CN109541710B

CN109541710B - 动作检测方法与动作检测装置

Info

Publication number: CN109541710B
Application number: CN201710857745.3A
Authority: CN
Inventors: 林素珍; 林士荣; 陈俊谚
Original assignee: Lite On Technology Corp
Current assignee: Lite On Technology Corp
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: CN109541710A

Abstract

本发明提出一种动作检测方法，包括以下步骤：设定期望检测范围；依据此期望检测范围取得多个测试检测信号，其中所取得的多个测试检测信号对应于多个预期检测结果；以及依据此些测试检测信号以及对应的多个预期检测结果，产生判定参数组。此外，使用此方法的动作检测装置亦被提出。

Description

动作检测方法与动作检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测方法与检测装置，尤其涉及一种可动态校正检测范围的动作检测方法与动作检测装置。

背景技术

传统上所称的动作检测器或动态检测器通常是利用被动式的红外线感测器(passive infrared sensor，PIR sensor)来被动地吸收红外线辐射信号，经过感测器表面的特殊菲涅耳透镜(Fresnel Lens)，进而产生正负震荡的类比信号。针对此类比信号，一般常见的作法是对其进行取样，再将取样后的信号与预设阀值相比较，进而判断是否有物体靠近。

然而，因为物体在不同位置、不同距离所发出的红外线能量都有所不同，且红外线感测器所接收到的信号常会受到周遭环境变化(例如，温度变化)影响，因此使用单一阀值来对信号做判断缺乏弹性，也容易在调整感测器视角(field of view，FOV)时产生检测死角。

发明内容

本发明提供一种动作检测方法与动作检测装置，能够适应所需的检测范围来对分析信号时所使用的参数进行动态调整，藉以提升动态检测的准确度。

本发明提出一种动作检测装置，包括动作检测器、存储元件以及控制器，其中控制器耦接于动作检测器以及存储元件。控制器用以设定期望检测范围。动作检测器用以依据此期望检测范围取得多个测试检测信号，且所取得的多个测试检测信号对应于多个预期检测结果。控制器更依据此些测试检测信号以及对应的多个预期检测结果产生判定参数组，并将判定参数组记录于存储元件中。

本发明提出一种动作检测方法，适用于动作检测装置。所述动作检测方法包括以下步骤：设定期望检测范围；依据此期望检测范围取得多个测试检测信号，其中所取得的多个测试检测信号对应于多个预期检测结果；依据此些测试检测信号以及对应的多个预期检测结果，产生判定参数组。

基于上述，本发明实施例所提出的动作检测装置与动作检测方法，可利用测试检测信号来找出对应于期望检测范围最佳的判定参数组。据此，能够减少动作检测时的检测死角，以提升检测准确度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明一实施例中动作检测装置的概要方块图；

图2显示本发明一实施例中依据判定参数组与检测信号来产生检测结果的示意图；

图3显示本发明一实施例中依据判定参数组与检测信号来产生检测结果的流程图；

图4显示本发明一实施例中动作检测方法的流程图；

图5显示本发明一实施例中设定期望检测范围的示意图；

图6显示本发明一实施例中动作检测系统的示意图。

附图标号说明：

10：动作检测系统

100：动作检测装置

110、210：动作检测器

120、220：存储元件

130、230：控制器

240：通讯元件

300：伺服器

d1、d2、d3：距离参数

DS：检测信号

O：基准值

RG1、RG2、RG3：检测范围

R_th：起始点阀值

S1～S50：信号值样本

S310、S320、S330：依据判定参数组与检测信号产生检测结果的步骤

S410、S420、S430、S431、S432、S433、S434、S440：动作检测方法的步骤

T_L-：计算时间值

T_S：起始时间点

x1、x2、x3：宽度参数

具体实施方式

图1显示本发明一实施例中动作检测装置的概要方块图。

请参照图1，动作检测装置100包括动作检测器110、存储元件120以及控制器130。控制器130耦接于动作检测器110以及存储元件120，用以控制动作检测装置100的整体运作。

