專利名稱：存在檢測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)移動(dòng)通過空間入口的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在(presense)檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種對(duì)移動(dòng)通過空間入口的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
近年來，諸如智能住宅和智能辦公室之類的智能空間變得非常重要。存在檢測(cè)是一種新的應(yīng)用領(lǐng)域，其與智能空間關(guān)系密切。已知通過令運(yùn)動(dòng)對(duì)象穿過光束來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)象存在的構(gòu)思。還已知其他存在檢測(cè)系統(tǒng)和方法，例如基于壓力變換器的存在檢測(cè)系統(tǒng)和方法。例如，US 7,019,641 Bl公開了一種人類存在檢測(cè)系統(tǒng)，該人類存在檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)確定人的存在，而無需直接將傳感器附著至人體，并且檢測(cè)人的困倦。該檢測(cè)系統(tǒng)表征車輛座椅的占用，以確定安全氣囊的展開的特性，并且在沖撞/事故的情況下進(jìn)行約束。在其他應(yīng)用中，檢測(cè)隱藏在預(yù)定空間內(nèi)的人的存在，所述預(yù)定空間包括洞穴、地下倉庫、隧道等。便于營(yíng)救軍事人員或者陷入礫石下面、障礙物后面或者建筑物內(nèi)等的人。在一個(gè)實(shí)施例中，在感興趣的空間中，使用從壓力變換器得到的數(shù)據(jù)，來檢測(cè)人類。通過新的信號(hào)處理算法來處理壓力信號(hào)，以使用來自不同類型壓力變換器的信息，來確定人類的存在或不存在。此外，該系統(tǒng)可以識(shí)別人類的其他特性，如一旦確定了人在座椅上，就確定車輛座椅上的人是正常坐著的還是斜靠著的。從US 6，255，946 Bl中已知存在檢測(cè)系統(tǒng)的另一示例，US6，255，946 Bl公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對(duì)經(jīng)過大門(例如，建筑物或房間的門)的對(duì)象的存在和方向進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通知給建筑物或房間內(nèi)的工作人員。該系統(tǒng)檢測(cè)經(jīng)過被框架橫向支撐的大門的人。該系統(tǒng)包括反射器、信號(hào)產(chǎn)生和確定裝置、以及用戶界面。反射器設(shè)置在框架的邊沿處。信號(hào)產(chǎn)生和確定裝置設(shè)置在框架的另一邊沿處，從而與反射器面對(duì)。信號(hào)產(chǎn)生和確定裝置產(chǎn)生第一和第二紅外波束以發(fā)射至反射器，接收混和波束，并基于混合波束來確定經(jīng)過大門的對(duì)象的存在和方向，其中在混合波束中疊加了由反射器反射的第一和第二波束。用戶界面在對(duì)象經(jīng)過大門時(shí)通知用戶對(duì)象的存在和方向，以及從用戶接收操作命令。信號(hào)產(chǎn)生和確定裝置包括分別用于產(chǎn)生第一和第二紅外波束的第一和第二紅外發(fā)射器。第一和第二紅外發(fā)射器安裝在單個(gè)外殼內(nèi)。這些系統(tǒng)具有的問題是，這些系統(tǒng)不能很好地區(qū)分人類對(duì)象和非人類對(duì)象。區(qū)分人類對(duì)象和非人類對(duì)象對(duì)于智能空間來說是重要的需求，在智能空間中，根據(jù)人類的存在來作出特定的判定，例如，當(dāng)人進(jìn)入房間時(shí)自動(dòng)開燈。在這種情況下，非人類對(duì)象移動(dòng)到房間中不應(yīng)觸發(fā)照明系統(tǒng)自動(dòng)開燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供上述類型的存在檢測(cè)系統(tǒng)和存在檢測(cè)方法，所述系統(tǒng)和方法能夠區(qū)分人類對(duì)象與非人類對(duì)象以達(dá)到滿意程度。這一目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求10所述的存在檢測(cè)方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明基于以下思想創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)對(duì)象的簽名，所述簽名用于確定對(duì)象是否是人類。這種簽名的重要優(yōu)點(diǎn)是，不需要揭示人的身份，并且在所提出的存在檢測(cè)系統(tǒng)中存在固有的模糊性，可以保護(hù)隱私。應(yīng)注意，基于視頻監(jiān)視的存在檢測(cè)系統(tǒng)也能夠區(qū)分人類對(duì)象與非人類對(duì)象，但基于視頻監(jiān)視的存在檢測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是不能保護(hù)所觀察的人的匿名性。在從屬權(quán)利要求中限定了有利實(shí)施例。根據(jù)權(quán)利要求2，多個(gè)傳感器包括實(shí)質(zhì)上垂直地安裝在入口的框架中的二維傳感器陣列，所述二維傳感器陣列至少包括第一傳感器列和第二傳感器列，傳感器處理單元被布置為通過對(duì)第一傳感器列的傳感器和第二傳感器列的傳感器接收不可見光的時(shí)間順序進(jìn)行監(jiān)控，來確定對(duì)象進(jìn)入還是離開空間。