CN104756165A - 房间占用感测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括多个房间(10)的建筑物，包括房间占用感测装置。光源(20)射出一系列的光脉冲(22)，多个波导从所述光源向位于房间内的输出节点(60)传送光，和信号捕获单元(30)接收从房间中物体反射的光所产生的输出信号。该装置检测房间里的，例如人(40)的移动，并且凭借(i)检测在信号捕获单元(30)中接收的响应第一射出光脉冲的信号(24i)的波形的形状和在信号捕获单元中接收的响应第二射出光脉冲的信号(24m)的波形的形状之间的差异和(ii)关联上述反射的光脉冲到适当的输出节点并因此关联到与输出节点(60)相关联的房间(10)，来确定有关的房间。

Description

房间占用感测装置和方法
技术领域
本发明涉及一种房间占用感测装置。更具体地，但不排它地，本发明涉及包括多个房间和房间占用感测装置的建筑物，以及感测房间占用的相应的方法。
背景技术
在各种应用中需要能够检测出多个房间(如果有)的哪一个被占用。例如，这样的功能可以被特定地用于，在紧急的情况下，诸如火灾，快速评估建筑物中的许多房间的哪些被占用，或检测窃贼或其他入侵者或未经授权的人。现有技术中的房间占用感测系统通常基于被动红外传感器，其借助监视移动热源的红外线辐射的变化，检测相对大的移动，并因此判断占用；然而，这样的系统在一些应用中不具有足够的灵敏度：例如，在房间中的相对高的背景温度对其精确度产生不利的影响。为了更敏感的应用，主动传感器系统可能更合适。这样的主动传感器系统使用射频(RF)辐射并且通过创建具有一个或多个RF发射机的无线电波的辐射场和通过一个或多个RF探测器在该场中检测变化而工作。这样的变化是通过移动所引起的，其表明在相关房间中的占用。可以选择这样的RF辐射的波长和功率以适合所述的应用，并且可以被选择这样的RF辐射的波长和功率以能够穿过建筑物中的墙壁检测移动。在这种基于RF的系统中，灵敏度和动作检测的范围难以正确，但是：增加灵敏度可以具有穿过墙壁检测出相邻房间内的动作的效果，从而导致做出误报检测(如，基于穿过隔墙检测出相邻房间内的动作做出的本房间内存在动作的不正确的提示)，而减少灵敏度到一定水平，使误报被降低到一个合理水平，可以冒提供不够灵敏来可靠地检测房间占用的移动检测系统的风险。
美国公开第US2010/0053330号(Hellickson等人)，描述了一种基于安全传感器系统的激光雷达(LADAR)，通过将场景的3D激光雷达图像与场景的3D模板比较进行比较而工作。当入侵者进入场景中，微处理器检测出激光雷达传感器输出与3D模板之间的不同。所述US2010/0053330的系统需要校准，它说明场景内的固定物体，以便创建预先确定的空间参考模板，空间图像信息与该模板进行比较。如果有任何物体被移动(例如，当某人移动椅子到一个新的位置)，系统需要重新校准以避免误报。所述US2010/0053330是用于监视单个场景，(例如单个房间)的相对复杂的空间成像系统。多个房间的监视似乎需要多个系统。所述US2010/0053330的方法依赖于捕获房间的空间图像，即包括多个像素的三维图像。所述US2010/0053330的系统依赖于关于被监视的场景的空间信息的检测；其导致系统为相对复杂和昂贵的房间占用感测系统。
英国专利第GB2128836号(Zellweger Uster AG)关于监视不连续的面，尤其是建筑物的门或窗的开口，防止未经授权的入侵。定向辐射以脉冲方式从多个脉冲发射机中射出，所述发射机以限定的时间序列进行操作。每个发射机同时向不同的方向射出多个不连续的光束，每个光束在被面所反射并被相应的接收器检测之前经过不同的距离。单一发射机中每一个光束的射出的脉冲的传输时间作为距离向量的代表。任何的距离向量的变化被解释为物体渗入被监视的空间并中断了光束。在这样的情况下，警报被触发。GB2128836的系统能够通过探知哪个距离向量的改变确定物体的位置。从本质上讲，GB2128836执行具有从发射机射出的每一光束的激光测距方法。该系统依赖于在每一个光束基础上的到达时间的信息。如果它是物体进入房间的情况，引起两光束的到达时间来切换(从而在物体进入所述房间之前，光束B1具有到达时间T1和光束B2具有的到达时间T2，而即刻在物体进入房间之后，光束B1具有到达时间T2和光束B2具有到达时间T1)，所述装置将无法检测到物体的存在。因此看来，GB2128836的方法的灵敏度可以被改善。美国专利第US4319332号也公开了类似于GB2128836的一个系统。
英国专利第GB2361058号(英国电信plc)涉及一种光学入侵者检测系统，它利用单光子检测技术。激光的短多光子脉冲射向散射目标，从而将每个脉冲在所有方向上散射。散射目标在房间的各个方向上散射光子。光输入端口被定位在房间中的各个位置。不同长度的光纤(引入各自的不同的光学延迟)连接所述输入端口到高灵敏度的单光子探测器形式的光探测器中。在使用时，光子被反射，并在不同的时间(作为由光纤引入的光学延迟的结果)通过各自的输入端口接收，然后被单光子探测器探测到。在稳定状态下，房间中没有移动，将在每个输入端口生成一定水平的光子计数率。计算机将测得的计数率与预定的上限和下限阈值进行比较。当入侵者进入房间，并且例如，降低光的水平到达一个或多个的输入端口，计数率将下降低于最小的期望阈值。然后入侵者报警被触发。使用单光子探测技术首先被认为提供了具有极好的灵敏度的系统；然而，认为依赖于这种探测器的方案带来了一些缺点。似乎激光强度需要进行精细的调整，使得每个感测节点在每次向探测器发送不超过一个单光子。这是因为，单光子探测器通常无法区分由一个光子触发的计数事件和由多个光子触发的计数事件。
发明人已知的现有技术的方案一般分为两类。或者只有强度/功率(例如GB2361058中)而没有范围/时间的测量和比较，或者只有范围/时间(例如GB2128836中)而没有强度/功率的测量和比较。
本发明的目的是克服一个或多个的上述问题。或者或另外，本发明的目的是提供一种改进的房间占用系统，优选一种提供了对房间内人员的或其引发的微小移动的改进的灵敏度。
发明内容
