CN115836235A - 使用具有动态可配置视场的波束形成无源红外传感器进行人员计数的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种检测系统(10)和检测方法(2000)。该系统包括位于包括多个子区域的区域中的PIR传感器(12)，运动传感器包括具有多个子透镜(26，28，30)的光学设备(22)，多个子透镜中的每个子透镜具有与多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)。该系统还包括至少一个处理器(32)，该至少一个处理器(32)耦合到PIR传感器并且被配置为：激活多个子透镜以生成包括多个子透镜的每个FOV的总传感器FOV；以及动态控制多个子透镜以细分总传感器FOV，其中细分的传感器FOV小于总传感器FOV。

Description

使用具有动态可配置视场的波束形成无源红外传感器进行人 员计数的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及使用波束形成无源红外传感器来确定一个位置中有多少居住者和/或定位该位置中居住者的位置的系统和方法。

背景技术

自动化建筑功能(例如，供暖、通风和空调(或HVAC)系统，照明系统等)可以用于优化居住者的舒适度，并且最小化维护建筑物的能源使用并因此最小化维护建筑物的成本。例如，无源红外(PIR)传感器是建筑照明控制系统中普遍存在的一种经济高效的解决方案，用于在区域被占用时控制照明灯具何时开启。PIR传感器通过检测至少两个感测元件之间的IR辐射差异来感测运动。透镜(通常为菲涅耳透镜)用于将IR辐射聚焦在感测元件上，并确定传感器的视场(FOV)。为了最小化安装成本，通常将FOV设置得尽可能宽(例如，90度或更大)，以使检测区域尽可能大。通过结合运动检测后的保持时间来检测运动，用于照明控制的封装PIR传感器试图在传感器的FOV内的区域的存在状态和空缺状态之间区分。然而，这种运动检测不是粒度的，因此，虽然可以检测到运动，但是不能确定有多少人正在引起运动或者这些人位于何处。

典型地，改变PIR传感器的FOV可以机械地进行，但是这种改变可以不容易进行，因为它们需要人工干预。其他人已经尝试使用PIR传感器使用移动分析来检测、定位和跟踪个人。然而，这些努力需要与光束、图像分析一样多的热电元件，或者使用聚焦在同一区域上的多个PIR传感器，其中使用物理掩模对FOV进行调制和编码。不幸的是，增加热电元件的数量和使用图像分析成本过高。附加地，使用多个PIR传感器来覆盖单个区域损害了检测存在/空缺和运动事件的准确性，这是由于当单个人或运动被多个传感器检测到时的重复计数。当使用单个PIR传感器来覆盖导致假开或假关触发的区域时，用于照明控制的传统PIR传感器的存在/空缺检测也可能不准确。

因此，在本领域中需要使用波束形成无源红外传感器的系统和方法，以使得能够准确确定一个位置中的居住者的数量和/或定位该位置中居住者的位置。

发明内容

本公开涉及使用波束形成无源红外传感器来确定一个位置中有多少居住者和/或定位该位置中居住者的位置的发明系统和方法，这对于操作该位置中的控制系统或为其他应用提供数据可以特别有用。特别地，本公开的实施例涉及用于将PIR传感器的FOV动态聚焦在区域内的不同位置上的改进的系统和方法，使得能够进行以目标为指向的(targeted)存在/空缺确定和人员计数。本文描述的改进的系统和方法不需要聚焦在单个区域上的多个传感器或者可以被编程以改变检测方向的单独的物理掩模。本文的各种实施例和实施方式涉及一种波束形成PIR传感器，其使用具有电致变色光热材料的菲涅耳透镜，以在不使用单独的物理设备的情况下实现传感器FOV的动态配置。

