KR101827680B1

KR101827680B1 - 모델링된 배경 차분을 이용한 적외선 존재 감지

Info

Publication number: KR101827680B1
Application number: KR1020170106262A
Authority: KR
Inventors: 마테스 마르쿠스; 야진스키 프로메테우스
Original assignee: 엑셀리타스 테크놀로지스 싱가폴 피티이. 엘티디.
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-02-08
Also published as: JP2018036260A; TW201809615A; TWI651518B; EP3287755A1; CN107782452A; JP6420877B2; CN107782452B; HK1248802A1; US9696457B1

Abstract

모션 감지 장치는 적외선(IR) 센서를 포함하며, IR 센서는 직류 출력을 생성하기 위해 웜 오브젝트(warm object)로부터의 신호 IR 및 배경 IR을 수신한다. 제1 변환 필터는 직류 출력을 수신하고 필터링된 배경을 생성한다. 제2 변환 필터는 직류 출력을 수신하고 필터링된 신호를 생성한다. 레이팅부(rating)는 필터링된 신호와 필터링된 배경을 비교하고 필터링된 신호와 필터링된 배경 사이의 검출된 차이에 기반하여 결과 신호(result signal)를 생성한다.

Description

모델링된 배경 차분을 이용한 적외선 존재 감지{Infrared Presence Sensing with Modeled Background Subtraction}

본 발명은 센서에 관한 것으로, 특히 열 감지 장치에 관한 것이다.

적외선(IR : Infrared) 검출기, 예를 들어 원거리 IR 검출기는 다초점 프레 넬 렌즈와 같은 추가 광학 요소로 작동될 수 있다. 예를 들어, 초전(pyro-electric) 검출기는 전통적으로 2개의 반대 방향으로 연결된 열 감지 소자로 구성된다. 2개의 열 감지 소자는 입사(impinging) 태양광과 같이 공통으로 수신된 방사를 상쇄하므로, 국부적으로 움직이는 히트-스폿(heat-spot), 예를 들어 사람의 방사를 2개의 소자 중 하나에만 조사하는 광학 시스템이 필요하다.

도 1은 모니터링된 공간 내의 생명체(예를 들어, 사람)의 위치, 모션(motion) 및/또는 방향을 검출하도록 구성된 전형적인 검출기(100)의 개략적인 횡단면도이다. 일반적으로, "모니터링된 공간"이라는 문구는 검출기(100)가 위치되고 검출기(100)가 잠재적으로 생명체를 검출할 수 있는 물리적 영역(예를 들어, 방, 복도, 옥외 영역 등)을 지칭한다. 검출기의 시야(FOV : field of view)는 검출기가 웜 오브젝트(warm object)를 감지할 수 있는 영역을 나타내며, 모니터링된 공간의 일부이거나 모니터링된 공간 모두를 포함할 수 있다.

검출기(100)는 하나 이상의 열 감지 장치(예를 들어, 서모파일(thermopile))를 갖는 센서 모듈(102) 및 상기 센서 모듈(102)을 적어도 부분적으로 커버하는 렌즈 어레이(104)를 가진다. 렌즈 어레이(104)는 복수의 렌즈를 가지며, 각각의 렌즈는 모니터링된 공간으로부터의 입사 열 에너지를 센서 모듈(102)의 적어도 일부분으로 유도하도록 배열된다. 각각의 개별 렌즈는 모니터링된 공간 내의 다수의 상이한 물리적 구역들 중 하나로부터의 입사 열 에너지를 센서 모듈(102)로 유도할 수 있다.

집적 회로(106)는, 다양한 구현 예에서, 컴퓨터 기반 프로세서, 컴퓨터 기반 메모리 저장 장치 및/또는 다른 회로를 형성하고, 본 명세서에 기술된 하나 이상의 기능을 수행 및/또는 지원할 수 있다. 전도체(예를 들어, 기판(110)의 상부 및/또는 하부 표면을 따라 연장되는 트레이스, 기판을 통해 연장되는 비아(108), 솔더 범프(112) 등)는 검출기(100)의 전기 구성요소를 외부 구성요소에 연결하기 위해 제공된다.

서모파일 또는 광자 검출기와 같은 열 감지 장치는 일반적으로 그 열 감지 장치에서 수신되는 열 에너지의 양에 실질적으로 비례하는 직류(DC) 출력을 생성하도록 동작가능하다. 그러한 열 감지 장치에 의해 생성되는 DC 출력은 그 열 감지 장치로 전달되는 열 에너지의 양이 대체로 일정하게 유지되는 한 일반적으로 일정하게 유지된다. 열 감지 장치로 전달되는 열 에너지의 양이 증가하면 일반적으로 그 열 감지 장치에 의해 생성되는 DC 출력이 비례적으로 증가한다. 마찬가지로, 열 감지 장치에 전달되는 열 에너지의 양이 감소하면 그 열 감지 장치에 의해 생성되는 DC 출력이 비례적으로 감소하게 된다. 열 감지 장치의 DC 출력은 DC 전압 또는 DC 전류 중 하나일 수 있다.

현재의 모션 검출기는 전형적으로 룸 내의 사람의 움직임을 검출하기 위해 종종 렌즈 어레이(104)와 함께 초전 재료를 사용한다. 초전 재료는 인입 열방사(incoming heat radiation)(인체와 같은 열원으로부터의)가 변화되면 신호를 생성한다. 수학적으로, 초전 검출기는 인입 열 플럭스(heat flux)의 시간 미분을 따르는 전기 신호를 생성한다. 따라서, 사람이 검출기 FOV에 들어가거나 떠난다면, 열 플럭스가 변화되고 각각의 신호가 생성된다. 신호의 진폭은 열원의 온도 및 FOV의 소위 채움 인자(filling factor)에 따라 달라진다. 열원의 온도가 높을 수록 열원이 검출기의 FOV를 채울수록, 결과(resulting) 신호가 많아진다.

