CN104899993A - 一种光学侵界检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种光学侵界检测装置及方法，装置包括：信息生成模块生成第一特征信息和第一校验信息；编码调制模块将第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列并生成光波信号调制控制指令；发射模块发射调制后的光波信号；接收模块接收调制后的光波信号；解调解码模块对调制后的光波信号进行解调得到第二特征信息和第二校验信息；信息校验模块对第二特征信息和第二校验信息进行校验；控制模块在校验通过时，判断没有物体侵界否则判断有物体侵界。本发明可以解决部分功能模块发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。

Description

一种光学侵界检测装置及方法

技术领域

本发明涉及光波技术领域，特别涉及一种光学侵界检测装置及方法。

背景技术

图1示出了传统的未带自检功能的光学侵界检测装置的结构。如图1所示，传统的未带自检功能的光学侵界检测装置由发射模块3’、接收模块4’和控制模块7’组成。其中，发射模块3’用于发射光信号，接收模块4’用于接收发射模块3’发出的光信号，控制模块7’用于检测接收模块4’的输出，根据其接收强度，判断是否有物体侵界。其工作原理如下：当没有物体侵界时，发射模块3’发出的光信号能够到达接收模块，接收模块4’接收信号强度较大，接收模块4’输出信号“1”，控制模块7’判定无物体侵界；当有物体侵界时，发射模块3’发出的光信号被遮挡，接收模块4’接收的信号强度较小，接收模块4’输出信号“0”，控制模块7’判定有物体侵界。

该传统方案存在以下缺点：在特定模块发生特定故障时，系统侵界检测功能失效而导致危险的情况发生。例如：

(1)接收模块4’的输出部分发生故障，导致其输出结果一直为“1”，从而在有物体侵界时，整个装置仍然输出无物体侵界的结果；

(2)其他的光发射器从其他角度指向了接收模块，导致有物体侵界时，接收模块仍接收到光信号，整个装置仍然输出无物体侵界的结果等。

需要说明，不是所有故障的发生，都会导致危险的发生；例如发射模块3’故障导致不能发射光信号时，虽然系统故障，在无物体侵界时，也会因为接收模块4’输出“0”导致装置认为有物体侵界，但这种误报不会导致危险情况的发生。

图2为传统的带自检功能的光学侵界装置的结构图。这是在第一种方案的基础上，增加了控制模块7”对发射模块3”的控制接口，在装置工作前，通过关闭发射模块3”进行自检，从而检测到部分的故障。这种改进方案，虽然部分解决了故障发生时的检测问题，减少了危险性故障发生的概率，但不能彻底解决该问题，例如附近相邻的发射模块也在以相同模式工作，如光波被接收模块4”接收，仍会影响侵界检测；而特定硬件的故障，也会不能被及时检测到。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种光学侵界检测装置及方法，可以解决部分功能模块发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种光学侵界检测装置，包括：信息生成模块，用于生成第一特征信息和所述第一特征信息的第一校验信息；编码调制模块，所述编码调制模块的输入端连接至所述信息生成模块的输出端，用于将所述第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据所述第一二进制序列生成光波信号调制控制指令；发射模块，所述发射模块的输入端连接至所述编码调制模块的输出端，用于根据所述光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号；接收模块，所述接收模块与所述发射模块进行通信，用于接收所述调制后的光波信号；解调解码模块，所述解调解码模块的输入端连接至所述接收模块的输出端，用于对所述调制后的光波信号进行解调以得到第二二进制序列，并对所述第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息；信息校验模块，所述信息教研模块的输入端连接至所述解调解码模块的输出端，用于对所述第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果所述第二特征信息与所述第一特征信息相同且所述第二校验信息与所述第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过；控制模块，所述控制模块的输入端连接至所述信息校验模块的输出端，用于在所述信息校验模块判断校验通过时，判断没有物体侵界；在所述信息校验模块判断校验不通过时，判断有物体侵界。

在本发明的一个实施例中，所述特征信息包括：设备的ID信息、时间戳信息和序列号信息；所述校验信息包括：所述特征信息的CRC校验信息、所述特征信息的MD5校验信息或所述特征信息的奇偶校验信息。

