CN107167851A - 分区式红外探测器及分区式红外探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分区式红外探测器及分区式红外探测方法，探测器包括：红外检测装置；电子分区装置，设于红外检测装置靠近红外探测区域的一侧，且该电子分区装置包括多个供红外线通过的分区窗口；以及控制装置，控制每个分区窗口开启或关闭，供红外线穿过到达红外检测装置或阻断红外线到达红外检测装置。本发明的分区式红外探测器和方法实现了人体存在式感应，且灵敏度高，响应时间短，一般在100mS以内；探测精度高，错判率和漏判率均较低；探测距离大，可以达到5m以上。另，在此基础上，因分区窗口均可独立控制开启或关闭，由此可在指定区域进行小范围探测，不仅能探测到是否有人，还能探测到人体具体分布在哪个区域。

Description

分区式红外探测器及分区式红外探测方法

技术领域

本发明涉及探测器领域，尤其涉及一种分区式红外探测器及分区式红外探测方法。

背景技术

目前，在探测器领域常采用单元热电堆红外传感器来监控指定区域范围的活动人体，但是红外信号通常比较弱，若人体距离传感器较远，对传感器产生的响应电压变化很小，难于判断人体是否在探测范围内，因此这种探测器的探测范围有限，仅有2～3米的距离。虽然可以使用透镜来增大探测距离，但使用透镜的同时会使得探测角度变窄。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中红外探测器的探测范围小的缺陷，提供一种分区式红外探测器及分区式红外探测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种分区式红外探测器，包括：

红外检测装置；

电子分区装置，设于红外检测装置靠近红外探测区域的一侧，且该电子分区装置包括多个供红外线通过的分区窗口；以及

控制装置，控制每个分区窗口开启或关闭，以供红外线穿过到达红外检测装置或阻断红外线到达红外检测装置。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，红外检测装置为一个红外传感器；

多个分区窗口成阵列设置在红外传感器的一侧。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，红外检测装置与电子分区装置为一体结构，电子分区装置设于红外检测装置靠近红外探测区域的表面上。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，红外检测装置与电子分区装置为分体结构，电子分区装置与红外检测装置间隔开。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，红外检测装置接收从开启的分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，控制装置包括：

开关单元，用于通过电信号控制每个分区窗口的开启或关闭；以及

处理单元，用于从红外检测装置接收红外感应信号，并基于红外感应信号判断红外探测区域是否有人。

在根据本发明实施例的分区式红外探测器中，

开关单元周期性地变换分区窗口的开启排布；

处理单元分别接收同一开启排布的分区窗口在不同时刻的红外感应信号，并通过分析感应信号的变化来判断红外探测区域是否有人。

本发明还提供了一种分区式红外探测方法，包括：

采用包括多个分区窗口的电子分区装置对红外探测区域进行视场分区；

控制每个分区窗口开启或关闭，以供红外线穿过或阻断红外线穿过；

接收从开启的分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号；以及

基于红外感应信号判断红外探测区域是否有人。

在根据本发明实施例的分区式红外探测方法中，控制每个分区窗口开启或关闭包括：通过电信号控制每个分区窗口开启或关闭。

在根据本发明实施例的分区式红外探测方法中，

控制每个分区窗口开启或关闭包括：周期性地变换分区窗口的开启排布；基于红外感应信号判断红外探测区域是否有人包括：接收同一开启排布的分区窗口在两个不同时刻的红外感应信号，并通过对比这两个时刻的红外感应信号来判断红外探测区域是否有人。

实施本发明具有以下有益效果：本发明的分区式红外探测器和方法实现了人体存在式感应，且灵敏度高，响应时间短，一般在100mS以内；探测精度高，错判率和漏判率均较低；探测距离大，可以达到5m以上。另，在此基础上，因分区窗口均可独立控制开启或关闭，由此可在指定区域进行小范围探测，不仅能探测到是否有人，还能探测到人体具体分布在哪个区域。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1示出了依据本发明一实施例的一种分区式红外探测器的结构示意图；

图2是图1中红外检测装置与电子分区装置为分体结构的示意图；

图3是图1中红外检测装置与电子分区装置为一体结构的示意图；

图4是图1的一具体实施方式的示意图；

图5示出了依据本发明另一实施例的一种分区式红外探测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，图1示出了依据本发明一实施例的一种分区式红外探测器1的结构示意图，图中箭头示意红外线，红外线传播的区域为红外探测区域，后续图中若无特别说明则箭头均示意红外线，红外线传播的区域均为红外探测区域。该分区式红外探测器1包括红外检测装置11、电子分区装置12、以及控制装置13；其中，电子分区装置12设于红外检测装置11靠近红外探测区域的一侧，且该电子分区装置12包括多个供红外线通过的分区窗口；控制装置13用于控制每个分区窗口开启或关闭，供红外线穿过到达红外检测装置11或阻断红外线到达红外检测装置11。

