CN113253281B - 物体移动检测装置和方法及非暂时性计算机可读存储介质 - Google Patents

物体移动检测装置和方法及非暂时性计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

用于检测物体的移动的方法和装置包含：从声波接收器接收第一组输出信号值和第二组输出号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；以及如果所述差集满足所述预定的条件则输出运动检测信号。根据本申请的其他实施例，还提供了非暂时性计算机可读存储介质。

Description

物体移动检测装置和方法及非暂时性计算机可读存储介质
技术领域
本说明书总体上涉及超声传感器，并且更具体地说，涉及用于基于超声传感器数据分析的物体移动检测的方法和装置。
背景技术
接近传感器(proximity sensor)用于检测接近传感器的物体和物体移动。超声传感器可以通过，从超声波源发射超声声波并且检测周围物体反射的超声波回波，来检测物体和物体移动。如果超声传感器接收超声波的回波，则可以确定一个或多个物体在超声传感器附近。根据回波的接收次数和模式，超声传感器可以识别传感器附近的不同物体以及物体的移动特性。
发明内容
在一方面，提供一种用于检测物体的移动的计算机实施的方法。所述方法包含：从声波接收器接收第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；以及如果所述差集满足所述预定的条件则输出运动检测信号。
在另一方面，提供一种用于检测物体的移动的装置。所述装置包含声波接收器、处理器和耦接到所述处理器的存储器。所述声波接收器被配置成输出第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度。所述存储器被配置成存储如果由所述处理器执行则与所述处理器一起操作用于以下的指令：从所述声波接收器接收所述第一组和所述第二组；基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；并且如果所述差集满足所述预定的条件则输出运动检测信号。
在又另一方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质。所述非暂时性计算机可读存储介质包含用于检测物体的移动的指令，所述指令如果由处理器执行则与所述处理器一起操作用于：从声波接收器接收第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；并且如果所述差集满足所述预定的条件则输出运动检测信号。
本申请的实施例涉及基于超声传感器数据分析的物体移动检测。
附图说明
并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图展示了实施例。在指代附图的以下描述中，除非另有表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或类似的要素。
图1是包含声信号发射和声波接收器的接收的示例性场景的图解表示。
图2是根据当前公开的实施例的用于物体移动检测的示例装置的框图表示。
图3是根据当前公开的实施例的用于物体移动检测的示例方法的流程图。
图4是根据当前公开的实施例的由声波接收器接收的示例声波的时间依赖性幅度值的图形表示。
具体实施方式
物体移动检测可以在各种各样的场景中使用。例如，可以在车辆上使用运动感测系统，如备用感测系统(backup sensing system)，来检测在车辆附近的盲区内移动的物体。又例如，可以在立体声系统上使用运动感测系统，来检测在系统的扬声器或麦克风附近移动的人。基于所检测到移动的人，立体声系统可以平衡音量负载、消除麦克风回声、激活立体声系统、增大或减小立体声系统的音量、照亮一个或多个控件(例如，按钮、触摸屏、LED指示器等)、激活一个或多个板载灯、照亮用户接口面板等。
在物体移动检测装置中，可以配置一个或多个超声源和传感器来发射和检测超声波。超声源和传感器可以被配置成，面向一个或多个方向，以覆盖一个或多个对应的空间角度，在所述一个或多个对应的空间角度下，可以检测到物体的移动。用于检测附近物体的移动的典型方法(“距离阈值方法”)可以确定物体在一段时间内的一组距离，并基于所述一组距离的变化来确定物体是否在移动。例如，距离阈值方法中使用的超声传感器(例如，德州仪器公司(Texas Instruments)PGA460)可以生成距离数据，指出在一段时间内到附近的被检测物体的距离。可以将距离数据的变化与预定的阈值进行比较。如果变化超出了阈值，则可以将物体确定为在所述时间段内移动。否则，可以将物体确定为静止。