웜 오브젝트는 초전 센서, 서모파일, 볼로미터(bolometer) 등과 같은 열 센서로 감지할 수 있는 열을 방사한다. 오브젝트가 이러한 센서의 시야를 통해 움직이는 경우, 방사량(amount of radiation)이 시간의 경과에 따라 변화된다. 오브젝트(신호)의 움직임으로부터의 시간의 변화와 온도 및 이에 따른 방사량(배경)에서 변화하는 국부 열원에서 기인하는 시간의 변화를 구별하기 위해, 배경이 신호로부터 제거될 수 있다. 이는 배경 차분(background subtraction)이라고 한다.

전통적으로, 초전 검출기는 스크램블링 광학계(scrambling optic) 및 공간에서 분리된 적어도 2개의 감지 소자의 조합을 구현한다. 스크램블링 광학계는 오브젝트가 세그먼트로 이동하는 FOV의 일부를 세그먼트화하므로, 소자 중 하나에서의 순 방사(net radiation) 변화가 감지될 만큼 빠르며, 각각의 소자에 의해 인지되는 순 방사가 크게 다르다. 이 접근법은 도 2에 도시되어 있다. 공통적으로 수신된 방사가 전기적 출력(231, 232)에서 상쇄되고 시간(240)에 따른 결과 신호(230)의 임의 변화를 주지 않도록, 적어도 2개의 감지 소자들(221, 222)이 함께 접속된다. 예를 들어, 대기가 가열되거나 냉각되는 경우, 방사량은 상승 또는 하강하지만, 두 소자에 의해 공통적으로 인지되므로 감지되지 않는다. 감지 소자 조합에서 신호(240)를 생성하기 위해, 하나의 감지 소자(221)는 다른 감지 소자(222)와 상이한 방사량을 인지해야 한다.

센서의 시야에서 오브젝트의 움직임을 관찰하기 위해, 센서에 수신된 방사는 공간 뿐만 아니라 시간에서도 변화한다. 이는 FOV 내의 오브젝트의 위치에 따라 소자들(221, 222) 중 하나에서의 오브젝트의 위치를 투사하는 스크램블링 광학계에 의해 구현된다. FOV를 통한 오브젝트의 움직임은 감지 소자 상의 방사의 불균형 변화를 야기하며, 이는 논제로(non-zero) 신호(240)를 차례로 발생시킨다. 일반적으로, 오브젝트는 감지되기 위해 하나의 구역(A/B 210)에서 다른 구역(B/A 210)으로 위치를 변경해야 한다. 한 구역에 잔류하는 오브젝트는 감지되지 않는다.

그러나, 전통적인 단일-소자 초전 검출기는 수신된 방사의 DC 성분을 감지할 수 없으므로, 변조된 방사를 사용하여 백엔드(back end) 프로세싱 전자장치에 출력을 제공한다. 따라서, 산업계에서 이러한 제약조건 중 하나 이상을 극복할 필요가 있다.

본 발명의 실시 예는 모델링된 배경 차분을 이용한 적외선 존재 감지를 제공한다. 간략하게 설명하면, 본 발명은 적외선(IR) 센서를 갖는 모션 감지 장치에 관한 것으로, IR 센서는 직류 출력을 생성하기 위해 웜 오브젝트로부터의 신호 IR 및 배경 IR를 수신하도록 구성된다. 제1 변환 필터는 직류 출력을 수신하여 필터링된 배경을 생성한다. 제2 변환 필터는 직류 출력을 수신하여 필터링된 신호를 생성한다. 레이팅부(rating)는 필터링된 신호와 필터링된 배경을 비교하여 필터링된 신호와 필터링된 배경 사이의 검출된 차이에 기반하여 결과 신호를 생성한다.

본 발명의 다른 시스템, 방법 및 특징은 다음 도면 및 상세한 설명을 검토 할 때 당업자에게 명백하거나 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가 시스템, 방법 및 특징이 이 설명에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 있고 첨부된 청구범위에 의해 보호되도록 의도되었다.

첨부 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면에서의 구성요소는 반드시 일정한 축척을 갖는 것은 아니며, 대신에 본 발명의 원리를 명확하게 도시하는 것에 중점을 둔다. 도면은 본 발명의 실시 예를 도시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1a는 종래 기술에 따른 예시적인 검출기의 개략적인 횡단면도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 개략적 광학계 및 전자장치를 갖는 단순화된 듀얼 소자 초전 검출기를 도시하는 개략도이다.
도 2a는 예시적인 검출기의 시야 내의 관심 오브젝트 및 배경을 나타내는 개략도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 장면의 시간에 걸친 신호, 배경 및 총합(sum)의 진폭을 도시한다.
도 3은 제1 실시 예의 모션 및 존재 감지 장치의 개략도이다.
도 4는 제2 실시 예의 모션 및 존재 감지 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 기능을 실행하기 위한 시스템의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6은 단일 소자 열 센서의 배경으로부터 신호를 구별하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 7은 제3 실시 예의 모션 및 존재 감지 장치의 개략도이다.

다음의 정의는 본 명세서에 개시된 실시 예의 특징에 적용되는 용어를 해석하는데 유용하며, 단지 본 개시 내의 소자를 정의하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "검출기"는 하나 이상의 열 감지 소자를 갖는 열 감지 장치를 지칭한다. 단일 소자 검출기는 단일 열 감지 소자를 포함하는 반면, 다중 소자 검출기는 2개 이상의 열 감지 소자를 포함한다. 예를 들어, 다중 소자 검출기는 수백 또는 수천 개의 개별 열 센서 또는 픽셀을 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 가능하면, 동일한 참조 번호는 도면 및 설명에서 동일하거나 유사한 부분을 참조하기 위해 사용된다.

