CN115298525A - 传感器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单像素热电堆（SPT）的应用。本发明提供了一种传感器设备，其包括单像素热电堆和控制器，其中单像素热电堆被配置成监控检测区域并随时间测量所述检测区域的温度信号；其中检测区域由表面界定，并且单像素热电堆以垂直于表面的至少20度的角度定向；其中检测区域到表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域。其中控制器被配置为：获得检测区域的温度信号；通过检测检测区域的温度信号中的模式来确定跨所述表面移动的人的移动特征；输出输出信号，该输出信号被配置成在确定移动特征时控制电气设备。

Description

传感器设备

技术领域

本发明涉及一种包括单像素热电堆和控制器的传感器设备。本发明还涉及一种包括传感器设备和至少一个电气设备的系统。本发明还涉及一种包括传感器设备和至少一个照明设备的照明系统。本发明还涉及一种包括外壳、光源和传感器设备的灯具。本发明还涉及一种确定跨表面移动的人的移动特征的方法，以及一种对应的计算机程序产品。

背景技术

建筑环境变得越来越配备有可以用于控制各种致动器的感测解决方案。例如，办公室通常配备有存在传感器来确定办公室中人的存在，以便例如控制照明、百叶窗和/或HVAC。相机、无源红外传感器（PIR）或热电堆阵列经常用于这种存在检测，并且甚至可以进一步用于更复杂解决方案中的活动检测。然而，这种传感器可能是昂贵的、隐私敏感的，并且在操作上过于复杂。因此，在建筑环境内存在对隐私保护、更直接和便宜的感测解决方案的明确需求，以便控制其中的各种电气设备。

发明内容

本发明涉及单像素热电堆（SPT）的应用。单像素热电堆（SPT）将热能转化为电能。由于SPT的测量限于单像素，因此SPT不提供空间分辨率，并且只可以随时间测量其相应检测区域（或：视场）内的单个温度值。因为SPT相对便宜，所以SPT对于一些有限的应用领域仍然可以是有利的。例如：耳温表是一个众所周知的一般SPT应用的示例。另一个示例可以涉及利用单像素热电堆（SPT）的存在检测，其中触发SPT指示人的一般存在。

尽管单像素热电堆（SPT）的应用由于成本而可能非常有吸引力，但是单像素热电堆（SPT）的有限（空间）能力使得其不利于在建筑环境中的更广泛应用。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于控制电气设备（优选为照明设备）的改进的传感器设备，其至少减轻了上述问题和缺点。此外，本发明提供了一种传感器设备，其包括适于相对于表面定向的单像素热电堆、和控制器，其中该单像素热电堆被配置成监控检测区域并随时间测量所述检测区域的温度信号；其中检测区域由表面界定，并且单像素热电堆以垂直于所述表面的至少20度的角度定向；其中检测区域到表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域；其中控制器被配置为：获得所述检测区域的温度信号；检测检测区域的温度信号中的不对称模式；通过检测检测区域的温度信号中的不对称模式来确定跨所述表面移动的人的移动方向；其中不对称模式包括通向（lead towards）峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中初始斜率和后续斜率是不对称的；输出输出信号，该输出信号被配置成在确定移动方向时控制电气设备。

根据本发明的单像素热电堆可以适于在操作中相对于表面定向，并且控制器可以被配置为在操作中执行上述步骤。

在示例中，根据本发明的传感器设备可以包括被布置用于将传感器设备安装到安装表面上的外壳表面，其中单像素热电堆可以以垂直于所述安装表面的至少20度的角度定向。因此，单像素热电堆可以在传感器设备本身内并且相对于传感器设备的外壳表面以特定倾斜角定向。因此，当将传感器设备安装到所述安装表面时，通过传感器设备本身的构造和其结构部件的放置，SPT可能不垂直于所述安装表面定向，而是总是相对于其成一定角度或倾斜。

根据本发明的传感器设备包括单像素热电堆（SPT）和控制器。SPT和控制器操作地耦合，或者不同地表述为彼此通信和交互。单像素热电堆（SPT）（在操作中）监控检测区域。检测区域可以对应于SPT的单像素分辨率。检测区域可以替代地被表述为检测体积、或视场、或检测区域。

因此，单像素热电堆（SPT）随时间测量所述检测区域的温度信号。温度信号可以包括（完整）检测区域的（瞬态）温度（响应）。在示例中，温度信号可以不同地表述为热信号。

此外，单像素热电堆（SPT）的检测区域由表面界定。单像素热电堆以垂直于所述表面的至少20度的角度定向（或倾斜）。因此，检测区域到表面上的投影可以呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域。

作为上述取向（或：倾斜）的结果，单像素热电堆可能呈现非均匀的温度信号（或：传感器响应）。因此，尽管单像素热电堆具有单像素分辨率，但是当人在检测区域内的不同位置（或：移动）时，人可能在温度信号中呈现不同的和/或特有的模式。因此，根据本发明的传感器设备可以确定跨所述表面移动的人的各种移动特征，例如移动方向、移动位置和/或移动速度。

即，控制器可以获得检测区域的温度信号。控制器由此被配置成通过检测检测区域的温度信号中的模式来确定跨所述表面移动的人的移动特征。在确定所述移动特征时，控制器被配置成输出输出信号，该输出信号被配置成控制电气设备。电气设备可以例如与检测区域相关联。

因此，本发明提供了一种传感器设备，用于在确定跨所述表面移动的人的移动特征时控制电气设备。这提供了明显的优势，并且提供了优于具有单像素热电堆的传感器设备的现有应用的新颖特性。因此，SPT的可能应用通过这种传感器设备得以扩展。此外，传感器设备是成本有效的。

