[发明专利]基于热释电红外传感器的人体定位及跟随系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体定位及跟随系统及方法，尤其是涉及一种基于热释电红外传感器的人体定位及跟随系统及其方法。

背景技术

热释电红外探测技术属于被动式红外探测技术的一种，它是利用热释电红外探测元将生物体辐射出的微量红外线的微小能量变化转换成相应的电信号，并进行放大、处理，来检测活动物体的红外辐射能量变化。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。由探测原理可知，热释电红外传感器只能进行被动式工作，并不能探测静止人体。

目前公知的基于热释电红外传感器的人体定位及跟踪方法数只能对移动人体进行定位，或只能对单个人体进行定位并且定位后会受到他人干扰。有如专利号为201020143759.2的实用新型所公开的“被动式红外定位系统”，利用多个编码的热释电传感器组成网络，将室内人体位置以编码的形式反映出来。但其系统要用到多个热释电传感器，系统复杂，定位精度由传感器数目决定，并且只能对移动的人体进行定位。又如专利号为201120062836.6的实用新型所公开的“一种基于被动式红外线感应的自动跟踪装置”，该装置利用左右两侧红外线传感器、比较驱动装置和伺服电机，通过比较左右两侧接收的红外信号大小，从而判断红外线源是偏左还是偏右，产生相应的驱动电流传送给伺服电机，带动传感器旋转，进而实现对目标的定位和跟踪。但该装置只在探测区域只有单个人体存在时才能准确定位，不能对两个人体分别进行定位。定位时也不能排除其他人进入探测区域而带来的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热释电红外传感器的人体定位及跟随系统及其方法，只使用两个热释电传感器，可探测活动和静止的人体，并对单个或两个静止的人体进行精确定位，人体若在被定位后移动，则自动等待人体静止后再次定位，实现对人体移动的跟随。当已定位单个人体时，本发明可防止他人横向进出传感器探测区域内所造成的干扰，保持定位已被定位的人体，同时仍然可以识别被定位人体自身的移动。

本发明采用的技术方案是：

一、一种基于热释电红外传感器的人体定位及跟随系统：

本发明包括支架，两个热释电红外线传感器，两个菲涅尔透镜，遮盖罩，舵机，单片机，舵机固定架，舵机机臂；舵机安装在舵机固定架中，舵机转轴上的舵机机臂与支架底面连接，支架中部两个孔中分别垂直安装有热释电红外线传感器，两个热释电红外线传感器外分别安装有菲涅尔透镜，位于上部的菲涅尔透镜外安装遮盖罩；两个热释电红外线传感器通过各自的热释电红外线传感器电路经电路模块与单片机连接。

二、一种基于热释电红外传感器的人体定位及跟随系统方法：

该方法的步骤如下：

1）系统待机时，若探测到非干扰的人体移动，则等待人体移动信号消失2秒后进入定位步骤；

2）进入定位步骤后，两个热释电红外线传感器随舵机经过顺时针，逆时针方向旋转两次扫描，上方的热释电红外线传感器记录探测到人体时的横向位置；

3）单片机中设定程序分别处理得到两次扫描中，每次扫描从无到有探测到人体边缘时的横向位置，向右扫描得人体的左边缘，向左扫描得人体的右边缘，若一次扫描中有两个人体左或右边缘位置，则识别探测区域内为双人，若只有一个人体左或右边缘，则为单人，没有探测到人体，则系统待机，返回第1步骤；

4）根据第3步骤中识别到的单人或双人和左、右边缘的横向位置，得到人体中心位置，双人时得到两个人体中心的横向位置，单人时得到一个；

5）若第4步骤中识别到单人，则由舵机带动热释电红外线传感器（1、7）对准被定位者，自动开启单片机中防干扰功能，系统待机，若识别到双人，则舵机使传感器轮流对准两被定位者，系统待机，返回第1步骤。

本发明与现有技术对比，具有的有益效果是：

本发明通过舵机带动传感器转动，可探测活动和静止的人体。装置只使用两个热释电传感器，通过对其一传感器的遮盖，改变其探测角度，可实现精确定位。两探测角度不同的传感器相互配合，实现防干扰功能。系统通过对人体左右两侧边缘的识别，可判断探测区域内为单人或双人，还可获得人体中心的横向位置。

附图说明

图1是本发明的正视图。