도 3에 도시된, 제1 실시 예의 모션 감지 장치(300)는 단일 소자 검출기(325)를 이용하여 작동할 수 있다. 단일 소자 검출기(325)는 전형적인 검출기(100)(도 1)와 유사할 수 있으며, 서모파일, 볼로미터(bolometer), 광자 센서 및/또는 반도체-기반 IR 센서(벌크 또는 에피텍셜, 진성 또는 외인성 등)와 같은 정적인 경우까지 방사의 매우 느린 변화 조차도 감지할 수 있는 단일 감지 소자(102)(도 1)를 갖는다. 일반적으로 단일 소자 검출기(325)는 수신되는 열 에너지의 양에 실질적으로 비례하는 직류(DC) 또는 전압 출력을 생성하도록 구성된다. 이러한 단일 소자 검출기(325)는 임의로 스크램블링 광학계(104)(도 1)를 구비할 수 있다.

초기 검출기들과 비교하여, 제1 실시 예에서, 웜 오브젝트는 임의의 방향으로 이동할 수 있고(세그먼트화된 공간에 대한 종래의 접근법과는 대조적으로), 움직임은 일반적으로 모션 감지 장치(300)에 의해 수신된 시간상 방사의 변화를 초래한다. 자명하게, 정상 상태의 주변 배경이 측정되고 모션 감지 장치(300) 출력으로부터 차분될 수 있다. 그러나, 시간이 지남에 따라 주변 배경을 변경하면 이 접근 방식을 효과적으로 무효화할 수 있다.

웜 전경(foreground) 오브젝트는 시간 기반 신호 분석에 의해 배경(예를 들어, 주변 온도의 변화)과 구별될 수 있다. 제1 실시 예는 상이한 기능적 특성, 예를 들어 그 중에서도 신호의 상승 또는 하강 시간, 신호 형태 및 신호 진폭을 가질 수 있는 배경의 모델을 적용한다. 이 모델은 시간상 실질적으로 상이한 기능적 특성을 가지는 신호로부터 배경을 필터링/차분하는데 사용될 수 있다.

아이디어를 설명하기 위해, 다음의 간단한 예가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 관심 오브젝트(250), 예를 들어 사람은 단일 소자 검출기(325)의 FOV(290)에 있고, FOV(290)는 예를 들어 모니터링된 공간의 윈도우를 통해 태양광에 노출된다. 태양(260)이 비추고 있지만 구름(270)이 지나가고 있어, 단일 소자 검출기(325)의 FOV(290) 내에서 모니터링되는 배경 영역이 랜덤하게 가열 및 냉각된다. 관심 오브젝트(250)는 단일 소자 검출기(325)를 향해 FOV(290)에서 이동하고, 관심 오브젝트로 인해 센서에 의해 수신되는 방사량은 도 2에서 일점 쇄선으로 표시된 "신호"로서 표시되며, 관심 오브젝트가 단일 소자 검출기(325)에 접근함에 따라 증가한다. 신호(281)는 점선으로 표시된 배경(282)으로부터 차분될 수 있다. 단일 소자 검출기(325)의 총 출력은 신호(281)와 배경(282)의 총합(280)을 나타내며, 도 2b의 그래프에서 실선으로 표시된다. 신호(281)가 배경(282)보다 상당히 빠르게 상승하기 때문에, 배경(282)은 총합(280)으로부터 필터링된 신호를 차분하기 위해 배경 중 하나와 비교가능한 시간 상수를 갖는 간단한 로우-패스(low-pass)의 적용에 의해 필터링될 수 있다. 잔류하는 것은 신호(281)이고, 간단한 임계값에 의해 분석될 수 있다.

다른 실시 예에서, 신호의 모델이 단일 소자 검출기(325)에 의해 감지되는 총합에 적용될 수 있다. 그 다음, 필터링된 신호 및 필터링된 배경의 간단한 차분은 임계값들에 의해 평가될 수 있다. 보다 정교한 신호 분석, 예를 들어 그 중에서도 고속 푸리에 변환(FFT : fast Fourier transform), 함수의 피팅(fitting), 머신 러닝(machine learning) 및 모델링이 신호와 배경 사이의 구별을 더욱 향상시키기 위해 이 기본 원리에 적용될 수 있습니다. 이 원리는 시간 도메인에만 국한되지 않고, 주파수 도메인, 라플라스 변환, 다중 변수 확장(multi-variable expansion) 등과 같은 다른 수학적 변환과 함께 수행될 수 있다.

제1 실시 예는 상기 예에 한정되지 않는다. 두 소스의 시간상 방사의 거동(behavior)이 모델링될 수 있고 및/또는 차분가능한 방식으로 기술될 수 있는 한, 임의의 소스는 "신호"로서 표시되고 다른 소스는 "배경"으로서 표시될 수 있다. 배경은 예를 들어 사람이 센서로부터 멀리 떨어져서 이동하는 것일 수 있으며, 신호는 사람이 FOV의 전경에서 움직이는 것일 수 있다. 배경/신호는 생성된 방사량(자동차, 애완 동물, 사람, 화재 등)에서 다른 진폭을 갖지만 동일한 공간적 위치를 가질 수 있는 소스들이 될 수 있다. 여기에 설명된 실시 예들은 공간 변화에 제한되지 않는다. 예를 들어, 검출기(300)는 국부적인 화재와 히터를 구별할 수 있거나, 애완 동물/어린이가 성인 사람과 구별될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 예는 단일-소자 배경 차분된 서모파일 센서(TP)를 포함하며, 이는 다초점 프레넬 렌즈와 같은 추가적인 광학 소자들 없이 작동될 수 있다.

제1 실시 예에서, 서모파일 센서를 포함하는 검출기는 순 방사에 비례하고 DC 성분을 감지하는 전류 또는 전압을 제공한다. 따라서, 움직이지 않는 사람과 같은 휴지(resting) 히트-스폿은 히터, 변화하는 태양 부하, 공기 조화 등에 의해 생성될 수 있는, 임의의 검출된 배경 방사로부터 차분된 후에 감지될 수 있다. 제1 실시 예는 하기에서 보다 상세하게 설명되는 모델링 기술에 의한 그 배경의 차분을 포함한다.