根據(jù)權(quán)利要求3，所述多個(gè)傳感器還包括實(shí)質(zhì)上垂直于所述二維傳感器陣列而安裝在框架中的一維傳感器陣列，所述傳感器處理單元被布置為通過以下操作來確定對(duì)象的高度基于所述一維傳感器陣列的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來確定對(duì)對(duì)象與框架之間的距離加以表示的距離值，以及使用所述距離值和所述二維傳感器陣列的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來計(jì)算對(duì)象的高度。根據(jù)權(quán)利要求4，所述傳感器處理單元包括存儲(chǔ)器單元，用于存儲(chǔ)由多個(gè)傳感器提供的數(shù)據(jù)；硬件加速器單元，用于計(jì)算對(duì)象的簽名；通信單元，用于與空間中的可控設(shè)備通信；以及中央處理單元，用于控制存儲(chǔ)器單元、硬件加速器單元和通信單元。根據(jù)權(quán)利要求5，不可見光包括紅外光。根據(jù)權(quán)利要求6，存在檢測(cè)系統(tǒng)包含在加熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中。根據(jù)權(quán)利要求7，存在檢測(cè)系統(tǒng)包含在照明系統(tǒng)中。根據(jù)權(quán)利要求8，存在檢測(cè)系統(tǒng)包含在警報(bào)系統(tǒng)中。根據(jù)權(quán)利要求9，存在檢測(cè)系統(tǒng)包含在娛樂系統(tǒng)中。


結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明不同實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將更全面地理解本發(fā)明，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的存在檢測(cè)系統(tǒng)的示例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器處理單元的示例；圖3示出了智能空間中存在檢測(cè)系統(tǒng)的使用。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的存在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示例。存在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別人的存在，并且還以一定的模糊性來識(shí)別人，這意味著盡管人的確切身份保持未知，但仍可以確定個(gè)人特征集合。這從隱私需要的觀點(diǎn)來看是有利的。存在檢測(cè)系統(tǒng)還可以對(duì)諸如家庭、辦公室或商店等封閉環(huán)境中的人的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，假定進(jìn)入或離開該環(huán)境內(nèi)的空間的所有人都是以本發(fā)明所構(gòu)思的方式來檢測(cè)的。此外，如果這種環(huán)境內(nèi)的每個(gè)不同空間都配備有存在檢測(cè)系統(tǒng)，則可以產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反映了環(huán)境內(nèi)人的分布。存在檢測(cè)系統(tǒng)包括光源100，光源100發(fā)射不可見光，例如紅外光。多個(gè)傳感器102和104被布置為接收不可見光。如果沒有阻擋光的對(duì)象，或者更準(zhǔn)確地，如果沒有對(duì)光源與獨(dú)立傳感器之間的線性傳輸路徑上的光加以阻擋的對(duì)象，則獨(dú)立傳感器接收光。如果對(duì)象移動(dòng)通過其中安裝有該系統(tǒng)的入口 108，則只有特定的傳感器集合會(huì)接收不可見光。換言之，如果對(duì)象移動(dòng)通過入口 108，則一組傳感器會(huì)接收光并產(chǎn)生對(duì)這種接收加以表示的信號(hào)，而另一組傳感器不會(huì)接收光并且不產(chǎn)生信號(hào)。因此，特定的子集由接收不可見光的傳感器構(gòu)成。傳感器處理單元106被布置為基于接收不可見光的傳感器子集的構(gòu)成，來創(chuàng)建對(duì)象簽名。為此，傳感器處理單元還應(yīng)當(dāng)能夠識(shí)別其從中接收相應(yīng)信號(hào)的傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以以多種已知方式來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。例如，信號(hào)可以包括該信號(hào)所源自的獨(dú)立傳感器的標(biāo)識(shí)符。備選地，可以在每個(gè)獨(dú)立傳感器與傳感器處理單元之間實(shí)現(xiàn)指定的通信線路。在創(chuàng)建了對(duì)象簽名之后，可以將對(duì)象簽名與數(shù)據(jù)庫中預(yù)定義的簽名集合相比較，例如以確定簽名是否是典型用戶簽名。在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)傳感器包括二維傳感器陣列102，二維傳感器陣列102在與光源實(shí)質(zhì)上相對(duì)的一側(cè)上，實(shí)質(zhì)上垂直地安裝在入口 108的框架(例如，門框)中。二維陣列包括第一傳感器列和第二傳感器列。當(dāng)對(duì)象移動(dòng)通過入口時(shí)，將以特定的時(shí)間順序來觸發(fā)第一傳感器列的傳感器和第二傳感器列的傳感器。