[发明专利]用于估算人或物体的瞬时速度的估算装置及方法

说明书

技术领域

本发明的一个目的是提供一种能够估算人或者物体的速度的测量或估算系统。具体而言，本发明的目的涉及一种能够估算人或物体的瞬时（instantanée）速度的估算装置。

本发明的目的在很多领域都颇有益处，其在运动领域允许某个人（例如教练）用简单的方法来测量运动员（例如赛跑者或者自行车骑手）的瞬时速度。

当然，本发明在其他应用方面也有益处，例如在交通防护领域，用于测量在限速道路上行驶的机动车辆（例如汽车）的瞬时速度。

其他多种应用同样被认为属于本发明的范围。

背景技术

在体育界，成绩的搜集和运动员的进步是基本因素；运动员们为了打破记录而竞赛，以及公众们热衷于所有记录的超越，这些构成了持久的挑战和诱惑。

因此有必要让运动员、或者更普遍而言让运动者们对他们的成绩有精确的了解。

在现有技术中，已有一些传统的雷达系统能够以一定的频率发射无线电波或者电磁波，并特别是在有人从雷达前通过时能接收发射波的回波。

具体而言，当某个人处于发射波的区域内，波的部分电磁能量被反射给雷达。

雷达还被配置为接收这种反射的能量。既然这些无线电波以恒速（即光速）传播，雷达被设置为能够根据发射波和所接收的回波之间经过的时间来计算这个人的距离。

为了计算人的速度，雷达利用了被称为多普勒效应的现象：雷达测量发射的无线电波和作为回波接收的无线电波的频率变化。如果某个人离得远，则频率较低，反之亦然，如果离得近，则频率较高。雷达根据这种频率的变化来计算此人的速度。

然而，传统的雷达所使用的无线电波或电磁波技术对于各种干扰很敏感。

为了消除这种干扰问题，已有一种用于“光检测和测距（ranging）”的被称为“激光雷达（LiDaR）”的新的测量系统。这种系统没有使用之前所述的多普勒效应。

应用于测量系统中的这种技术，利用红外线激光并根据不同频率来计算人的距离。

具体而言，可以预见使用这种现有技术能在极短的时段内进行大量的距离计算。然后，根据给定时间内测到的距离变化来推算出人的速度。

申请人指出，目前这类技术越来越广泛地应用于公共道路上的警用测量系统；特别是越来越多地用于激光双目望远镜和自动雷达中。

申请人指出，上文提到的各类技术都太昂贵、相对复杂而不便实施。

申请人还指出，对于想在体育训练中或者竞赛中测量自己成绩的个人而言，在现有技术中使用的这些系统都不太实用。

申请人因此发现此类测量系统的一个明显缺陷：申请人认为，现有技术尚不能提出一个能够简单且自动地估算人或物体的瞬时速度且价格又令人满意的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对上述问题的简单而有效的解决方案，当然，成本和制造问题也反映在本发明的目的中。

本发明解决的技术问题之一是，提出一种方案，实时估算当人或物体在测量或估算瞬时速度的装置和/或系统前面通过时的瞬时速度。

因此，准确地说，本发明涉及一种估算装置，能够用来估算人或物体（例如车辆）的瞬时速度。当然，应该了解，在本发明的范围内，所有类型的人或物体的瞬时速度都可以被估算。

根据本发明，该估算装置包括检测模块，该检测模块包括第一感光传感器和第二感光传感器。

两个传感器被配置为分别检测第一和第二光线扰动（perturbation），该光线扰动与环境光线相对于基准环境光线的变化有关。

本发明所说的光线扰动，应被理解为环境光线相对于基准环境光线的变化。例如某个人通过感光传感器时改变了环境光线，就会引起这样的光线扰动。

更为有利地，第一和第二感光传感器以预设间距彼此隔开，这个间距会使瞬时速度的估算精度发生变化。

根据本发明的优选实施例，该间距约在20厘米到80厘米之间。

优选地，该间距大约等于40厘米。

根据本发明，该估算装置还包括测量模块。该测量模块包括测量器件，用于测量所检测的第一和第二光线扰动之间的时间段。

该估算装置还包括估算模块。该估算模块包括估算器件，当人或物体从第一和第二感光传感器前面连续通过而改变环境光线时，该估算器件被配置为基于上述间距和所测量的时间段来确定人或物体的瞬时速度。

更为有利地，根据本发明的优选实施例，第一和第二感光传感器是光电晶体管或光敏电阻类的电子传感器。