遍及本申请，人可以被重新表述为物体或动物，因为单像素热电堆和相关联的控制器也可以适用于检测跨所述表面移动的物体或动物。

该表面可以是平坦表面。该表面例如可以是地板或墙壁。安装表面可以是平坦表面。安装表面例如可以是天花板。细长检测区域例如可以是矩形或椭圆形。替代地，输出信号可以是通知信号。在示例中，输出信号可以包括用于控制电气设备的指令、代码或命令。在诸方面中，控制器可以被配置成控制电气设备。

在实施例中，控制器可以被配置为输出输出信号，其中输出信号被配置为基于移动特征（例如，移动方向、移动位置和/或移动速度）来控制电气设备。

如所述，移动特征可以是移动方向；并且其中该模式可以是不对称模式。由于单像素热电堆以垂直于表面的角度定向（或倾斜），因此检测区域的温度信号中的不对称模式可以指示跨所述表面移动的人的移动方向，因为检测区域由于倾斜角度而在特定方向上偏置。

如所述，不对称模式包括通向峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中初始斜率和后续斜率是不对称的。所述初始斜率和所述后续斜率可以分别定义为平均初始斜率和平均后续斜率。因此，可以认为斜率是平滑的，而与温度信号上的噪声无关。

此外，在其另外的实施例中，控制器可以被配置为：如果初始斜率比后续斜率更陡，则确定人在（基本上）沿着所述长度轴的第一移动方向上移动，第一移动方向是朝向单像素热电堆向其定向的一侧的方向。例如，第二移动方向可以是相对于固定原点的“向右”。

此外，在其另外的实施例中，控制器被配置为：如果后续斜率比初始斜率更陡，则确定人在（基本上）沿着所述长度轴的第二移动方向上移动，第二移动方向是朝向单像素热电堆不向其定向的一侧的方向。例如，第二移动方向可以相对于上述固定原点“向左”。

在另外的实施例中，控制器可以被配置成：（至少部分地）基于初始斜率和后续斜率之间的时间段来确定跨所述表面移动的人的速度。由于初始斜率和后续斜率指示人跨所述细长检测区域移动，因此控制器预先知道细长检测区域的尺寸（例如，通过存储的、安装的或入网初始化的参数），跨所述表面移动的人的速度可以（至少部分地）在初始斜率和后续斜率之间的时间段上确定。

此外，在一个实施例中，控制器被配置成获得传感器设备或单像素热电堆相对于表面的位置。该位置例如可以是安装位置、或安装高度、或安装传感器设备的天花板高度。在诸方面中，控制器可以从诸如（位置）服务器的另外的设备检索所述位置，或者从诸如用户输入设备的另外的设备接收所述位置。

更具体地，在一个实施例中，移动特征可以替代地或附加地是沿着宽度轴跨所述表面移动的人的移动位置，该移动位置相对于单像素热电堆有一段距离；其中控制器被配置成：基于温度信号中的峰值或平稳段的持续时间来确定移动位置。由此，控制器可以被配置成在确定移动方向和移动位置时输出被配置成控制电气设备的输出信号。在另外的实施例中，控制器可以被配置成：通过将温度信号中的所述峰值或所述平稳段的持续时间与预定义持续时间进行比较来确定移动位置。这样的实施例可能是有利的，因为沿着宽度轴，检测区域可以随着距离的增加而增加（例如，考虑检测区域是体积圆锥，其尖端在单像素热电堆的中心）。因此，通过评估阳性检测的持续时间，可以确定人沿着宽度轴穿过检测区域的位置，所述阳性检测的持续时间可以通过温度信号中的峰值或平稳段来表现。

在一个实施例中，单像素热电堆可以以垂直于表面的在30度和70度之间（优选地垂直于表面的在30度和60度之间）的角度定向。例如，在一个实施例中，单像素热电堆可以以垂直于表面的大致45度的角度定向。所述角度可以例如在垂直于表面的40度和50度之间。

在一个实施例中，输出信号可以被配置成控制电气设备打开。替代地，在一个实施例中，输出信号可以被配置成控制电气设备关闭。在诸方面中，输出信号可以包括将电气设备控制到设备参数的指令。所述设备参数例如可以是（操作）模式、（传感器）灵敏度、强度等。

本发明可能特别适合于照明控制。因此，在一个实施例中，电气设备可以是至少一个照明设备，并且其中输出信号可以被配置成控制所述至少一个照明设备的照明属性；其中照明属性可以是强度、颜色、色温、调制、方向性、光配方、和/或光场景中的至少一个。照明设备例如可以是灯具、聚光灯、像素化聚光灯、荧光管、投影仪、泛光灯和/或桥接器

例如，在一个实施例中，输出信号被配置成控制至少一个照明设备来提供任务照明配方。照明设备例如可以是灯具、聚光灯、像素化聚光灯、荧光管、投影仪、泛光灯和/或桥接器。

例如，在一个实施例中，输出信号被配置成根据设定的时间表控制多个照明设备打开或关闭。例如，输出信号可以被配置成控制所述多个照明设备顺序打开或关闭。这可以提供“跟我来”的照明特性，因为在确定跨所述表面移动的人的移动特征（例如移动方向）时提供控制信号。因此，在移动方向的方向上的多个照明设备中的所有照明设备可以被关闭，而多个照明设备中的其他照明设备可以被关闭。