가장 간단한 배경 차분은 관심 오브젝트가 존재하지 않는 순 방사의 측정에 의해 구현될 수 있으며, 따라서 배경만을 측정한다. 기록된 값은 센서 출력에서 차분될 오프셋으로 사용된다. TP의 시야로 이동하는 오브젝트는 오프셋-차분된 신호에 대한 간단한 임계값에 의해 인식될 수 있다. 그러나, 주변 조건이 시간에 따라 변할 경우, 간단한 배경 차분은 불충분할 수 있으며, 오프셋을 무효화할 수 있다.

도 3은 제1 실시 예의 감지 장치(300)의 개략도이다. IR 방사(310)는 예를 들어 사람(250)(도 2a)과 같은 웜 오브젝트로부터의 신호 및 감지 장치(300)의 FOV 내의 주변 열과 같은 배경 방사(314)를 포함한다. 감지 장치(300)는 예를 들어 스위치(380)의 액션을 생성하기 위해 FOV에서의 웜 오브젝트의 존재 및/또는 모션을 식별한다. 예를 들어, 스위치(380)는 FOV에서의 웜 오브젝트의 검출의 결과 및/또는 검출의 부족으로서 작동 될 수 있다. 감지 장치(300)는 배경 및 신호의 독립적인 처리를 위해 단일 소자 검출기(325)의 원시(raw) 출력을 분할하여 스위치(380)의 액션을 결정한다. 다른 실시 예에서, 감지 장치(300)의 출력은 스위치(380) 이외의 것, 예를 들어 출력 신호, 또는 디스플레이 모니터 상의 지시자 램프 또는 지시자 아이콘과 같은 시각적 지시자일 수 있다.

단일 소자 검출기(325)는 자기 노이즈 또는 시스템 노이즈와 같은 일부 노이즈(320)와 함께 IR 방사(310)를 검출한다. 단일 소자 검출기(325)는 원시 데이터 출력(330), 예를 들어 아날로그 전압/전류 레벨, 또는 아날로그-디지털 변환기(ADC)로부터의 그런 아날로그 출력 신호의 디지털 변환을 제공하며, 이는 수신된 순 IR 방사(310)에 비례한다. 하기에서 설명되는 제3 실시 예에서, 다중 센서 검출기는 각각의 센서로부터 다중 출력 신호 및/또는 각각의 센서로부터의 총(aggregate) 출력 신호를 생성할 수 있다. 제1 실시 예에서, 단일 소자 검출기(325)는 단일의 원시 검출기 출력(330)을 생성하는 단일 센서를 갖는다.

원시 검출기 출력(330)은 예를 들어 다중화기(mux)(도시되지 않음)로 분할될 수 있고 2이상의 데이터 분석 브랜치로 공급될 수 있다. 간소화를 위해, 제1 실시 예에서는 2개의 브랜치만이 설명된다. 그러나, 대안적인 실시 예에서, 예를 들어, 다중의 신호를 서로 및 배경과 구별하기 위해 3개 이상의 브랜치가 사용될 수 있다. 제1 브랜치는 필터링된 배경(345)을 생성하는 제1 변환 필터(340)에 공급되며, 제2 브랜치는 필터링된 신호(355)를 생성하는 제2 변환 필터(350)의 입력으로 라우팅된다. 제1 변환 필터(340) 시간 함수로서의 원시 데이터를 배경 및 노이즈로부터 신호를 차분할 수 있는 변수로 변환할 수 있으며, 필터링된 배경 신호(345)를 생성한다. 제2 변환 필터(350)는 시간 함수로서의 원시 데이터를 배경 및 노이즈로부터 신호를 차분할 수 있는 변수로 변환할 수 있다. 변환 필터들(340, 350)은 가변 파라미터들, 예를 들어 배경 모델 파라미터들(342) 및 신호 모델 파라미터들(352), 예를 들어 주파수 범위, 진폭 범위 등에 의해 조종될 수 있다.

일반적으로, 제1 변환 필터(340) 및 제2 변환 필터(350)는 수학적 연산이 다를 수 있다. 예를 들어, 비교기와 같은 레이팅부(370)에 의해 수행되는 비교는 스위치(380)의 상태를 변경하기 위한 결정이 취해지기 전에 필터링된 배경(345)을 필터링된 신호(355)와 구별하기 위해 수행된다. 레이팅부는 필터링된 신호(355)가 필터링된 배경(345)과 충분히 구별되어 모션 감지 장치(300)의 FOV에서 웜 오브젝트의 존재/부재/모션을 나타낼지를 결정할 수 있다. 레이팅부(370)는 레이팅 모델 파라미터들(372), 예를 들어 임계값, 시간 상수, 허용오차 윈도우, 신호 편차 지시자 등의 저장소에 액세스할 수 있다.

도 4는 제2 실시 예의 모션 감지 장치(400)를 도시한다. 일체형 단일 채널 서모파일(425) 스크린을 구비한 액정 디스플레이(LCD)는, 태양이 모션 감지 장치의 FOV에서 주변 방을 가열하는 동안, 접근하는 사람으로부터 IR 방사(410)를 감지할 수 있는 것이 바람직하다. 단일 채널 서모파일(425)은 태양으로부터의 천천히 상승하는 성분(414) 및 사람으로부터의 급격히 상승하는 신호 성분(412)을 감지한다. 서모파일 ADC 출력(430)에 대한 제1 변환 필터(440), 예를 들어 컷-온(cut-on) 8초 상승 시간(442)을 갖는 로우 패스 필터의 적용은 신호 성분 및 임의의 ADC 변동(fluctuations, 420)을 제거하여, 필터링된 배경(445)을 생성한다. 필터링된 배경(445)이 서모파일 ADC 출력(430)으로부터 차분될 수 있지만, 제2 변환 필터(450), 예를 들어 서모파일 ADC 출력(430) 신호에 대한 컷-온 1초 상승 시간(452)을 갖는 로우 패스 필터는 배경 성분 및 임의의 ADC 변동(420)을 제거하여, 필터링된 신호(455)를 생성한다. 예를 들어, LCD 디스플레이 유닛(425) 내에서 LCD를 켜기 위해 사용되는 인터럽트(480)와 같은 액션을 수행하기 위해 임계값 비교기(470)가 적용될 수 있다.