然而，距离阈值方法在检测具有非理想形状或表面的物体的移动方面可能面临挑战。例如，物体可以对声波具有半反射表面(例如，有绒毛或蓬松的表面)，其中超声波的反射或回波可能太弱而检测不到。在另一实例中，物体的表面的各部分可以不垂直于超声传感器，其中超声波的反射可以偏离超声波的传入方向，并且超声传感器的距离检测可能是错误的。当此类非理想物体在附近时，距离阈值方法可能产生错误拒绝和错误检测。当实际移动未被检测到时会发生错误拒绝，并且当未移动被误认为移动时会发生错误检测。
判断到被检测的非理想物体的距离，如果由于超声波的不稳定反射而因此不稳定，则可能发生错误检测。例如，当物体具有非垂直表面时，判断到物体的距离可以在大范围中波动，这可能产生物体在移动的错误判定。用于应对此类错误检测的一种方法是提高用于比较的阈值。然而，当物体实际上在移动并且确定距离的变化下降到阈值以下时，可能发生错误拒绝，因为超声传感器看不见此类移动。仅通过调整阈值，难以抑制错误拒绝和错误检测。因此，距离阈值方法可能无法准确地确定所有类型的移动。
用于降低高错误拒绝率和高错误检测率的各种方法都可以用于距离阈值方法。超声源和传感器的配置可以限制每个传感器的检测角度，这可能对具有大范围移动检测能力的装置增加成本和复杂性。
另外，在移动检测的距离阈值方法中，超声源可以没有或可以具有很少的空闲期，因为超声源可能需要持续或间歇地发射超声声波以便超声传感器进行轮询。超声传感器和超声源可以始终是活动的，这可能增加装置的能耗。另外，超声波的持续或近乎持续的传输可能干扰其它超声换能器。
而且，一些超声传感器对被检测的移动物体有上限，如八个物体的限制。此类限制可能造成移动物体的检测遗漏，尤其是在环境中，物体远远超出上限。当前公开的实施例解决了这些描述的挑战中的一个或多个。
本说明书的实施例提供用于物体移动检测的方法和装置，使用基于超声传感器所接收的超声波的幅度或强度的方法(“信号幅度方法”)进行检测。在此方法中，处理器可以从超声传感器接收幅度数据，所述幅度数据指出超声传感器所接收的声波(或“声信号”)的幅度或强度。在一些实施例中，幅度数据可以是数字数据或模拟数据，并且可以不进行预处理来表示到物体的距离。换言之，当前公开的系统和方法所使用的输出信号可以包含原始数据，例如，以随时间的输出信号幅度的形式。处理器可以接收一组幅度数据，所述一组幅度数据可以表示某个持续时间内的信号幅度。通过比较多组幅度信号，处理器可以使用启发式算法确定被检测物体是否在移动，其检测是与待检测物体的表面的类型或表面的法线方向无关地。在一些情况下，被比较的组对应于在不对传感器输出信号进行采样的相邻时间段期间捕获的连续数据组(consecutive data sets)。在其它情况下，被比较的组对应于在可以执行其它输出信号采样的时间段期间捕获的非连续数据组。信号幅度方法可以抑制错误检测率和错误拒绝率，并且可以不需要超声传感器和超声源在较长时间段内处于活动状态。通过直接处理幅度数据以用于移动检测，超声传感器可以使用更少的资源进行数据预处理(例如，将原始数据转化为距离数据)并且因此提高其检测移动物体的能力。进一步地，公开的技术可以实现更大的运动检测准确度以及更少的错误检测和/或错误拒绝。
应注意的是，尽管“超声”贯穿本说明书使用，但本说明书的实施例不限于超声数据，并且本文公开的方法和装置还可以使用如可听声波、次声波或光波(例如，红外光波、RF波等)等非超声波来执行或实施关于物体移动的检测。为了便于解释而不造成歧义，超声波在下文描述中用作实例，但应注意的是，任何合适的信号波都可以代替超声波用作物体移动检测的介质。
图1是包含声信号发射和声波接收器的接收的示例性场景的图解表示。图1包含声波接收器102和在声波接收器102的周围环境中的物体104-108。在一些实施例中，声波接收器102可以是超声传感器或换能器。声源(例如，超声源)可以沿特定的方向或一连串方向或者沿多个方向(例如，在收发器被配置成从多个不同的方向发射超声波并且从对应的方向接收反射的情况下)向环境中发射声波(例如，超声波)。在一些情况下，超声收发器可以同时监测环境的八个或更多个不同的区域，每个区域与专用传感器输出信号相关联，所述输出信号对应于从单个区域接收的反射信号。声波可以由物体104-108反射回到声波接收器102。在一些实施例中，声源可以与声波接收器102集成为单个装置。在那些情况下，图1中的箭头指示发射和反射的声波的方向。声波接收器102可以生成指示所接收声波的幅度的数据(例如，模拟数据或数字数据)。在一些实施例中，数据可以传输到处理器(图1中未示出)以进行进一步分析。在一些实施例中，处理器可以与声波接收器102集成为单个装置。在一些实施例中，处理器可以与声波接收器102分开。