动作检测器110用以取得检测信号。在一实施例中，动作检测器110例如是被动式红外线感测器(passive infrared sensor，PIR sensor)，吸收红外线辐射信号，并且对应地产生正负震荡的类比检测信号，然而本发明并不限于此。举例而言，当有人进入到动作检测器110的视野范围(field of view，FOV)时，由于所吸收的红外线辐射量增加，导致类比检测信号的震荡也会随之增加。换言之，检测信号振幅的震荡可以用以表示动作检测器110所吸收到的红外线辐射量发生变化，而变化幅度若足够大，也就代表动作检测器110的视野范围内可能有原本不存在的物体出现。然而，无论使用何种动作检测器，环境因素或种种其他的因素都可能会使其所取得的检测信号中带有不必要杂讯。

存储元件120用以记录数据，例如是任何型态的固定式或可移动式随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、快闪存储器(flash memory)或类似元件或上述元件的组合，然而本发明并不限于此。在一实施例中，存储元件120中记录有判定参数组，用以将动作检测器110所取得的类比检测信号转换为检测结果。

控制器130会利用本发明实施例所提出的动作检测方法来产生判定参数组并且将其记录于存储元件120中。藉此，控制器130可依据存储元件120中所记录的判定参数组来将动作检测器110取得的检测信号转换为检测结果。在一实施例中，控制器130例如是中央处理单元(central processing unit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数码信号处理器(digital signal processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)、可程序化逻辑装置(programmable logic device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明不限于此。

图2显示本发明一实施例中依据判定参数组与检测信号来产生检测结果的示意图；图3显示本发明一实施例中依据判定参数组与检测信号来产生检测结果的流程图。

请参照图2与图3，在一实施例中，判定参数组包括起始点阀值R_th、计算时间值T_L以及触发能量阀值，其中起始点阀值R_th与触发能量阀值将决定动作检测装置100的检测灵敏度，而计算时间值T_L将决定动作检测装置100的反应速度。

在步骤S310中，控制器130会依据检测信号DS与起始点阀值R_th判断起始时间点T_s。在一实施例中，动作检测器110在没有检测到物体时的通常环境下，所取得的检测信号DS会以基准值O为基准上下震荡，而当控制器130检测到检测信号DS的震荡幅度超过起始点阀值R_th时，控制器130会判定此时间点为起始时间点T_s。举例而言，检测信号DS例如为电压值大小，基准点O例如为0.9伏特，而起始点阀值R_th例如设定为0.8伏特。如此一来，当某一时刻检测信号DS的电压值高于1.7伏特或低于0.1伏特时，控制器130便会判定此时刻为起始时间点T_s。

在步骤S320中，控制器130会依据起始时间点T_s以及计算时间值T_L来计算检测信号DS的能量代表值。详细来说，控制器130会从起始时间点T_s开始，计算计算时间值T_L内检测信号DS输出的能量代表值。由于能量是正相关于检测信号DS的信号值(例如，电压值或电流值)平方，也正相关于时间。因此，在一实施例中，控制器130可例如是取检测信号DS的震荡幅度超过起始点阀值R_th的信号差部分来计算能量代表值。举例而言，计算时间值T_L例如是设定为0.5秒，控制器130会从起始时间点T_s开始以一个特定频率(例如，100赫兹)对检测信号DS取50个信号值样本S1～S50。随后，可例如再以下列等式(1)计算能量代表值：

等式(1)中的E表示能量代表值；fs表示上述取样的特定频率；Sn表示信号值样本；O表示基准值；而R_th表示起始点阀值。

在其他实施例中，控制器130也可以是直接取检测信号DS的震荡幅度(例如，

)来计算能量代表值，又可以是直接取检测信号DS在计算时间值T_L内的输出能量(例如，

)来作为能量代表值，本发明不在此限。

在步骤S330中，控制器130会在一实施例中，检测结果例如是包括“触发”与“未触发”两种状态。因此，触发能量阀值是设定为一个单一数值。当能量代表值达到(不低于)此单一数值，则检测结果为“触发”，表示可能检测到物体出现在动作感测器110的视野范围内；当能量代表值未达(低于)此单一数值，则检测结果为“未触发”，表示动作感测器110并未检测到其视野范围内有物体出现。在一实施例中，控制器130更耦接于提示元件(未显示)，用以在检测结果为“触发”时发出提示信号或警报。