一般地，在一个方面中，提供了一种检测方法。该检测方法包括在具有多个子区域的区域中提供第一运动传感器的步骤，其中第一运动传感器包括具有多个子透镜的光学元件，多个子透镜中的每个子透镜具有与多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)。该检测方法还包括以下步骤：激活多个子透镜以产生包括子透镜的每个FOV的总传感器FOV，在多个子透镜处接收由存在于该区域中的个人或物体发射的红外能量，由多个子透镜将接收到的红外能量聚焦到包括热电元件的至少两个感测元件上，以及动态控制多个子透镜以细分总传感器FOV，其中细分的传感器FOV小于总传感器FOV。

在实施例中，控制多个子透镜的步骤还包括激活或去激活至少一个子透镜以生成细分的传感器FOV。

在实施例中，多个子透镜中的至少一个子透镜包括电致变色光热材料。

在实施例中，细分的传感器FOV小于90度或小于45度。

在实施例中，该方法还包括以下步骤：在该区域中提供第二运动传感器，其中第二运动传感器与第一运动传感器相邻；在入网初始化过程期间获得该区域中第一运动传感器和第二运动传感器的位置；以及确定第一运动传感器和第二运动传感器的相对覆盖范围。

在实施例中，该方法还包括以下步骤：控制第一运动传感器和第二运动传感器中的多个子透镜，使得来自第一运动传感器和第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置为被激活以形成组合检测区域。

在实施例中，该方法还包括以下步骤：确定第一运动传感器和第二运动传感器之间的重叠区域，以及控制第一运动传感器和第二运动传感器中的多个子透镜，使得来自第一运动传感器和第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置为被激活以形成组合检测区域。

在实施例中，该方法还包括以下步骤：生成指示细分的传感器FOV中的运动或存在的传感器信息，以及基于所生成的传感器信息来控制照明系统。

在实施例中，该方法还包括以下步骤：控制多个子透镜以进一步细分细分的传感器FOV，其中附加细分的传感器FOV包括不同组的激活的子透镜。在实施例中，该方法还包括以下步骤：生成指示细分的传感器FOV和/或附加细分的传感器FOV中的运动或存在的传感器信息，并且对所生成的传感器信息进行时间复用，以便于基于所生成的传感器信息来控制照明系统。

一般地，在另一方面中，提供了一种检测系统。该检测系统包括位于包括多个子区域的区域中的第一运动传感器，该第一运动传感器包括具有多个子透镜的光学设备，多个子透镜中的每个子透镜具有与多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)，其中多个子透镜被配置为接收由存在于该区域中的个人或物体发射的红外能量，并将接收到的红外能量聚焦到被配置为产生差分信号的至少两个感测元件上。该检测系统还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器耦合到第一运动传感器并被配置为激活多个子透镜以生成包括多个子透镜的每个FOV的总传感器FOV，并动态控制多个子透镜以细分总传感器FOV，其中细分的传感器FOV小于总传感器FOV。

在实施例中，检测系统的至少一个处理器被配置为激活或去激活至少一个子透镜，以生成细分的总传感器FOV。

在实施例中，多个子透镜中的至少一个子透镜包括电致变色光热材料。

在实施例中，检测系统还包括布置在与第一运动传感器相邻的区域中的第二运动传感器，并且其中来自第一运动传感器和第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置成被激活以形成组合检测区域，该组合检测区域包括第一运动传感器和第二运动传感器的总传感器FOV内的子区域的至少各部分。

在各种实施方式中，本发明的系统和方法涉及被配置为无线传感网络中的传感器节点的运动传感设备。感测设备可以在通信网络(例如传统的无线网络和/或传感器专用网络)中操作，传感器可以通过该通信网络彼此通信和/或与专用的其他设备通信。在一些配置中，一个或多个传感器可以向一个或多个其他传感器、中央控制器或服务器、或者能够在网络上与一个或多个传感器通信的任何其他设备提供信息。中央控制器可以相对于传感器位于本地，该中央控制器与该传感器通信并从该传感器获得传感器数据。替代地或附加地，中央控制器可以远离传感器，例如其中中央控制器被实现为与多个传感器通信的基于云的系统，所述多个传感器可以位于多个位置并且可以相对于彼此是本地的或远程的。