在本发明的再一个实施例中，所述编码调制模块生成的光波信号调制控制指令包括对所述光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制。

在本发明的一个实施例中，所述光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

在本发明的另一个实施例中，所述控制模块进一步连接至所述信息生成模块，用于在所述信息生成模块工作之前，控制所述信息生成模块关闭进行自检，如果自检结果正常，则所述信息生成模块开始工作，否则判断信息生成模块故障，停止工作。

根据本发明实施例的光学侵界检测装置，解决了部分功能模块发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。本发明通过判断带有特征信息和校验信息的数据发送是否成功的方式，来检验光波信号是否被侵界物体遮挡。由此，即使接收模块、解调解码模块等接收端模块发生任何故障，都不可能凭空生成带有特征信息和校验信息的合法数据，因此必然被信息校验模块和控制模块检测到故障的发生，从而采取报警等防护措施。此外，即使相邻其他发射模块发射光波信号，因其信息中的特征信息不同，即使被接收器错误接收，也无法通过校验，从而不影响装置正常工作。

本发明另一方面的实施例提供一种光学侵界检测方法，包括如下步骤：

S1，生成第一特征信息和所述第一特征信息的第一校验信息；

S2，将所述第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据所述第一二进制序列生成光波信号调制控制指令；

S3，根据所述光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号；

S4，接收所述调制后的光波信号；

S5，对所述调制后的光波信号进行解调以得到第二二进制序列，并对所述第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息；

S6，对所述第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果所述第二特征信息与所述第一特征信息相同且所述第二校验信息与所述第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过；

S7，当所述第二特征信息和第二校验信息校验通过时，判断没有物体侵界，否则判断有物体侵界。

在本发明的一个实施例中，所述特征信息包括：设备的ID信息、时间戳信息和序列号信息；所述校验信息包括：所述特征信息的CRC校验信息、所述特征信息的MD5校验信息或所述特征信息的奇偶校验信息。

在本发明的另一个实施例中，在步骤S3中，所述根据光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，包括如下步骤：对所述光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制。

在本发明的再一个实施例中，所述光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤S1之前，还包括如下步骤：执行自检操作，如果自检结果正常，则开始工作，否则判断发生故障，停止工作。

根据本发明实施例的光学侵界检测方法，解决了部分功能发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。本发明通过判断带有特征信息和校验信息的数据发送是否成功的方式，来检验光波信号是否被侵界物体遮挡。由此，即使接收和解调解码等功能发生任何故障，都不可能凭空生成带有特征信息和校验信息的合法数据，因此必然被检测到故障的发生，从而采取报警等防护措施。此外，即使相邻其他发射模块发射光波信号，因其信息中的特征信息不同，即使被接收器错误接收，也无法通过校验，从而不影响装置正常工作。

本发明附加的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为传统的未带自检功能的光学侵界检测装置的结构图；

图2为传统的带自检功能的光学侵界装置的结构图；

图3为根据本发明一个实施例的光学侵界检测装置的结构图；

图4为根据本发明另一个实施例的光学侵界检测装置的结构图；

图5为根据本发明一个实施例的光学侵界检测方法的流程图；

图6为根据本发明另一个实施例的光学侵界检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图3所示，本发明实施例的光学侵界检测装置，包括：信息生成模块1、编码调制模块2、发送模块3、接收模块4、解调解码模块5、信息检验模块6和控制模块7。

具体地，信息生成模块1生成变化的、带有本发明的光学侵界检测装置的个体特征的第一特征信息和该第一特征信息的第一校验信息。

在本发明的一个实施例中，特征信息包括：装置的ID信息、信息的时间戳信息和装置的序列号信息等。校验信息可以采用CRC校验方式、MD5校验方式或的奇偶校验方式。即，校验信息可以包括：特征信息的CRC校验信息、特征信息的MD5校验信息或特征信息的奇偶校验信息。

编码调制模块2的输入端连接至信息生成模块1的输出端，将第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据第一二进制序列生成光波信号调制控制指令。其中，编码调制模块2生成的光波信号调制控制指令包括对光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制等。