임계값 비교기(470)는 변환 필터들(440, 450)과 같이 상이한 검출 시나리오들에 적응하기 위해 하나 이상의 임계값 파라미터들(472) 세트에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 배경은 공기 난류로 인한 원시 데이터 출력의 빠른 변화를 제공하는 공기 흐름일 수 있다. 배경 변동이 사람의 모션보다 빠르면, 로우 패스 필터 스테이지는 신호를 ADC 변동뿐만 아니라 공기 난류에서도 차분할 수 있다. 이는 필터링된 신호(455)로부터 필터링된 배경(445)을 차분한 후의 결과를 향상시킨다. 신호에 대한 하나 이상의 파라미터를 더 높은 컷-오프 값으로 변경하면, 센서(425)의 전방으로 움직이는 사람의 신호가 억제되어, 센서(425)의 시야에 있어도, 추가적인 이벤트가 트리거링될 수 있다. 이러한 더 높은 컷-오프 파라미터로, 지연은 센서(425)를 스위칭하도록 조정될 수 있고, 따라서 센서(425)의 FOV를 통과하는 사람은 정지된(stationary) 사람과 구별될 수 있다.

제1 및 제2 변환 필터들(440, 450)의 필터 파라미터 변경은, 예를 들어 버닝 파워 전자장치와 같은 느린 하나의 온도로부터 빠른 온도 변화를 구별하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 필터 연산을 수행하는 것 이외에, 서모파일(425)로의 2 이상의 입력 구별은 다른 유형의 수학적 연산을 사용하여 구현될 수 있다.

도 3을 참조하면, 사람이 단일 소자 검출기(325)(도 3)의 FOV를 통해 걷고, 개가 FOV를 통과하며, 차가 FOV를 통과함으로써 생성되는 시그니처와 같은 특정 시그너쳐들을 인식하기 위한 시간 함수로서의 모델이 서모파일 ADC 신호에 적용될 수 있다. 이러한 3 가지 경우는 신호 진폭, 신호 속도 및 결국 신호 패턴의 조합으로 구별될 수 있다. 이 모델은 다중 변수 확장을 통해 분석될 수 있다. 이 필터링 스테이지를 통한 원시 데이터의 전달은 FOV를 통과하는 오브젝트가 사람, 자동차 또는 애완 동물이라는 가능성을 초래한다. 장치의 출력은 가장 가까운 일치를 나타내는 가능성 추정이 될 수 있다. 주기 신호의 경우, 푸리에 변환이 사용될 수 있다. 예를 들어, 고속 푸리에 변환(FFT) 출력은 주기적 배경을 비주기 신호와 구별할 수 있다.

모델은 배경 시그니처를 시간의 함수로 수반하는 배경 성분에 적용된다. 모델은 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 모델은 이전에 저장된(기억된) 데이터에 의존하지 않고 검출기 출력(350)의 동적 분석을 제공할 수 있다.

분석은 배경을 필터링하고 나중에 차분할 때 수행할 수 있다. 예를 들어, 신호가 매우 느리게 변한다면, 오브젝트가 시야에서 이동할 때, 서모파일 출력의 빠른 변화에 반응하지 않는 간단한 로우-패스 스테이지가 적용될 수 있다. 그 결과는 더 빠른 응답의 로우 패스로 신호를 "필터링"하여 나중에 차분할 수 있다.

배경 IR 방사(314)의 시그니처가 예를 들어 모델에 의해 예측가능한 경우, 배경 IR 방사(314)의 시그니처가 직접 적용될 수 있다. 러닝 절차는 배경(345)을 신호(355)로부터 차분하는데 적합한 파라미터 공간에서 수행될 수 있다. 러닝 절차는 예를 들어 푸리에 변환, 라플라스와 같은 수학적 (다중) 변수 확장에 의해 수행 될 수 있으며, 여기서 데이터는 주파수 도메인, 또는 다른 도메인으로 변환된다. 대신에, 또는 부가적으로, 러닝은 시간 도메인에서도 수행될 수 있다.

도 6은 단일 소자 적외선(IR) 센서(325)(도 3)의 출력으로부터의 배경으로부터 관심 신호를 구별하기 위한 방법(600)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 방법(600)의 단계들은 도 3에 도시된 소자들을 참조하여 이루어진다. 그러나, 당업자라면 이러한 방법이 하기에서 설명된 도 7의 다중 소자 IR 센서에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 순서도의 임의의 프로세스 설명 또는 블록은 프로세스에서 특정 논리 기능을 구현하기 위한 하나 이상의 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트, 코드의 일부 또는 단계를 나타내는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술 분야에서 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 관련된 기능에 따라, 실질적으로 동시에 또는 역순으로 포함하는, 기능이 도시되거나 논의된 순서와 부적절하게 실행될 수있는 다른 구현 예가 본 발명의 범위 내에 포함된다.

블록(610)에 의해 도시된 바와 같이, IR 센서(325)로부터의 직류 출력(330)은 예를 들어 다중화기(mux)(도시되지 않음)를 통해 제1 부분과 제2 부분으로 분할된다. 블록(620)에 의해 도시된 바와 같이, 제1 부분은 필터링된 배경(345)을 생성하기 위해 제1 변환 필터(340)로 변환된다.