根据本发明的第一个方面提供的一种房间占用感测装置，其包括：设置成射出一系列光脉冲的至少一个光源，多个波导，至少一些所述波导被设置为从光源传输光到位于建筑物的一个或多个房间中的一个或多个输出节点，至少一个信号捕获单元用于接收被所监视的所述房间中的物体或每个房间反射的光产生的输出信号，以及一个信号处理器。本发明具有，特别的但非限定的，关于监视包括多个房间的建筑物的占用的应用。该装置被有利地设置为能够区分，通过任何一个输出节点传输到房间由该房间中的物体反射的光脉冲和在任何不同房间中的输出节点产生的反射的光脉冲(并优选来自任何其他输出节点)。该装置是这样设置的，在使用中，信号处理器将由信号捕获单元接收的响应第一射出光脉冲的信号与由信号捕获单元接收的响应第二射出光脉冲的信号进行比较。有利的是，比较的是信号的波形的形状。本发明的装置的实施例因此有利地能够检测在房间中的移动，凭借检测信号之间的不同，优选通过比较通过从所述第一和第二射出光脉冲中反射的光脉冲中产生的由信号捕获单元接收的信号的波形的形状。本发明装置的实施例能够检测特别的房间，通过将所述反射的光脉冲关联到相关的房间(例如将所述反射的光脉冲关联到适当的输出节点并因此关联到与输出节点相关的房间)，在其中检测已发生的移动。
使用在本文中所描述的方式的光源可以允许被探知的房间的占用，而显著减少因房间外区域的移动而误报的风险，因为房间的布局常常使得光基本上不能从一个房间传输到另一个房间。房间通常由不透光的分隔壁相隔。即使房间是由透过某些波长的光的分隔壁隔开，所述光可以选择为不能透射该分隔壁的工作波长(例如，在使用玻璃分隔壁的情况下，该波长可以是适当的红外波长)。此外，使用光作为辐射源可便于为系统提供更少个辐射源的使用，因为，有可能在多个房间中使用一个源，通过适当的光学和/或控制，以允许装置能够区分来自一个输出节点的反射光脉冲和来自另一输出节的反射光脉冲。
检测来自各自的第一和第二射出光脉冲的反射的光脉冲的由信号捕获单元接收的信号之间的不同的能力，可以通过比较各自的脉冲之间的时间差异的装置来实现，上述不同，例如由房间中物体的移动或进入所产生。例如，反射的光脉冲的波形的形状可以不同，这是至少一些光被不同地反射所导致的结果，正如在第一和第二脉冲之间，并因此经过不同长度的路径，从而导致反射的光信号的波形的时间差异。对于本发明实施例所提供的这种类型的房间占用系统，具有用于检测每个被监视房间的场景相关的空间图像信息的能力并不是必不可少的。使用在脉冲的波形之间的时间差异，特别是所述信号的波形的(例如测量的该信号的强度随时间推移的变化波形的)形状的不同，以感测被监视的场景中的变化(如，在房间里物体的移动)，提供了一个简单而且优雅的解决方案以探测房间占用。例如，具有房间占用感测装置，其通过使用其中的反射的光脉冲的波形随时间而变化的方式的操作，并不需要大阵列图像像素的使用或空间图像数据的检测或重建。
在比较波形的形状的实施例中，可以有利地提供在房间中移动的探测的更高的灵敏度和/或在房间中环境变化的更高的灵敏度。关于在房间内的移动和/或环境中变化的类型的信息，可以通过分析该波形的形状是如何改变的来提取。该波形的形状是如何改变的分析可以包括使用在波形的形状的不同来提取测距信息。如上所述，现有技术的方案倾向依赖于，或者测量强度/功率，或者测量范围/时间；与这些方案对比，本发明的实施例比较信号波形的形状，同时具有上述两种方案的优点(在探测强度对比时间波形中的差异时，强度/功率和范围/时间均被有效地检测和比较)。
可能的是，选择光的强度和/或工作波长，以提供足以从环境光源中区分该脉冲的信噪比。该装置可以包括滤波器以衰减除工作波长以外的其它波长的入射光。
应当理解的是，本发明中，利用控制的光源进行移动的检测，是一个主动系统，而不是利用了场景中温暖体的环境光或红外辐射的探测器的被动系统。
本发明具有关于在具有很多房间(10间以上)的大型建筑物中检测房间占用的特殊应用，例如用于确保火灾危险的安全性和/或入侵者的检测。该建筑物可能有5间以上的房间，并可能有10间以上的房间。优选地，超过5间房间(并可能超过10间房间)通过房间占用感测装置进行监控。优选地，基本上建筑物中的所有的被设计用于人类居住的房间与至少一个输出节点相关联，并且每个输出节点仅与一个房间相关联。
可选地，设置了一个或多个所述输出节点的房间可包括至少一个公共区域，例如开放区域、走廊、厨房或厕所区域。术语“房间”可以理解为覆盖在建筑物的区域范围内。因此，本发明可因此应用到监控建筑物的任何一部分的占用。
如上所述，该装置是这样被设置的，在使用中，信号处理器将由信号捕获单元接收的响应第一射出光脉冲的信号与由信号捕获单元接收的响应第二射出光脉冲的信号进行比较，优选地，通过比较信号的波形的形状。当然，应该理解的是，用于在此上下文中词语“第一”和“第二”，作为方便的标记以区分有关的两个射出光脉冲。例如，也有可能是在“第一”和“第二”光脉冲之间接收到的其它射出光脉冲。但是，也优选的是，第一和第二光脉冲之间的时间少于5秒，从而确保至少每5秒对房间的占用进行一次检查。在第一脉冲和第二脉冲之间具有相当短的时间，有效地意味着，房间的占用或者其它的方式与非常新近产生的参考进行比较(例如第一脉冲作为房间未占用状态的参考，其与第二脉冲进行有效地比较)。因此，房间内物体的移动(例如，椅子的位置)，当被占用时，被说明，当房间内再次变为未占用时，无需任何装置的重新校准。第一脉冲可以被用作参考脉冲，并用于与第二、第三、和后续脉冲进行比较。该装置可以使用不同的脉冲作为“第一脉冲”，针对其后续脉冲有效地进行比较，至少每分钟一次。在第一和第二光脉冲之间的时间可能会超过1毫秒。房间占用感测装置可以包括：具有可以存储与多个检测到的波形的形状相关的数据的存储器的电子数据存储单元。所述信号处理器可被设置成将由信号捕获单元接收到的响应随后的射出光脉冲的信号的波形的形状与存储在存储器中的波形的形状进行比较。所述信号处理器可被设置成将由信号捕获单元接收到的响应随后的射出光脉冲的信号的波形的形状与存储在存储器中的多个波形的形状进行比较。存储在存储器中的多个波形的形状可以涉及由信号捕获单元接收到的响应之前某些时间的射出光脉冲的信号。例如存储在存储器中的多个波形的存储形状可以涉及由信号捕获单元接收到的响应之前五分钟的射出光脉冲的信号。存储在存储器中的多个波形的存储形状可以涉及之前一小时的射出光脉冲。存储在存储器中的多个波形的存储形状可以涉及之前四小时的射出光脉冲。
至少一个所述信号处理器的部分可以形成为信号捕获单元的一部分。可替换地，信号处理器可以是从信号捕获单元中完全独立的。