图2是根据当前公开的实施例，表示用于物体移动检测的示例装置200的框图。参考图2，装置200可以包含通信接口202、处理器204和存储器206。通信接口202、处理器204和存储器206耦接或连接在装置200内并且可以实施为集成电路或芯片。在一些实施例中，装置200可以另外包含声波接收器102作为单个装置。在一些实施例中，装置200独立于声波接收器102。
通信接口202可以与声波接收器102介接，以接收声波接收器102生成的数据或将控制数据传输到声波接收器102。在一些实施例中，当装置200独立于声波接收器102时，通信接口202可以根据通信标准或协议耦接或连接到声波接收器102。通信标准可以是例如有线通信标准、标准、近场通信(NFC)标准、红外通信协议或任何合适的有线或无线通信标准。在一些实施例中，当装置200包含声波接收器102时，通信接口202可以通过内部总线耦接或连接到声波接收器102。
处理器204可以包含能够操纵或处理信息的任何合适的电子装置。处理器204可以包含用于处理如从通信接口202传送的数据等数据的集成电路或芯片。例如，处理器204可以包含任何数量的以下各项的任何组合：可编程逻辑控制器、微控制器、微处理器、数字或模拟信号处理器、知识产权(IP)核心、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)、中央处理单元(或“CPU”)、图形处理单元(或“GPU”)、光学处理器或任何类型的能够进行数据处理的电路。处理器204可以与存储器206耦接并且执行存储器206中存储的指令。
存储器206可以是能够存储处理器204可访问的代码和数据的通用或专用电子装置。存储器206可以包含任何类型的挥发性或非挥发性存储器装置或其组合。例如，存储器206可以包含任何数量的以下各项的任何组合：随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、光盘或磁盘、硬盘驱动器、固态驱动器、闪盘驱动器、安全数字(SD)卡、记忆棒、紧凑式闪存(CF)卡或任何类型的存储装置。为处理器204提供对存储器206中存储的指令的访问，以用于执行本文公开的技术，将处理器配置(或将处理器编程)为用于执行公开的运动检测功能的专门机器。当存储器206中的指令由处理器204执行时，装置200可以对从声波接收器102接收的数据执行操作。
图3是根据当前公开的实施例的用于物体移动检测的示例方法300的流程图。例如，方法300可以通过装置200执行。在一些实施例中，方法300可以实施为存储在计算机可读存储介质(例如，存储器206)中的软件或固件，如程序代码或指令。程序代码或指令可以由处理器(例如，处理器204)读取并执行以实施方法300。
参考图3，在步骤302处，处理器(例如，处理器204)从声波接收器(例如，声波接收器102)接收第一组输出信号值和第二组输出信号值。第一组和第二组中的每个输出信号值可以表示所接收声信号(例如，从传感器环境反射的声波，包含从环境中的一个或多个物体的反射)的幅度。这几组输出信号值各自可以对应于一定时间间隔(例如，在超声发射器的爆发(burst)模式之后传感器的“侦听”模式期间)内从传感器收集的输出信号。在一些情况下，每组输出信号值可以对应于超声波发射之后传感器的“侦听”期。在一些实施例中，声波接收器可以包含超声传感器或超声换能器。声波接收器可以生成表示在多个时间间隔内接收的一个或多个声信号(例如，接收的反射超声波)的幅度的输出信号值。例如，声波接收器可以随时间对声信号进行采样，并且生成表示接收的声信号的幅度随时间的变化的输出信号值。在一些实施例中，处理器可以经由通信接口(例如，通信接口202)接收输出信号值。