블록(630)에 의해 도시된 바와 같이, 제2 부분은 필터링된 신호(355)를 생성하기 위해 제2 변환 필터(350)로 변환된다. 블록(640)에 의해 도시된 바와 같이, 필터링된 신호 및 필터링된 배경은 신호와 배경을 구별하기 위해 예를 들어 레이팅부(770)에 의해 비교된다. 레이팅부(770)는 예를 들어 상이한 비교 시나리오들에 적응하기 위해 레이팅 모델 파라미터들(772)의 저장소에 액세스할 수 있다. 블록(650)에 의해 도시된 바와 같이, 필터링된 신호는 저장된 신호 시그니처와 비교된다. 예를 들어, 저장된 신호 시그니처는 필터링된 신호(355) 및/또는 필터링된 배경(345)이 저장된 신호 시그니처 대해 하나 이상의 양상들과 매칭되는지 또는 유사한지를 결정하기 위해 비교 단계에서 사용된 파라미터들 및/또는 임계값들의 범위를 포함할 수 있다. 블록(660)에 의해 도시된 바와 같이, 필터링된 신호가 식별되면, 예를 들어, 필터링된 신호가 저장된 신호 시그니처와 일치하는 경우, 블록(670)에 의해 도시된 바와 같은 액션이 수행되며, 예를 들어 스위치(380)를 작동시킨다. 대안적으로, 필터링된 신호(355)가 긍정적으로 식별되지 않지만, 필터링된 배경(345)과 명확하게 구별되는 경우에도 액션(670)이 수행될 수 있다.

본 명세서에서 "필터"라는 용어가 제1 변환 필터(340) 및 제2 변환 필터(350)와 관련하여 사용되었지만, 당업자는, 전통적인 하이 패스, 로우 패스, 밴드패스 또는 노치 필터링에 추가 또는 대신에, 제1 및/또는 제2 필터(340, 350)가 시간 및/또는 주파수 도메인에서의 다른 수학적 모델링 프로세스를 포함할 수 있다고 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 변환 필터(340, 350)는 원시 검출기 출력(330)에서의, 다른 연산들 중 함수 피팅, FFT와 같은 푸리에 변환, 라플라스 변환, 다중 변수 확장을 포함할 수 있다.

도 7은 제1 실시 예의 단일 소자 센서(325)(도 3) 대신에 다중 소자 센서(검출기)(725)가 사용되는 제3 실시 예의 모션 감지 장치(700)를 도시한다. 다중 소자 센서(725)는 2, 3, 4 또는 그 이상의 소자, 예를 들어 다중 픽셀 센서를 가질 수 있다.

도 7에 도시된 감지 장치(700)의 제3 실시 예는 서모파일, 볼로미터, 광자 센서, 반도체 기반 IR 센서(벌크 또는 에피텍셜, 진성 또는 외인성 등)와 같은 정적인 경우까지 방사의 매우 느린 변화 조차도 감지할 수 있는 다중 감지 소자를 갖는 다중 소자 검출기(725)와 작동할 수 있다. 일반적으로, 다중 소자 검출기(725)는 수신되는 열 에너지의 양에 실질적으로 비례하는 직류(DC) 출력을 생성하도록 구성된다. 이러한 다중 소자 검출기(725)는 임의로 스크램블링 광학계(104)(도 1)를 구비할 수 있다.

IR 방사(310)는 웜 오브젝트, 예를 들어 사람(250)(도 2a)으로부터의 신호(312) 및 환경적 열과 같은 배경 방사(314)를 포함할 수 있다. 감지 장치(700)는 스위치(380)에서의 액션을 생성하기 위해 웜 오브젝트의 존재 및/또는 모션을 식별한다. 예를 들어, 스위치(380)는 웜 오브젝트의 검출의 결과 및/또는 검출의 부족으로서 작동될 수 있다. 감지 장치(700)는 다중 소자 검출기(725)의 신호를 배경 및 신호의 독립적인 처리를 위해 2개 이상의 브랜치로 분할하여 스위치(380)의 액션을 결정한다. 다른 실시 예에서, 시스템의 출력은 스위치(380) 이외의 것, 예를 들어 출력 신호, 또는 디스플레이 장치 또는 모니터 상에서 보기 위한 지시자일 수 있다.

다중 소자 검출기(725)는 자기 노이즈 또는 시스템 노이즈와 같은 일부 노이즈(320)와 함께 IR 방사를 검출한다. 다중 소자 검출기(725)는 원시 다중 센서 출력(730), 예를 들어 아날로그 전압/전류 레벨, 또는 아날로그 대 디지털 변환기(ADC)에 의한 그런 아날로그 출력 신호의 디지털 변환을 제공하며, 이는 수신된 순 IR 방사(310)에 비례한다. 제3 실시 예에서, 다중 소자 검출기(725)는 원시 다중 센서 출력(730)을 생성하는 2개 이상의 센서를 포함한다.

원시 다중 센서 출력(730)은 분할되어 2이상의 데이터 분석 브랜치로 공급될 수 있다. 제1 브랜치는 필터링된 배경(745)을 생성하는 제1 변형 필터(740)로 공급되고, 제2 브랜치는 필터링된 신호(755)를 생성하는 제2 변환 필터(750)의 입력에 라우팅된다. 제1 변환 필터(740)는 시간의 함수로서 원시 데이터를 신호 및 노이즈로부터 배경을 차분할 수 있는 변수로 변환하여, 필터링된 배경 신호(745)를 생성한다. 제2 변환 필터(750)는 시간의 함수로서 원시 다중 센서 출력(730)을 배경 및 노이즈로부터 신호를 차분할 수 있는 변수로 변환할 수 있다. 변환 필터들(740, 750)은 가변 파라미터들, 예를 들어 배경 및 신호 모델 파라미터들(742, 752)에 의해 조종될 수 있다.

일반적으로, 제1 변환 필터(740) 및 제2 변환 필터(750)는 수학적 연산이 다를 수 있다. 스위치(380)의 상태를 변경하기로 결정하기 전에, 배경이 감지되고 및/또는 신호와 구별되는 경우, 예를 들어 레이팅 장치(770)에 의한 비교가 수행된다.