具体地，编码调制模块2首先将上述第一特征信息和第一检验信息编码为“0”、“1”表示的二进制序列，并依据“0”“1”序列对发射模块3的光波信号进行调制。

发射模块3的输入端连接至编码调制模块2的输出端，用于根据光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号。具体地，发射模块3根据光波信号调制控制指令对光波信号进行幅度调制、相位调制或频率调制，然后发射幅度、相位或频率等变化的光波信号。

在本发明的一个实施例中，光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

接收模块4与发射模块3进行通信，用于接收调制后的光波信号，并将光波信号的信息输出至解调解码模块5。

解调解码模块5的输入端连接至接收模块4的输出端，用于对调制后的光波信号进行解调以得到“0”、“1”形式的第二二进制序列，并对“0”、“1”形式的第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息。

信息校验模块6的输入端连接至解调解码模块5的输出端，用于对第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果第二特征信息与第一特征信息相同且第二校验信息与第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过。

控制模块7的输入端连接至信息校验模块6的输出端，用于在信息校验模块判断校验通过时，即判断接收到合法的通过校验的数据时，判断没有物体侵界；在信息校验模块1判断校验不通过时，判断有物体侵界。

进一步，如图4所示，控制模块7连接至信息生成模块1，用于在信息生成模块1工作之前，控制信息生成模块1关闭进行自检，如果自检结果正常，则信息生成模块1开始工作，否则判断信息生成模块1故障，停止工作。

需要说明的是，本发明实施例的光学侵界检测装置在硬件上，可将单个或多个相关功能模块集成于一个硬件模块中。例如，将信息生成模块1和编码调制模块2同时集成于一个硬件模块上，该硬件模块可以同时实现信息生成和编码调制功能。

根据本发明实施例的光学侵界检测装置，解决了部分功能模块发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。本发明通过判断带有特征信息和校验信息的数据发送是否成功的方式，来检验光波信号是否被侵界物体遮挡。由此，即使接收模块、解调解码模块等接收端模块发生任何故障，都不可能凭空生成带有特征信息和校验信息的合法数据，因此必然被信息校验模块和控制模块检测到故障的发生，从而采取报警等防护措施。此外，即使相邻其他发射模块发射光波信号，因其信息中的特征信息不同，即使被接收器错误接收，也无法通过校验，从而不影响装置正常工作。

如图5所示，本发明实施例的光学侵界检测方法，包括如下步骤：

S1，生成第一特征信息和第一特征信息的第一校验信息。

在本发明的一个实施例中，特征信息包括：设备的ID信息、时间戳信息和序列号信息等。校验信息可以采用CRC校验方式、MD5校验方式或的奇偶校验方式。即，校验信息包括：特征信息的CRC校验信息、特征信息的MD5校验信息或特征信息的奇偶校验信息。

S2，将第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据第一二进制序列生成光波信号调制控制指令。

具体地，首先将上述第一特征信息和第一检验信息编码为“0”、“1”表示的二进制序列，并依据“0”“1”序列对光波信号进行调制。

S3，根据光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号。

具体地，根据光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，包括如下步骤：对光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制等。

其中，光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

S4，接收调制后的光波信号。

S5，对调制后的光波信号进行解调以得到“0”、“1”形式的第二二进制序列，并对“0”、“1”形式的第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息。

S6，对第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果第二特征信息与第一特征信息相同且第二校验信息与第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过。

S7，当第二特征信息和第二校验信息校验通过时，即判断接收到合法的通过校验的数据时，判断没有物体侵界，否则判断有物体侵界。

进一步，如图6所示，在步骤S1之前，还包括步骤S0：控制生成第一特征信息和第一校验信息的功能模块执行自检操作，如果自检结果正常，则开始工作，否则判断发生故障，停止工作。

需要说明的是，本发明实施例的光学侵界检测方法在软件上，可将单个或多个相关功能设置于一个软件模块中。例如，将信息生成和编码调制功能同时设置于一个软件模块上，该软件模块可以同时实现信息生成和编码调制功能。