本文描述的处理器可以采取任何合适的形式，例如一个或多个处理器或微控制器、电路、一个或多个控制器、现场可编程门阵列(FGPA)、或被配置为执行软件指令的专用集成电路(ASIC)。与处理器相关联的存储器可以采取一种或多种任何合适的形式，包括：易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)；或者非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、或其他非暂时性机器可读存储介质。术语“非暂时性”意味着排除暂时性信号，但不进一步限制可能的存储形式。在一些实施方式中，存储介质可以编码有一个或多个程序，所述一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时执行本文讨论的至少一些功能。将清楚的是，在处理器以硬件实施本文描述的一个或多个功能的实施例中，可以省略在其他实施例中描述为与这种功能对应的软件。各种存储介质可以固定在处理器内，或者可以是可运输的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器中，以便实施本文讨论的各个方面。可以在存储器中安装数据和软件(例如分析由标签和传感器收集的数据所必需的算法或软件)、操作系统、固件、或者其他应用程序。

应当领会，前述构思和下面更详细讨论的附加构思的所有组合(在这样的构思不相互矛盾的前提下)都被设想是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾的所要求保护的主题的所有组合被设想是本文公开的发明主题的一部分。

附图说明

在附图中，类似的附图标记遍及不同的视图一般指代相同的部分。此外，附图不一定是按比例的，取而代之一般将重点放在说明本公开的原理上。

图1A是典型的无源红外(PIR)传感器的侧视图的示意性描绘；

图1B是图1A中所示PIR传感器的俯视图的示意性描绘；

图2是根据本公开的诸方面的包括PIR传感器的示例检测系统；

图3A是根据本公开的诸方面的菲涅耳透镜及其对应的FOV；

图3B是根据本公开的诸方面的将红外辐射聚焦到感测元件上的示例透镜刻面；

图4示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现宽FOV的运动传感器的多个可激活子透镜；

图5示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现中等FOV的运动传感器的多个可激活子透镜；

图6和图7示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现窄FOV的运动传感器的可激活子透镜；

图8示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现一个细分FOV的运动传感器的多个可激活子透镜；

图9示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现另一细分FOV的运动传感器的多个可激活子透镜；

图10示出了根据本公开的诸方面的图4的宽FOV的示例所得(resulting)检测区域；

图11示出了根据本公开的诸方面的图5的中等FOV的示例所得检测区域；

图12示出了根据本公开的诸方面的图6的窄FOV的示例所得检测区域；

图13示出了根据本公开的诸方面的图8的细分FOV的示例所得检测区域；

图14示出了根据本公开的诸方面的图9的细分FOV的示例所得检测区域；

图15示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现一个细分FOV的示例运动传感器的单个激活的子透镜；

图16示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现另一细分FOV的示例运动传感器的两个激活的子透镜；

图17示出了根据本公开的诸方面，由图15的运动传感器和图16的运动传感器产生的有源波束形成的检测区；

图18示出了图15的示例运动传感器的单个激活的子透镜；

图19示出了根据本公开的诸方面的被配置成实现另一细分FOV的示例运动传感器的另一单个激活的子透镜；

图20示出了根据本公开的诸方面由图18和图19的运动传感器产生的有源波束形成的检测区；

图21示出了根据本公开的诸方面的协作波束成形的示例；以及

图22描述了根据本公开的诸方面的示例检测方法。

具体实施方式

本公开描述了用于使用波束形成无源红外传感器来确定一个位置中有多少居住者和/或定位该位置中居住者的位置的系统和方法的各种实施例，这对于操作该位置中的控制系统或为其他应用提供数据可以特别有用。申请人已经认识到并领会到，使用PIR传感器来提供具有更精细空间粒度的存在检测将是有益的。因此，申请人已经提供了改进的系统和方法，其使用单个PIR传感器本身或在网络内提供可动态配置的FOV，以便于人员计数和/或定位。利用本公开的某些实施例的示例性目标是提供通过远程控制实现的不同静态FOV，例如，为了入网初始化目的或响应于变化的办公室布局来微调传感器FOV，从而消除手动重新配置或移动或重新安装传感器的需要。利用本公开的某些实施例的附加目标是提供运动计数或者在各个子区域中的存在，以经由单个传感器增加传感器信息的空间粒度，从而更准确地对人进行计数或者实现照明系统的更精细的分区控制。利用本公开的某些实施例的另外的目标是利用协作波束形成来提供人或物体的精确位置，这可以有助于改善准确度并减少网络中传感器之间的重叠问题。

