[发明专利]基于热释电技术的静态人体位置估计装置和方法

摘要

本发明涉及一种基于热释电技术的静态人体位置估计装置和位置估计方法，所述装置包括前端采集模块，旋转传动装置，数据处理传输模块，所述的前端采集模块包括有单孔信息调制罩，菲涅尔透镜，热释电传感器；所述的旋转传动装置包括步进电机，所述的数据处理传输模块包括数据处理电路，无线传输电路，数据存储电路。所述的信息调制罩用于调整人体的热红外入射量，所述的菲涅尔透镜具有增大感应距离和产生明暗交替的感应区域，所述步进电机带动前端采集模块在固定轴上按一定的速度和角度进行旋转，所述的热释电传感器将感应的人体热红外能量信号经数据处理电路处理。本发明利用多个测量的角度信息并结合成熟的定位算法对静态人体的位置信息进行估计，同时使用单一设备可对静态人体的相对方位信息进行估计。

主权项

1.一种基于热释电技术的静态人体位置估计装置，包括有前端采集模块，数据处理传输模块和旋转传动模块，所述前端采集模块包括信号调制罩，菲涅尔透镜，热释电传感器，放大滤波电路，所述数据处理传输模块包括有数据处理电路，数据存储电路，无线传输电路，电源电路，所述旋转传动模块包括电机驱动器，电机，电机电源，其特征在于：在所述信号调制罩中部开凿一个宽1.5‑2.0mm，长27mm的孔，同时把信号调制罩折成圆弧，通过这个圆弧将菲涅尔透镜固定，所述菲涅尔透镜分为两层，上层的单元数少，下层的单元数多，摆放时，单元数少的一面朝上，单元数多的一面朝下；所述放大滤波电路由TL082D型芯片组成，该芯片引脚5与热释电传感器的引脚2相连；所述数据处理传输模块中包括STM32微处理器，STM32微处理器采用Cortx‑M7ARM内核；所述无线传输电路中采用NRF24L01芯片，NRF24L01芯片的引脚SDO、SDI与STM32微处理器中的PB14，PB15引脚相连作为数字数据的传入传出；所述电机为CSD5607N‑P型步进电机，该步进电机由24v直流电源供电，并与微控器相联系，通过微控器对步进电机的步数和步进角度进行控制，即使用脉冲信号设置其旋转的速度和单个进步角度；所述的热释电传感器为D205B热释电传感器，该传感器能获得人体热红外信息，同时该传感器为双元模式的热释电传感器，即是指串联在一起的两个极性相反、特性一致的探测元，外部环境或自身变化在这两个探测元上产生极性相反、大小相等的干扰信号将被抵消，达到了消除干扰的目的；所述热释电传感器，信号调制罩，菲涅尔透镜按一定的顺序摆放，即传感器前摆放菲涅尔透镜，然后在菲涅尔透镜前摆放信号调制罩，并保证他们的中心都在一条准轴线上；所述前端采集模块电路，由热释电传感模块，ADS1115数模转换器和信号放大电路构成，其中热释电传感模块包括热释电传感器，信号调制罩，菲涅尔透镜；所述数据处理传输模块电路包括：DS1307时钟芯片，NRF24L01无线模块，STM32F103VET6微控制器，以及78M05和AMS1117所组成的电源组模块；所述的旋转传动模块包括CSD5607N‑P步进电机驱动器，5相步进电机，蓄电池。