[发明专利]检测人类入侵者的传感器和安全系统

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及对人类入侵者的检测。更具体地，这里所描述和要求保护的发明涉及一种当在安全装置，周界，边境检测到的活动是人类活动时，可以以高正确概率精确地进行辨别的双模态传感器。

背景技术

[0002]在周界，边境和建筑安全应用中，希望以高的正确检测概率和低的误检概率去检测入侵者。在任何安全应用程序中，错误警报是令人麻烦的，在重要安全应用程序中更加如此。重要安全应用程序需要通过安全防护装置或者治安人员对任何检测到的推定为人类的侵扰来进行响应和/或调查。当检测错误时，私人警卫或者当地警察仍然必须进行调查来核实错误。必须准备和传达错误警报的汇报。根据人员响应时间，汇报的准备和传达给当地政府和房屋的所有者或管理者，整个错误警报的操作从调查到汇报可能非常昂贵。有时更重要的是，错误检测和错误传送人类入侵者而产生的错误警报可能降低安全系统中客户的信任度，或者与产生的错误警报有联系的安全系统人员。

[0003]当安全边界被突破时，传统的人类入侵者传感装置和系统可以使用各种已知的传感器技术来进行检测。传感器技术包括无源红外线(PIR)检测器，微波检测器，震动检波器，超声波和其它人体运动检测器和系统。这些传感器检测人体运动，但是也容易受影响以至于错误识别非人类运动，并且错误地将非人类运动源认为是人类。当动物突破安全边界并错误地被检测并报告为人类入侵者时，错误警报会频繁地响起。就此而言，数据统计显示通过传统基于运动的周界和边境治安防卫系统产生的大多数入侵者检测都是动物运动/入侵的结果，而不是人类。随之而来的是大多数显示人类入侵的警报都是错误警报(假正(false positive))。

[0004]因此，需要一种新型的传感器和使用该传感器的安全系统，其能够检测或者区别人类特性而不仅仅是运动以精确地限定(qualify)检测。通过以运动源检测人类特性，这样的新颖类型的传感器可以更好地以较少的错误警报来辨别该源是人类的还是非人类的。优选地，这样的新型传感器和系统可以是便宜的，电池操作的，并且不需要人为辅助来在人类侵扰和非人类侵扰之间进行辨别。

发明内容

[0005]为此，这里描述和阐述的本发明包括双模态传感器，和利用双模态传感器的安全系统。本发明的双模态传感器在周界，边境和建筑安全应用程序中，以非常低的错误报警报告概率精确地检测和辨别真正的人类入侵。双模态传感器不仅仅对检测到的运动进行操作，还设法将检测到的运动与已知的人类步法特性相关联。使用如人类步法这样的人类特性适合地核实检测到的运动源是真正的人类或可能是非人类，明显地将双模态传感器操作区别于传统的运动传感器和安全系统。本发明的双模态传感器包括两个独立的传感模态，来自于其的数据被合并在一起并被处理。将双信号信息合并和/或相关联允许处理核实除了震动和速度数据外还存在人类步法特性。如果通过其它侵扰特征(signature)核实步法特性，则该源是人类的概率非常高，并且人类检测是假正的概率非常低。结合在双模态传感器里的两个传感模态分别是：(1)震动脚步检测传感器和(2)有源声速轮廓传感器。

[0006]在一个实施例中，本发明包含包括命令中心和至少一个双模态传感器的安全系统，和将命令中心电连接到该至少一个双模态传感器的基于传输线的或无线系统通信装置。双模态传感器包括检测震动干扰(如人的脚步)并获取检测到的扰动的震动特征的震动传感器，和有源声传感器。在检测震动侵扰时由震动传感器响应地激活有源声传感器以获得表示扰动的声学特征。双模态传感器可以包括微处理器或者微控制器以对震动传感器和声传感器数据执行合并和/或相关联操作。可替换地，或者另外地，安全系统可以包括电连接到震动传感器和有源声传感器的系统处理器用于处理从那里接收的数据。处理接收到的数据以使两个源相关联并核实在处理的数据中是否存在人类步法的特性。优选地，双模态传感器包括被设置成与安全装置的表面接触并将震动传感器和有源声传感器容纳于其中的传感器外壳。

附图说明

[0007]参照附图，由下面对本发明的实施例的详细描述将更好地理解前述和其它目的、方面和优点，其中：

[0008]图1是使用地震检波器随时间测量的步行者(人类步法)的震动特征曲线；

[0009]图2是步行者(人类步法)随时间的速度轮廓图；

[0010]图3是步行者的表示，其上叠加了当男子走向有源声传感器时其躯干，上肢和脚的速度向量；

[0011]图4是产生图1的震动特征曲线的步行者的频谱或速度轮廓；