该装置优选地设置将反射的光脉冲转换成数字信号以通过信号处理器进行处理。因此可以有用于将光信号转换成电信号的转换器。所述信号捕获单元可以被设置成通过直接接收光来接收由多个房间中的物体反射的光而得到的输出信号。在这样的情况下，该信号捕获单元本身可包括一个或多个光转换器。所述光转换器可将光信号转换成电信号。可选地，或附加地，一个或多个光转换器可以独立于信号捕获单元而设置，例如，在每个具有输出节点的房间中。在这样的情况下，由信号捕获单元接收的输出信号可以包括由光转换器将房间内反射的光转换成的电信号。转换器可以被设置为由多个不同房间的每一个中的物体反射的光信号生成电信号。在这样的情况下，转换器可被设置为接收光的波形的序列，所述连续的光的波形中的每一个与不同的房间中的光的反射相关联。因此一个转换器可被用于将一个房间内的光的反射与其它房间内的光的反射相区分。该转换器或者每一个转换器可以是光电二极管的形式。
该转换器或每一个转换器优选为能够将可变的光信号(或波形)转换成电信号(或波形)，该电信号具有的分辨率满足一个纳秒的持续时间的光强度变化的检测(更优选十分之一纳秒)。捕获单元和/或信号处理器优选利用10至1,000皮秒的采样周期。更高的采样率将提供检测的更高的分辨率，并允许检测到房间内更少量的移动。光10皮秒行进约3mm和1纳秒(＝1,000皮秒)行进约30cm。优选地，该装置被设置能够检测2×10-10秒的持续时间的光强度的变化(5GS-1的量级的采样速率，也就是5千兆样本每秒＝5×109样本每秒)。在这种情况下，需要提供的测量这样的分辨率的转换器可能相对昂贵，在这种情况下，使用一个转换器供应许多节点是特别有利的。
每个房间可包括一个或多个输入节点用于收集房间里的反射的光。方便地，所述多个波导中的至少一些被设置用于通过每个房间中一个或多个输入节点将由多个房间中的物体反射的光传输到信号捕获单元。所述多个波导中的至少一些被设置既从光源传输光到一个或多个输出节点，又从一个或多个输入节点传输反射的光。因此，相同的波导可被用于既传输光又接收反射。至少一个输入节点还可以执行输出节点的功能。(如本文中提及的“输出”节点可能，在上下文允许时，同样应用于“输入”节点，反之亦然。另外，特征通过参考节点的三个主要类型中的一个被描述，即(a)输入节点，(b)输出节点，或(c)同时作为输入节点和输出节点的节点，可以同样应用于这些三种类型的不同的一个的节点。)在房间里可以有利地具有比输出节点的数量多的输入节点，例如，从这种方式来看，光可以在特定的房间的布局内反射。每个输入节点可以被设置成在给定的区域收集和/或检测光，但也可以不被配置为在该区域内对不同位置之间的光的强度或波长进行区分。实际上，每个输入节点可能为一个单个像素节点的形式。同时，可以在一个房间中设置多个节点，大多数节点最好相互隔开。
每一个节点可以被设置为具有适当的透镜以适合确保该节点覆盖房间的预期区域。例如，可以使用菲涅尔透镜。
优选在每个房间内使用的输出节点的数量将取决于各种因素。据信，一个相对小尺寸的房间，例如具有约5平方米的面积，可以通过单个输出节点进行监测。因此，在建筑物中可能有多个房间，其中每个房间仅设置有一个或两个输出节点。在建筑物中可能有多个房间，其中，仅设置了一个输出节点。在其它应用中，可能期望具有多个输出节点的每个有效地监测较小的区域。具有多个输出节点可能增加成本和信号处理的需求以及完成扫描被监视房间的所花费的可能的时间(例如，如果单个捕获单元和信号处理单元被用于监视来自这些输出节点的所有反射信号)。然而，具有更多个输出节点可以提高鉴别检测在房间内移动和/或占用的准确度和精确度。因此，在建筑物中可能存在至少一个房间或一个区域，其中，设置有5个以上的输出节点，且可能超过10个输出节点。具有多个节点还可以使该装置跟踪(例如一个人的)从建筑物中的一个位置到建筑物中的另一部分的位置的移动(例如，在该房间内跟踪从一个位置移动到房间内的其他位置)。
光源可以是激光光源。激光光源优选为红外激光单元的形式。
有利的是，一个光源被设置成将光传送到多个输出节点。因此，具有足够高的规格来提供精度的单个激光光源可能伺服于多个房间，从而降低装置的成本。光源被优选地设置成射出脉冲，每个具有在0.1和200纳秒之间的持续时间。光源被优选地设置成射出脉冲，每个具有小于100纳秒的持续时间。所述光源可以被设置成射出脉冲，每个具有大于1纳秒的持续时间。然而，优选具有光脉冲，每个具有小于1纳秒的持续时间。在1纳秒中光能够行进大约30cm，以及在200纳秒中够行进大约60m。接收到的波形(或多个波形，例如如果有两个或多个输入节点)将典型地具有长于射出脉冲的持续时间。在房间里的一些物体可以靠近输入/输出节点，使得从输出节点经由物体(和反射)并返回到输入节点的路径，比其它路径显著地短。如果房间具有最大尺寸，比如说10m，那么光沿着一个路径和其他路径行进的距离的差异可以很容易地达到10m或更长。因此，接收到的(反射的)光脉冲可以具有至少30纳秒的持续时间，并且有可能超过100纳秒。每个脉冲优选的，但不必是，一个方波脉冲。非方波也是可能的。优选地，射出连续的脉冲具有基本上相同的形状。每个脉冲可以包括脉冲的突发或以其它方式进行调制。
该波导便利地为光纤电缆的形式。
如上所述，该装置有利地能够区分，通过任何一个输出节点向一个房间中传输的由该房间的物体反射的光脉冲与来自其它输出节点发出的反射的光脉冲。这可以以任何合适的方式来实现。在所描述的实施例中，其中光脉冲的宽度(持续时间)是比较低的，脉冲的定时被用于确定哪个节点的脉冲已被反射。优选的，该装置带来传输到一个房间的光和传输到下一个房间的光之间的时间延迟。当多个房间使用单一光源时，可以通过下述步骤实现，射出单一脉冲、分裂该脉冲而传输到多个不同的输出节点，并确保到每个这样的输出节点的路径的长度的不同足以使从每个输出节点射出的脉冲具有在它们被射出的时间的连续脉冲之间的延迟。因此，反射的脉冲然后被有利地按时间彼此分离，允许装置确定产生反射脉冲的输出节点。方便地，将光传输到输出节点的波导的长度的不同足以通过连续输出节点带来脉冲之间这样的时间延迟。应当理解，用于从光源传输光到一个远离的房间的波导必然具有最小的长度，该最小的长度比传输光到更靠近光源的房间的所需的最小长度长。因此，相对于进一步远离光源的输出节点建立一个比相对于更靠近所述光源的输出节点的时间延迟更长的时间延迟，可以是方便的(但不是必需的)。可替代地，或附加地，光的不同波长可用于区别通过某些房间发送和反射。可替代地，或附加地，每个房间可以提供更多个光转换器。
房间占用感测装置可与检测门操作的系统整合。例如，某些门可能需要使用电子钥匙、划卡或类似物，从而允许检测在门口的人的存在。通过低估检测到的由于入口门在合适的时间段内没有被操作的原因而被视为空的房间占用(例如从关注的那天开始)，这种整合可以减少误判的数量。房间占用感测装置可与建筑中其它的监控系统整合。
还可以有一个或多个建筑物具有通过同一个房间占用感测装置监测的房间。