参考图1A和图1B，分别描绘了无源红外(PIR)传感器1的侧视图和俯视图的示意性描绘。PIR传感器1包括透镜2，透镜2包含以差分方式连接的两个或更多个热电单元或元件，使得它们去除热信号的直流分量，并产生代表所有单元元件的输出差的输出信号(例如差分信号)。透镜2通常是菲涅耳透镜，其被配置成通过将IR辐射聚焦在感测元件上来增加传感器的FOV。典型的总传感器FOV是90度，如图1A中使用附图标记4所示。总传感器FOV也可以更大。照此，传感器1被配置成检测大FOV，以便经由该单一大FOV中的运动来检测存在。如本文所述，可以动态调节FOV，而不机械地或光学地遮挡感测元件。

图2示出了根据本公开的诸方面的包括PIR传感器的示例检测系统10。系统10包括具有感测单元20的传感器12，该感测单元20包括上述两个或更多个热电单元或元件。在示例实施例中，感测单元包括四个传感器元件(例如，两个正的和两个负的)。在其他示例实施例中，感测单元可以包括单个元件。在感测单元20的前面，有包括一个或多个可激活透镜的光学元件22。虽然图2中的传感器包括透镜结构内的光学元件22，但是其他实施例可以包括作为透镜结构的一部分或者附接到透镜结构的内表面或外表面的光学元件22。例如，光学元件22可以是菲涅耳透镜，其被布置成将来自大量角度的辐射或光引导到感测单元20上。尽管图2示出了小于90度的孔径角，但实际上，FOV可以大于90度或180度或更大。感测单元20和光学元件22限定了最大传感器覆盖区域或总传感器FOV，其是传感器12周围通过光学元件22对感测单元20“可见”的区域。尽管图2示出了处于平坦配置的光学元件22，但是应当领会，光学元件22可以被布置成任何合适的配置，例如，四边形形状(例如，矩形)或者与传感器的形状成镜像的圆顶形状。

图2示出了包括多个子透镜26、28和30的光学元件22的侧视图，所述多个子透镜26、28和30被配置为被激活或去激活以细分总传感器FOV。光学元件22的子透镜由电致变色光热材料制成，其中各个子透镜可以经由电控制信号打开或关闭。电致变色材料可以是玻璃或涂层，其既是电致变色的(例如，由电信号激活的光学特性)又是光热的(例如，能够阻挡或衰减IR辐射)。

在实施例中，检测系统10包括至少一个处理器32，用于控制子透镜26、28和30的激活和去激活。至少一个处理器32可以包括处理单元和存储器或微处理器。附加地，系统10包括无线通信接口形式的无线通信装置34。在实施例中，无线通信接口适于根据ZigBee标准操作。然而，任何合适的接口都是可预期的(contemplated)。至少一个处理器32控制无线通信装置34。

在图2所示的实施例中，子透镜30布置在光学元件22的中心中，子透镜26布置在子透镜30周围，并且子透镜28布置在子透镜26周围，然而任何合适的配置都是可预期的。例如，子透镜可以布置成椭圆形或任何其他合适的形状。当子透镜被去激活时，它们处于不透明状态，从而阻挡光到达感测单元20。当子透镜被激活时，它们处于透明状态，从而允许光穿过到达感测单元20。当所有子透镜都被激活并因此处于透明状态时，感测单元20的FOV等于最大传感器覆盖区域或总传感器FOV。当子透镜的一部分被去激活并因此处于不透明状态时，总传感器FOV被细分、缩窄或以目标为指向(如下面进一步解释的)。