然而，本发明并不限于上述实施例所介绍的检测结果。在其他实施例中，检测结果也可例如包括两种以上的多种状态。在这样的情况下，触发能量阀值例如是设定为多个数值以形成多个数值区间，而不同数值区间用以代表不同的状态。如此一来，控制器130便能够依据能量代表值所落入的数值区间来决定检测结果是属于何种状态。

此外，在一些实施例中，判定参数组也可例如只包括一个、两个或三个以上的不同参数，用以将动作检测器110所取得的检测信号转换为检测结果，本发明不在此限。

通过以上说明所介绍方式，动作检测装置100的控制器130能够依据判定参数组以及动作检测器110所取得的检测信号，来产生检测结果。而以下说明将介绍本发明实施例所提出的动作检测方法，能够产生出合适的判定参数组，以适应各种设置环境、设置角度以及使用需求。

图4显示本发明一实施例中动作检测方法的流程图。在本发明的一实施例中，动作检测方法适用于图1实施例中的动作检测装置100，因此以下将搭配图1实施例中动作检测装置100的各项元件来说明本发明实施例的动作检测方法的详细流程。

请参照图1与图4，首先在步骤S410中，控制器130会设定期望检测范围。在一实施例中，动作检测装置100更包括接收元件(未显示)，用以接收外部选择信号，以选取期望检测范围。举例来说，接收元件例如是设置在动作检测装置100上的多个实体或虚拟按键，通过按压其中一个按键来选取期望检测范围。举另一例来说，接收元件例如是有线或无线通讯模组，可用以接收来自使用者装置、遥控器或乙太网络的信号，以通知动作检测装置100来设定期望检测范围。本发明并不在此限制动作检测装置100取得期望检测范围的具体方式，所属领域具备通常知识者当可依其需求来实作。

图5显示本发明一实施例中设定期望检测范围的示意图。

请参照图5，在一实施例中，存储元件120中记录有三个动作检测装置100所能检测的检测范围RG1、RG2与RG3，其中检测范围RG1所包括的区域最大，检测范围RG2次之，而检测范围RG3所包括的区域最小。详细来说，图5中的检测范围内的符号“o”用以表示所述位置可以检测，而检测范围内的符号“x”用以表示所述位置不可检测。除此之外，此实施例的存储元件120中，更记录了对应各个检测范围的预设参数组。举例而言，此些检测范围与对应的预设参数组可例如是动作检测装置100出厂前预设的规格，但不限于此。

动作检测装置100例如接收外部选择信号选择检测范围RG1、RG2与RG3的其中之一作为期望检测范围。随后，控制器130会设定被选择检测范围RG1、RG2或RG3作为期望检测范围，并以此为标准来设定判定参数组。更明确地说，控制器130会以期望检测范围作为目标来设定判定参数组，尽可能使得在期望检测范围中移动的物体，都能够被反映在检测结果当中。

在其他实施例中，外部选择信号也可以是以其他的方式来选取期望检测范围，本发明并不在此限。以图5实施例来说，外部选择信号例如是包括例如是包括一个宽度参数x1与一个距离参数d1分别用以表示检测范围RG1所包括的宽度与深度，藉此能够选取检测范围RG1。类似地，分别小于宽度参数x1与距离参数d1的宽度参数x2与距离参数d2可分别用以表示检测范围RG2所包括的宽度与深度，而分别小于宽度参数x2与距离参数d2的宽度参数x3与距离参数d3可分别用以表示检测范围RG3所包括的宽度与深度。特别是，通过外部选择信号直接以参数输入的方式来选取期望检测范围，能够适应以不同设置位置与设置角度来架设的动作检测器110。

