CN116430468A - 一种动态人体存在检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态人体存在检测方法及系统，该方法中包括：通过TMOS和PIR实时对待监测区域进行检测；通过RIP被触发的次数初步判断是否有人；在有人情况下，通过TMOS对应的有无人时的数值差进一步判断是否有人；在有人情况下，结合大动作识别和高灵敏度PIR进行最终判断。本发明具有功耗极低、响应及时和能够动态收敛环境温度的特点。
Description
技术领域
本发明涉及人体存在检测领域，尤其涉及一种动态人体存在检测方法及系统。
背景技术
目前市面上的人体存在检测都是使用单点热电堆，采用的方式通常为使用环境温度和被测物体的温度差值来判断是否有人存在，这会导致在温度过高（30度以上）识别不到人存在（此时环境温度和人体温度几乎一样）。另外，单点热电堆的工作电流都在毫安级别，即使使用了PIR（Passive InfraRed，被动红外探测）去降低热电堆的功耗，其功耗仍较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种动态人体存在检测方法及系统。
具体方案如下：
一种动态人体存在检测方法，包括以下步骤：
S1：通过TMOS和PIR实时对待监测区域进行检测；
S2：判断当前时间间隔内RIP被触发的次数是否小于触发次数阈值，如果是，设定此时TMOS检测到的tobj值为无人时的tobj值并存储，等待进入下一时间间隔后，重新判断；否则，进入S3；tobj值表示温度对应的ADC值；
S3：判断当前时刻TMOS检测到的tobj值与无人时的tobj值的差值是否大于tobj差值阈值，如果是，判定待检测区域的状态为有人，进入S4；否则，判断待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2；
S4：判断是否识别到人员离开动作，如果是，进入S5；否则，等待额定时间后，返回S3；
S5：判断当前时刻之后的一段时间内PIR是否被触发，如果是，等待额定时间后，返回S3；否则，更新待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2。
进一步的，识别到人员离开动作的判定条件为：前N秒检测到的tobj值大于当前时刻检测到的tobj值，且差值大于第一阈值。
进一步的，RIP被触发的次数通过控制器中的定时器进行识别。
进一步的，tobj差值阈值为700。
一种动态人体存在检测系统，包括处理器、TMOS 、PIR和存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，并具有有益效果：
（1）极低功耗，工作电流在20ua以下。
（2）响应及时，有人没人都能在秒级内判断出来。
（3）采用动态收敛环境算法，能够很好的识别无人场景和有人场景，即使在高温或者低温环境下，也能够识别到人的存在。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
人体存在具有以下两点特征：1.温度的变化；2.会存在一定的动静（例如抖脚、身体轻微的晃动等。本实施例为了能够更准确的实现人体存在的判断，且降低功耗，提出了一种综合上述两点特征的动态人体存在检测方法，通过TMOS和PIR两者结合实现人体存在的判断。
TMOS（温度感应半导体金属氧化物）人体存在检测传感器可以实时的采集目标（如人体）温度对应的ADC（数模转换）值tobj，该值跟环境温度没有直接关系。通过有人和没人时候的tobj值去判断是否有人。
高灵敏度PIR判断完全没人的场景，辅助TMOS得到没人时的环境温度对应的ADC值。
如图1所示，基于上述原理，本发明实施例提出的方法包括以下步骤：
S1：通过TMOS和PIR实时对待监测区域进行检测。
该实施例中通过处理器对TMOS和PIR的工作进行控制。
S2：判断当前时间间隔内RIP被触发的次数是否小于触发次数阈值，如果是，设定此时TMOS检测到的tobj值为无人时的tobj值并存储，等待进入下一时间间隔后，重新判断（判断RIP被触发的次数是否小于触发次数阈值）；否则，进入S3；tobj值表示温度对应的ADC值。
时间间隔和触发次数阈值的设定用于降低功耗，避免处理器经常被唤醒，具体数值大小本领域技术人员可以根据需要进行设定，在此不做限制，该实施例中设定时间间隔为13秒，触发次数阈值为3次，则当前时间间隔为当前时刻之间的13秒距当前时刻。RIP被触发的次数可以通过控制器中的定时器（如LPTIM）来识别。通过触发次数阈值的设定还可以过滤掉一些不可控因素的干扰，比如有人存在的时候，很小的动作都能触发多次PIR，这些干扰如果没有被过滤掉的话，可能耗费很大的功耗。
由于TMOS不能反馈目标的真实温度，只能反馈目标温度对应的ADC值tobj，因此，该实施例中通过每隔一个时间间隔，收敛一次无人存在（即RIP被触发的次数小于触发次数阈值）时的tobj值。
S3：判断当前时刻TMOS检测到的tobj值与无人时的tobj值的差值是否大于tobj差值阈值，如果是，判定待检测区域的状态为有人，进入S4；否则，判断待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2。