전술한 바와 같이, 상술된 기능을 실행하기 위한 본 시스템은 도 5의 개략도에 그 일례가 도시된 컴퓨터일 수 있다. 시스템(500)은 프로세서(502), 저장 장치(504), 상기 기능을 정의하는 그 내부에 저장된 소프트웨어(508)를 갖는 메모리(506), 입력/출력(I/O) 장치(510)(또는 주변 장치), 및 시스템(500) 내에서의 통신을 허용하는 로컬 버스 또는 로컬 인터페이스(512)를 포함한다. 로컬 인터페이스(512)는, 당업계에 공지된 바와 같이, 예를 들어 하나 이상의 버스 또는 다른 유선 또는 무선 연결일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 로컬 인터페이스(512)는 통신을 가능하게 하기 위해, 제어기, 버퍼(캐쉬), 드라이버, 중계기 및 수신기와 같은, 간략화를 위해 생략된, 추가 소자들을 가질 수 있다. 또한, 로컬 인터페이스(512)는 전술한 구성요소들 간의 적절한 통신을 가능하게 하는 어드레스, 제어 및/또는 데이터 연결을 포함할 수 있다.

프로세서(502)는 임의의 주문형 또는 상업적으로 이용가능한 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 본 시스템(500)과 관련된 여러 프로세서 중 보조 프로세서, 반도체 기반 마이크로 프로세서(마이크로칩 또는 칩셋 형태의), 매크로 프로세서, 또는 일반적으로 소프트웨어 명령을 실행하기 위한 임의의 장치일 수 있다.

메모리(506)는 휘발성 메모리 소자(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(DRAM, SRAM, SDRAM 등)와 같은 RAM) 및 비휘발성 메모리 소자(예를 들어, ROM, 하드 드라이브, 테이프, CDROM 등) 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(506)는 전자, 자기, 광학 및/또는 다른 유형의 저장 매체를 포함할 수 있다. 메모리(506)는 다양한 구성요소가 서로 원격으로 위치되지만 프로세서(502)에 의해 액세스될 수 있는 분산 구조를 가질 수 있음에 유의해야 한다.

소프트웨어(508)는 본 발명에 따라 시스템(500)에 의해 수행되는 기능을 정의한다. 메모리(506) 내의 소프트웨어(508)는 하나 이상의 개별 프로그램을 포함 할 수 있으며, 각각의 프로그램은 후술되는 바와 같이 시스템(500)의 논리적 기능을 구현하기 위한 실행 가능 명령의 순서화된 목록을 포함한다. 메모리(506)는 운영 체제(O/S)(520)를 포함할 수 있다. 운영 체제는 본질적으로 시스템(500) 내의 프로그램의 실행을 제어하고 스케쥴링, 입출력 제어, 파일 및 데이터 관리, 메모리 관리, 및 통신 제어 및 관련 서비스를 제공한다.

I/O 장치(510)는 예를 들어 키보드, 마우스, 스캐너, 마이크로폰 등의 입력 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, I/O 장치(510)는 예를 들어 프린터, 디스플레이 등과 같은 출력 장치를 포함 할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 최종적으로, I/O 장치(510)는 입력 및 출력 모두를 통해 통신하는 장치, 예를 들어 변조기/복조기(모뎀; 다른 장치, 시스템 또는 네트워크에 액세스하기 위한 것), 무선 주파수(RF) 또는 다른 트랜시버, 전화 인터페이스, 브릿지, 라우터 또는 다른 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

시스템(500)이 작동 중일 때, 프로세서(502)는, 전술한 바와 같이, 메모리(506) 내에 저장된 소프트웨어(508)를 실행하고, 메모리(506)와의 사이에서 데이터를 통신하고 소프트웨어(508)에 따라 시스템(500)의 작동을 일반적으로 제어하도록 구성된다.

시스템(500)의 기능이 작동 중일 때, 프로세서(502)는 메모리(506) 내에 저장된 소프트웨어(508)를 실행하고, 메모리(506)로 및 메모리(506)로부터 데이터를 통신하고, 소프트웨어(508)에 따라 시스템(500)의 작동을 일반적으로 제어하도록 구성된다. 운영 체제(520)는 프로세서(502)에 의해 판독되고, 아마도 프로세서(502) 내에서 버퍼링되고, 그 다음에 실행된다.

시스템(500)이 소프트웨어(508)로 구현되는 경우, 시스템(500)을 구현하기 위한 명령어들은 임의의 컴퓨터 관련 장치, 시스템 또는 방법에 의해 또는 관련하여 임의의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있음을 유의해야 한다. 일부 실시 예에서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 메모리(506) 또는 저장 장치(504) 중 하나 또는 모두에 대응할 수 있다. 이 문서의 문맥에서, 컴퓨터 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학 또는 다른 물리적 장치 또는 컴퓨터 관련 장치, 시스템 또는 방법과 관련하여 사용하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 수단을 의미한다. 시스템을 구현하기 위한 명령어들은 프로세서 또는 다른 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 임의의 컴퓨터 판독가능 매체로 구현될 수 있다. 프로세서(502)가 예로서 언급되었지만, 이러한 명령 실행 시스템, 기기 또는 장치는 일부 실시 예에서 임의의 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 내장 시스템 또는 명령 실행 시스템으로부터 명령을 페치(fetch)할 수 있고 명령을 실행할 수 있는 다른 시스템일 수 있다. 이 문서의 맥락에서, "컴퓨터 판독가능 매체"는 프로세서 또는 다른 그러한 명령 실행 시스템, 기기 또는 장치에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위해 프로그램을 저장, 전달, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 수단일 수 있다.

