果在没有探测到的存在的情况下延迟D1已过，则再次关断设备。如果第二传感器S2探测到存在，则在时间T2处再次接通设备。如果在延迟D1结束之前第二传感器探测到存在，则可以忽略该信号以接通设备，但也可以无论如何都发送它以简化装置。如果确定当第二传感器S2探测到存在时的时间T2在始于其它传感器S1的最后触发的事件的预定时间周期M内，则用于关断的延迟从D1增加到D2，因为当已经在两个扇区中探测到存在时，更有可能的是探测是真实的存在。

当在一个特定区带中观察到连续的阳性触发信号时，可以增加探测的阈值来缩减假阳性触发信号。

此外，并且参照图5，传感器包括算法，该算法监视是否所有探测在一次（at once）发生。如果这频繁出现，则不太可能是有效的探测，而是由于整个传感器的运动（例如当传感器被置于杆上时杆摆动）所致。如果S1、S2和S3在预定时间周期T3（例如0.25秒）期间都具有存在的探测，并且这在预定时间周期D4内发生预定次数X，例如5分钟期间5次，则存在将不被探测到或者将为传感器S1、S2和S3设置较高的探测阈值。

本发明适用于针对室外和室内的照明控制，其使用PIR传感器以用于存在探测。

要理解的是，本发明中的其它变型被预期到，并且在一些实例中，可以采用本发明的一些特征而没有其它特征的对应使用。例如，连接到根据本发明的传感器的电气装置可以是任何种类的电气装置，在人或动物存在的情况下，期望接通或关断所述电气装置。因此，将所附权利要求以与本发明的范围一致的方式进行宽泛地解释是恰当的。

Claims

1.控制被动红外（PIR）传感器的方法，所述传感器控制电气设备是否通或断，其中所述PIR传感器具有至少两个传感器元件，每个具有将IR聚焦到它们上的透镜、包括至少一个处理单元和一个存储器的控制电子装置，

其中至少两个传感器元件覆盖邻近的覆盖区域，

其中来自所述至少两个传感器元件的所探测的存在的信息被用于减少误触发，其中当探测到存在时，所述方法将执行以下步骤：

-保存时间（T1）和探测到存在的第一传感器元件（S1）的标识，

-向所述电气设备发送接通信号，

-设置第一延迟时间（D1），

-如果在第一延迟时间（D1）期间没有探测到存在，向所述电气设备发送关断信号，

-如果在第一延迟时间（D1）结束之前并且在时间周期（T2）期间第二传感器元件（S2）探测到存在，则将关断延迟时间增加到第二延迟时间（D2），第二延迟时间大于第一延迟时间（D1），所述时间周期（T2）小于始于第一传感器元件（S1）的最后触发事件的预定时间周期（M）。

2.根据权利要求1的控制被动红外（PIR）传感器的方法，还包括以下步骤

-在预定发生数目之后，增加针对传感器的探测的阈值，其中在所述预定时间周期（M）内第二传感器没有探测到存在，并且

-将针对特定传感器的所述增加的阈值保存到所述存储器。

3.根据前述权利要求中任一项的控制被动红外（PIR）传感器的方法，其中第二延迟时间（D2）是第一延迟时间的默认值，并且第一延迟时间是缩短的延迟时间。

4.控制被动红外（PIR）传感器的方法，所述传感器控制电气设备是否通或断，其中所述PIR传感器具有两个或更多传感器元件，每个具有将IR聚焦到它们上的透镜、包括至少一个处理单元和一个存储器的控制电子装置，

其中两个或更多传感器元件覆盖不同的顺序邻近的覆盖区域，

其中传感器元件具有针对IR探测的阈值，在所述阈值之上从传感器元件提供阳性存在信号，

所述方法包括以下步骤

-如果所有传感器元件在短于预定时间周期（T3）的时间周期期间提供阳性存在信号，则提供信号（P_all），并且

-如果所有传感器元件在第二预定时间周期（T4）内提供预定次数的阳性存在信号（P_all），则按预定量增加所述阈值。

5.根据权利要求4的控制被动红外（PIR）传感器的方法，其中每个传感器具有其自身的阈值，在所述阈值之上从传感器元件提供阳性存在信号，

其中按预定量的所述增加分别被添加到针对每个传感器元件的每个阈值。

6.根据权利要求5的控制被动红外（PIR）传感器的方法，其中按预定量的阈值的所述增加是相对于传感器的当前阈值增加针对每个传感器元件的每个阈值的相对预定量。