参考图3A，描述了菲涅耳透镜及其对应的FOV。传感器12的俯视图示出在图3A的顶部上，其包括具有多个子透镜的菲涅耳透镜。图3A中的子透镜A对应于上面参考图2讨论的子透镜30。类似地，围绕子透镜A示出的子透镜B、B’、E1、E1’、E2、E2’、D1、D1’、D2和D2’对应于上面参照图2讨论的子透镜26。围绕子透镜B、B’、E1、E1’、E2、E2’、D1、D1’、D2和D2’示出的子透镜C、C’、F1、F1’、F2和F2’对应于上面参照图2讨论的子透镜28。每个子透镜也被称为刻面，其可以如本文所述的那样被激活和去激活，并且每个刻面将红外辐射束聚焦到两个或更多个感测元件上。菲涅尔透镜的对应FOV在图3A的底部描绘。如可以领会的是，每个透镜对应于整个传感器覆盖区域的一部分。如图3B所示，单个子透镜(例如，图3A中的子透镜A)将红外辐射聚焦到至少两个传感器元件S1和S2上，这两个传感器元件S1和S2可以被配对为正和负。每个子透镜在被激活时产生两个矩形的单波束的检测区域D。尽管聚焦的辐射可以采取例如椭圆形的形状，但是检测到的辐射仅仅是落到感测元件上的辐射(表示为矩形)。因此，单个子透镜的所得检测区域是两个矩形，这两个矩形表示落到两个传感器元件上的辐射的投影区域。

应当领会，任何子透镜本身可以被激活，或者子透镜的任何组合可以以任何配置被激活。在示例实施例中，当从顶部观察时，一个或多个子透镜可以相对于传感器的纵轴和横轴以规则的几何形状被激活。在其他实施例中，当从顶部观察时，一个或多个子透镜可以相对于传感器的纵轴和横轴以不规则的几何形状被激活。基于子透镜的形状、子透镜的数量和配置、以及感测元件的数量和放置，具有本文描述的子透镜的传感器的总传感器FOV可以具有细分的、缩窄的或以目标为指向的FOV。换句话说，透镜的形状、透镜的数量和配置、以及感测元件的数量和放置确定了传感器的FOV。

图4、图5和图6分别示出了根据本公开的诸方面的宽FOV、中等FOV和窄FOV。在图4中，所有的子透镜都被激活；因此，FOV相当于最大传感器覆盖区域或最大总传感器FOV。在图5中，一些子透镜被激活，并且一些子透镜被去激活；因此，FOV小于图4中的最大传感器覆盖区域或最大总传感器FOV。具体地，除了子透镜A之外，子透镜B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’也被激活，而最外环中的其余子透镜不被激活。在图6中，只有单个子透镜被激活(例如，图3A中的子透镜A)，而剩余的子透镜被去激活；因此，FOV被进一步减小或细分、缩窄或以目标为指向。如果在PIR传感器正下方检测到人或物体，则图6中所示的以目标为指向的FOV(targeted FOV)是有利的。图5中所示的以目标为指向的FOV比图6中所示的以目标为指向的FOV更宽，但是仍然比图4中所示的、所有子透镜都被激活的以目标为指向的FOV粒度更大。

图7、图8和图9分别示出了根据本公开的诸方面的内圆FOV、中环FOV和外环FOV。图7中的FOV与图6中的FOV相同。当与图7中的FOV相比时，图8包括附加的激活的子透镜B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’，但是中心子透镜A在图8中被去激活。因此，图8中的FOV比图6和图7中所示的FOV更宽，但是仍然比图4和图5中所示的FOV粒度更大。在图9中，子透镜A、B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’都被去激活，而子透镜C、C’、F1、F1’、F2和F2’被激活。

