CN111158062A

CN111158062A - 一种人体存在检测方法及系统

Info

Publication number: CN111158062A
Application number: CN202010011594.1A
Authority: CN
Inventors: 郁茂旺
Original assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本申请公开了一种人体存在检测方法，包括：当热释电红外传感器触发时，输出第一中断信号至红外阵列热传感器；当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到符合人体条件的热源信号时，所述红外阵列热传感器输出第二中断信号至主控电路；所述主控电路的射频通讯模块发送有人状态信息。与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：既能检测动态、静态人体，同时也能保证整机功耗较低适用一次性电池供电(纽扣锂电池、柱状锂电池、干电池等)。

Description

一种人体存在检测方法及系统

技术领域

本申请涉及传感技术领域，具体而言，涉及一种人体存在检测方法。

背景技术

PIR传感器(热释电红外传感器)是一种基于热释电效应的被动红外探测器，配合菲涅尔透镜，可实现运动人体的检测。由于其低成本、低功耗、高探测灵敏度、应用简单等特点，被广泛应用于安防系统、照明控制、温度测量、节能控制等多个领域。

目前基于PIR传感器的人体检测系统主要有以下缺陷：(1)由于热释电效应本身的特性，只能检测移动的人体，对于长时间静止不动的人体，并不能有效的感知；(2)由于灵敏度较高，产生误报的情况比较常见。如空调、自然风、阳光等引起的气温跳变、气流扰动等因素，均有较大机率触发误报。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种人体存在检测方法，包括：

当热释电红外传感器触发时，输出第一中断信号至红外阵列热传感器；

当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到符合人体条件的热源信号时，所述红外阵列热传感器输出第二中断信号至主控电路；

所述主控电路的射频通讯模块发送有人状态信息。

可选地，当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器未检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器不输出所述第二中断信号，并判定所述第一中断信号为误报信号。

可选地，所述主控电路的射频通讯模块发送第一状态之后关闭，所述红外阵列热传感器继续工作。

可选地，当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到所述热源信号，则重复上述步骤；当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器没有检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器关闭。

可选地，当热释电红外传感器输出所述第一中断信号之后，还包括：

所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据；

标记当前帧温度最大值的坐标信息，并计算以所述坐标信息为中心的点阵的温度值与最高温度的温差，如果所述温差大于第一预设温度，所述红外阵列热传感器无输出，如果所述温差小于所述第一预设温度，所述红外阵列热传感器输出所述第二中断信号。

可选地，所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据包括：

当所述初始帧温度数据中的最大值与平均值的第一差值小于第二预设温度，所述红外阵列热传感器无输出；当所述第一差值大于所述第二预设温度，则判断接下来的连续n帧温度数据的最大值与平均值的第二差值，如果所述第二差值小于所述第二预设温度，所述红外阵列热传感器无输出，如果所述第二差值大于所述第二预设温度，则进入下一步的判断流程，n为自然数。

根据本申请的一方面，提供了一种人体存在检测系统，包括：

热释电红外传感器，用于当热释电红外传感器触发时，输出第一中断信号至红外阵列热传感器；

检测模块，用于当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到符合人体条件的热源信号时，所述红外阵列热传感器输出第二中断信号至主控电路；

通讯模块，用于所述主控电路的射频通讯模块发送有人状态信息。

本申请还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

本申请还公开了一种计算机可读存储介质，非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

本申请还公开了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行上述任一项所述的方法。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

既能检测动态、静态人体，同时也能保证整机功耗较低适用一次性电池供电(纽扣锂电池、柱状锂电池、干电池等)。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和有益效果变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一个实施例的系统原理框图；

图2是根据本申请一个实施例的人体检测方法流程图；

图3是根据本申请一个实施例的红外阵列热传感器人体检测方法流程图；

图4是根据本申请一个实施例的系统原理框图

图5是根据本申请一个实施例的计算机设备的示意图；以及

图6是根据本申请一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参照图1-图4，本申请一实施例提供了一种人体存在检测方法，包括：

所述主控电路的射频通讯模块发送有人状态信息。

本申请一实施例中，当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器未检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器不输出所述第二中断信号，并判定所述第一中断信号为误报信号。

本申请一实施例中，所述主控电路的射频通讯模块发送第一状态之后关闭，所述红外阵列热传感器继续工作。

本申请一实施例中，当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到所述热源信号，则重复上述步骤；当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器没有检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器关闭。