在一个实施例中，电气设备可以是以下之一：致动器、传感器、传感器束、扬声器、HVAC系统、电动门、加热器、供水系统、风扇、饲料机、安全系统、气味扩散器和/或窗帘。替代地，电气设备可以是以下之一：计算机、膝上型电脑、（智能）便携式设备、智能电话、可穿戴设备、显示器和/或智能桌子。替代地，电气设备可以是智能试衣间、自拍亭或智能马桶。

在一个实施例中，电气设备可以是阻挡设备，其中输出信号被配置成控制阻挡设备打开或关闭。在实例中，阻挡设备可以是门、大门、窗户、拱顶、或止血带中的一种。

在一个实施例中，电气设备可以是位置引擎，其中输出信号被配置为控制位置引擎将移动特征存储在存储器中。

在另外的示例中，控制器可以被布置成对每个都具有朝向第一方向的相似移动方向的人的数量进行计数。控制器还可以被布置成从所述每个都具有朝向第一方向的相似移动方向的人的数量中减去每个都具有不同移动方向的人的数量。

本发明的另外的目的是提供一种改进的（控制）系统，其至少减轻了上述问题和缺点。为此，本发明还提供了一种包括根据本发明的传感器设备和至少一个电气设备的系统；其中传感器设备的输出信号被配置成在确定移动特征时控制至少一个电气设备。在一个实施例中，该系统可以是照明系统和/或至少一个电气设备可以是至少一个照明设备。因此，本发明提供了一种照明系统。适用于根据本发明的传感器设备的优点和/或实施例也可以作必要修改后适用于根据本发明的系统和照明系统。

替代地，所述至少一个电气设备可以例如是致动器、传感器、传感器束、扬声器、HVAC系统、电动门、加热器、供水系统、冰箱、风扇、喂食机、安全系统、气味扩散器和/或窗帘。

本发明的另外的目的是提供一种灯具，其至少减轻了上述问题和缺点。为此，本发明还提供了一种灯具，其包括外壳、光源和根据本发明的传感器设备，其中光源和传感器设备容纳在灯具的外壳中；其中传感器设备的输出信号被配置成在确定移动特征时控制光源。适用于根据本发明的传感器设备的优点和/或实施例也可以作必要修改后适用于根据本发明的灯具。

在另外的示例中，控制器可以被布置成获得所述人的标识符，并且输出信号可以被配置成至少基于所述标识符来控制所述电气设备。因此，在这样的示例情况下，控制器可以被配置成获得与人相关联的标识符，其中输出信号可以被配置成基于所获得的标识符来控制电气设备。这样的示例对于也根据人的身份来控制电气设备可能是有利的。人也可以是动物。人和/或动物因此可以包括包含标识符的数据标签，以便将他们各自的标识符传送给控制器。因此，传感器设备还可以包括用于接收所述标识符的接收器单元。

本发明的另外的目的是提供一种改进的方法，该方法至少减轻了上述问题和缺点。为此，本发明还提供了一种确定跨表面移动的人的移动方向的方法，其中该方法由传感器设备执行，该传感器设备包括适于相对于表面定向的单像素热电堆、和控制器，其中该方法包括：单像素热电堆监控检测区域并随时间测量所述检测区域的温度信号；其中检测区域由表面界定，并且单像素热电堆以垂直于表面的至少20度的角度定向；其中检测区域到表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域；控制器获得检测区域的温度信号；控制器检测检测区域的温度信号中的不对称模式；控制器通过检测检测区域的温度信号中的不对称模式来确定跨表面移动的人的移动方向；其中不对称模式包括通向峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中初始斜率和后续斜率是不对称的；控制器输出输出信号，所述输出信号被配置成在确定移动特征时控制电气设备。适用于根据本发明的传感器设备的优点和/或实施例也可以作必要修改后适用于根据本发明的方法。

更具体地，如所述，移动特征可以是移动方向；并且其中该模式可以是不对称模式。在一个实施例中，不对称模式包括通向峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中初始斜率和后续斜率是不对称的。

因此，在其另外的实施例中，该方法可以包括：如果初始斜率比后续斜率更陡，则控制器确定人在沿着所述长度轴的第一移动方向上移动，第一移动方向是朝向单像素热电堆向其定向的一侧的方向。

因此，在其另外的实施例中，该方法可以包括：如果后续斜率比初始斜率更陡，则控制器确定人在沿着所述长度轴的第二移动方向上移动，第二移动方向是朝向单像素热电堆不向其定向的一侧的方向。

因此，在一个实施例中，附加地或替代地，该方法可以包括：控制器基于温度信号中的峰值或平稳段的持续时间来确定移动位置。在其实施例中，该方法可以包括：控制器通过将温度信号中的所述峰值或所述平稳段的持续时间与预定义持续时间进行比较来确定移动位置。

因此，在其另外的实施例中，该方法可以包括：控制器（至少部分地）基于初始斜率和后续斜率之间的时间段或者基于温度信号中的峰值或平稳段的持续时间来确定跨所述表面移动的人的速度。

本发明还涉及一种计算机程序产品。因此，本发明提供了一种用于计算设备的计算机程序产品，该计算机程序产品包括当计算机程序产品在计算设备的处理单元上运行时执行根据本发明的方法的计算机程序代码。

因此，本发明的诸方面可以在计算机程序产品中实施，该计算机程序产品可以是存储在计算机可读存储设备上的、可以由计算机执行的计算机程序指令的集合。本发明的指令可以是任何可解释或可执行的代码机制，包括但不限于脚本、可解释程序、动态链接库（DLL）、或Java类。指令可以作为完整的可执行程序、部分可执行程序、作为现有程序的修改（例如更新）或作为现有程序的扩展（例如插件）来提供。此外，本发明的部分处理可以分布在多个计算机或处理器之上。