图10示出了对于两元件传感器，在图4中激活的每个子透镜的所得检测区域。如在图10的实施例中可以领会的，对于每个激活的子透镜，存在一对矩形检测区域的单个波束。换句话说，每个刻面的检测区域是聚焦并落到两个感测元件上的辐射束投影。在刻面的检测区域内的移动——其跨两个感测元件产生足够幅度的差分信号——将导致运动检测。如图10的实施例所示，存在对应于子透镜C、C’、F1、F1’、F2和F2’的六对检测区域，对应于子透镜B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’的十对检测区域，以及对应于子透镜A的一对检测区域。当所有这些子透镜都被激活时，FOV相当于最大传感器覆盖区域或最大总传感器FOV。

图11示出了在图5中激活的每个子透镜的所得检测区域。存在对应于子透镜B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’的十对检测区域，以及对应于子透镜A的一对检测区域。在图11中省略了对应于子透镜C、C’、F1、F1’、F2和F2’的六对检测区域。图12示出了对应于子透镜A的所得检测区域。在图12中省略了对应于图10和图11中所示的子透镜B、B’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2和E2’的十对检测区域。图13和图14分别示出了图8和图9中所示的激活的子透镜的替代所得检测区域。

如所示，可以激活任何单个子透镜或子透镜组合来实现特定区域中的运动检测。例如，示例运动传感器的单个激活的子透镜可以被配置成实现如图15中所示的一个细分的FOV(例如，子透镜F2)。在图16中，另一示例运动传感器的两个激活的子透镜可以被配置成实现如所示的另一细分的FOV(例如，子透镜F1和F1’)。当两个运动传感器被布置成使得两个运动传感器101A和101B的总传感器FOV至少部分重叠时(如图17所示)，可以通过激活图15和图16中所示的子透镜来形成以目标为指向的检测区102。以这种方式，可以激活来自多个联网传感器的子透镜，以使用协作波束形成来形成组合检测区域。

替代地或附加地，如图18、图19和图20中所示，即使当传感器的FOV不重叠时，来自多个联网传感器102A和102B的子透镜也可以被激活以形成组合检测区域。例如，传感器102A中的单个激活的子透镜(例如，子透镜F2)和传感器102B中的另一单个激活的子透镜(例如，子透镜F1’)可以使用协作波束形成来形成组合检测区域。可以组合任何数量的激活的子透镜，以使用协作波束形成来形成检测区域。

利用子透镜的不同配置，可以有许多可能的选项来细分传感器检测区域。细分传感器检测区域使得能够以不同的空间粒度进行运动检测或占用感测。换句话说，将PIR传感器的FOV动态聚焦在一个区域内的不同位置上使得能够进行以目标为指向的存在/空缺确定和人员计数。来自不同位置的传感器信息可以揭示关于一个区域中有多少居住者和/或他们位于何处的附加信息。

嵌入式PIR传感器通常有重叠，因此它们可以提供无缝覆盖来监控该区域。当传感器像在照明物联网(IoT)网络中一样联网在一起时，相邻的传感器可以使用协作波束形成来跨区域扫描，以进行存在检测和人员计数，从而减少由于重叠造成的不准确性。图21示出了协作波束成形的示例。在图21的左侧，PIR传感器或传感器节点200的分布式无线传感器网络(WSN)被示出在可以被传感器节点200感测的一个封闭区域内。如本文所述，每个传感器节点200被配置成检测其总传感器FOV中或以目标为指向的FOV内的IR辐射。在分布式无线传感器网络中，传感器节点200还被配置成处理传感器信息，并将传感器信息直接传输到管理节点202、或者通过其他传感器节点间接传输。一旦在管理节点202处获得数据，该数据就可以被传输到后端数据中心204。在图21的右侧，PIR传感器或传感器节点200的分层无线传感器网络被示出在可以被传感器节点200感测的另一个封闭区域内。如本文所述，每个传感器节点200被配置成检测其总传感器FOV中或以目标为指向的FOV内的IR辐射，并将这样的数据传输到簇头206。簇头206被配置成处理传感器信息并将数据传输到管理节点202。如同在分布式网络中一样，管理节点202将数据传输到后端数据中心204。

