CN108152532B - 一种人体存在和移动的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体存在和移动的检测方法，利用温度点阵传感器检测作为热点的人体，所述温度点阵传感器内置n*m个温度点阵，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：1)温度点阵传感器检测当前温度，得到温度分布公式，从温度分布公式中得到最高温度Tmax＝fmax(Pt(i,j))、最低温度Tmin＝fmin(Pt(i,j))，以及温度点阵总能量E＝SUM(Pt(i,j))；将温度点阵以先行、后列的顺序排成一序列F：{Pt(0,0),Pt(0,1),Pt(0,2),……Pt(0,m‑1),Pt(1,0),……Pt(n‑1,m‑1)}；2)判断是否存在热点：如果Tmax‑Tavg<C，则表示热点不存在，返回步骤1)；如果Tmax‑Tavg≥C，则表示热点存在，热点温度pk＝Tmax，进入步骤3)；3)计算出热点在温度点阵中的移动轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及传感技术领域，尤其是一种人体存在和移动的检测方法。
背景技术
红外热释电传感器是一种基于热释电效应原理的被动红外探测器，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。红外热释电传 感器可以将探测到的运动人体的红外辐射转换为连续电压信号输出，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。
如申请号为201110428909.3的中国专利公开的一种人体移动感应的热释电红外传 感器，包括基座，基座和上盖帽连接，上盖帽上设有红外滤光片窗，在基座上配置有场效应管，场效应管配置有基板，基板上设有敏感器件，场效应管通过基板和敏感器件电 连接，场效应管、基板、敏感器件位于上盖帽内，且处在红外滤光片窗的正下方。然而 这种传感器只能检测运动中的人体，对于静止不动的人体是没有检测能力的，因此其工 作性能和应用范围受到了很大的限制。
为解决上述问题，目前市场上研发出了可检测静态人体的温度传感器，如申请号为 201310197794.0的人体红外温度传感器的数据处理方法，通过感应人体红外辐射能量进 行一系列的数据处理，判断静态或者动态的人体是否存在。然而这种传感器检测范围较小，而且无法检测快速移动的物体，因此应用范围也受到诸多的限制。
此外，还有一种采用多普勒微波传感器的方式，如申请号为201610993123.9的中国 专利公开的一种汽车内人体探测报警方法，首先检测蓝牙防丢器是否与蓝牙模块配对连 接，然后通过多普勒微波模块或/和座垫式薄膜开关探测汽车内是否有人。但采用多普勒 微波传感器的方式，其无法区分物体和人体，因此应用范围也受到诸多的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种既能检测动 态、静态情形，也能检测小范围的移动轨迹的人体存在和移动的检测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种人体存在和移动的检测方法， 利用温度点阵传感器检测作为热点的人体，所述温度点阵传感器内置n*m个温度点阵，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
1)温度点阵传感器检测当前温度，得到温度分布公式：
温度点阵传感器检测当前温度得到温度点阵，其中温度点阵的行数为n，温度点阵的列数为m，n≥3，m≥3，得到温度分布公式如下，Pt(i,j)指温度点阵中第i行、第j列这 一点的温度：
从上述温度分布公式中得到最高温度Tmax＝fmax(Pt(i,j))、最低温度Tmin＝fmin(Pt(i,j))，以及温度点阵总能量E＝SUM(Pt(i,j))；将上述温度点阵以先行、后列的顺序 排成一序列F：{Pt(0,0),Pt(0,1),Pt(0,2),……Pt(0,m-1),Pt(1,0),……Pt(n-1,m-1)}；
2)判断是否存在热点：
2.1)首先，获得常数C＝SQRT(E-(Tmax-Tmin)*1；
2.2)然后，获得温度点阵的平均值Tavg＝E/n*m；
2.3)最后，将Tmax与Tavg进行比较，如果Tmax-Tavg<C，则表示热点不存在，返 回步骤1)；如果Tmax-Tavg≥C，则表示热点存在，Tmax所代表的点即为热点，热点温 度pk＝Tmax，k表示热点在上述序列F中的序号，k∈(1,n*m)，进入步骤3)；