输出信号值可以表示接收的声信号的强度或幅度，所述接收的声信号是来自源(例如，所述源可以与声波接收器集成或独立于声波接收器)的声波发射并且被传感器环境中的一个或多个物体反射。输出信号值可以与接收的声信号的对应幅度成比例。接收的声信号和/或输出信号的幅度通常可以与传感器环境中一个或多个物体的存在有关(例如，在某些时间/距离处接收的反射信号可以指示在那些距离处被检测物体的存在，并且可以具有比未检测到物体的时间/距离更高的信号强度)；可以与被检测物体的类型有关(例如，物体的反射率、物体的形状、物体的朝向等)；和/或可以与被检测物体相对于传感器的距离有关。例如，与更靠近传感器的物体相比，更远的物体可以是与更低的反射信号幅度相关联。在一些情况下，传感器可以响应于接收的声反射而生成输出信号值，所述声反射可以是变化的，例如从附近物体的毫伏到较远物体的微伏。可以将时变增益应用于传感器，使得生成的输出信号在飞行时间/距离值的范围内放大(例如，渐进地或逐步地)。假设声速约为343m/s，则位于距传感器约2m处的物体可以与约12毫秒的飞行时间相关联。远离传感器7m的物体将与约40毫秒的飞行时间相关联。通过应用时变增益，相类似地，响应于来自2m和7m处的物体的声反射而生成来自传感器的输出信号。
在一些实施例中，声波接收器可以输出多组数字输出信号值。例如，发射的超声波的每次爆发可以产生输出信号的对应组，所述输出信号表示从传感器的环境中一个或多个物体接收的反射的。所述组输出信号可以例如表示随时间来自传感器的一连串输出信号强度。信号强度的变化可以因超声波的发射爆发而指示接收反射的存在(在不同时间接收，对应于不同的距离值)。每个反射信号可以对应于传感器环境中存在的一个或多个物体。而且，接收反射信号的时间可以指示被检测物体距传感器的距离(例如，可以基于飞行时间计算来确定距离)。所述组输出信号(例如，第一组和第二组)可以包含数字值(例如，二进制、八进制、十进制或十六进制值)，并且每个值可以与接收的反射信号的信号强度有关(例如，有或没有应用增益)。每组可以具有预定的量值。例如，每组可以作为具有一定长度的阵列输出。声波接收器可以被设计或配置成基于特定应用的需求(例如，传输带宽与数据分辨率之间的平衡)来提供一定大小的输出数据组。
在一些情况下，组可以输出为阵列，每个阵列的长度为X字节，其中X为整数(例如，32、64、128、256或任何整数)。在一些实施例中，接收的输出信号组可以存储在存储器206中，每组的长度为X字节。传感器分辨率可以对应于阵列中可用字节的分配，并且所述分配是分配到各个输出信号值以及每个输出传感器值所占用的位数。8位格式的表示传感器输出值可以针对128字节阵列产生1024个输出信号值。如所指出的，这些输出信号值对应于接收的反射信号在持续时间内的信号强度值，所述持续时间被选择为在发射的超声声波的爆发之后的“侦听”期。输出信号值与其相关联的幅度和飞行时间一起可以用来确定传感器环境中物体的存在，并且计算这些物体距传感器的对应距离。在一些实施例中，接收的输出信号值可以进行确定，如图4所示。
图4是传感器响应于接收的反射信号，表示生成的输出信号的时间与幅度值相依性的图形。参考图4，竖轴表示可以提供给处理器的输出信号值的幅度(“幅度值”)。水平轴表示声波接收器接收对应的反射信号的时间，包含时间戳T0-T6。图4中的竖轴的值与声波接收器接收的声波的强度有关。例如，在一些情况下，传感器生成的输出信号可以直接对应于接收的反射信号的强度(没有应用增益或均一地应用增益)。然而，在其它情况下，相对于接收的反射信号的强度可以应用时变增益，使得输出信号从传感器产生，如图4所表示的。
图4示出了由声学声音传感器生成的输出信号值的图形，表示例如响应于从传感器环境中的物体接收的超声信号的反射。传感器输出也可以提供为数据点的阵列，每个数据点表示对应时间的输出信号的幅度，而不是图4所示的图形表示。如上文所指出的，阵列中包含的数据点的数量可以取决于特定传感器的规格、传感器的分辨率和每个数据点的位长等。在图4中，通过描绘处理器所接收的传感器的输出信号，其时间与幅度值相依性可以生成幅度曲线402。在一些情况下，图4的绘图可以生成为与线段相连的散点。在其它情况下，一个或多个点拟合技术或平滑函数可以应用于数据点阵列，以提供图4所示的图形表示。每个侦听模式可以产生阵列，表示与侦听模式相关联的时间段内接收的反射的信号强度的数据点的阵列。如下面将更详细地讨论，物体在传感器的环境中的移动，可以通过比较对应于不同侦听模式时间间隔的输出信号值的阵列来检测。在一些情况下，被比较的阵列可以对应于依序侦听模式的时间间隔，并且在其它情况下，被比较的阵列可以对应于非顺序侦听模式的时间间隔。
出于说明性目的，沿曲线402示出了六个输出信号值V1-V6，对应于时间戳T1-T6处。然而，传感器提供的每个输出信号值的阵列中可以包含更多的点。在公开的实施例中，两个或更多个输出值阵列中的对应点之差可以用来检测物体移动。例如，在一些情况下，可以将曲线402上在的时间T1的输出信号值V1与一个或多个其它输出值阵列中的对应点进行比较，以检测物体移动。在图4中，输出信号值V1-V6的幅度分别为235、140、68、166、150和38。输出信号值V1-V6可以表示为十进制值，或者其值可以用任何适当的记数系统(例如，二进制、八进制或十六进制值)表示。