在具有多个PIR传感器的区域中，可以在入网初始化过程期间获得传感器位置，并且然后可以确定它们的相对覆盖范围。一旦确定了它们的相对覆盖范围，也就可以确定相邻传感器之间的任何重叠区域。通过分布式WSN中的管理节点202或分层网络中的簇头206的协调，传感器200可以相互协作来跨区域扫描，以对该区域中的人员进行计数。图21中示出了协作波束形成的示例，其中重叠的覆盖范围在左侧的分布式WSN中示出。

参考图22，示例检测方法2000描述如下。

在步骤2001中，在具有多个子区域的区域中提供第一运动传感器。第一运动传感器包括具有多个子透镜的光学元件，多个子透镜中的每个子透镜具有与多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)。在实施例中，第一运动传感器是PIR传感器(例如，传感器12)，并且光学元件是菲涅耳透镜(例如，透镜2和/或光学元件22)。在实施例中，多个子透镜由透镜或光学元件内或者透镜或光学元件上的电致变色光热材料形成。子透镜可以体现为上面参考图2讨论的子透镜26、28和30，或者上面参考图3A讨论的子透镜A、B、B’、C、C’、D1、D1’、D2、D2’、E1、E1’、E2、E2’、F1、F1’、F2和F2’。

在步骤2002中，多个子透镜由至少一个处理器(例如，处理器32)激活，以生成包括每个子透镜的每个FOV的总传感器FOV。使用电致变色光热材料，当子透镜被激活时，它们处于透明状态，从而允许IR辐射穿过并聚焦在PIR传感器的感测单元(例如，感测单元20)上。因为所有的子透镜都被激活，所以总传感器FOV等于最大可能的传感器覆盖区域。分别在步骤2003和步骤2004中，由覆盖区域中的个人或物体发射的红外能量在多个子透镜处被接收，并且红外能量被聚焦到包括热电元件的至少两个感测元件上。

在步骤2005中，至少一个处理器动态地控制多个子透镜以细分总传感器FOV，而不机械地或光学地遮挡感测元件。细分的传感器FOV小于总传感器FOV。

基于以上所述，应当领会，本公开的某些实施例提供了通过远程控制实现的不同静态FOV，例如，为了入网初始化目的或响应于改变的办公室布局来微调传感器FOV。此功能消除了手动重新配置或移动或重新安装传感器的需要。附加地，本公开的某些实施例提供运动计数或在各个子区域中的存在，以经由单个传感器增加传感器信息的空间粒度，从而更准确地对人进行计数或实现照明系统的更精细的分区控制。此外，本公开的某些实施例利用协作波束形成来提供人或物体的精确位置，这可以有助于改善准确度并减少网络中传感器之间的重叠问题。

还应当理解，除非明确相反指示，否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于记载该方法的步骤或动作的顺序。

如本文定义和使用的所有定义应当理解为对字典定义、通过引用并入的文档中的定义、和/或定义术语的普通含义的控制。

除非明确相反指示，否则如本文在说明书中和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”(“a”和“an”)应当理解为意味着“至少一个”。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的短语“和/或”应当理解为意味着这样结合的元素中的“任何一个或两个”，即在一些情况下结合存在并且在其他情况下分离存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释，即这样结合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体标识的元素之外，可以可选地存在其他元素，无论与那些具体标识的元素相关还是不相关。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的，“或”应当理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括多个元素或元素列表中的至少一个，但也包括多个元素或元素列表中的多于一个，以及可选地，附加的未列出的项目。只有明确相反指示的术语、诸如“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”，或者当在权利要求中使用时，“由……组成”将指代包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般来说，如本文使用的术语“或”当在其前面有诸如“任一”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”之类的排他性术语时仅应被解释为指示排他性的替代物(即“一个或另一个，但不是两者”)。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的，提及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为意味着从元素列表中的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素，但是不一定包括元素列表内具体列出的每一个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。此定义还允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外的元素，无论与那些具体标识的元素相关还是不相关。