该装置具有特定的应用，关于检测在一段时间内房间可能被占用并然后空置的建筑物内的房间的预期占用。本发明的实施例的一个优点是，当被事先占用的房间被空置时，有能力进行检测。现有技术的被设计用于监视预计将是空的房间内的意外移动的移动检测系统，仅仅被要求检测房间内移动，然后做出指示，例如发出警报。这种入侵/防盗报警系统不是足够成熟以检测被事先占用而空置的房间。但是，具有例如比较来自之前存储的波形的形状的能力，其中该房间已知为空置的，本发明提供了在其中房间空置可以被主动地检测的实施例。因此，该装置可被配置为，在主动监视建筑物的不间断的状态期间，检测房间内的移动或占用，制成该房间被占用的指示，并随后，在如此被认为的情况下，做出该房间不再被占用的指示。
根据第二方面，还提供了房间占用感测装置，用于感测一个或多个，并优选地至少两个，在建筑物中房间的占用，上述房间占用感测装置，包括：(a)至少一个光源设置成射出一系列光脉冲，(b)多个波导，至少一些所述波导被设置为从光源传送光到多个输出节点，其中每个输出节点被设置位于房间中，(c)至少一个信号捕获单元，被设置用于接收输出信号，在使用中(例如当房间占用感测装置被安装和使用在建筑物中)该信号从来自所述输出节点的被反射(例如通过房间内的场景)和被检测(例如通过一个或多个输入节点)的光中产生，以及(d)信号处理器。该装置优选地设置，从而能够区分，通过任何输出节点射出的光产生的反射光脉冲和通过任何其它输出节点射出的光产生的反射光脉冲。该装置优选地设置，使用中(例如，当在房间占用感测装置被安装和使用在建筑物中)，信号处理器将由信号捕获单元接收到的响应第一射出光脉冲的信号与由信号捕获单元接收到的响应第二射出光脉冲的信号进行比较，由此所述装置能够在使用中同时检测房间内的移动并且凭借下面两点来确定被检测到移动的特定的房间：(i)检测来自上述第一和第二射出光脉冲的反射的光脉冲产生的由信号捕获单元接收的信号之间的差异；和(ii)关联所述反射的光脉冲到适当的输出节点并因此关联到与所述输出节点相关的房间。本发明的上述第二方面的房间占用感测装置，可设置为在建筑物中已安装的系统，或者可以分别设置从而将包括多个房间的建筑物转换为根据本发明的第一方面的建筑物。这样，在本发明的第一方面的特征可被并入本发明的这个第二方面。
根据第三个方面，本发明还提供了一套部件，用于转换包括多个房间的建筑物为根据本发明第一方面的建筑物。该套部件可以包括至少一个光源，用于射出一系列光脉冲。该套部件可以包括多个波导。该套部件可以包括一个或多个输出节点。该套部件可以包括一个或多个输入节点。该套部件可以包括至少一个信号捕获单元。该套部件可以包括一个信号处理器。本发明的第一个方面的特征可以结合到本发明的第三个方面。
根据第四方面，本发明还提供了一种感测房间占用的方法。该方法可以包括根据本发明的第二方面使用的房间占用感测装置。该方法可以包括传送步骤，通过多个波导传送一系列光脉冲到位于一个或多个房间的每个中的一个或多个输出节点，优选为多个房间。然后每个房间中的场景可以反射通过输出节点射出的光脉冲。该方法可以包括检测所述反射的光脉冲的步骤。该方法可以包括监视差异的步骤，该差异为来自从输出节点射出的脉冲所反射的第一反射光脉冲的检测到的波形与来自相同输出节点的第二反射光脉冲的检测到的波形的差异，并对每个输出节点执行上述监视步骤。在房间内检测移动可以通过检测所检测到的波形之间的上述差异来实现。在房间内检测移动优选地通过比较(a)来自从输出节点射出的脉冲所反射的第一反射光脉冲的检测到的波形的形状和(b)来自相同输出节点的第二反射光脉冲的检测到的波形的形状来实现。在房间内的移动可因此通过检测所检测到的波形的形状之间的差异来检测。在其中被检测到移动，并因此被检测到占用的特定的房间可以优选通过确定检测到的相关联的输出节点的差异被确定。该方法可以包括使用信号处理器(例如电子信号处理器、计算机等)，以确定检测到的波形中是否存在差异。
相比一些现有技术的系统，本发明通过测量和比较波形的形状的方法有效地测量并考虑到每个输出节点时差(或每个房间中的光脉冲的射出实例)的多次测量。在某些实施例中，取决于测量的分辨率，测量和比较的波形的形状可被视为等同于在数百个独立测量的数字域中的比较。这是因为每个光束传播到给定的区域，并照射房间中的不同部分或其中的物体，具有从输出节点返回输入节点的光的许多不同的路径。对于每个脉冲，不同强度的光(随时间)因此在(多个)输入节点被接收。
优选具有多个输出节点。所述一系列光脉冲可从输出节点以在连续射出光之间设定时间延迟的方式按序列地射出。上述设定时间延迟可以在第一成对连续射出光(例如用于给定的光束)和第二成对连续射出光(例如用于同一光束)之间是相同的。上述设定时间延迟可以在第一对连续射出光和后来的成对连续射出光(例如用于同一光束)之间是不同的。在给定的空间中(如房间)每个光束之间都可以有这样的时间延迟。这样的时间延迟的规则优选地允许在每个光束的基础上的将要检测的更改/移动。
用于监视第一和第二反射光脉冲的检测到的波形的形状之间的差异的所述监视步骤，可以相对于来自从全部多个输出节点射出的脉冲所反射的光中产生的波形的形状来执行。因此，相对于用于来自于输出节点的给定射出光，全部输出节点可能只需要一个形状比较计算。应该理解的是，一个形状比较计算可以相对于用于给定脉冲射出光的所有输出节点进行，该脉冲被从输出节点以不同的相对时间射出。
该方法具有特别是，但不是唯一的，关于检测具有多个房间的建筑物内的房间占用的应用。在这样的情况下，每个房间(被监测的)将有利地具有用于该房间的至少一个输出节点。该方法可以包括以下步骤：通过多个波导传输一系列光脉冲到位于多个房间的每个中的一个或多个输出节点，每个房间中的场景反射通过输出节点射出的光脉冲，并检测确定对应于移动的一个房间或多个房间。该方法可以在至少一个房间被监视的已计划的占用期间执行。
监视在第一和第二反射光脉冲的波形的形状之间的差异的步骤可以包括：在下述两者之间进行直接比较，(a)第一反射光脉冲的检测到的波形的形状，和(b)第二反射光脉冲的检测到的波形的形状。
监视在检测到的波形之间的差异的步骤可以通过信号处理器来执行，例如由计算机的一部分限定或形成。
可以有存储步骤，在电子数据存储单元的存储器中存储关于多个检测到的波形的形状的数据，优选地包括一些几分钟前，和一小时前检测到的波形。
这当然可以理解的是，那些关于本发明的一个方面中描述的特征可以与本发明其它方面相结合。例如，本发明的方法可以结合任何参照本发明的装置所描述的特征，且反之亦然。例如该方法可以包括使用所述套部件。例如所述套部件可以被设置为适合于执行本发明的方法。
附图说明