请回到图4，在步骤S420中，控制器130会通过动作检测器110依据所设定的期望检测范围来取得多个测试检测信号。在一实施例中，各个测试检测信号是对应所选取的期望检测范围有预期检测结果的检测信号。举例而言，多个测试检测信号例如是使用者依序移动到期望检测范围中的多个指定位置所产生，而使用者每移动到一个指定位置将对应到一个测试检测信号。由于上述的多个指定位置都在期望检测范围内，因此每一个测试检测信号都对应于一个预期检测结果(例如，“触发”)。在一实施例中，控制器130更将所取得的多个测试检测信号记录于存储元件120中，以供后续使用。

在步骤S430中，控制器130会依据所取得的多个测试检测信号以及对应的多个预期检测结果，产生判定参数组。在一实施例中，控制器130例如是包括调适性参数产生器，通过在调适性参数产生器执行智慧型演算法(例如但不限于，MMSE、LMS、Neural Network、PSO等演算法)来产生一组判定参数组，以使所产生的判定参数组能够让测试检测信号所转换的测试检测结果符合对应的预期检测结果。

详细来说，步骤S430又包括步骤S431～S434。在步骤S431中，控制器130会依据一组判定参数组(例如，第一判定参数组)以及所取得的多个测试检测信号来产生多个测试检测结果(例如，第一测试检测结果)。第一判定参数组例如是记录于存储元件120中，对应于所选择的期望检测范围的预设参数组，也可例如是随机产生的参数组，本发明并不在此限制。

在步骤S432中，控制器130会判断所产生的多个测试检测结果是否符合多个预期检测结果。举例来说，控制器130会判断所产生的各个测试检测结果是否相同于其所对应的预期检测结果。若控制器130判断此些测试检测结果符合对应的预期检测结果，则在步骤S433中，控制器130会决定此判定参数组，并将其记录于存储元件120中，以供动作检测装置100实际工作时使用。

反之，若控制器130判断此些测试检测结果不符合对应的预期检测结果，则在步骤S434中，控制器130会依据先前取得的多个检测信号以及此些测试检测结果，来利用上述的调适性参数产生器调整所使用的判定参数组，并且回到步骤S431，依据调整后的判定参数组(例如，第二判定参数组)以及先前取得的多个测试检测信号来产生多个测试检测结果(例如，第二测试检测结果)。以此类推，直到测试检测结果符合预期检测结果，并且控制器130将所产生的判定参数组记录于存储元件120为止。

在步骤S440中，控制器130在通过动作检测器110取得检测信号后，会依据此检测信号以及记录在存储元件120中的判定参数组产生检测结果。详细来说，在判定参数组记录于存储元件120后，动作检测装置100便能够在实际工作时利用记录在存储元件120的判定参数组来将检测信号转换为检测结果。

在一实施例中，动作检测装置100更包括环境感测器，耦接于控制器130并且用以接收环境感测信号。举例而言，用来取得环境感测信号的环境感测器例如包括温度感测器、照度感测器以及湿度感测器的至少其中之一。由于动作检测器110所取得的检测信号会受到环境的影响，因此控制器130可例如以特定的周期(例如，每天、每周或每月，但不在此限)来依据环境感测信号调整记录在存储元件120中的判定参数组。

在一些情况下，动作检测装置100的控制器130具备有依据判定参数组来将检测信号转换为检测结果的计算能力，但却不具有足够执行调适性演算法或智慧型演算法的能力，因而控制器130无法自行依据测试检测信号以及预期检测结果来得到最佳的判定参数组。

图6显示本发明一实施例中动作检测系统的示意图。请参照图6，本发明实施例的动作检测装置也可例如是以动作检测系统10的型式来实作，其中包括动作检测器210、存储元件220、控制器230、通讯元件240以及伺服器300，且控制器230耦接于动作检测器210、存储元件220以及通讯元件240。伺服器300例如为云端伺服器，与通讯元件240之间通过网络连接。动作检测器210以及存储元件220分别是类似于动作检测装置100中的动作检测器110以及存储元件120，故类似的元件在此不再赘述。