tobj差值阈值为根据大量实验结果得出的值，该实施例中设定为700，即有人时的tobj值与无人时的tobj值的差值应大于700。
进一步的，本实施例中考虑到如果直接将有人时的tobj值与无人时的tobj值的差值大于tobj差值阈值时判定为有人，存在一定风险，即无人时候的tobj值会随着温度变化，如无人时温度为27度，tobj值为2000；温度变化后，人离开，此时无人时温度为28度，tobj值为3000。这样将导致上述判定结果不准确。本实施例中为了避免上述风险，在上述差值大于tobj差值阈值的情况下，结合步骤S4和S5进行进一步判断。
S4：判断是否识别到人员离开动作，如果是，进入S5；否则，等待额定时间后，返回S3。
该实施例中设定识别到人员离开动作的判定条件为：前N秒检测到的tobj值大于当前时刻检测到的tobj值，且差值大于第一阈值。N和第一阈值的取值本领域技术人员可以自行设定，在此不做限制。该实施例中设定N为5，第一阈值为1000，即差值大于1000表明人员从待检测区域中离开（差值较大（如大于1000）表明目标进行了大幅度动作，差值较小（如小于500）表明目标进行了小幅度动作）。
S5：判断当前时刻之后的一段时间内PIR是否被触发，如果是，等待额定时间后，返回S3；否则，更新待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2。
在步骤S5中，如果当前时刻之后的一段时间内只要PIR被触发一次，则表明目标并没有从待监测区域离开，只要没有被触发，则表明目标已经从待监测区域离开，则之前步骤S3判定的待检测区域有人的状态需要被更改为无人。为了避免出现目标离开拿东西马上回来的现象，一段时间应设定一个较长的时间，该实施例中设定为一分钟。
额定时间为在判定有人的情况下，每隔额定时间需要在此判定一次，因此，次判定频率应较快，该实施例中设定额定时间为5秒。
本发明实施例具有以下有益效果：
（1）超低功耗算法：本实施例去除TMOS原有算法，只使用TMOS最原始数据，基于原始数据和高灵敏度PIR的自研算法，将整体降工作功耗降低到20UA以内。
（2）成本低：TMOS对比单点热电堆不需要输出实际温度，因此在加工环境不需要复杂的校准环境，成本上比单点热电堆低。
（3）软件温度补偿：因TMOS自身受环境温度影响较大，在算法中加入了温度补偿，来弥补TMOS自身缺陷，解决在温度变化的情况下误释放。
（4）实时动态算法：采用动态算法，自学习没有人时候的TMOS原始数据，当有人进入到待测区域内，可以很好的捕捉到人体存在的特征温度和动作，以此来规避现有技术中温度过高（30度以上）检测不到人的问题。
（5）动作识别：能够在超低功耗下判断人的大动作和小动作，因为人在凳子上坐久了，凳子的余温不能够让热电堆马上识别出人已经离开，加入了大动作识别后，人离开凳子是肯定会触发大动作，在识别到大动作后，再进一步判断小动作，就能够更快的释放人。
实施例二：
本发明还提供一种动态人体存在检测系统，包括存储器、TMOS 、PIR和处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
该实施例中处理器采用微处理器，如单片机。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种动态人体存在检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过TMOS和PIR实时对待监测区域进行检测；
S2：判断当前时间间隔内RIP被触发的次数是否小于触发次数阈值，如果是，设定此时TMOS检测到的tobj值为无人时的tobj值并存储，等待进入下一时间间隔后，重新判断；否则，进入S3；tobj值表示温度对应的ADC值；
S3：判断当前时刻TMOS检测到的tobj值与无人时的tobj值的差值是否大于tobj差值阈值，如果是，判定待检测区域的状态为有人，进入S4；否则，判断待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2；
S4：判断是否识别到人员离开动作，如果是，进入S5；否则，等待额定时间后，返回S3；
S5：判断当前时刻之后的一段时间内PIR是否被触发，如果是，等待额定时间后，返回S3；否则，更新待监测区域的状态为无人，等待进入下一时间间隔后，返回S2。
2.根据权利要求1所述的动态人体存在检测方法，其特征在于：识别到人员离开动作的判定条件为：前N秒检测到的tobj值大于当前时刻检测到的tobj值，且差值大于第一阈值。
3.根据权利要求1所述的动态人体存在检测方法，其特征在于：RIP被触发的次数通过控制器中的定时器进行识别。
4.根据权利要求1所述的动态人体存在检测方法，其特征在于：tobj差值阈值为700。
5. 一种动态人体存在检测系统，其特征在于：包括处理器、TMOS 、PIR和存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~4中任一所述方法的步骤。
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