在其他方面中，本发明可以替代地提供包括控制器和热电堆的传感器设备，所述热电堆包括至少一个单像素，其中至少一个单像素中的每个单像素被配置成监控检测区域的相应部分，并且随时间测量检测区域的所述相应部分的相应温度信号，其中检测区域由表面界定，并且单像素热电堆以垂直于表面的至少20度的角度定向；其中检测区域到表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域。其中，控制器被配置为，对于所述至少一个单像素中的每个单像素：获得检测区域的相应部分的相应温度信号；通过检测相应温度信号中的相应模式来确定跨所述表面移动的人的相应移动特征；输出相应的输出信号，所述输出信号被配置成在确定移动特征时控制电气设备。

附图说明

现在将借助于示意性的非限制性附图进一步阐述本发明：

图1A示意性地描绘了根据本发明的照明系统的实施例，该照明系统包括根据本发明的传感器设备和电气设备，其中该电气设备是照明设备；

图1B示意性地描绘了对应于图1A中描绘的实施例的温度信号；

图1C示意性地描绘了对应于图1A中描绘的实施例的温度信号；

图2A示意性地描绘了根据本发明的系统的实施例，该系统包括根据本发明的传感器设备和电气设备，其中电气设备是显示器；

图2B示意性地描绘了对应于图2A中描绘的实施例的温度信号；

图2C示意性地描绘了对应于图2A中描绘的实施例的温度信号；

图3示意性地描绘了根据本发明的方法的实施例。

具体实施方式

图1A通过非限制性示例示意性地描绘了根据本发明的照明系统100的实施例。照明系统100安装在一个空间中。该空间是办公空间，但可以替代地是家庭空间、园艺空间、牲畜空间、零售空间、户外空间或娱乐空间。照明系统100包括传感器设备10和电气设备30。传感器设备10安装到所述空间的天花板。这里，电气设备是单独的照明设备30，但是替代地可以是上面提到的任何其他设备，诸如例如传感器、桥接器设备、便携式用户设备、或致动器。照明设备例如可以是灯具、聚光灯、像素化聚光灯、荧光管、投影仪、泛光灯、灯开关、和/或桥接器。照明设备也可以是照明设备阵列或光源阵列。

传感器设备10包括控制器12和单像素热电堆11（SPT）。控制器12和单像素热电堆11操作地耦合，并且容纳在传感器设备10的同一外壳内。替代地，单像素热电堆（SPT）和控制器可以分开布置。又替代地，电气设备可以包括传感器设备。例如，在电气设备是灯具的情况下，传感器设备可以是灯具的一部分，或者是可插拔到灯具的传感器束的一部分。因此，本发明可以提供一种包括传感器设备的灯具。

单像素热电堆11监控检测区域13。这里，检测区域13是具有中心线131的体积圆锥。检测区域对应于单像素热电堆11的视场。所述体积圆锥的顶部可以以单像素热电堆11的中心（或：单像素）为中心。体积圆锥因此可以被认为是单像素热电堆11的视场；并且检测区域13对应于单像素热电堆11的单像素分辨率。

检测区域13由所述空间中的表面14界定。表面14是所述空间的地板。人、物体和/或动物可以跨所述表面14移动，例如借助于在所述地板之上行走、骑行或盘旋。参照图1A所描绘的实施例，同一个人19、19’跨所述表面14在一个方向上移动，并且随后在相反方向上移动。

单像素热电堆11以垂直于表面14的至少二十度的角度15定向。所述角度15是单像素热电堆11的检测区域13的中心线131和表面14的法向矢量132之间的角度。这里，所述角度15是三十度，但是替代地可以是例如20度和80度之间的角度。

作为单像素热电堆11的上述取向（或：倾斜）的结果，检测区域13到表面14上的投影呈现了细长检测区域16。因为在本实施例中，单像素热电堆呈现圆形检测区域（或：视场）（当垂直于表面时），即体积圆锥，所以细长检测区域16由于倾斜而包括椭圆形。细长检测区域16包括长度轴17和宽度轴18。

如前面部分提到的，单像素热电堆11将检测区域13的热能转换成电能。这呈现了传感器信号，该信号被称为温度信号。替代地，温度信号可以被表述为热信号或焓信号。由于其本质（very nature）及其单像素分辨率，单像素热电堆11只可以呈现与其检测区域13相关联的单个温度值。然而，随着时间的推移（in time），这可能呈现瞬态温度信号。

因此，单像素热电堆11随时间测量检测区域13的温度信号20、20’。温度信号20、20’包括整个检测区域13的瞬态温度响应（或者不同地表述为检测区域的热响应）。通过非限制性示例，在图1B和图1C中分别针对人19、19’的不同移动方向描绘了温度信号20、20’。

由于单像素热电堆11的上述取向（或：倾斜），单像素热电堆11呈现非均匀温度信号（或：传感器响应），用于空间中的检测。因此，所述人19、19’当在检测区域13内不同地移动时可以在温度信号20、20’中呈现不同的和/或特有的模式。因此，根据本发明的传感器设备10可以确定跨所述表面14移动的所述人19、19’的各种移动特征，诸如例如移动方向、移动位置和/或移动速度；即使测量是用单像素热电堆11进行的。

仍然参考图1A，但是也参考图1B和图1C，控制器12获得检测区域13的温度信号20、20’。控制器12还被配置成通过检测检测区域13的温度信号20、20’中的模式来确定跨所述表面14移动的所述人19、19’的移动特征。这里，移动特征是移动方向25、26；并且温度信号20、20’中的模式是不对称模式。