红外探测过程中，红外检测装置11的响应电压与其探测区域内的红外辐射变化量相关，在本发明的分区式红外探测器1中，采用电子分区装置12将探测区域分割成多个小的子探测区域，即便人体距离红外检测装置11较远，但人体在某个小的子探测区域中所占的比重依然很高。人体在与不在探测区域，所引起的红外检测装置11的响应足以用于判断人体是否在该探测区域范围内。而现有技术中，探测区域比较大，当人体距离红外检测装置11较远的时候，人体占其探测范围的比重很低，人体在与不在探测范围，所引起的红外检测装置11的响应很小，不足以用于判断人体是否在探测范围内。

综上，本发明的分区式红外探测器1实现了人体存在式感应，且灵敏度高，响应时间短，一般在100mS以内；探测精度高，错判率和漏判率均较低；探测距离大，可以达到5m以上。另，在此基础上，因分区窗口均可独立控制开启或关闭，由此可在指定区域进行小范围探测，不仅能探测到是否有人，还能探测到人体具体分布在哪个区域。

在本发明的具体实施方式中，参见图2，红外检测装置11与电子分区装置12为分体结构，电子分区装置12与红外检测装置11间隔开。参见图3，电子分区装置12红外检测装置11与电子分区装置12为一体结构，电子分区装置12设于红外检测装置11靠近红外探测区域的表面111上。

电子分区装置12的分区窗口的数目以及排布可分别按照具体使用场景、人流密度等设置。例如，分区窗口的数量可以是几个、十几个、或几十个等，从而相应地将红外探测区域视场划分为几个、十几个、或几十个小的子区域，以实现对不同子区域的独立探测。多个分区窗口还可成阵列设置在红外检测装置的一侧，多个分区窗口可组成正方形阵列、长方形阵列、近似圆形阵列等，例如，图2和图3中的多个分区窗口121组成长方形阵列。

电子分区装置12由可穿透红外线的电子材料制成，可用硅、锗等半导体材料或者合成材料。因此各分区窗口可在电信号的控制下开启或关闭，开启时，红外线穿过分区窗口，关闭时，阻断红外线穿过分区窗口。

红外检测装置11包括红外传感器，例如单元热电堆红外传感器，可接收从开启的分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号。因本发明中可以控制分区窗口的开启或关闭，因此该红外检测装置11可以是一个红外传感器，即可实现分区域探测。而现有技术中，则通常是采用多个传感器，通过控制传感器的开启或关闭来实现分区域探测。本发明中采用一个红外传感器实现分区域探测，可降低设备成本，且设备灵活性更高。

参见图4，在一具体实施方式中，控制装置13进一步包括开关单元131和处理单元132，开关单元131与电子分区装置12电连接，用于通过电信号控制每个分区窗口的开启或关闭；处理单元132与红外检测装置11电连接，用于从红外检测装置11接收红外感应信号，从该红外感应信号识别出分区窗口对应的红外感应信息，并基于红外感应信号判断红外探测区域是否有人。

具体地，开关单元131可周期性地变换分区窗口的开启排布。例如，开关单元131控制分区窗口实施多种开启排布A1,A2…Ai…An，在每种开启排布中，不同组合的分区窗口开启；继而控制这多种开启排布构成一组开启排布（A1,A2…Ai…An），在这一组开启排布中，多种开启排布按顺序依次实施，当一组开启排布实施完成后，继续开始实施下一轮的这组开启排布（A1,A2…Ai…An），从而实现了周期性地变换。

处理单元132分别接收同一开启排布的分区窗口（Ai）在两个不同时刻的红外感应信号（St1和St2），例如可以是两个相邻周期的时刻，并通过对比这两个时刻的红外感应信号（St1和St2）来判断红外探测区域是否有人。例如，可检测这两个红外感应信号之间的差异，若两个信号之间发生了跳变，且跳变值超过了一预设阈值，则可判断该探测区域有人出现。通过对响应的分区窗口的数量及信号的跳变量进行控制，可实现对整个大区域内的人体存在式监控。

