CN111354143A - 一种震动探测器设置灵敏度的方法及装置 - Google Patents

一种震动探测器设置灵敏度的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种震动探测器设置灵敏度的方法及装置，本发明实施例在震动探测器中设置具有多个显示模块的显示单元，震动探测器进行背景噪声检测时，根据所检测的背景噪声值及设置的灵敏度在显示单元上显示对应的显示模块，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理。这样，本发明实施例可以直观显示震动探测器的背景噪声值大小，使得安装人员能够直观确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，从而简单且准确地设置震动探测器的灵敏度。

Description

一种震动探测器设置灵敏度的方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种震动探测器设置灵敏度的方法及装置。
背景技术
在安防领域中，常常应用有震动探测器。震动探测器是一种安防探测器，采用高灵敏度运动传感器，安装在要保护的被测物体上，当被测物体被人为破坏、移动或旋转时，震动探测器内的运动传感器会采集到震动信息，当所采集的震动信息超过设定的灵敏度后，探测器输出报警信息。震动探测器可以具有高、中和低三挡的灵敏度可调，且安装在要保护的被测物体上时，通过螺丝或胶粘固定。震动探测器通常可以采用无线方式发送报警信息。震动探测器适用于柜员机、墙壁、玻璃或保险柜等被测物体，用于检测人为敲击或破坏性的行为，在银行的自动取款机(ATM)、金库或博物馆等场所应用广泛。
震动探测器可以被安装在不同的场所中，且适用的被测物体差异性也较大。其中，有些场所相对安静和稳定，背景噪声极小，如银行金库或保险柜等；而另外一些背景噪声较大，如博物馆或商店等人员来往较多的场所，人员的日常活动造成被测物体的轻微震动；而再另外一些场所，正常工作时就能产生很大的背景噪声，如将震动探测器安装在ATM内部，ATM进行取款操作时电机的运动震动噪声超过设定的灵敏度，有可能触发报警信息，产生误报。因此，根据场所的不同及被测物体的不同，震动探测器设置的灵敏度就不同，防止产生报警信息的误报。比如安装在背景噪声较小的场所的震动探测器，其灵敏度设置较高，安装在背景噪音较大的场所的震动探测器，其灵敏度设置较低。
目前，震动探测器的灵敏度设置都是在进行安装调试时进行的，即在震动探测器安装到被测物体后，使得震动探测器进入到工作模式下，安装人员通过观察是否有产生报警信息的误报或漏报的现象来判定灵敏度的设置是否合理，且进行后续相应的调整，这就需要安装人员有较为丰富的安装调试经验。但是，申请人发现，采用这种方式对震动探测器的灵敏度安装调试过程不直观，整个调试过程需要观察较长时间，灵敏度设置的效果也不一定达到最理想的状态。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种震动探测器设置灵敏度的设置方法，该方法能够简单且准确地设置震动探测器的灵敏度。
本发明实施例还提供一种震动探测器设置灵敏度的装置，该装置能够简单且准确地设置震动探测器的灵敏度。
本发明实施例是这样实现的：
一种震动探测器设置灵敏度的方法，该方法包括：
震动探测器分别采集线性加速度值和角速度值；
震动探测器根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
震动探测器根据背景噪声值及当前设置的灵敏度确定震动探测器设置的显示单元中对应的显示模块，进行显示。
该方法还包括：根据显示单元对应的显示模块的显示，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，且确定是否对当前的灵敏度重新设置。
所述线性加速度值是由震动探测器设置的加速度传感器测量得到；
所述角速度值是根据震动探测器设置的加速度传感器测量得到的线性加速度值，及设置的陀螺仪测量得到的倾斜角度变化率，计算得到。
所述计算得到背景噪音值为：
将测量得到的线性加速度值和角速度值进行加权平均，得到背景噪音值。
所述线性加速度值包括三维空间上的X轴、Y轴和Z轴的线性加速度值；
所述角速度值包括三维空间上的X轴、Y轴和Z轴的角速度值；
所述计算得到背景噪声值为：
分别采用将测量得到的X轴、Y轴和Z轴的线性加速度值与对应的X轴、Y轴和Z轴的角速度值进行加权平均，得到三维空间中的X轴、Y轴和Z轴的背景噪音值，从中取最大值，作为背景噪音值。
所述加权平均时线性加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成反比；
所述加权平均时加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成正比。