本发明的实施例将通过仅参考其中示意性附图示例的方式进行描述：
图1a和图1b示出了在空置房间中的根据本发明第一实施例的占用感测系统；
图2a和2b示出了在占用房间中的第一实施例的占用感测系统；
图3示出了在两个相邻的房间中使用的第一实施例的占用感测系统；
图4a至4d示出了本发明第二实施例中使用的射出和接收光脉冲的步骤；
图5示出了在第二实施例中用于射出和接收光脉冲而设置的节点的网络的配置；
图6示出了根据本发明第三实施例的占用感测系统，以及
图7a至图7d示出了根据本发明第四实施例的占用感测系统进行的测量。
具体实施方式
图1a，1b，2a和2b示意性地示出了根据本发明第一实施例的占用感测系统的操作的原理。图1a和1b显示了在空置的房间10中工作的系统。所示的系统包括：脉冲激光单元20，其射出通过指定的时间trep隔开的激光光线的相同的脉冲22(单独地标记为脉冲“a”和脉冲“b”)。由激光单元20射出的脉冲22通过在传感器视野(FoV)中场景内的物理表面反射。反射的脉冲24被捕获单元30检测和存储为数字波形。如果没有变化(即移动)发生在两个连续脉冲的反射之间，它们反射的波形24将是相同的，如图1a所示。图2a和图2b示出了当房间10被移动的人40占用时图1a和图1b的系统的操作。如图2a和图2b所示，发生在传感器FoV上在两个连续脉冲(“a”和“b”)的反射之间的时间期间的移动，作为人40进入FoV的结果，改变了第一脉冲和第二脉冲之间的场景的物理布局。激光脉冲因此不同地被反射，例如第二脉冲被反射使得至少部分的光沿不同长度的路径行进，导致部分光在被检测到之前花费不同长度的时间(相比于第一脉冲)。这导致反射脉冲24m的波形之间的时间差，如图2a所示。捕获单元30检测到两个脉冲24m的第二脉冲(脉冲“b”)的波形的形状与第一不同，从而检测到在房间中的移动，并且因此检测到房间被占用。该系统是非成像系统，并且使用光脉冲的时间(基于时间的)的特性作为占用检测的手段(例如，在时域分析和/或比较波形)。
在图3中更详细地示出了第一实施例，它显示了安装在建筑物中的占用感测系统，其中该第一实施例是在具有多个房间10的办公楼中任何一个房间可以被占用的形式。两个这样的房间10a，10b示出在图3中。占用感测系统被配置为在任何给定的时间以检测其中多个房间10的哪个被占用，例如通过一个或多个雇员。这样的功能可以是特定的用途，例如在紧急的情况下，例如火情，迅速地确定建筑物多个房间中的哪个被占用。但它也很难确定是否一个或多个房间已经被成功疏散，尤其是如果当建筑物中有多个房间，如果房间位于远程，和/或访问任何给定的房间受到限制。
参考图3，单一脉冲激光单元20产生的激光的连续脉冲，具有trep的周期，由分离器50分成多个光路(由光纤电缆限定)，各光路与相应的光脉冲相关联。该脉冲通过光纤电缆传送到多个输出节点60。输出节点形成在被监视的房间内的光纤电缆的端部，并用配备适当的透镜，以提供适当的视野(虽然这可能是通过裸露光纤的开口端来限定输出节点，这将在任何情况下提供一个相对较宽的视野)。在图3中示出的光纤电缆网络的扇形展开结构，尤其是在源20和每个输出节点60之间的信号分离器50的设置，允许每个节点60到输出大致相同的脉冲的功率，这意味着任何所需的用于分析的脉冲波形的放大可以是基本上均匀的。返回的反射被传送返回到捕获单元30，其同时包括探测器32形式的转换器，和控制单元34。控制单元34包括计算机处理器。所述探测器32接收并检测反射的脉冲并将接收的脉冲转换成电子数字波形。所述控制单元控制所述系统的操作，并还处理数字脉冲波形。
来自每个输出节点60的脉冲22在以延迟Δt分隔的不同时间在节点的点上射出。在从一个节点射出一个脉冲的时间与从下一个节点射出相同脉冲的时间之间的延迟Δt，通过延迟环70被引入到相关的光纤电缆中。这可以在实践中通过使用不同长度的光纤电缆作为延迟线来实现——电缆越长，脉冲从输出节点射出、反射并由探测器接收所花费的时间越长。因此，光纤的长度相对于需求的间隔而随着每个节点累积地递增。
从图3中可以看出，该图中最左边的节点路径不具有延迟环。到下一个节点(左二)的光纤电缆路径具有延迟环70a，增加了Δt的延迟。到下一个节点对(右侧的两个节点)的光纤电缆路径包括一个较大的延迟环70b，到两个节点的路径增加了2Δt的延迟。到最右的节点的路径还包括增加了Δt延迟的又一个延迟环70c。因而，在操作期间，激光脉冲从源20射出，然后通过分离器50被分为四个激光脉冲，其到达节点的时间分别为T0(最左的节点)、T0+Δt、T0+2Δt和T0+3Δt。反射的脉冲从节点60沿着与脉冲从激光源20到每个这样的节点60相同的路径行进返回到捕获单元30。相同的节点60同时用作来到和来自房间的激光的输出和输入。从而添加了进一步的延迟，使得被输送到每个节点60的激光脉冲以至少2Δt间隔分隔的不同的时间在房间中被反射并在捕获单元30被接收返回。
脉冲的长度被选择为足够的短(相对于延迟Δt)并且通过激光源20射出的连续脉冲之间的间隔被选择为足够的长(比在脉冲射出与最后反射的脉冲在捕获单元被接收的时刻之间的时间长)，以确保在捕获单元接收的、从不同节点发出的脉冲不相互重叠或干扰，并且可以通过捕获单元被容易地区分。因此，对于具有n个节点的系统，由激光源射出的单一脉冲被分成n个脉冲，并通过n个节点射出。捕获单元在激光源射出下一个脉冲之前接收一个序列的n个反射的脉冲，这些脉冲产生自由激光源射出的单一脉冲(也考虑参照下面提供的第二实施例的图4a至4d的说明)之前。
反射的脉冲通过捕获单元被捕获、数字化、存储和处理。通过接收到脉冲的时间来识别其接收反射脉冲的节点。从来自同一节点的连续的反射脉冲的数字波形通过控制单元34的计算机处理器(在捕获单元30中)进行比较。在本实施例中，二进制补方法被用于比较脉冲波形。这相当于将波形中的一个反转并加2所得的波形。不论其形状如何，如果该波形是相同的，会发生空的输出。然而，如果由于在脉冲的反射之间的时间期间发生的移动导致两个波形不同，一个非零输出将显现，而如果它超过容限，则这将指示占用。已检测被占用的房间可以通过关联反射的脉冲被接收的输入/输出节点到与它相关联的房间来确定。