更具体地，图1B通过非限制性示例示意性地描绘了当人19沿着所述细长检测区域16的长度轴17在第一移动方向25上跨表面14移动时，对应于图1A中描绘的实施例的温度信号20。因此，不对称模式包括初始斜率21（随着时间的推移），其通向峰值22。不对称模式还包括后续斜率23（随着时间的推移），其远离峰值22。初始斜率21和后续斜率23不同，因此不对称。替代地表述，温度信号20包括不对称的峰值。

仍然参照图1B，初始斜率21比后续斜率23更陡。由于温度信号20中的这种特定模式，控制器12确定人19正沿着所述长度轴17在第一移动方向25上移动，第一移动方向25是单像素热电堆11向其定向的方向2。也就是说，检测区域13的偏斜取向以及相应的检测的偏置入射角使得能够确定人19在哪一侧进入检测区域13以及人19在哪一侧离开检测区域；从而提供移动方向25的指示。在诸方面中：所述斜率可以是平均斜率，或者对应于温度信号20的包络的斜率。

更具体地，图1C通过非限制性示例示意性地描绘了当人19’沿着所述细长检测区域16的长度轴17在第二移动方向26上跨表面14移动时，对应于图1A中描绘的实施例的温度信号20’。因此，不对称模式包括初始斜率21’（随着时间的推移），其通向峰值22’。不对称模式还包括后续斜率23’（随着时间的推移），其远离峰值22’。初始斜率21’和后续斜率23’不同，因此不对称。替代地表述，温度信号20’包括不对称的峰值。

仍然参照图1C，后续斜率23’比初始斜率21’更陡。由于温度信号20’中的这种特定模式，控制器12确定人19’正沿着所述长度轴17在第二移动方向26上移动，第二移动方向25是单像素热电堆11向其定向的方向2。也就是说，检测区域13的偏斜取向以及相应的检测的偏置入射角使得能够确定人19’在哪一侧进入检测区域13以及人19’在哪一侧离开检测区域；从而提供移动方向26的指示。在诸方面中：所述斜率可以是平均斜率，或者对应于温度信号20’的包络的斜率。

附加地或替代地，在一个实施例中，控制器12基于初始斜率21、21’和后续斜率23、23’之间的相应时间段24、24’来确定人19、19’的移动速度。即，控制器12可以利用预先存储的关于传感器设备10相对于表面14和角度15的安装位置的信息。该信息可以例如包括安装位置、安装坐标、安装高度、安装取向或角度、空间几何形状等。控制器可以从另外的设备——例如（位置）服务器或用户输入设备——检索或接收所述信息（或安装位置）。已知检测区域13（并且特别是细长检测区域16）的大小，控制器12可以确定人19、19’在所述（确定的）时间段24、24’内的（平均）移动速度。

仍然参照图1A-图1C，在确定所述移动特征——其是移动方向25、26（和/或可选地是移动速度）——时，控制器12输出输出信号31。输出信号31被布置用于控制照明设备30。

在确定人19在第一移动方向25上移动时，输出信号31被配置成控制照明设备30打开，更具体地是通过将光强度逐渐增加到（第一）最大水平。在相应的实施例中，所述增加到最大水平可以可选地与移动速度成比例。这里，第一移动方向25指示人19进入该空间。

在确定人19在第二移动方向25上移动时，输出信号31被配置成控制照明设备30关闭，更具体地是通过将光强度逐渐降低到（第一）最小水平。在相应的实施例中，所述降低到最小水平可以可选地与移动速度成比例。这里，第二移动方向26指示人19’离开该空间。

替代地，可以在检测到移动方向和/或移动速度时控制其他照明属性，例如颜色、色温、调制、方向性、光配方、和/或光场景。例如，如果人包括在特定方向上的移动方向，则输出信号可以被配置成控制照明设备提供特定的光场景。另一个示例，在替代实施例中，照明设备可以是多个光源，该多个光源可以在第一移动方向上沿着长度轴连续布置。然后，在确定人在第一移动方向上移动时，输出信号可以被配置为根据预定义的时间表控制多个光源打开，使得光源沿着人的预期轨迹连续打开。这可能是“跟我来”照明。可以类似地设想在办公室、家庭、工业、户外、园艺、家畜领域中提供用例的其他示例。替代地，人可以是物体或动物。

因此，本发明提供了一种照明系统（并且特别是传感器设备10）用于在确定跨所述表面14移动的人19、19’的移动特征时控制电气设备30。因此，传感器设备10有利地为单像素热电堆11和相关联的照明设备提供了附加的特性，否则由于单像素热电堆11的单像素分辨率，这些附加的特性将不存在。

附加地或替代地，在类似于图1A-图1C中所描绘的实施例的实施例（未示出）中，但是其中控制器12确定平行于细长检测区域16的长度轴17的移动偏移位置。即，控制器12被配置成通过将峰值22、22’的相应振幅与预定义振幅值进行比较——该预定义振幅值与平行于长度轴17的所述移动偏移位置对应——来确定温度信号20、20’中峰值22、22’的相应振幅。因此，传感器设备不仅可以确定沿着所述长度轴17移动的人19、19’的移动方向和/或速度，而且可以可选地确定人正沿着长度轴17移动时相对于长度轴18的偏移。

图2A通过非限制性示例示意性地描绘了根据本发明的系统200的实施例。系统200安装在一个空间中。这里，空间是一个零售环境。系统200包括传感器设备40和电气设备60。这里，电气设备60是显示器。该显示器可以用于数字标牌和/或交互式标牌。替代地，电气设备可以是本申请中提到的任何其他电气设备或类似设备。