在一些实施例中，传感器提供的每个阵列的输出信号值(例如，第一组值、第二组值等)可以包含相同数量的输出信号值。而且，如所指出的，可以比较不同阵列中的类似索引的输出信号值来检测物体移动。在一些实施例中，声波接收器可以输出第一阵列中的第一组输出值，并且可以输出第二阵列中的第二组输出值。可以将来自第一阵列和第二阵列的对应值与检测到的物体移动进行比较。在一些实施例中，声波接收器可以先于第二组输出第一组，其中第一组输出值和第二组输出值对应于顺序侦听模式。在其它情况下，被比较以检测物体运动的第一组和第二组可以对应于非顺序侦听模式。
在公开的实施例中，比较原始输出信号值(例如，表示接收的反射信号强度的值，而不是如计算的距离等次要值)可以提高对物体移动的检测。实际上，每个阵列的输出信号值可以表示不同侦听模式时间间隔期间传感器的输出信号值。每个阵列中的输出信号值中的峰可以表示传感器的环境中的物体，因为每个峰是由从环境接收的反射信号生成的。到产生反射信号(例如，响应于入射发射声波)的被检测物体的距离，其可以基于接收到的反射信号的时间来确定(例如，如果发射信号来源于与声传感器相同的位置，则用343m/s乘以反射信号时间除以2)。比较包含在不同阵列中的输出信号值的峰的变化，可以指示物体定位、朝向等是如何从一个侦听模式时间间隔变到另一个侦听模式时间间隔的。此类变化可以指示物体是朝着传感器还是远离传感器在移动(例如，如图4所示的峰在随后的阵列中移到左边或者右边)或者物体是从边到边，还是相对于传感器以弧的方式在移动(例如,如果被比较阵列中的两个峰在时间上具有类似的定位，但峰形不同，则峰形、幅度等的差异可以指示一个或多个朝向变化，这可以与边到边或弧式移动相关联)。
在特定实例中，声波接收器可以输出与如图4所示的图形表示曲线402的输出信号值相对应的输出信号值阵列。与输出以提供曲线402的阵列相对应的第一组值可以包含{V1,V2,V3,V4,V5,V6}以及可能的许多其它点。与来自不同侦听模式时间间隔的传感器输出阵列相对应的第二组值可以包含{V1',V2',V3',V4',V5',V6'}以及可能的许多其它点。步骤302中提及的第一输出信号值可以是{V1,V2,V3,V4,V5,V6}之一(或来自第一阵列的任何其它点)，并且步骤302中提及的第二输出信号值可以是{V1',V2',V3',V4',V5',V6'}之一或来自第二阵列的任何其它对应点。例如，待比较的第一输出信号值和第二输出信号值可以分别是V4和V4'。在一个实例中，第一组和第二组可以按顺序输出到处理器，其中第一组早于第二组。在一些情况下，第一组输出值和第二组输出值可以对应于依序侦听模式的时间段，使得传感器不提供介于第一组输出信号值与第二组输出信号值之间的信号输出值以进行比较。
应注意的是，尽管图4中的时间戳T0-T6被示出为具有相等间隔，但在一些实施例中，所述时间戳之间的间隔可以是不相等的。在一些实施例中，第一组和第二组可以包含不同数量的输出信号值。例如，第二组可以包含比第一组更多的输出信号值，或反之亦然。在一些实施例中，当声波接收器输出第一组和第二组为阵列时，阵列中被比较的第一输出值和第二输出值可以在对应阵列中具有相同的索引或者在一些情况下可以具有不同的索引。
参考回图3，在步骤304处，处理器可以通过确定差集(difference set)阵列来比较输出信号值阵列，差集阵列表示两个不同输出信号阵列中的对应输出信号值(或者在一些情况下甚至是非对应点)之间的一个或多个差值。换言之，差集中的每个差值可以表示第一组(阵列)中的第一输出信号值与第二组(阵列)中的第二输出信号值之间的差。例如，如在图4中示出并且在步骤302中描述的，处理器可以接收呈阵列的形式的第一组输出值，包含输出信号值{V1,V2,V3,V4,V5,V6}，以及阵列的形式的第二组输出信号值，包含{V1',V2',V3',V'4,V5',V6'}的，将两者相比较。例如，差阵列可以包含阵列中的对应数据点(例如，传感器输出信号值)之差。在一个实施例中，差阵列可以包含输出信号值之差，并且可以表示为{…V1-V1',V2-V2',V3-V3',V4-V4',V5-V5',V6-V6'…}。处理器可以将差值存储为，例如差阵列中的一组值(例如，{…V1-V1',V2-V2',V3-V3',V4-V4',V5-V5',V6-V6'…})。此类差值阵列仅为示例性的，因为差值阵列可以包含更多的值、更少的值或可以含示例值V1-V1'、V2-V2'、V3-V3'、V4-V4'、V5-V5'、V6-V6'之间的一个或多个值。