根据背景噪声值及当前设置的灵敏度确定显示单元对应的显示模块为：
将背景噪音值与当前设置的灵敏度之间的比值与最大显示模块数量值相乘，得到显示单元对应的显示模块数量。
所述显示单元中的多个显示模块是多个发光二极管LED灯，多个LED灯构成的LED灯带组成所述显示单元。
一种震动探测器设置灵敏度的装置，包括：线性加速度值测量单元、角速度值计算单元、背景噪音值计算单元、灵敏度设置单元及显示单元，显示单元包括多个显示模块，其中，
线性加速度值测量单元，用于采集线性加速度值；
角速度值计算单元，用于计算得到角速度值；
背景噪音值计算单元，用于根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
灵敏度设置单元，用于进行当前的灵敏度值的设定；
显示单元，用于根据背景噪声值及当前的灵敏度确定显示单元对应的显示模块，进行显示。
如上所见，本发明实施例在震动探测器中设置具有多个显示模块的显示单元，震动探测器进行背景噪声检测时，根据所检测的背景噪声值及设置的灵敏度在显示单元上显示对应的显示模块，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理。这样，本发明实施例可以直观显示震动探测器的背景噪声值大小，使得安装人员能够直观确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，从而简单且准确地设置震动探测器的灵敏度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的震动探测器设置灵敏度的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的在三维空间中矢量F的位置示意图；
图3为本发明实施例提供的低背景噪音值时显示单元的显示示意图；
图4为本发明实施例提供的高背景噪音值时显示单元的显示示意图；
图5为本发明实施例提供的背景噪音值适中时显示单元的显示示意图；
图6为本发明实施例提供的震动探测器设置灵敏度的装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
从背景技术可以看出，震动探测器的灵敏度设置是将震动探测器安装到被测物体上后，由安装人员通过观察震动探测器是否有产生报警信息的误报或漏报的现象来判定的。这样，对震动探测器的灵敏度设置调试过程不直观，整个调试过程需要观察较长时间，灵敏度的效果也不一定达到最理想的状态。为了解决这个问题，本发明实施例在震动探测器中设置具有多个显示模块的显示单元，震动探测器进行背景噪声检测时，根据所检测的背景噪声值及设置的灵敏度在显示单元上显示对应的显示模块，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理。
这样，本发明实施例就可以直观显示震动探测器的背景噪声值大小，使得安装人员能够根据显示就确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，从而简单且准确地设置震动探测器的灵敏度。
具体地说，所述显示单元中的多个显示模块是多个发光二极管(LED)灯，多个LED灯构成的LED灯带组成了显示单元。当震动探测器检测的背景噪声值发生变化时，LED灯带就可以平滑过渡点亮，有较好的视觉效果。
图1为本发明实施例提供的震动探测器设置灵敏度的方法流程图，震动探测器被安装到被测物体上，且在震动探测器中设置具有多个显示模块的显示单元，其具体步骤为：
步骤101、震动探测器分别采集线性加速度值和角速度值；
步骤102、震动探测器根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
步骤103、震动探测器根据背景噪声值及当前设置的灵敏度确定显示单元中对应的显示模块，进行显示。
在该方法中，还包括：根据显示单元对应的显示模块的显示，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，更进一步确定是否对当前的灵敏度重新设置。
在该方法中，所述确定显示单元对应的显示模块为：确定显示单元对应数量的显示模块。具体地，当显示模块为LED灯时，就是对应应亮LED灯的数量，安装人员就可以通过观察LED灯带所示的“进度条”的“空”或“满”的状态，来判断在当前灵敏度的设置下，相对的背景噪声值水平，以判断灵敏度的设置是否合理。在这种情况下，安装人员也可以通过敲击或移动被测物体，震动探测器执行图1所述的过程，在显示单元中显示对应的显示模块，从而可以观察显示单元的显示状态。
在该方法的步骤101中的线性加速度值可以采用震动探测器设置的加速度传感器测量直接得到。
在该方法的步骤101中的计算角速度值是根据震动探测器设置的加速度传感器测量得到的线性加速度值，及震动探测器设置的陀螺仪测量得到的倾斜角度变化率，计算得到，其具体过程如下所述。
