[发明专利]用传感器进行鲁棒且快速的存在检测的方法

说明书

技术领域

本发明一般地针对传感器技术。更特别地，本文中所公开的各种发明方法涉及存在检测器。

背景技术

存在检测器可以采用各种各样的技术。例如，气动导管或软管可以跨越车行道被放置来检测车辆当其轮胎在导管或软管上滚动时的压力。这样的检测器通过与正被检测的对象进行物理接触来操作。在另一例子中，光学光束发射体和传感器系统可以在对象中断投影的光束时检测对象的存在。此外，掩埋式电感回路可以通过检测磁电感中的改变来检测接近的车辆。存在检测器的其它例子包括视频检测器和音频检测器。

飞行时间(time-of-flight)存在检测器通常包括一个或多个传感器，例如，超声传感器。飞行时间存在传感器在各种应用中被用来检测对象在规定的检测领域内的存在。不像气动导管，超声传感器不需要与正被检测的项目物理接触。不像电感回路，超声传感器能够感测对象而不管对象的磁属性如何。进一步地，不像简单的光学光束中断系统，飞行时间检测器能够确定从检测器到对象的距离。

超声传感器典型地要么水平地要么垂直地被定向。例如，还称作前测量传感器的水平地定向的超声传感器可以检测进入在传感器前面的检测区域的对象。相反，顶部测量传感器是垂直地定向的传感器的例子。顶部测量传感器可以被安装在房间的天花板上，或者安装到架空设备，并且检测进入在传感器下面的检测区域的对象。

超声传感器通常发射在超声频带中的能量的脉冲串或脉冲，其典型地在20 KHz至200 MHz范围内。当脉冲遭遇物理表面时，该脉冲的能量的一部分被反射回传感器。所述反射还被称为回波。传感器测量脉冲传送与脉冲反射的接收之间消逝的时间，被称作飞行时间测量。对象与传感器之间的距离可以基于所测量的飞行时间被计算。

超声存在检测器可以将与最大超声回波响应时间相对应的参考门限用作为可操作的检测距离范围。当反射被测量有比参考门限短的超声回波响应时间时，对象在所述范围内的存在被检测到。当被用来检测人类的存在时，问题可能在固定对象被导入检测范围内时发生，因为可能难以区分人类的检测和固定对象的检测。例如，在第一问题场景下，如果人员携带了诸如纸板箱之类的大对象到检测区域(诸如房间)中，并且人员将箱放置在检测区域内以及然后离开，则传感器将继续感测到箱并且可能错误地继续报告人员在房间中的存在。校准传感器以便记住与房间中的固定对象相对应的超声回波响应是可能的。然而，这种校准典型地仅在安装和定制期间被执行。

在先存在检测器可能未适当地定义检测区域的边界。第二问题场景是区分进入检测区域的对象和仅仅经过检测区域附近但未实际进入检测区域的对象。简单的二元检测系统可以将任何检测到的运动解释为对象存在并且将运动的缺少解释为无对象存在。因此，仅仅在传感器区域附近经过的对象可以快速地触发检测器。

在先存在检测器可能未适当地区分大幅度运动和小幅度运动。其中在先存在检测器可能是不适当的第三场景可能在有生命的对象进入传感器检测区域但变得暂时休眠的(dormant)时发生。例如，人员可以进入由存在检测器所监控的房间、坐下并且保持静止数分钟。这可以使运动检测器基于缺少检测到的移动而切换到无对象被检测到的状态。例如，在具有在先存在检测光开关的房间中安静地阅读的人员在当检测器检测到少的或无运动时的一段时间之后可能发现他自己在黑暗中。特别地，将检测到的运动的幅度与平均检测到的运动的幅度相比较的存在检测器可能未能区分休眠的有生命的对象和无生命的对象。

更精细的存在检测器已经使用随着时间的推移在检测区域内收集到的复杂统计分析被开发了。虽然这种检测器可以提供检测区域内运动的准确分析，但是它们对相对长期的数据收集的依赖不适合于依赖检测区域内的改变的快速识别的应用。

因此，在行业中存在这样的需要，即对传感器检测区域内有生命的对象的进行快速、鲁棒且动态的检测，而不用在无生命的对象被引入或者移除时重新校准传感器。进一步地，存在对准确地且迅速地区分无生命的对象和作出小的或不频发的移动的有生命的对象的需要。最后，存在对区分检测区域内的对象和离开检测区域或者在检测区域附近经过的对象的需要。

发明内容

本公开针对用于迅速且准确地区分传感器检测区域内的有生命的对象和被移动到传感器检测区域中的无生命的对象的发明方法。所述方法区分在检测区域附近经过的对象和进入或者离开检测区域的对象。所述方法进一步区分在传感器检测区域内的无生命的对象和休眠的有生命的对象。例如，传感器可以是被配置成检测人员在房间中的存在的顶部测量或前测量超声传感器。