处理器可以分析一个或多个差值阵列中包含的值，以检测物体运动。例如，参考图3，在步骤306处，处理器可以确定一个或多个差值阵列中包含的差值是否满足预定的条件。在一些情况下，处理器可以确定差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值。超出预定阈值的差值可以指示对应数据点之间，从一个输出值阵列到另一个输出值阵列的变化，并且因此可以指示物体运动。虽然在一些情况下，可以足以基于差阵列中的单个差值以及差值是否超出阈值来检测物体运动，但也可以采用其它预定的条件。在一些实施例中，用于得出物体运动已经发生的结论的预定条件，可以是差集中至少预定数量的差值的量值(例如，绝对值)超出预定的阈值。在一些实施例中，预定的条件可以是预定百分比的差集值必须超过一定的阈值，以得出运动已经发生的结论。百分比可以基于特定应用的要求进行选择。在一些情况下，百分比可以是10％、25％、50％等。
也可以基于特定应用的要求来选择用于评估差集值的阈值。较低的阈值水平可以产生对物体运动的较高灵敏度。较高的阈值水平可以产生较少的误报。还可以选择多于一个阈值(例如，相对于与差集相关联的增加时间增大或减小的时变阈值、相对于时间逐步增大或减小的阈值等)。在一些实施例中，预定的阈值可以基于待检测物体的预期量值、待检测物体的反射率、物体的预期移动速度等。例如，小物体可以具有更大范围的幅度变化，并且阈值可以相应地设置得高于大物体的阈值。另外，快速移动的物体可以产生更大范围的幅度变化，并且阈值可以相应地设置得大于慢速移动的物体的阈值。应注意的是，实例仅涵盖实际场景的有限例子，并且阈值可以根据本文示出的实例以外的不同方案来预先确定。
参考图3，在步骤308处，如果差集满足预定的条件，则处理器可以输出运动检测信号(例如，表示物体相对于声波接收器在移动的数据)。如果差集不满足预定的条件，则处理器可以不输出运动检测信号。
在一些实施例中，方法300可以以迭代的方式执行。例如，在第一次迭代中执行步骤308之后，处理器可以通过在第二次迭代中执行步骤302来重复方法300的过程。在一些实施例中，当在第二次迭代中执行步骤302时，处理器可以接收与第一组值和第二组值不同的第三组输出信号值和第四组输出信号值(例如，第三阵列和第四阵列的传感器输出值)并且基于第三组和第四组来执行步骤304-308。例如，可以基于任何两组输出信号值之间的差比较来生成差阵列。在一些情况下，差阵列可以包含第一组传感器输出值与第二组传感器输出值之间的差值、第二组输出值与第三组输出值之间的差值、第三组输出值与第四组传感器输出值等之间的差值。在一些实例中，可以基于输出信号值的非顺序阵列(例如，第一组到第三组、第二组到第四组、第三组到第五组等)来生成差集。可以基于传感器值阵列的任何组合来生成差值阵列。表示传感器环境中存在移动的运动检测信号可以基于对基于传感器值输出阵列的任何组合生成的任何差值阵列中的差值的评估(如上所述)。运动检测信号还可以基于对多于一个差值阵列的分析来生成。例如，在确定是否已经检测到移动时，可以由处理器分析多个差值阵列(2个、3个、4个等)中的值，以确定那些阵列中的值如何与预定的阈值进行比较、多少个值超出阈值、多个差值阵列中有多少百分比的差值超出预定的阈值等。
响应于运动检测信号，装置可以采取任何适当的动作。在一些情况下，如扬声器，表示检测到运动而发出的运动检测信号可以使一个或多个灯改变状态、可听指示器发出声音、通电指示灯进行显示、用户界面屏幕照亮等。类似的响应或任何其它适当的响应可以由移动装置、计算装置或任何其它类型的装置，在如上所述对处理器发出的运动检测信号进行访问的情况下执行。
本文中的实施例可以使用软件编程或软件元件来实施，本公开可以用任何编程或脚本语言如C、C++、Java、汇编程序等来实施，其中各种算法用数据结构、对象、进程、例程或其它编程元件的任何组合来实现。功能方面可以用在一个或多个处理器上执行的算法来实现。此外，本公开的实施例可以采用任何数量的常规技术用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等。除非本文另有指示或者除非与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法的步骤可以以任何合适的顺序可执行。