震动探测器采用设置的加速度传感器测量线性加速度值，加速度传感器在静态时会被施加重力加速度产生的矢量力F，其在三维空间中位置的示意图如图2所示。
Fxz为矢量力(震动探测器被平移和旋转合成的假象力)在XZ平面的投影Fxz，其与Z轴夹角Axz。因此，可以明确如下关系：
Figure BDA0001913301160000041
设置线性加速度值为：Vex＝[VexX,VexY,VexZ]
线性加速度值与矢量力在三维空间中应有相同的方向，假设第n-1次采样，可得：
Figure BDA0001913301160000051
震动探测器采用设置的陀螺仪测量得到倾斜角度的变化率，其中，设陀螺仪的输出值为Axz的倾斜角度变化率，可得到第N次采用的Axz数值：
Axz(n)＝Axz(n-1)+RgyroY(n)xT
其中，T为采样周期，RgyroY(n)为陀螺仪绕Y轴输出值。
Gex＝[GexX,GexY,GexY]为线性加速度值与陀螺仪修正的上次输出值的累加，假设陀螺仪修正的输出矢量力：
简化x＝GexX
Figure BDA0001913301160000052
由三角函数关系可得
Figure BDA0001913301160000053
因此，
Figure BDA0001913301160000054
Figure BDA0001913301160000055
因此：
Figure BDA0001913301160000056
由此可得：
Figure BDA0001913301160000057
这样，就得到了X轴的角速度值，相应地，对于Y轴和Z轴，也可以采用上述方法计算得到Y轴和Z轴的角速度值。
在该方法中的步骤102，所述震动探测器根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值的过程为：
将测量得到的线性加速度值和角速度值进行加权平均，得到背景噪音值。
具体地，采用公式：
Figure BDA0001913301160000061
其中，GexX为X轴计算得到的角速度值，VaccX为X轴测量得到的线性加速度值，w1为VaccX的信任度值，w2为GexX的信任度值。因为加速度传感器的固有特性，当采样时间短时，可设置w2大一些，当采样时间长时，可设置w1大一些。也就是说，所述加权平均时线性加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成反比；所述加权平均时加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成正比。
相应地，还可以计算得到Y轴和Z轴的背景噪声信息值，将X轴、Y轴及Z轴中的最大值作为最终的背景噪声值。
在该方法中的步骤103根据背景噪声信息及当前的灵敏度确定显示单元对应的显示模块为：将背景噪音值与当前的灵敏度之间的比值与最大显示模块数量值相乘，得到显示单元开启显示模块的数量。
具体地，可以采用以下公式：
Figure BDA0001913301160000062
其中，threshold表示灵敏度设置值，LedNum为显示单元中显示模块的最大数量值，VexX为X轴的背景噪音值值；LedOnCntX为显示单元开启显示模块的数量。
这样，本发明实施例就可以直观地显示出，当前的灵敏度设置值在当前的背景噪音值水平下是否适用。
举几个例子说明。
当灵敏度设置值太低时，如图3所示，图3为本发明实施例提供的低背景噪音值时显示单元的显示示意图。在震动探测器静止状态下，显示单元的“进度条”处于较“空”的状态，如图3中的最左边视图，在当前状态下，施加震动探测器应该发送报警信息的运动幅度，显示单元的“进度条”达不到“满”的状态，如图3中的右边两幅视图，则震动探测器并没有报警信息输出，说明了灵敏度设置值太低。如展览馆的展品的玻璃罩，被人为取走了，或被破坏产生较大的震动幅度，显示单元的“进度条”仍然达不到“满”的状态，则震动探测器起不到保护的作用。
当灵敏度设置值太高时，如图4所示，图4为本发明实施例提供的高背景噪音值时显示单元的显示示意图。在震动探测器静止状态下，显示单元的“进度条”处于较“满”的状态，如图4中的左边视图；在震动探测器施加振动、移动运动还未达到预期的幅度时，震动探测器就会输出报警信息，甚至在静止状态下，就会误报报警信息，如图4中的右边视图。如安装在ATM的震动探测器，ATM在取款状态工作时，ATM中的电机运转会产生较大的震动噪声，此时显示单元的“进度条”处于较“满”状态的震动探测器，采集到电机运转的震动信息，产生报警信息的误报。