3)计算出热点在温度点阵中的移动轨迹：
3.1)在t0时刻取得第一热点温度pk0，并且求出该第一热点温度pk0在温度点阵中的位置LOCATE(i0,j0)，其中i0为(k0-1)/ROW得到的商取整，j0为(k0-1)/LIN得到的余 数；
3.2)在t1时刻取得第二热点温度pk1，并且求出该第二热点温度pk1在温度点阵中的位置LOCATE(i1,j1)，其中i1为(k1-1)/ROW得到的商取整，j1为(k1-1)/LIN得到的余 数；
3.3)比较LOCATE(i0,j0)和LOCATE(i1,j1)，从而从温度点阵得到热点相应的运动轨 迹。
进一步地，在步骤3.3)中，如果i0>i1、j0＝j1，则表示热点向前方运动；如果i0<i1、 j0＝j1，则表示热点向后方运动；如果i0＝i1、j0>j1，则表示热点向左边运动；如果i0＝i1、 j0<j1，则表示热点向右边运动；如果i0>i1、j0>j1，则表示热点向左前方运动；如果i0>i1、 j0<j1，则表示热点向右前方运动；如果i0<i1、j0>j1，则表示热点向左后方运动；如果 i0<i1、j0<j1，则表示热点向右后方运动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过采用温度点阵传感器测到的点阵温度分 布，来对应人体的静止和移动，能一体检测人体静止和移动。
具体实施方式
一种人体存在和移动的检测方法，利用温度点阵传感器，该温度点阵传感器内置n*m个温度点阵，通过温度点阵内的热成像，检测到人体的运动轨迹，通过算法可判断 人体在点阵中的移动和存在。
具体地，检测方法包括如下步骤：
1)温度点阵传感器检测当前温度，得到温度分布公式：
温度点阵传感器内置的各温度点阵分别检测当前温度点阵，温度点阵行数LIN为n， 温度点阵列数ROW为m，n≥3，m≥3，得到温度分布公式如下，Pt(i,j)指点阵中第i行、 第j列这一点的温度：
在本实施例中，优选的，温度点阵数TO为4，温度点阵行数LIN为4，温度点阵 列数ROW为4，温度分布公式如下：
由此可从上述温度分布公式中得到最高温度Tmax＝fmax(Pt(i,j))(即Pt(i,j)的最大值) 和最低温度Tmin＝fmin(Pt(i,j))(即Pt(i,j)的最小值)，以及温度点阵总能量E＝SUM(Pt(i,j))。
将上述温度点阵以先行、后列的顺序排成一序列F：{Pt(0,0),Pt(0,1),Pt(0,2),…… Pt(0,m-1),Pt(1,0),……Pt(n-1,m-1)}。
2)判断是否存在热点：
2.1)首先，获得一常数C＝SQRT(E-(Tmax-Tmin)*1，C与温度传感器自身性质相关；
2.2)然后，获得温度点阵的平均值Tavg＝E/n*m；
2.3)最后，将Tmax与Tavg进行比较，如果Tmax-Tavg<C，则表示热点不存在，返 回步骤1)；如果Tmax-Tavg≥C，则表示热点存在，Tmax所代表的点即为热点，热点温 度pk＝Tmax，k∈(1,n*m)，表示热点在上述序列F中的序号，在本实施例中，k∈(1,16)， 进入步骤3)；通过将Tmax-Tavg与常数C比较，可避免受到因环境温度接近热点温度 的干扰；
3)计算出热点在温度点阵中的移动轨迹：
3.1)在t0时刻取得第一个热点温度pk0，并且求出该第一个热点温度pk0在温度点阵中的位置，即得到具有第一个热点温度pk0的第一个热点在温度点阵中的坐标： LOCATE(i0,j0)，其中i0为(k0-1)/m得到的商取整，j0为(k0-1)/n得到的余数；
3.2)在t1时刻取得第二个热点温度pk1，并且求出该第二个热点温度pk1在温度点阵中的位置，即得到具有第二个热点温度pk1的第二个热点在温度点阵中的坐标： LOCATE(i1,j1)，其中i1为(k1-1)/m得到的商取整，j1为(k1-1)/n得到的余数；
3.3)比较LOCATE(i0,j0)和LOCATE(i1,j1)，从而从温度点阵得到热点相应的运动轨 迹，以本实施例为例：如果，i0>i1、j0＝j1，则表示热点向前方运动；如果i0<i1、j0＝j1，则表示热点向后方运动；如果i0＝i1、j0>j1，则表示热点向左边运动；如果i0＝i1、j0<j1，则表示热点向右边运动；如果i0>i1、j0>j1，则表示热点向左前方运动；如果i0>i1、j0<j1，则表示热点向右前方运动；如果i0<i1、j0>j1，则表示热点向左后方运动；如果i0<i1、 j0<j1，则表示热点向右后方运动。
上述方法，除应用在普通人体检测情况下，也可以用于检测走廊处的人流密集度，进出房间的人数以及房间内的人数的统计。
Claims (2)