在第二傳感器列的傳感器之前觸發(fā)第一傳感器列的傳感器，或在第一傳感器列的傳感器之前觸發(fā)第二傳感器列的傳感器。傳感器處理單元106使用不同列的傳感器被觸發(fā)的順序來確定對(duì)象移動(dòng)的方向，即，確定對(duì)象進(jìn)入還是離開空間。此外，可以基于觸發(fā)第一傳感器列的傳感器與觸發(fā)第二傳感器列的傳感器之間所用的時(shí)間，來估計(jì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的速度，或者反之，依情況而定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，二維傳感器陣列不必須限于兩列，而是可以擴(kuò)展為三列或更多。還應(yīng)注意，二維傳感器陣列中的行數(shù)影響測(cè)量精度，即，通常行數(shù)越多提供的精度越高。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，除了二維傳感器陣列之外，多個(gè)傳感器還包括一維傳感器陣列104，一維傳感器陣列104與二維傳感器陣列102實(shí)質(zhì)上垂直地安裝在框架中。利用附加的一維傳感器陣列，可以更精確地確定對(duì)象簽名。對(duì)象的高度是通過以下方式來確定的首先，基于一維傳感器陣列104的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來確定對(duì)對(duì)象與框架之間的距離加以表示的距離值d，然后，使用距離值d和二維傳感器陣列102的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來計(jì)算對(duì)象的高度。對(duì)于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的高度和速度的了解可以用于確定對(duì)象的步態(tài)。已知人類具有獨(dú)特的步態(tài)；該特性可以用于識(shí)別人類(參見Mark S. Nixon, Tieniu Tan和Rama Chellappa的 Human Identification Based on Gait(International Series on Biometrics),Springer 1 edition (2005年11月四日))。步態(tài)允許運(yùn)動(dòng)對(duì)象的更精確簽名。步態(tài)還可以用于提供對(duì)人的精確識(shí)別，如果為此適當(dāng)配置的該系統(tǒng)。在后一種情況下，系統(tǒng)的用戶應(yīng)當(dāng)接受識(shí)別，并且人的獨(dú)立步態(tài)應(yīng)當(dāng)與他或她在數(shù)據(jù)庫中的身份相關(guān)，例如以提供自動(dòng)識(shí)別。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器處理單元的示例。傳感器處理單元包括存儲(chǔ)器單元200，用于存儲(chǔ)由所述多個(gè)傳感器102、104提供的輸入數(shù)據(jù)208 ；硬件加速器單元202，用于計(jì)算對(duì)象的簽名；通信單元206，用于與空間中的可控設(shè)備通信；以及中央處理單元204，用于控制存儲(chǔ)器單元200、硬件加速器單元202和通信單元206。在操作中，傳感器所提供的輸入數(shù)據(jù)208源自于接收不可見光的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)208反映了接收不可見光的傳感器子集的構(gòu)成。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元200中。硬件加速器單元202可以直接從存儲(chǔ)器單元200獲取這些數(shù)據(jù)，或者可以在中央處理單元204的控制下從存儲(chǔ)器單元200獲取這些數(shù)據(jù)。硬件加速器單元202通過使用從存儲(chǔ)器單元200獲取的數(shù)據(jù)來計(jì)算對(duì)象簽名。通信單元206與智能空間中的可控設(shè)備通信，例如，照明子系統(tǒng)或獨(dú)立的燈，這些可控設(shè)備必須響應(yīng)于特定的事件，例如人進(jìn)入或離開空間。圖3示出了智能空間中根據(jù)本發(fā)明的存在檢測(cè)系統(tǒng)的使用。當(dāng)人移動(dòng)通過配備有存在檢測(cè)系統(tǒng)300的入口時(shí)，系統(tǒng)300檢測(cè)該人并向設(shè)備302、304、306、308發(fā)送命令，以通過適當(dāng)方式作出響應(yīng)。例如，設(shè)備302可以是開啟智能空間中的燈的照明控制器。設(shè)備304可以是音頻設(shè)備，所述音頻設(shè)備響應(yīng)于人進(jìn)入房間而開始播放音樂。如果根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)對(duì)人的精確識(shí)別，則可以針對(duì)進(jìn)入房間的每個(gè)不同的人預(yù)先選擇特定的藝術(shù)家。其他設(shè)備306、308可以構(gòu)成加熱子系統(tǒng)或更具綜合性的子系統(tǒng)的一部分，所述更具綜合性的子系統(tǒng)包括通風(fēng)和空調(diào)功能。簡(jiǎn)言之，本發(fā)明可以有利地用在加熱通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、或其組合中，或者用在諸如住宅、辦公室或商店等受控環(huán)境中的任何其他類型的智能空間中。例如，本發(fā)明還可以有利地用在報(bào)警系統(tǒng)中，即，存在檢測(cè)系統(tǒng)可以與用于在災(zāi)難情況下對(duì)空間中的人進(jìn)行報(bào)警的設(shè)備相鏈接。