在权利要求中，以及在上面的说明书中，所有过渡短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”、“包含有”等要理解为开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭或半封闭的过渡短语。

虽然本文已经描述和说明了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的一个或多个优点的各种其他手段和/或结构，并且每个这样的变型和/或修改被认为在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易领会，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置都意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明教导所用于的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅仅使用常规实验来断定本文描述的特定发明实施例的许多等同物。因此，要理解的是，前述实施例仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，发明实施例可以以除具体描述和要求保护之外的方式实践。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法。此外，如果两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法不相互矛盾，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法的任何组合都被包括在本公开的发明范围内。

Claims (13)

1.一种检测方法(2000)，包括以下步骤：

在包括多个子区域的区域中提供(2001)第一运动传感器，其中所述第一运动传感器包括具有多个子透镜的光学元件，所述多个子透镜中的每个子透镜具有与所述多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)；

激活(2002)所述多个子透镜，以生成包括子透镜的每个FOV的总传感器FOV；

在所述多个子透镜处接收(2003)由存在于所述区域中的个人或物体发射的红外能量；

由所述多个子透镜将接收到的红外能量聚焦(2004)到包括热电元件的至少两个感测元件上；以及

动态控制(2005)所述多个子透镜以细分所述总传感器FOV，其中细分的传感器FOV小于所述总传感器FOV，并且其中所述多个子透镜中的至少一个子透镜包括电致变色光热材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述多个子透镜的步骤还包括激活或去激活至少一个子透镜，以生成所述细分的传感器FOV。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述细分的传感器FOV小于90度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述细分的传感器FOV小于45度。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述区域中提供第二运动传感器，其中所述第二运动传感器邻近所述第一运动传感器；

在入网初始化过程期间获得所述区域中的所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的位置；以及

确定所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的相对覆盖范围。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：控制所述第一运动传感器和所述第二运动传感器中的所述多个子透镜，使得来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置为被激活以形成组合检测区域。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：确定所述第一运动传感器和所述第二运动传感器之间的重叠区域，并控制所述第一运动传感器和所述第二运动传感器中的所述多个子透镜，使得来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置为被激活以形成组合检测区域。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：生成指示所述细分的传感器FOV中的运动或存在的传感器信息，以及基于所生成的传感器信息来控制照明系统。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：控制所述多个子透镜以进一步细分所述细分的传感器FOV，其中附加细分的传感器FOV包括不同组的激活的子透镜。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：生成指示所述细分的传感器FOV和/或所述附加细分的传感器FOV中的运动或存在的传感器信息，并且对所生成的传感器信息进行时间复用，以便于基于所生成的传感器信息来控制照明系统。

11.一种检测系统(18)，包括：

位于包括多个子区域的区域中的第一运动传感器(10)，所述第一运动传感器包括具有多个子透镜(26，28，30)的光学设备(22)，所述多个子透镜中的每个子透镜具有与所述多个子区域中的一个子区域对应的视场(FOV)，其中所述多个子透镜被配置成接收由存在于所述区域中的个人或物体发射的红外能量，并将接收到的红外能量聚焦到被配置为产生差分信号的至少两个感测元件(20)上；和

至少一个处理器(32)，其耦合到所述第一运动传感器(10)，并且被配置为：

激活所述多个子透镜，以生成包括所述多个子透镜的每个FOV的总传感器FOV，以及

动态控制所述多个子透镜以细分所述总传感器FOV，其中细分的传感器FOV小于所述总传感器FOV，并且其中所述多个子透镜中的至少一个子透镜包括电致变色光热材料。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其中，所述至少一个处理器被配置为激活或去激活至少一个子透镜，以生成细分的总传感器FOV。

13.根据权利要求11所述的检测系统，还包括布置在与所述第一运动传感器相邻的区域中的第二运动传感器，并且其中来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器中的每一个的至少一个子透镜被配置为被激活以形成组合检测区域，所述组合检测区域包括所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的总传感器FOV内的子区域的至少各部分。

Images