在本实施例中，时间trep为大约一秒，等同于约1Hz的脉冲重复率(在激光源上)。可以使用更快的速率，但1Hz允许在工作场所中典型速度的移动的检测。速率可以根据应用/安装的类型进行校正。本实施例用于具有5米高度的房间，其中节点安装在天花板上。来自每个节点的平均脉冲从节点、通过在房间内的反射并返回到节点行进10米的往返路程。光以3×108ms-1行进。由光行进10m路程需要大约33纳秒。从激光源射出的脉冲的宽度为约1纳秒(即约30cm)。脉冲的宽度会扩散，作为在房间内不同的反射的结果和作为分散和光沿光纤电缆行进的其它脉冲扩散效应的结果。因此，捕获单元使用约100纳秒的脉冲采样间隔进行操作，生成100纳秒有价值的被存储的每个脉冲每个节点的数据。每100纳秒的有价值数据包括1,000个数据点，需要10GSs-1的采样频率。可以被这样的系统检测的移动的分辨率因此为3cm的量级。给定出每个脉冲需求在捕获单元的采样的100纳秒的量级，该实施例(在1s的脉冲重复率下工作)的系统可以使用多达106(和可能高达大约107，即1秒周期时间被100纳秒的脉冲采样间隔时间分隔)的不具有任何连续脉冲重叠的脉冲输出节点。
第一实施例的系统可以通过添加更多个分离器和延迟环容易地按比例放大。以示意的方式，图4a到图4d和图5示出了本发明的安装在建筑物中的用于监视大数量节点的第二实施例。图4a至4d示出了射出和接收脉冲的步骤。在本实施例中，每个房间中有一个节点。最初(图4a)激光源射出单一脉冲，通过延迟环，在各自的输出节点产生连续脉冲。连续脉冲通过时间延迟Δt分隔。图4a仅示出了前三个和最后一个(nth)脉冲。每个脉冲被从光纤电缆的端部射出，该端部定位并设置在每个房间内，以提供适当的视野。脉冲然后被在房间内反射，反射的一部分通过光纤电缆的同一端被检测(从而每个房间的输出节点还执行输入节点的功能)。因此(参照图4b)随着反射脉冲24通过光纤电缆网络行进返回，额外的延迟被引入，使得所接收的脉冲通过时间2Δt分隔。每个反射的脉冲24都具有被修改的波形(相对于射出的脉冲)，这取决于房间的物理布局和所射出的脉冲在房间中被反射并返回到输入/输出节点的方式。因此，每个相应的反射的脉冲24可以具有特定于在给定的时间房间和其中内容(视野)的布局和形状的形状。反射的脉冲24将因此几乎可以肯定具有不同的波形形状。
下一个脉冲在时间trep之后由激光源射出(如在图4c中示意性示出)。在这种情况下，房间号3中有移动而任何其他房间中没有移动。作为这样的后来的来自第三节点的反射的波形24m(参见图4d)具有与紧接在前面的来自第三节点的反射的波形24i不同的形状(参见图4b)。捕获单元比较从每个节点连续反射的脉冲，通过改变足够大以表示房间中的移动。因此，在该实施例中，捕获单元检测到第三个节点的反射的脉冲的形状的变化，并认为关联的房间被占用。
图5示出了光纤电缆网络如何可以扩展以允许多个输出/输入节点用于每个激光源/捕获单元。图5示出了用于8个节点的网络。该网络具有3个级别，L1、L2、L3(其在图5中被标记，使得最接近的级别的节点被标记为L1)。在每一级别，脉冲的数量通过光分离器将由单元接收的每个脉冲分成两个脉冲而增加一倍。延迟环然后插入到以给在节点输出的每个相应的脉冲提供不同的时间延迟。当然延迟环可以不同地插入，但是对于光纤电缆的有效的使用，较长的延迟环被更接近源地插入。因此，在图5中，在最顶层，L3，来自激光光源20的单一脉冲被分成两个脉冲，一个向下传输到左侧分支，其中没有增加延迟，还有一个向下到右侧分支，其中添加4Δt的延迟。两个脉冲然后传输到下一级，其每个脉冲又被分成两个脉冲，一个不添加延迟，一个添加2Δt的延迟。该过程再次重复在最低水平，L1，具有或者没有添加延迟或者添加Δt延迟的分隔脉冲。其结果是，到达节点60的脉冲具有(从左至右)0、Δt、2Δt、3Δt...7Δt的连续延迟。如果需要超过8个节点，在级别L3上以类似的模式添加另一个级别。因此，对于n个节点，需要有l个级别，其中l等于(log n)/(log 2)，小数点后进位。在ith级别插入的延迟等于2i-1(2的i-1次幂)个Δt。它也可以理解为，在2n个Δt将理想地相对低的与trep比较，使得通过从激光源射出的第一脉冲产生的所有反射的脉冲在通过从激光源射出的下一个脉冲所产生的反射的脉冲开始到达之前被接收。
引入光纤电缆网络的延迟环的物理长度必须考虑到从激光源到节点的光纤电缆的长度和折射率来确定。因此，房间的物理分隔，和从所述激光源的位置到房间不同距离可以引入到每个节点所需的延迟的一部分。出于这个原因，如果最接近激光源的节点通过具有更少加入电缆的方式的光纤电缆连接而引入延时环，而那些更远离的节点具有更长的延迟，这样可能是更有效和方便的。
可以看出，通过第一和第二实施例示出的可扩展的系统能够以相对低的成本进行大面积的占用感测，因为提出的系统设计包括比感测区域数量小的激光器(例如单一脉冲激光器)和通过光纤连接的脉冲输出节点的网络。这些脉冲从激光器单元射出和将沿着光纤行进从而通过每个脉冲输出节点射出。这些脉冲被反射并通过比感测区域数量少的探测器(例如单个探测器和捕获单元)接收。
需要提供给完全覆盖的区域或感兴趣的区域的单元的数量取决于每个脉冲输出单元的视野(FoV)。传感器的FoV可以利用每个脉冲单元上的光学透镜调节到所需的宽度。可以通过增加传感器的FoV来实现利用最小数量的激光节点和计算机获得最大的覆盖。相反，使用更大数量具有窄的FoV的激光节点可以使得系统能被用作高分辨率移动定位并因此跟踪的系统。
图6示意性示出了根据本发明第三实施例的占用感测系统，仅示出了相对于一个单个房间的系统的一部分。该系统具有许多可独立操作的脉冲激光单元120，每个都依次射出相同的激光的脉冲。光脉冲由分离器150分隔并从输出节点160的输出。一些激光单元提供多于其它的输出节点。激光单元和输出节点之间的路径长度由一个或多个波导的路径的长度设置，其在激光单元和输出节点之间可包括一个或多个延迟环。激光单元由中央控制单元控制，使得激光脉冲顺序地从输出节点射出，从一个输出节点射出到下一个的脉冲的开始由控制单元，以及激光单元和输出节点之间的路径长度来预定，作为系统的一个预先设定的参数。在触发激光单元和激光单元射出光脉冲之间存在延迟，但该延迟可被假定为所有的激光脉冲大致相同，因此并不需要进行考虑。返回的反射通过输入节点165和相关的波导以及可选的组合器155被传送返回到捕获单元130。在图6中，只有一个节点180被示出为同时充当输入节点和输出节点。返回的反射的波形被以类似方式分析，如参考第一实施例中进行的描述。一些节点是共享的，因此在本实施例中，装置可能不能用于检测(或“得知”)在捕获单元130接收的光所行进的准确路径。然而，该装置能够区分从在一个房间中的一个或多个节点接收的光与从其他房间中的节点接收的光。本实施例的系统，与其它实施例所示的类似，还能够应付这样的情况，在不经意间，在房间中的探测器可“看到”来自被匹配的光源(输出节点)以外的光源(输出节点)的杂散辐射。例如，考虑一个场景，其中包含具有镜面屏幕的计算机监视器。第一输出节点可以照亮包含监视器的场景的一部分，并且同时第一输入节点可接收大部分的信号，一些杂散辐射可能无意中被镜面屏幕反射离开进入到在同一个房间中的另一个输入节点。尽管这样，本实施例仍然能够正确工作，因为相同数量的杂散辐射会被发现为连续脉冲(假设场景中没有其他的变化)之间：它是被进行比较的连续脉冲，因此该系统，在效果上，不断重新调整自己。