本申请一实施例中，当热释电红外传感器输出所述第一中断信号之后，还包括：

所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据；

本申请一实施例中，所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据包括：

本申请一实施例中，还提供了一种人体存在检测系统，包括：

例如，本申请解决上述技术问题所采用的技术方案为：采用两级触发源拓扑结构，PIR作为一级触发源，红外阵列热传感器作为二级触发源，并通过合理的检测流程解决上述问题。

图1为本申请的系统原理框图，包括菲涅尔透镜、数字型PIR传感器、红外阵列热传感器、主控制电路、电源管理电路等部分。其中主控制电路包括微控制器、射频通讯电路模块等，电源管理电路包括LDO模块、一次性电池(纽扣锂电池、柱状锂电池、干电池等)模块等。

图2为本申请的人体检测方法流程图，具体检测流程如下：

默认状态下，整机除了PIR模块均处在待机状态，由于PIR本身功耗低(uA级别)，整机功耗相对较低，使得一次性电池(纽扣锂电池、柱状锂电池、干电池等)能够工作较长的时间。

当PIR被触发时，将输出中断信号唤醒红外阵列热传感器，如果在T1时间内红外阵列热传感器未检测到符合人体条件的热源信号，将不会输出中断信号，PIR触发信号被判定为误报信号，系统不会上报“有人”状态，系统重回待机状态。

如果在T1时间内红外阵列热传感器检测到符合人体条件的热源信号，将输出中断信号并唤醒主控制电路开启射频通讯电路模块并上报“有人”状态，之后射频通讯电路模块关闭以节省电量，但红外阵列热传感器继续工作，如果在接下来的T2时间内红外阵列热传感器检测到符合人体条件的热源信号，则开启新一轮的上报、检测流程；如果没有检测到符合人体条件的热源信号，系统重回待机状态。

图3为本申请的红外阵列热传感器人体检测方法流程图，具体检测流程如下：

当PIR输出触发信号之后，红外阵列热传感器启动并获取初始帧温度数据，如果初始帧温度数据中的最大值与平均值的差值小于阈值t1，红外阵列热传感器无输出；如果最大值与平均值的差值大于阈值t1，则判断接下来的连续2帧温度数据的最大值与平均值的差值，如果小于t1红外阵列热传感器无输出，如果大于t1则进入下一步的判断流程。

首先标记当前帧温度最大值的坐标信息(i,j)，并计算以(i,j)为中心的3x3点阵的温度值与tmax的温差，如果大于t2红外阵列热传感器无输出，如果小于t2红外阵列热传感器输出触发信号。

这里需要说明的是，上述检测过程中的前两个判断条件用于解决误报问题，最后一个判断条件用于排除水杯、茶壶等小尺寸热源信号，其中3x3点阵可根据传感器安装的实际场景做相应的调整。

本申请的有益效果是：采用PIR+红外阵列热传感器两级触发源拓扑结构能够有效解决因环境因素(空调、自然风、阳光等)引起的PIR传感器误报问题及只适用于动态人体检测的应用限制，并且通过设置合适的T1/T2有效的降低整机功耗，特别适用于一次性电池的供电场景。

上述专利所涉及的PIR传感器部分，可使用模拟型PIR传感器+放大比较电路+窗口比较器替代，具体如图4所示。

与现有技术相比，本申请采用两级触发源拓扑结构，PIR作为一级触发源，红外阵列热传感器作为二级触发源；

红外阵列热传感器的人体检测流程中，通过设置合适的t1/t2能够有效的避免误报、剔除非人体热源(如茶壶、水杯等)；

整机系统的人体存在检测流程中，通过设置合适的T1/T2能够有效的降低整机功耗，适用于一次性电池的供电场景。

请参照图5，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

请参照图6，一种计算机可读存储介质，非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行上述任一项所述的方法。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种人体存在检测方法，其特征在于，包括：

所述主控电路的射频通讯模块发送有人状态信息。

2.根据权利要求1所述的人体存在检测方法，其特征在于，当在第一预设时间内，所述红外阵列热传感器未检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器不输出所述第二中断信号，并判定所述第一中断信号为误报信号。

3.根据权利要求2所述的人体存在检测方法，其特征在于，所述主控电路的射频通讯模块发送第一状态之后关闭，所述红外阵列热传感器继续工作。

4.根据权利要求3所述的人体存在检测方法，其特征在于，当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器检测到所述热源信号，则重复上述步骤；当在第二预设时间内，所述红外阵列热传感器没有检测到所述热源信号，则所述红外阵列热传感器关闭。

5.根据权利要求4所述的人体存在检测方法，其特征在于，当热释电红外传感器输出所述第一中断信号之后，还包括：

所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据；

6.根据权利要求5所述的人体存在检测方法，其特征在于，所述红外阵列热传感器获取初始帧温度数据包括：

7.一种人体存在检测系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，其特征在于，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行权利要求1-6中任一项所述的方法。