当灵敏度设置合理时，如图5所示，图5为本发明实施例提供的背景噪音值适中时显示单元的显示示意图，如图所示，显示单元中的显示单元数量适中，如图5中的左边视图，在认为震动探测器应当产生报警信息的运动幅度下，敲击、移动保护对象，显示单元的“进度条”迅速显示“满”的状态，如图5中的右边视图，震动探测器产生报警信息，平常在正常工作时，不会产生报警信息的误报。如ATM内的震动探测器，ATM在取款工作时产生的震动信号，使得显示单元中点亮的LED灯数量小范围上下浮动，但显示单元的“进度条”达不到“满”的状态，避免产生报警信息的误报；当ATM被认为搬运或暴力破坏拆解时，则显示单元的“进度条”迅速达到“满”的状态，输出报警信息。
图6为本发明实施例提供的震动探测器设置灵敏度的装置结构示意图，包括：线性加速度值测量单元、角速度值计算单元、背景噪音值计算单元、灵敏度设置单元及显示单元，显示单元包括多个显示模块，其中，
线性加速度值测量单元，用于采集线性加速度值；
角速度值计算单元，用于计算得到角速度值；
背景噪音值计算单元，用于根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
灵敏度设置单元，用于进行当前的灵敏度值的设定；
显示单元，用于根据背景噪声值及当前的灵敏度确定显示单元对应的显示模块，进行显示。
可以看出，本发明实施例提供的方法及装置，在当前的灵敏度设置条件下，可直观地查看震动探测器的背景噪声值，提醒当前的灵敏度是否设置合理。在调试或测试震动探测器时，显示单元可直接显示当前施加在震动探测器的运动条件能否达到发送报警信息的条件，及震动探测器在静止状态时，是否会产生报警信息的误报等，解决了背景技术中的震动探测器在安装时，调试困难，灵敏度条件设置不直观的问题，最大程度的帮助安装人员设置震动探测器的灵敏度，提升震动探测器的产品竞争力，提高整个安防报警系统的安全性和可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种震动探测器设置灵敏度的方法，其特征在于，该方法包括：
震动探测器分别采集线性加速度值和角速度值；
震动探测器根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
震动探测器根据背景噪声值及当前设置的灵敏度确定震动探测器设置的显示单元中对应的显示模块，进行显示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据显示单元对应的显示模块的显示，以确定震动探测器的灵敏度是否设置合理，且确定是否对当前的灵敏度重新设置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性加速度值是由震动探测器设置的加速度传感器测量得到；
所述角速度值是根据震动探测器设置的加速度传感器测量得到的线性加速度值，及设置的陀螺仪测量得到的倾斜角度变化率，计算得到。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到背景噪音值为：
将测量得到的线性加速度值和角速度值进行加权平均，得到背景噪音值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性加速度值包括三维空间上的X轴、Y轴和Z轴的线性加速度值；
所述角速度值包括三维空间上的X轴、Y轴和Z轴的角速度值；
所述计算得到背景噪声值为：
分别采用将测量得到的X轴、Y轴和Z轴的线性加速度值与对应的X轴、Y轴和Z轴的角速度值进行加权平均，得到三维空间中的X轴、Y轴和Z轴的背景噪音值，从中取最大值，作为背景噪音值。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述加权平均时线性加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成反比；
所述加权平均时加速度值设置的贡献值与所述采集的采样时间长度成正比。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据背景噪声值及当前设置的灵敏度确定显示单元对应的显示模块为：
将背景噪音值与当前设置的灵敏度之间的比值与最大显示模块数量值相乘，得到显示单元对应的显示模块数量。
8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述显示单元中的多个显示模块是多个发光二极管LED灯，多个LED灯构成的LED灯带组成所述显示单元。
9.一种震动探测器设置灵敏度的装置，其特征在于，包括：线性加速度值测量单元、角速度值计算单元、背景噪音值计算单元、灵敏度设置单元及显示单元，显示单元包括多个显示模块，其中，
线性加速度值测量单元，用于采集线性加速度值；
角速度值计算单元，用于计算得到角速度值；
背景噪音值计算单元，用于根据线性加速度值和角速度值，计算得到背景噪音值；
灵敏度设置单元，用于进行当前的灵敏度值的设定；
显示单元，用于根据背景噪声值及当前的灵敏度确定显示单元对应的显示模块，进行显示。
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