必须提及的是，由于控制器230更耦接于通讯元件240，能够用以通过网络连接至伺服器300，因而控制器230并不需要具有足够执行调适性演算法的能力，也能够使动作检测系统10实现本发明实施例的动作检测方法，因为调适性演算法能够通过伺服器300中的控制器(未显示)或处理器(未显示)来执行。

以下将搭配图6实施例中动作检测系统10的各项元件来说明图4实施例中的动作检测方法。然而，以上段落已介绍过的详细步骤流程将不再重复赘述。

请同时参照图4与图6，在步骤S410中，伺服器300会取得期望检测范围。在一实施例中，伺服器300可例如是从使用者装置来接收期望检测范围。在步骤S420中，伺服器300会从控制器230接收动作检测器210所取得的多个测试检测信号。具体来说，动作检测器210会取得多个测试检测信号，并通过控制器230以及通讯元件240来将此些测试检测信号传递至伺服器300。类似地，各个测试检测信号是对应伺服器300所接收的期望检测范围有预期检测结果的检测信号。

随后，在步骤S430中，伺服器300会依据所取得的多个测试检测信号以及对应的多个预期检测结果，产生判定参数组。在一实施例中，伺服器300包括调适性参数产生器，通过在调适性参数产生器执行智慧型演算法(例如但不限于，MMSE、LMS、Neural Network、PSO等演算法)来产生一组判定参数组，以使所产生的判定参数组能够让测试检测信号所转换的测试检测结果符合对应的预期检测结果。

详细来说，步骤S430又包括步骤S431～S434。在步骤S431中，伺服器300会依据一组判定参数组(例如，第一判定参数组)以及所取得的多个测试检测信号来产生多个测试检测结果(例如，第一测试检测结果)。在步骤S432中，伺服器300会判断所产生的多个测试检测结果是否符合多个预期检测结果。举例来说，伺服器300会判断所产生的各个测试检测结果是否相同于其所对应的预期检测结果。若伺服器300判断此些测试检测结果符合对应的预期检测结果，则在步骤S433中，伺服器300会决定此判定参数组，并将其传回控制器230。在一实施例中，控制器230会将此判定参数组记录于其所耦接的存储元件220中。

反之，若伺服器300判断此些测试检测结果不符合对应的预期检测结果，则在步骤S434中，伺服器300会依据先前取得的多个检测信号以及此些测试检测结果，来利用上述的调适性参数产生器调整所使用的判定参数组，并且回到步骤S431，依据调整后的判定参数组(例如，第二判定参数组)以及先前取得的多个测试检测信号来产生多个测试检测结果(例如，第二测试检测结果)。以此类推，直到测试检测结果符合预期检测结果，并且伺服器300将所产生的判定参数组传回控制器230为止。

最后，在步骤S440中，动作检测器210在取得检测信号后，其所耦接的控制器230会依据此检测信号以及记录在存储元件220中的判定参数组产生检测结果。详细来说，在判定参数组记录于存储元件220后，控制器230便能够在实际工作时利用此判定参数组来将动作检测器210取得的检测信号转换为检测结果。

如此一来，即使动作检测器210所内建或外接的控制器230的计算能力并不足以执行调适性演算法或智慧型演算法，也依然能够通过通讯元件240来通过网络借用云端伺服器300的控制器或处理器的计算能力，以动作检测系统10的型式来实现本发明实施例的动作检测方法。

类似地，在一实施例中，环境感测器(未显示)可例如是装设在邻近动作检测器210处，并且耦接于动作检测器200所耦接的控制器230。如此一来，控制器230便可例如以特定的周期(例如，每天、每周或每月，但不在此限)来依据环境感测器所取得的环境感测信号来调整存储元件220中所记录的判定参数组。

综上所述，本发明实施例所提出的动作检测装置与动作检测方法，可利用测试检测信号来找出对应于期望检测范围最佳的判定参数组。据此，能够减少动作检测时的检测死角，以提升检测准确度。另一方面，本发明实施例更通过环境感测器取得环境资讯，并更依据此环境资讯来修正判定参数组。如此一来，动作检测装置将能够适应不同的环境，都能够得到准确的检测结果。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种动作检测装置，其特征在于，包括：