参见图5，图5示出了依据本发明一实施例的一种分区式红外探测方法的流程图，该探测方法包括：步骤S100、采用包括多个分区窗口的电子分区装置对红外探测区域进行视场分区；步骤S200、控制每个分区窗口开启或关闭，以供红外线穿过或阻断红外线穿过；步骤S300、接收从开启的分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号；以及步骤S400、基于红外感应信号判断红外探测区域是否有人。

在步骤S200中，可通过电信号控制每个分区窗口开启或关闭。

步骤S400中，可周期性地变换分区窗口的开启排布；并接收同一开启排布的分区窗口在两个不同时刻的红外感应信号，并通过对比这两个时刻的红外感应信号来判断红外探测区域是否有人。

具体地，可控制分区窗口实施多种开启排布A1,A2…Ai…An，在每种开启排布中，不同组合的分区窗口开启；继而控制这多种开启排布构成一组开启排布（A1,A2…Ai…An），在这一组开启排布中，多种开启排布按顺序依次实施，当一组开启排布实施完成后，继续开始实施下一轮的这组开启排布（A1,A2…Ai…An），从而实现了周期性地变换。

分别接收同一开启排布的分区窗口（Ai）在两个不同时刻的红外感应信号（St1和St2），例如可以是两个相邻周期的时刻，并通过对比这两个时刻的红外感应信号（St1和St2）来判断红外探测区域是否有人。例如，可检测这两个红外感应信号之间的差异，若两个信号之间发生了跳变，且跳变值超过了一预设阈值，则可判断该探测区域有人出现。通过对响应的分区窗口的数量及信号的跳变量进行控制，可实现对整个大区域内的人体存在式监控。

本发明中任意的分区式红外探测方法的细节方案已在上述分区式红外探测器中有描述，可部分或全部引用，即本发明的分区式红外探测器可实施本发明中任意的分区式红外探测方法，因此分区式红外探测方法的细节在此不再赘述。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种分区式红外探测器，其特征在于，包括：

红外检测装置；

电子分区装置，设于所述红外检测装置靠近红外探测区域的一侧，且该电子分区装置包括多个供红外线通过的分区窗口；以及

控制装置，控制每个所述分区窗口开启或关闭，以供红外线穿过到达所述红外检测装置或阻断红外线到达所述红外检测装置。

2.根据权利要求1所述的分区式红外探测器，其特征在于，所述红外检测装置为一个红外传感器；

多个所述分区窗口成阵列设置在所述红外传感器的一侧。

3.根据权利要求1所述的分区式红外探测器，其特征在于，所述红外检测装置与所述电子分区装置为一体结构，所述电子分区装置设于所述红外检测装置靠近红外探测区域的表面上。

4.根据权利要求1所述的分区式红外探测器，其特征在于，所述红外检测装置与所述电子分区装置为分体结构，所述电子分区装置与所述红外检测装置间隔开。

5.根据权利要求1所述的分区式红外探测器，其特征在于，所述红外检测装置接收从开启的所述分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号。

6.根据权利要求5所述的分区式红外探测器，其特征在于，所述控制装置包括：

开关单元，用于通过电信号控制每个所述分区窗口的开启或关闭；以及

处理单元，用于从所述红外检测装置接收所述红外感应信号，并基于所述红外感应信号判断所述红外探测区域是否有人。

7.根据权利要求6所述的分区式红外探测器，其特征在于，

所述开关单元周期性地变换所述分区窗口的开启排布；

所述处理单元分别接收同一开启排布的分区窗口在不同时刻的红外感应信号，并通过分析感应信号的变化来判断所述红外探测区域是否有人。

8.一种分区式红外探测方法，其特征在于，包括：

采用包括多个分区窗口的电子分区装置对红外探测区域进行视场分区；

控制每个所述分区窗口开启或关闭，以供红外线穿过或阻断红外线穿过；

接收从开启的所述分区窗口传入的红外线，并感应生成该分区窗口对应的红外感应信号；以及

基于所述红外感应信号判断所述红外探测区域是否有人。

9.根据权利要求8所述的分区式红外探测方法，其特征在于，所述控制每个所述分区窗口开启或关闭包括：通过电信号控制每个所述分区窗口开启或关闭。

10.根据权利要求8所述的分区式红外探测方法，其特征在于，

所述控制每个所述分区窗口开启或关闭包括：周期性地变换所述分区窗口的开启排布；

所述基于所述红外感应信号判断所述红外探测区域是否有人包括：接收同一开启排布的分区窗口在两个不同时刻的红外感应信号，并通过对比这两个时刻的红外感应信号来判断所述红外探测区域是否有人。