本发明的第四实施例提供了用于波形的形状之间的差异的更复杂的分析。脉冲激光源通过信号分离器输出到两个输出节点，它们一起能够监视在单个房间中的占用。一个输出节点被提供延迟环以使单一脉冲被转换成两个时间分隔的射出脉冲。返回的反射经由两个输入节点(在此实施例中与输出节点相同)传送返回到捕获单元，在单个捕获单元合并并接收，其中接收到的信号的波形的形状在单个捕获单元中进行分析。图7a为曲线图，示出了在捕获单元接收的反射的信号波形的形状作为强度I随时间t的推移的测量。图7a示出了一序列的四个接收的波形，201a、201b、202a、202b、203a、203b、204a、204b。每个波形包括两个可区别的反射脉冲，使得例如在图中左侧所示的第一波形201具有两个时间分隔的和不同的波形形状201a和201b。应当理解的是，这两个波形形状201a和201b是时间分隔的，其结果从输出节点射出的脉冲被时间分隔，而且从输入节点之一的返回路径包括时间延迟，导致接收的具有两个波形形状脉冲的波形也被时间分隔。来自第一输入节点的波形形状201a、202a、203a和204a被来自第二输入节点的波形形状201b、202b、203b和204b插入。在这种情况下，所有的四个来自第二输入节点的波形形状201b、202b、203b和204b都基本上被相同地整形。前三个来自第一输入节点的波形形状201a、202a和203a基本上被相同地整形，但第四波形形状204a具有不同的整形。图7b示出了来自第一输入节点的第三波形形状203a，而图7c示出了来自第一输入节点的第四波形形状204a。图7d示出了来自第一输入节点的第四波形形状204a，具有与第三波形形状203a的时移和叠加(以虚线示出)以更好地示出两个波形形状的形状的差异。
信号处理单元检测到图7d所示的两个波形形状203a、204a是不同的，并因此指示在房间内通过第一节点(而不是在第二个节点)监视的区域内存在某些东西的移动。所述信号处理单元还确定两个波形之间的差异仅朝向波形的端部，指示了移动产生自由在被监视的场景中的被定位的物体，使得反射的光的路径相当长，例如，某些东西接近地面(在输入/输出节点是安装在天花板上的情况下)。信号处理单元存储接收的波形的形状的历史，使得所接收的反射的波形不仅能与紧接的之前接收的反射的波形进行比较，还能与较早接收的反射波形进行比较，从均为几分钟前，几个小时前和移动/占用最后被检测到之前最早的波形。波形的形状缓慢变化的差异也因此可以被监视和分析。
第四实施例与本发明的其他实施例共同提供了房间占用感测系统，被设置成低估(即注意不相关的)由在房间内被预先移动的静态物品而产生的波形的形状的改变。一旦一个人离开房间，这样的事件是由系统确定的，在房间的场景的状态可以被认为是固定的(直到在房间内再次存在占用)。波形的形状可以不同于先前确定的上一次被空置的房间(因为在房间内的物体已经改变位置，例如，一个椅子被留在不同的位置)，但该系统能够应付这样的变化，通过比较测定的波形的形状与确定的在房间空置后的立即的波形的形状。
同时参照特定的实施例本发明已经进行了描述和示出，本领域普通技术人员可以理解的是，本发明可以具有各种在这里没有具体说明的变形。通过仅作为示例的方式，现在对某些可能的变型进行说明。
该装置可被设置成考虑到背景辐射的变化。如果在房间里的一个人打开或关闭房间里的灯，或以其他方式改变照明，可能改变通过房间占用感测装置检测到的光的波形的形状或振幅。然而，在该装置为房间占用感测装置并且不是移动检测系统的情况下，这样的改变将正确指示房间的占用。不是由人占用房间引起的房间内背景光条件的变化可以被房间占用感测装置低估。例如，所有的在建筑物内的灯光可以由一个与房间占用感测装置集成的系统来控制。在这样的情况下，可通过系统关闭被认为空置的房间里的灯光实现节约能源。该装置通过本领域技术人员显而易见的方法，如果外侧光线条件影响房间内的光线条件时，可以低估外侧光线条件的变化。
每个房间可以有多于一个的输出节点。来自每个这样的输出节点的光的光束可以具有比已示出的更少的发散，使通过每个光束监视相对小的区域。这种方法可能会增加成本和/或复杂，但提供了精确定位移动/占用的手段。用于检测和分析房间内反射的电路和光纤电缆可以与在每个房间中射出光脉冲的电路是分开的。同时具有相同的激光脉冲(从不同的输出节点射出)是可取的，但不是必须的。可以提供多于一个的激光。激光在信号分离的每个级别被分成两个。激光可以在信号分离的每个级别被分成多个单独的脉冲。
脉冲采样间隔和速率可以改变，以提高分辨率或降低分辨率，但也许减少了系统所需的部件的成本。
模拟信号处理技术(可选地包括模拟计算方法)可被用于比较的波形的形状。
波形的形状的分析可涉及又一更复杂的分析。不同类型的移动/占用/环境的变化/被监视的场景可以基于分析所接收到的波形的形状如何随着时间的推移而变化进行区别。例如，这将有可能教导或编程信号处理单元以检测房间里的烟雾。烟雾可通过改变的手段而被检测到，在连续的波形的形状中具有典型的缓慢发展的特点。烟雾在房间内的引入将导致增加分散性、反散射和光束衰减，所有都具有对检测到的波形的形状的冲击。当输入和输出节点被安装在房间的天花板，靠近地板的烟雾将导致在该确定的区域中波形的形状的变化(作为光的较长的路径长度的结果)。还应该相信，适当的编程的装置将能够区分一方面房间中由小的快速移动的物体引起的移动，另一方面由人类占用引起的移动。例如，书桌式风扇具有快速移动的风扇叶片，通过发出频率比1Hz高得多的脉冲光发射的短的突发(大约1kHz)的手段，可以同移动相对缓慢的人区分开来。这样的高频率的脉冲可以检测在归属于风扇的波形形状的定期和规则的变化，然后低估这样的变化作为来自非人占用的结果。它也可被考虑为活的害虫(例如啮齿动物)的存在将能够被检测并从房间内其它类型的移动区分开来。例如啮齿动物，将趋向于沿着并靠近地板移动，将导致某些类型的检测到的波形的改变。
所接收的波形可在与参考的波形形状比较之前被收集和平均(例如作为几个连续的波形的滑动平均值)。在比较步骤之前的多个波形的求和和/或平均可以减少测量噪声或其它噪声在系统中的影响。