传感器设备40安装在所述空间中。传感器设备40包括控制器42和单像素热电堆（SPT）41。控制器42和单像素热电堆41操作地耦合并容纳在传感器设备40的同一外壳内。替代地，单像素热电堆（SPT）和控制器可以分开布置。又替代地，电气设备可以包括传感器设备。

单像素热电堆41监控检测区域43。这里，检测区域43是具有中心线431和正方形底部的体积圆锥。检测区域43对应于单像素热电堆41的视场。所述体积圆锥的顶部可以以单像素热电堆41的中心（或：单像素）为中心。体积圆锥因此可以被认为是单像素热电堆41的视场；并且检测区域43对应于单像素热电堆41的单像素分辨率。

检测区域43由所述空间中的表面44界定。人、物体和/或动物可以跨所述表面44移动，例如借助于在所述地板之上行走、骑行或盘旋。参考图2A所描绘的实施例，同一个人49、49’跨所述表面44移动到单像素热电堆41（以及因此传感器设备40）的不同距离处。

单像素热电堆41以垂直于表面44的至少二十度的角度45定向。所述角度45是单像素热电堆41的检测区域43的中心线431和表面44的法向矢量432之间的角度。这里，所述角度45是四十五度，但是替代地可以是例如20度和80度之间的另一角度。

作为单像素热电堆41的上述取向（或：倾斜）的结果，检测区域43到表面44上的投影呈现了细长检测区域46。因为在本实施例中，单像素热电堆41呈现具有正方形底部的检测区域（或：视场），所以细长检测区域46包括基本上梯形的形状。细长检测区域46包括长度轴47和宽度轴48。在图1A中，长度轴47横跨用附图标记1和附图标记2表示的边。在图2A中，宽度轴48横跨用附图标记3和附图标记4表示的边。替代地，所述单像素热电堆当垂直于表面定位时可以呈现圆形检测区域（或：视场），所述单像素热电堆当以垂直于表面的角度定向时可以在所述表面上呈现椭圆投影。

如前面部分提到的，单像素热电堆41将检测区域43的热能转换成电能。这呈现了传感器信号，该信号被称为温度信号。替代地，温度信号可以被表述为热信号或焓信号。由于其本质及其单像素分辨率，单像素热电堆41只可以呈现与其检测区域43相关联的单个温度值。然而，随着时间的推移，这可能呈现瞬态温度信号。

因此，单像素热电堆41随时间测量检测区域43的温度信号50、50’。温度信号50、50’包括整个检测区域43的瞬态温度响应（或者不同地表述为检测区域的热响应）。通过非限制性示例，在图2B和图2C中分别针对人49、49’的不同移动方向描绘了温度信号50、50’。

由于单像素热电堆41的上述取向（或：倾斜），单像素热电堆41呈现非均匀温度信号（或：传感器响应），用于空间中的检测。因此，所述人49、49’当在检测区域43内不同地移动时可以在温度信号50、50’中呈现不同的和/或特有的模式。因此，根据本发明的传感器设备40可以确定跨所述表面44移动的所述人49、49’的各种移动特征，诸如例如移动方向、移动位置和/或移动速度；即使测量是用单像素热电堆41进行的。

仍然参考图2A，但是也参考图2B和图2C，控制器42获得检测区域43的温度信号50、50′。人49、49’沿着宽度轴48跨所述表面44移动。因此，人49、49’在不同的位置穿过检测区域43。

控制器42被配置成通过检测检测区域43的温度信号50、50’中的模式来确定跨所述表面44移动的所述人49、49’的移动特征。这里，移动特征是相对于单像素热电堆41一定距离处的移动位置55、56。

更具体地，图2B通过非限制性示例示意性地描绘了当人49在第一位置55沿着所述细长检测区域46的宽度轴48跨表面44移动时，对应于图2A中描绘的实施例的温度信号50。第一位置55是沿着宽度轴48在图2A-图2C中的附图标记5和附图标记6之间的路径。因此，该模式包括温度信号50中的（平稳段或）峰值52。温度信号50中的所述模式的对应第一持续时间53指示第一移动位置55。此外，在示例中，控制器通过将第一持续时间53与（为相应位置设置的）预定义持续时间进行比较来确定第一移动位置55。

更具体地，图2C通过非限制性示例示意性地描绘了当人49’在第二位置56沿着所述细长检测区域46的宽度轴48跨表面44移动时，对应于图2A中描绘的实施例的温度信号50’。第二位置56是沿着宽度轴48在图2A-图2C中的附图标记7和附图标记8之间的路径。因此，该模式包括温度信号50’中的（峰值或）平稳段52’。温度信号50’中的所述模式的对应第二持续时间54指示第二移动位置56。此外，在示例中，控制器通过将第二持续时间54与（为相应位置设置的）预定义持续时间进行比较来确定第二移动位置56。

第二持续时间54比温度信号50、50’（即所述峰值或平稳段）中相应模式的第一持续时间53更长。因此，由于控制器42的确定，传感器设备40可以利用单像素热电堆在人49、49’的第一移动位置55和第二移动位置56之间区分。这是以前对于单像素热电堆不可想象的特征，因为它只可以呈现整个检测区域43的单个空间分辨率。作为本实施例的替代，根据本发明的传感器设备可以作必要修改后确定和区分多个移动位置；例如，可以确定单像素热电堆的检测区域内的三个移动位置或四个移动位置。

仍然参照图1A-图1C，一旦确定了所述人49、49’的所述移动位置——其在这里是第一移动位置55或第二移动位置56——控制器42输出输出信号61。输出信号61被布置用于控制电气设备60。