控制器，用以设定期望检测范围；

动作检测器，耦接所述控制器，并依据所述期望检测范围取得多个测试检测信号，其中所述多个测试检测信号对应于多个预期检测结果；以及

存储元件，耦接所述控制器，

其中所述控制器依据所述多个测试检测信号以及所述多个预期检测结果产生判定参数组，并将所述判定参数组记录于所述存储元件，

其中所述判定参数组包括起始点阀值、计算时间值以及触发能量阀值，

其中所述动作检测器用以接收检测信号，所述控制器用以依据所述检测信号与记录于所述存储元件的所述判定参数组中的所述起始点阀值判断起始时间点，依据所述起始时间点以及记录于所述存储元件的所述判定参数组中的所述计算时间值，计算所述计算时间值内所述检测信号的能量代表值，并且依据所述能量代表值以及记录于所述存储元件的所述判定参数组中的所述触发能量阀值产生检测结果。

2.根据权利要求1所述的动作检测装置，其特征在于，还包括：

接收元件，耦接于所述控制器并且用以接收外部选择信号，其中所述外部选择信号用以选取所述控制器所设定的所述期望检测范围。

3.根据权利要求1所述的动作检测装置，其特征在于，所述控制器依据第一判定参数组以及所述多个测试检测信号产生多个第一测试检测结果，并且判断所述多个第一测试检测结果是否符合所述多个预期检测结果，

其中若所述多个第一测试检测结果符合所述多个预期检测结果，所述控制器记录所述第一判定参数组于所述存储元件，

其中若所述多个第一测试检测结果不符合所述多个预期检测结果，所述控制器依据所述多个测试检测信号以及所述多个第一测试检测结果，将所述第一判定参数组调整为第二判定参数组，依据第二判定参数组以及所述多个测试检测信号产生多个第二测试检测结果，并且判断所述多个第二测试检测结果是否符合所述多个预期检测结果。

4.根据权利要求1所述的动作检测装置，其特征在于，还包括：

环境感测器，耦接于所述控制器并且用以取得环境感测信号，其中所述控制器更依据所述环境感测信号调整记录于所述存储元件的所述判定参数组。

5.一种动作检测方法，其特征在于，适用于动作检测装置，所述动作检测方法包括：

设定期望检测范围；

依据所述期望检测范围取得多个测试检测信号，其中所述多个测试检测信号对应于多个预期检测结果；以及

依据所述多个测试检测信号以及所述多个预期检测结果，产生判定参数组，其中所述判定参数组包括起始点阀值、计算时间值以及触发能量阀值，所述方法更包括：

取得检测信号；

依据所述检测信号以及所述起始点阀值判断起始时间点；

依据所述起始时间点以及所述计算时间值，计算所述计算时间值内所述检测信号的能量代表值；以及

依据所述能量代表值以及所述触发能量阀值产生检测结果。

6.根据权利要求5所述的动作检测方法，其特征在于，设定所述期望检测范围包括：

接收外部选择信号，其中所述外部选择信号用以选取所述期望检测范围。

7.根据权利要求5所述的动作检测方法，其特征在于，依据所述多个测试检测信号以及所述多个预期检测结果，产生所述判定参数组包括：

依据第一判定参数组以及所述多个测试检测信号产生多个第一测试检测结果；

判断所述多个第一测试检测结果是否符合所述多个预期检测结果；

若所述多个第一测试检测结果符合所述多个预期检测结果，以所述第一判定参数组作为所述判定参数组；以及

若所述多个第一测试检测结果不符合所述多个预期检测结果，依据所述多个测试检测信号以及所述多个第一测试检测结果，将所述第一判定参数组调整为第二判定参数组，依据第二判定参数组以及所述多个测试检测信号产生多个第二测试检测结果，并且判断所述多个第二测试检测结果是否符合所述多个预期检测结果。

8.根据权利要求5所述的动作检测方法，其特征在于，还包括：

取得环境感测信号；以及

依据所述环境感测信号，调整所述判定参数组。