在本公开中，术语“信号”、“数据”和“信息”可互换地使用。“包含”或“具有”以及其变化在本文中的使用意味着涵盖其后列出的项和其等同物以及附加项。除非另外指明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”和其变化被广泛地使用并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。进一步地，“连接”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接。
术语“实例”在本文中用来意指用作实例、例子或说明。在本文中被描述为“实例”的任何方面或设计并不一定要被解释为相比于其它方面或设计更优选或有利。相反，词语“实例”的使用旨在以具体的方式呈现概念。
另外，除非另外指明或根据上下文明显看出指向单数形式，否则如本公开和所附权利要求中使用的冠词“一个/种(a和an)”总体上应被解释为意指“一个/种或多个/种”。此外，除非如此解释，否则通篇对术语“方面(an aspect)”或“一方面(one aspect)”的使用不旨在意指相同的实施例或方面。此外，除非本文中另有指示，否则本文中对值的范围的叙述仅旨在用作单独地指出落入所述范围内的每个单独的值的速记方法，并且每个单独的值并入本说明书中，如同所述值在本文中被单独地叙述一样。
如在本公开中所使用的，术语“或”旨在意指用于其连接的两个或更多个要素的包含性的“或”而非排他性的“或”。除非另外指明或根据上下文明显看出，否则“X包含A或B”旨在意指任何自然包含性排列。换言之，如果X包含A；X包含B；或X包含A和B两者，则在任何前述例子下都满足“X包含A或B”。类似地，“X包含A和B中的一个”旨在被用作“X包含A或B”的等同物。本公开中使用的术语“和/或”旨在意指“和”或包含性的“或”。即，除非另外指明或根据上下文明显看出，否则“X包含A、B和/或C”旨在意指X可以包含A、B和C的任何组合。换言之，如果X包含A；X包含B；X包含C；X包含A和B两者；X包含B和C两者；X包含A和C两者；或X包含A、B和C所有，则在任何前述例子下都满足“X包含A、B和/或C”。类似地，“X包含A、B和C中的至少一个”旨在用作“X包含A、B和/或C”的等同物。
本文示出和描述的各方面是本公开的说明性实例，并且不旨在另外以任何方式限制本公开的范围。为了简洁起见，可以不详细描述系统的常规的电子设备、控制系统、软件开发和其它功能方面(以及系统的各个操作组件中的组件)。此外，呈现的各个附图中示出的连接线或连接器，旨在表示各个元件之间的功能关系和/或物理或逻辑耦接。许多替代性或附加功能关系、物理连接或逻辑连接可以存在于实际装置中。
虽然已经结合某些实施例描述了本公开，但应理解的是，本公开不应限于公开的实施例，而是相反，旨在涵盖所附权利要求的范围内所包含的各种修改和等同布置，所述范围应被给予最广泛的解释，以便涵盖法律所允许的所有此类修改和等同结构。

Claims (20)

1.一种用于检测物体的移动的计算机实施的方法，所述方法包括：
从声波接收器接收第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；
基于接收的第一组和第二组确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；
基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；以及
如果所述差集满足所述预定的条件，则输出运动检测信号。
2.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述第一组和所述第二组包括相同数量的输出信号值。
3.根据权利要求2所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述第一组和所述第二组由所述声波接收器输出为阵列，并且所述第一输出信号值和所述第二输出信号值在所述阵列中具有相同的索引。
4.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述声波接收器包括超声传感器。
5.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述声波接收器包括超声换能器。
6.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述第一组由所述声波接收器早于所述第二组输出，并且其中所述声波接收器不输出所述第一组与所述第二组之间的信号值。