根据本发明实施例的光学侵界检测方法，解决了部分功能发生危险性故障时，不能检测防御的问题，提高了侵界判断的准确性。本发明通过判断带有特征信息和校验信息的数据发送是否成功的方式，来检验光波信号是否被侵界物体遮挡。由此，即使接收和解调解码等功能发生任何故障，都不可能凭空生成带有特征信息和校验信息的合法数据，因此必然被检测到故障的发生，从而采取报警等防护措施。此外，即使相邻其他发射模块发射光波信号，因其信息中的特征信息不同，即使被接收器错误接收，也无法通过校验，从而不影响装置正常工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种光学侵界检测装置，其特征在于，包括：

信息生成模块，用于生成第一特征信息和所述第一特征信息的第一校验信息；

编码调制模块，所述编码调制模块的输入端连接至所述信息生成模块的输出端，用于将所述第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据所述第一二进制序列生成光波信号调制控制指令；

发射模块，所述发射模块的输入端连接至所述编码调制模块的输出端，用于根据所述光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号；

接收模块，所述接收模块与所述发射模块进行通信，用于接收所述调制后的光波信号；

解调解码模块，所述解调解码模块的输入端连接至所述接收模块的输出端，用于对所述调制后的光波信号进行解调以得到第二二进制序列，并对所述第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息；

信息校验模块，所述信息教研模块的输入端连接至所述解调解码模块的输出端，用于对所述第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果所述第二特征信息与所述第一特征信息相同且所述第二校验信息与所述第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过；

控制模块，所述控制模块的输入端连接至所述信息校验模块的输出端，用于在所述信息校验模块判断校验通过时，判断没有物体侵界；在所述信息校验模块判断校验不通过时，判断有物体侵界。

2.如权利要求1所述的光学侵界检测装置，其特征在于，

所述特征信息包括：设备的ID信息、时间戳信息和序列号信息；

所述校验信息包括：所述特征信息的CRC校验信息、所述特征信息的MD5校验信息或所述特征信息的奇偶校验信息。

3.如权利要求1所述的光学侵界检测装置，其特征在于，所述编码调制模块生成的光波信号调制控制指令包括对所述光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制。

4.如权利要求1所述的光学侵界检测装置，其特征在于，所述光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

5.如权利要求1-4任一项所述的光学侵界检测装置，其特征在于，所述控制模块进一步连接至所述信息生成模块，用于在所述信息生成模块工作之前，控制所述信息生成模块关闭进行自检，如果自检结果正常，则所述信息生成模块开始工作，否则判断信息生成模块故障，停止工作。

6.一种光学侵界检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，生成第一特征信息和所述第一特征信息的第一校验信息；

S2，将所述第一特征信息和第一检验信息编码为第一二进制序列，并根据所述第一二进制序列生成光波信号调制控制指令；

S3，根据所述光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，发射调制后的光波信号；

S4，接收所述调制后的光波信号；

S5，对所述调制后的光波信号进行解调以得到第二二进制序列，并对所述第二二进制序列解码以得到第二特征信息和第二校验信息；

S6，对所述第二特征信息和第二校验信息进行校验，如果所述第二特征信息与所述第一特征信息相同且所述第二校验信息与所述第一校验信息相同，则判断校验通过，否则校验不通过；

S7，当所述第二特征信息和第二校验信息校验通过时，判断没有物体侵界，否则判断有物体侵界。

7.如权利要求6所述的光学侵界检测方法，其特征在于，

所述特征信息包括：设备的ID信息、时间戳信息和序列号信息；

所述校验信息包括：所述特征信息的CRC校验信息、所述特征信息的MD5校验信息或所述特征信息的奇偶校验信息。

8.如权利要求6所述的光学侵界检测方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据光波信号调制控制指令对光波信号进行调制，包括如下步骤：对所述光波信号进行幅度调制、相位调制和/或频率调制。

9.如权利要求6所述的光学侵界检测方法，其特征在于，所述光波信号可以为以下形式之一：红外信号、可见光信号、激光信号、毫米微波信号。

10.如权利要求6-9任一项所述的光学侵界检测方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括如下步骤：执行自检操作，如果自检结果正常，则开始工作，否则判断发生故障，停止工作。