这里，如所提到的，电气设备60是零售空间中的显示器。显示器60沿着长度轴47布置，并且至少部分地沿着细长检测区域46的长度跨越。输出信号61被布置成在确定人49的第一移动位置55时控制显示器60的第一部分655。显示器60的第一部分655由此对应于第一移动位置55。因此，人49可以通过穿过检测区域53走向显示器，并且显示器60的第一部分655可以响应于此而被控制。类似地：输出信号61被布置成在确定人49’的第二移动位置56时控制显示器60的第二部分656。显示器的第二部分656由此对应于第二移动位置56。因此，人49’可以通过穿过检测区域53走向显示器60，并且显示器60的第二部分656可以响应于此而被控制。在另外的示例中，控制器可以被布置成获得所述人的标识符，并且输出信号可以被配置成至少基于所述标识符来控制所述显示器。此外，显示器可以是能够触摸的显示器，因此是用户界面，其可以例如允许货币交易或传达信息。因此，电气设备也可以是结账设备。

替代地，电气设备可以是以下之一：致动器、传感器、传感器束、扬声器、HVAC系统、电动门、加热器、供水系统、风扇、饲料机、安全系统、气味扩散器、智能试衣间、自拍亭、智能镜子、智能马桶、和/或窗帘。替代地，电气设备可以是以下之一：计算机、膝上型电脑、（智能）便携式设备、智能电话、可穿戴设备、显示器和/或智能桌子。替代地，电气设备可以是阻挡设备，其中输出信号被配置为控制阻挡设备打开或关闭。在示例中，阻挡设备可以是门、大门、窗户、拱顶、或止血带中的一种。替代地，电气设备可以是位置引擎，其中输出信号被配置为控制位置引擎将移动特征存储在存储器中。

例如，该空间可以是浴室空间，并且该电气设备可以是智能镜子、门、智能马桶或气味扩散器；使得在检测到朝向所述提到的电气设备移动的人的移动位置时，可以使控制器输出用于控制所述提到的电气设备的输出信号（例如打开）。

替代地，例如：人可以是动物，诸如鸡。电气设备可以是饲料设备或浇水设备。当在第一移动位置检测到鸡时，控制器输出输出信号，其中输出信号被配置为控制饲料设备或浇水设备在第一移动位置为鸡提供饲料或水。相同的控制构思可以分别应用于第二移动位置。

替代地，例如：电气设备可以是传感器，诸如相机。传感器设备的控制器可以确定在第一移动位置的人，并且控制传感器（例如，相机）对第一移动位置进行成像。控制器可以确定在第二移动位置的人，并且控制传感器（例如，相机）对第二移动位置进行成像。

替代地，例如：电气设备可以是布置在多个位置的多个传感器，诸如布置在多个位置的相机阵列。传感器设备的控制器可以确定在多个位置中的特定位置处的人，并且控制多个传感器中的相应传感器（其被布置在该特定位置）例如打开。也可以控制其他传感器属性，诸如灵敏度、采样率、报告率、或滤波施加的变化。因此，可以设想传感器和/或其他电气设备的各种组合。

附加地或替代地，在类似于图2A-图2C中描绘的实施例的实施例中，控制器42基于与第一和第二移动位置对应的模式的相应时间段53、54来确定人49、49’的移动速度。即，控制器42可以利用预先存储的关于传感器设备40相对于表面44和角度45的安装位置的信息。该信息可以例如包括安装位置、安装坐标、安装高度、安装取向或角度、空间几何形状等。控制器可以从另外的设备——例如（位置）服务器或用户输入设备——检索或接收所述信息（或安装位置）。已知检测区域43（并且特别是细长检测区域46）的大小，控制器42可以确定人49、49’在所述（确定的）时间段53、54内的（平均）移动速度。

图3通过非限制性示例示意性地描绘了根据本发明的方法900的实施例。该方法由根据本发明的传感器设备（例如图1A和图2A中描绘的实施例的传感器设备）执行。因此，方法900由包括单像素热电堆和控制器的传感器设备来执行。该方法包括第一步骤901：单像素热电堆监控检测区域并随时间测量所述检测区域的温度信号。检测区域由此由表面界定，并且单像素热电堆以垂直于表面的至少二十度的角度定向。例如：垂直于表面的三十度、四十五度、或在二十和八十度之间。因此，检测区域到表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域。方法900还包括第二步骤902，控制器获得检测区域的温度信号；以及第三步骤903，控制器通过检测检测区域的温度信号中的模式来确定跨表面移动的人的移动特征。方法900还包括步骤904：控制器输出输出信号，该输出信号被配置成在确定移动特征时控制电气设备。

由于移动特征可以是移动方向、移动速度和/或移动位置，确定跨表面移动的人的移动特征的所述步骤903可以包括另外的特定步骤。

移动特征可以是移动方向。该模式可以是不对称模式。不对称模式可以包括通向峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中初始斜率和后续斜率是不对称的。因此，方法900可以包括步骤9031：如果初始斜率比后续斜率更陡，则控制器确定人在沿着所述长度轴的第一移动方向上移动，第一移动方向是朝向单像素热电堆向其定向的一侧的方向。附加地或替代地，方法900因此可以包括步骤9032：如果后续斜率比初始斜率更陡，则控制器确定人在沿着所述长度轴的第二移动方向上移动，第二移动方向是朝向单像素热电堆不向其定向的一侧的方向。

移动特征也可以是移动位置。即：沿着细长检测区域的宽度轴跨所述表面移动的人的移动位置，其中该移动位置相对于单像素热电堆有一段距离。方法900因此可以包括步骤9033：控制器基于温度信号中的峰值或平稳段的持续时间确定移动位置，例如通过将温度信号中的所述峰值或所述平稳段的持续时间与预定义持续时间进行比较的子步骤。