7.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其进一步包括：
基于待检测物体组的大小或所述待检测物体组的移动速度，至少其中之一来确定所述预定的阈值。
8.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述预定的条件包括：所述差集中的至少预定数量的所述差值的量值超出所述预定的阈值。
9.根据权利要求8所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其进一步包括：
基于待检测物体组的大小或所述待检测物体组的移动速度，至少其中之一来确定所述预定数量。
10.根据权利要求1所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其中所述预定的条件包括：所述差集的一部分超出预定的百分比，其中所述部分包括量值超出所述预定的阈值的差值。
11.根据权利要求10所述的用于检测物体的移动的计算机实施的方法，其进一步包括：
基于待检测物体的一组大小或所述待检测物体的一组移动速度中的至少一个来确定所述预定的百分比。
12.一种用于检测物体的移动的装置，所述装置包括：
声波接收器，所述声波接收器被配置成输出第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；
处理器；以及
存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器被配置成存储指令，所述指令为如果由所述处理器执行则与所述处理器一起操作用于以下的指令：
从所述声波接收器接收所述第一组和所述第二组；
基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；
基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；并且
如果所述差集满足所述预定的条件，则输出运动检测信号。
13.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述第一组和所述第二组包括相同数量的输出信号值。
14.根据权利要求13所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述第一组和所述第二组由所述声波接收器输出为阵列，并且所述第一输出信号值和所述第二输出信号值在所述阵列中具有相同的索引。
15.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述声波接收器包括超声传感器。
16.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述声波接收器包括超声换能器。
17.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述第一组由所述声波接收器早于所述第二组输出，并且其中所述声波接收器不输出所述第一组与所述第二组之间的信号值。
18.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述存储器进一步包括存储指令，所述指令为如果由所述处理器执行则与所述处理器一起操作用于以下的指令：
基于待检测物体组的大小或所述待检测物体组的移动速度，至少其中之一来确定所述预定的阈值。
19.根据权利要求12所述的用于检测物体的移动的装置，其中所述预定的条件包括以下之一：
所述差集中的至少预定数量的所述差值的量值超出所述预定的阈值；或者
所述差集的一部分超出预定的百分比，其中所述部分包括量值超出所述预定的阈值的差值。
20.一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括用于检测物体的移动的指令，所述指令如果由处理器执行则与所述处理器一起操作用于：
从声波接收器接收第一组输出信号值和第二组输出信号值，所述第一组和所述第二组中的每个输出信号值表示从所述物体反射的声信号的幅度；
基于接收的第一组和第二组来确定包含一个或多个差值的差集，所述一个或多个差值中的每个差值表示所述第一组中的第一输出信号值与所述第二组中的第二输出信号值之差；
基于所述差集中的每个差值的量值是否超出预定的阈值来确定所述差集是否满足预定的条件；并且
如果所述差集满足所述预定的条件，则输出运动检测信号。
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