그러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 기기, 장치 또는 전파 매체일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 컴퓨터 판독가능 매체의 보다 구체적인 예들(불완전 목록)은 하나 이상의 와이어들을 갖는 전기적 연결(전자), 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(전자), 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리)(전자), 광섬유(광학), 및 휴대용 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CDROM)(광학)를 포함할 것이다. 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들어 종이 또는 다른 매체의 광학 스캐닝을 통해 프로그램이 전자적으로 캡쳐될 수 있고, 그 후에 컴파일, 해석 또는, 필요하다면, 적절한 방식으로 처리된 후 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 프로그램이 인쇄되는 종이 또는 다른 적절한 매체일 수 있다. 된다.

시스템(500)이 하드웨어로 구현되는 대안적인 실시 예에서, 시스템(500)은 당업계에 각각 공지된 다음의 기술 중 임의의 것 또는 조합으로 구현될 수 있다: 적절한 조합 논리 게이트, 프로그램가능 게이트 어레이(들)(PGA), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 등을 갖는 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다.

본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명의 구조에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 2개의 로우-패스 필터링된 신호 간의 차이는 단지 임계값 이상의 양의 값만을 측정하고 사람이 시야를 떠난 후 신호의 부재를 측정함으로써 시야에 들어오는 사람의 존재를 감지할 수 없다. 예를 들어, 사람이 배경 필터의 시간 상수보다 더 오랫동안 쉬고 있을 때, 사람은 배경의 일부로 간주될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 배경 필터(뿐만 아니라 신호 필터)의 시간-상수는, 2개의 필터들 사이의 제로 차이에 더 빨리 도달(리셋)되어 오브젝트의 부재를 감지하기 위해, 오브젝트가 감지될 때 빠른 응답으로 감소될 수 있다. 오브젝트가 시야를 다시 벗어날 때, 동일한 오브젝트 또는 다른 오브젝트가 FOV에 들어갈 때 시스템을 리셋하기 위해 빠른 필터 설정이 선택될 수 있다.

배경의 주기적인 거동은 배경을 예측하기 위해 차분되도록 구현될 수 있다. 이것은 주간 온도 변동과 같은 간단한 경우일 수 있지만, 모든 배경의 반복적인 거동을 기록함으로써 머신 러닝으로 확장될 수 있다.

전술한 관점에서, 본 발명은 본 발명의 수정 및 변형을 포함하며, 이들은 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있다.

310 IR 방사
312 웜 오브젝트로부터의 신호
314 배경
325 단일 소자 검출기
342 배경 모델 파라미터들
340 제1 변환 필터
330 원시 검출기 출력
350 제2 변환 필터
352 신호 모델 파라미터들
345 필터링된 배경
370 레이팅부
355 필터링된 신호
380 스위치
372 레이팅 모델 파라미터들

Claims

장치에 있어서,
직류 출력을 생성하기 위해 웜 오브젝트로부터의 신호 IR 및 배경 IR을 수신하도록 구성된 적외선(IR) 센서;
상기 직류 출력을 수신하고 필터링된 배경을 생성하도록 구성된 제1 변환 필터;
상기 직류 출력을 수신하고 필터링된 신호를 생성하도록 구성된 제2 변환 필터; 및
상기 필터링된 신호와 상기 필터링된 배경을 비교하고 상기 필터링된 신호와 상기 필터링된 배경 사이의 검출된 차이에 기초하여 결과 신호를 생성하도록 구성된 레이팅부를 포함하고,
상기 IR 센서는 단일 소자 센서인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 직류 출력을 디지털 표현으로 변환하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 결과 신호를 수신하고 상기 수신된 결과 신호에 따라 작동하도록 구성된 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 배경 모델 파라미터들을 저장하도록 구성된 상기 제1 변환 필터와 통신하는 제1 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서, 신호 모델 파라미터들을 저장하도록 구성된 제2 변환 필터와 통신하는 제2 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서, 레이팅 모델 파라미터들을 저장하도록 구성된 레이팅부와 통신하는 제3 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 변환 필터 및/또는 상기 제2 변환 필터는,
로우 패스 필터;
밴드패스 필터;
푸리에 변환;
라플라스 변환; 및
다중 변수 확장으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 변환 필터 및/또는 상기 제2 변환 필터는 주파수 도메인 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
단일 소자 적외선(IR) 센서의 출력으로부터 관심 신호와 배경 신호를 구별하는 방법으로서,
상기 IR 센서로부터의 직류 출력을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하는 단계;
필터링된 배경을 생성하기 위해 상기 제1 부분을 제1 변환 필터로 변환하는 단계;
필터링된 신호를 생성하기 위해 상기 제2 부분을 제2 변환 필터로 변환하는 단계;
상기 필터링된 신호를 상기 배경과 구별하기 위해 상기 필터링된 신호와 상기 필터링된 배경을 비교하는 단계;
상기 필터링된 신호를 저장된 신호 시그니처와 비교하는 단계; 및
상기 필터링된 신호가 상기 저장된 신호 시그니처와 매칭되면, 제1 액션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 필터링된 배경을 분리하기 위해 배경 모델 파라미터들의 세트를 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 배경 모델 파라미터들을 제1 변환 필터에 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 필터링된 신호를 분리하기 위해 신호 모델 파라미터들의 세트를 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 신호 모델 파라미터들을 제2 변환 필터에 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 레이팅 모델 파라미터들의 세트를 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
장치에 있어서,
직류 출력을 생성하기 위해 웜 오브젝트로부터의 신호 IR 및 배경 IR을 수신하도록 구성된 적외선(IR) 센서;
상기 직류 출력을 수신하고 필터링된 배경을 생성하도록 구성된 제1 변환 필터;
상기 직류 출력을 수신하고 필터링된 신호를 생성하도록 구성된 제2 변환 필터; 및
상기 필터링된 신호와 상기 필터링된 배경을 비교하고 상기 필터링된 신호와 상기 필터링된 배경 사이의 검출된 차이에 기초하여 결과 신호를 생성하도록 구성된 레이팅부를 포함하고,
상기 IR 센서는 복수의 감지 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.