移动特征还可以附加地或替代地是移动速度。方法900因此可以包括步骤9034：控制器（至少部分地）基于初始斜率和后续斜率之间的时间段或者基于温度信号中的峰值或平稳段的持续时间来确定跨所述表面移动的人的速度。

Claims (14)

1.一种传感器设备（10，40），包括适于相对于表面定向的单像素热电堆（11，41）、和控制器（12，42），其中所述单像素热电堆（11，41）被配置成监控检测区域（13，43）并随时间测量所述检测区域（13，43）的温度信号（20，20’，50，50’）；

其中所述检测区域（13，43）由所述表面（14，44）界定，并且所述单像素热电堆（11，41）以垂直于所述表面（14，44）的至少20度的角度（15，45）定向；

其中所述检测区域（13，43）到所述表面（14，44）上的投影呈现具有长度轴（17，47）和宽度轴（18，48）的细长检测区域（16，46）；

其中所述控制器（12，42）被配置成：

-获得所述检测区域（13，43）的温度信号（20，20’，50，50’）；

-检测所述检测区域（13，43）的温度信号（20，20’，50，50’）中的不对称模式；

-通过检测所述检测区域（13，43）的温度信号（20，20’，50，50’）中的不对称模式来确定跨所述表面（14，44）移动的人（19，19’，49，49’）的移动方向，

其中所述不对称模式包括通向峰值（22）的初始斜率（21）和远离峰值（22）的后续斜率（23），其中所述初始斜率（21）和所述后续斜率（23）是不对称的；

-输出输出信号（31，61），所述输出信号被配置成在确定所述移动方向时控制电气设备（30，60）。

2.根据权利要求1所述的传感器设备（10，40），其中所述控制器（12）被配置成：

-如果所述初始斜率（21）比所述后续斜率（23）更陡，则确定人（19）沿着所述长度轴（18）在第一移动方向（25）上移动，所述第一移动方向（25）是朝向所述单像素热电堆（11）向其定向的一侧（2）的方向。

3.根据权利要求1所述的传感器设备（10，40），其中所述控制器（12）被配置成：

-如果所述后续斜率（23）比所述初始斜率（21）更陡，则确定人（19）沿着所述长度轴（18）在第二移动方向（26）上移动，所述第二移动方向（26）是朝向所述单像素热电堆（11）不向其定向的一侧（1）的方向。

4.根据前述权利要求2-3中任一项所述的传感器设备（10，40），其中，所述控制器（12）被配置为：

-基于所述初始斜率（21）和所述后续斜率（23）之间的时间段（24）确定人（19）跨所述表面（14）移动的速度。

5.根据权利要求1所述的传感器设备（40），

其中所述控制器（42）被配置成：

-基于所述温度信号（50，50’）中的峰值（52）或平稳段（52’）的持续时间（53，54），确定沿着所述宽度轴（48）跨所述表面（44）移动的人（49，49’）的移动位置（55，56），所述移动位置（55，56）相对于所述单像素热电堆（41）有一段距离；

-输出输出信号（31，61），所述输出信号（31，61）被配置成在确定所述移动方向和所述移动位置时控制所述电气设备（30，60）。

6.根据权利要求5所述的传感器设备（40），其中所述控制器（42）被配置成：

-通过将所述温度信号（50，50’）中的所述峰值（52）或所述平稳段（52’）的持续时间（53，54）与预定义持续时间进行比较来确定所述移动位置（55，56）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（10，40），其中所述单像素热电堆（11，41）适于以垂直于所述表面（14，44）的在30度和70度之间的角度定向，优选以垂直于所述表面（14，44）的在30度和60度之间的角度定向。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（10，40），其中所述输出信号（31，61）被配置为控制所述电气设备（30，60）打开或关闭。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（10，40），其中所述电气设备是至少一个照明设备，并且其中所述输出信号被配置成控制所述至少一个照明设备的照明属性；

其中所述照明属性是强度、颜色、色温、调制、方向性、光配方、和/或光场景中的至少一个。

10.一种系统（100，200），包括根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备（10，40）和至少一个电气设备（30，60）；

其中所述传感器设备（10，40）的输出信号被配置成在确定移动特征时控制所述至少一个电气设备（30，60）。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述系统是照明系统和/或所述至少一个电气设备是至少一个照明设备。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述至少一个电气设备是阻挡设备，所述阻挡设备是门、大门、窗户、拱顶、或止血带中的一种；

其中所述输出信号被配置为控制所述阻挡设备打开或关闭。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述至少一个电气设备是传感器。

14.一种确定跨表面移动的人的移动方向的方法，其中所述方法由传感器设备执行，所述传感器设备包括适于相对于表面定向的单像素热电堆、和控制器，其中所述方法包括：

-单像素热电堆监控检测区域并随时间测量所述检测区域的温度信号；

其中所述检测区域由所述表面界定，并且所述单像素热电堆以垂直于所述表面的至少20度的角度定向；

其中所述检测区域到所述表面上的投影呈现具有长度轴和宽度轴的细长检测区域；

-所述控制器获得所述检测区域的温度信号；

-所述控制器检测所述检测区域的温度信号中的不对称模式；

-所述控制器通过检测所述检测区域的温度信号中的不对称模式来确定跨所述表面移动的人的移动方向；

其中所述不对称模式包括通向峰值的初始斜率和远离峰值的后续斜率，其中所述初始斜率和所述后续斜率是不对称的；

-所述控制器输出输出信号，所述输出信号被配置成在确定所述移动方向时控制电气设备。

Images