该系统可以能够检测房间里人的静止状态。如果该房间被人占用，然后他/她倒下，例如摔倒到地面上，该系统是能够检测这样的事件并发出适当的警报。该系统能够检测到房间内的场景已经在给定时间段内保持不变(表示基本上房间里没有任何的移动)，也能够将房间内的波形的形状与之前的形状(当房间空置时测量的)进行比较，并能够判断在地板上具有人大小的物体的形状的差异。然后，系统会发出警报，具有房间被一个已经摔倒的人占用的风险。
在建筑物正在被疏散的情况下，该装置可以增加在脉冲被射出的频率，以便增加测量的分辨率，并因此信任系统的测量结果和结论，建筑物的哪个部分被占用以及建筑物的哪个部分是空置的。
监视连续测量的信号波形的波形形状的改变并不需要涉及两个波形的直接比较。可能的是，通过比较波形的形状的特征比较波形的形状和/或检测两个波形的形状的差别。例如，有可能应用，通过傅立叶变换方法变换的波形，从而傅立叶变换直接进行比较。
在前面的描述中，上述提及的整体或元件具有公知、明显的或可预见的等效物，那么这样的等效物被并入本文，如同之前的单独阐述。本发明的真实的范围参考权利要求来确定，应该被理解为涵盖任何这样的等同物。它同样可以被读者理解，本发明被描述为优选的、有利的、方便等的整体或特征是可选的，并不作为独立权利要求的范围的限定。此外，可以理解的是，这样的可选的整体或特征，以及本发明一些实施例中可能的有益效果，在其他实施例可能是不期望的因此可以不存在。

Claims (15)

1.一种感测房间占用的方法，其中该方法包括以下步骤：
-经由一个或多个波导传输一系列光脉冲到位于所述房间中的一个或多个输出节点，
-房间内的场景反射由所述一个或多个输出节点射出的光脉冲，
-检测反射的光脉冲，
-监视(a)来自从所述输出节点射出的脉冲所反射的第一反射光脉冲的检测到的波形的形状和(b)来自从相同输出节点的第二反射光脉冲的检测到的波形的形状之间的差异，并且对每个所述输出节点执行这种监视步骤，及
-通过检测所检测到的波形的形状之间的差异来检测所述房间内的移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，存在多个输出节点，并且所述一系列光脉冲从所述输出节点以在连续射出光之间设定时间延迟的方式按序列地射出。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，用于监视第一和第二反射光脉冲的检测到的波形的形状之间的差异的所述监视步骤，相对于来自从全部输出节点射出的脉冲所反射的光中产生的波形的形状来执行。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，执行所述方法以检测具有多个房间的建筑物内的房间的占用，每个所述房间具有至少一个所述输出节点。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：
-通过多个波导传输一系列光脉冲到位于所述多个房间中的一个或多个输出节点，
-每个房间中的场景反射从所述输出节点射出的光脉冲，并
-对应于检测到的移动确定所述一个房间或多个房间。
6.根据权利要求4或权利要求5的方法，其中，所述方法在被监视的至少一个房间的计划占用的期间执行。
7.一种根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，用于监视所述第一和第二反射光脉冲的检测到的波形的形状之间的差异的所述监视步骤包括在下述两者之间进行直接比较，(a)第一反射光脉冲的检测到的波形的形状和(b)第二反射光脉冲的检测到的波形的形状。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中用于监视检测到的波形之间的差异的监视步骤通过信号处理器执行。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：在电子数据存储单元的存储器中存储关于多个检测到的波形的形状的数据的存储步骤。
10.一种建筑物，包括多个房间和房间占用感测装置，该房间占用感测装置包括：
-至少一个光源，设置成射出一系列光脉冲，
-多个波导，至少一些所述波导被设置成从所述光源传输光到位于所述多个房间中的每一个中的一个或多个输出节点，
-至少一个信号捕获单元，设置成接收被所述多个房间中的物体反射的光所产生的输出信号，以及
-信号处理器，
其中
该装置被设置为能够区分，通过任何一个输出节点传输到房间并由该房间中物体反射的光脉冲和在任何不同房间中的任何输出节点产生的反射的光脉冲，
该装置这样设置，在使用中，所述信号处理器将由信号捕获单元接收的响应第一射出光脉冲的信号的波形的形状和由信号捕获单元接收的响应第二射出光脉冲的信号的波形的形状进行比较，
由此该装置能够同时检测房间里的移动并凭借下述两点来确定发生所述移动的特定的房间(i)检测来自所述第一和第二射出光脉冲的反射的光脉冲产生的由信号捕获单元接收的信号的波形的形状之间的差异，和(ii)关联所述反射的光脉冲到相关的房间。
11.根据权利要求10所述的建筑物，其中，所述房间占用感测装置包括一个或多个转换器，用于将房间中物体反射的光信号转换为电信号，该电信号具有足够的分辨率以检测一纳秒的持续时间的光强度的变化。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的建筑物，其中，至少一些所述多个波导被设置为，既通过在每个房间中的一个或多个输入节点将所述多个房间中的物体反射的光传输到所述信号捕获单元，又从光源传输光到一个或多个所述输出节点。
13.根据权利要求12所述的建筑物，其中，至少一个所述输入节点还执行输出节点的功能。
14.根据权利要求10至13任一项所述的建筑物，其中，所述装置被设置为，在空置状态主动监视所述建筑物，
以检测房间内的移动或占用，
以指示房间被占用，
以认为随后该房间已不再被占用，和
以指示该房间不再被占用。
15.一套部件包括：
-至少一个光源，用于射出一系列光脉冲，
-多个波导，
-一个或多个输入和/或输出节点
-至少一个信号捕获单元，和
-信号处理器，
其中
所述部件被设置为，适于转换包括多个房间的建筑物为根据权利要求10至14任一项所述的建筑物或用于执行如权利要求1至9任一项所述的方法。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170922

Termination date: 20200912

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