1.一种人体存在和移动的检测方法，利用温度点阵传感器检测作为热点的人体，所述温度点阵传感器内置n*m个温度点阵，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
1)温度点阵传感器检测当前温度，得到温度分布公式：
温度点阵传感器检测当前温度得到温度点阵，其中温度点阵的行数为n，温度点阵的列数为m，n≥3，m≥3，得到温度分布公式如下，Pt(i,j)指温度点阵中第i行、第j列这一点的温度：
从上述温度分布公式中得到最高温度Tmax＝fmax(Pt(i,j))、最低温度Tmin＝fmin(Pt(i,j))，以及温度点阵总能量E＝SUM(Pt(i,j))；将温度点阵以先行、后列的顺序排成一序列F：{Pt(0,0),Pt(0,1),Pt(0,2),……Pt(0,m-1),Pt(1,0),……Pt(n-1,m-1)}；
2)判断是否存在热点：
2.1)首先，获得常数C＝SQRT(E-(Tmax-Tmin)*1；
2.2)然后，获得温度点阵的平均值Tavg＝E/n*m；
2.3)最后，将Tmax与Tavg进行比较，如果Tmax-Tavg<C，则表示热点不存在，返回步骤1)；如果Tmax-Tavg≥C，则表示热点存在，Tmax所代表的点即为热点，热点温度pk＝Tmax，k表示热点在上述序列F中的序号，k∈(1,n*m)，进入步骤3)；
3)计算出热点在温度点阵中的移动轨迹：
3.1)在t0时刻取得第一热点温度pk0，并且求出该第一热点温度pk0在温度点阵中的位置LOCATE(i0,j0)，其中i0为(k0-1)/m得到的商取整，j0为(k0-1)/n得到的余数；
3.2)在t1时刻取得第二热点温度pk1，并且求出该第二热点温度pk1在温度点阵中的位置LOCATE(i1,j1)，其中i1为(k1-1)/m得到的商取整，j1为(k1-1)/n得到的余数；
3.3)比较LOCATE(i0,j0)和LOCATE(i1,j1)，从而从温度点阵得到热点相应的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的人体存在和移动的检测方法，其特征在于：在步骤3.3)中，如果i0>i1、j0＝j1，则表示热点向前方运动；如果i0<i1、j0＝j1，则表示热点向后方运动；如果i0＝i1、j0>j1，则表示热点向左边运动；如果i0＝i1、j0<j1，则表示热点向右边运动；如果i0>i1、j0>j1，则表示热点向左前方运动；如果i0>i1、j0<j1，则表示热点向右前方运动；如果i0<i1、j0>j1，则表示热点向左后方运动；如果i0<i1、j0<j1，则表示热点向右后方运动。
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Denomination of invention: A detection method of human existence and movement Effective date of registration: 20201226 Granted publication date: 20201127 Pledgee: Ningbo Zhenhai sub branch of Bank of Communications Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG MOORGEN INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020330001305 |
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Denomination of invention: A Detection Method for Human Presence and Movement Effective date of registration: 20221118 Granted publication date: 20201127 Pledgee: Ningbo Zhenhai sub branch of Bank of Communications Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG MOORGEN INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980022352 |
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