本發(fā)明還可以應(yīng)用于娛樂系統(tǒng)，例如，假定人允許系統(tǒng)識(shí)別他/她，那么音樂播放器可以檢測(cè)來自存在檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)，并在檢測(cè)到人的情況下開始播放音樂。系統(tǒng)還可以基于檢測(cè)到的人的身份/性別來播放商業(yè)廣告。上述優(yōu)選實(shí)施例示出而非限制本發(fā)明，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出許多備選實(shí)施例。在權(quán)利要求中，括號(hào)中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)視為對(duì)權(quán)利要求的限制。詞語“包括”不排除權(quán)利要求中所列元件或步驟以外的其他元件或步驟的存在。元件前面的詞語“一”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以通過包括若干不同元件的硬件來實(shí)現(xiàn)，和/或通過合適地編程處理器來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的若干裝置可以由同一項(xiàng)硬件來體現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中闡述特定措施并不表明不能有利地使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)移動(dòng)通過空間的入口(108)的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在檢測(cè)系統(tǒng)，包括-光源(100)，用于發(fā)射不可見光；-多個(gè)傳感器(102，104)，用于接收由光源(100)發(fā)射的不可見光；-傳感器處理單元(106)，用于創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)對(duì)象的簽名；所述存在檢測(cè)系統(tǒng)被布置為在使用中，在對(duì)象移動(dòng)通過入口(108)時(shí)，傳感器子集接收不可見光，以及傳感器處理單元(106)基于子集的構(gòu)成來創(chuàng)建簽名，其中，所述多個(gè)傳感器包括實(shí)質(zhì)上垂直地安裝在入口(108)的框架中的二維傳感器陣列(102)；所述二維傳感器陣列(10 至少包括第一傳感器列和第二傳感器列；以及所述傳感器處理單元(106)被布置為通過對(duì)第一傳感器列的傳感器和第二傳感器列的傳感器接收不可見光的時(shí)間順序進(jìn)行監(jiān)控，來確定對(duì)象進(jìn)入還是離開空間，其特征在于，所述多個(gè)傳感器還包括實(shí)質(zhì)上垂直于所述二維傳感器陣列(102)而安裝在框架中的一維傳感器陣列(104)；其中，所述傳感器處理單元(106)被布置為通過以下操作來確定對(duì)象的高度-基于所述一維傳感器陣列(104)的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來確定對(duì)對(duì)象與框架之間的距離加以表示的距離值(d)，以及-使用距離值(d)和所述二維傳感器陣列(102)的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來計(jì)算對(duì)象的尚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)，其中，所述傳感器處理單元(106)包括-存儲(chǔ)器單元000)，用于存儲(chǔ)由所述多個(gè)傳感器(102，104)提供的數(shù)據(jù)008)，-硬件加速器單元002)，用于計(jì)算對(duì)象的簽名，-通信單元006)，用于與空間中的可控設(shè)備進(jìn)行通信，以及-中央處理單元O04)，用于控制存儲(chǔ)器單元(200)、硬件加速器單元(20 和通信單元(206)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)，其中，所述不可見光包括紅外光。
4.一種加熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)。
5.一種照明系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)。
6.一種警報(bào)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)。
7.一種娛樂系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的存在檢測(cè)系統(tǒng)。
8.一種對(duì)移動(dòng)通過空間的入口(108)的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在檢測(cè)方法，其中光源(100)發(fā)射不可見光；多個(gè)傳感器(102，104)接收由光源(100)發(fā)射的不可見光；在對(duì)象移動(dòng)通過入口(108)時(shí)，傳感器子集接收不可見光；傳感器處理單元(106)基于所述子集的構(gòu)成來創(chuàng)建對(duì)象的簽名，其中，所述多個(gè)傳感器包括實(shí)質(zhì)上垂直地安裝在入口(108)的框架中的二維傳感器陣列(102)；所述二維傳感器陣列(10 至少包括第一傳感器列和第二傳感器列；以及所述傳感器處理單元(106)通過對(duì)第一傳感器列的傳感器和第二傳感器列的傳感器接收不可見光的時(shí)間順序進(jìn)行監(jiān)控，來確定對(duì)象進(jìn)入還是離開空間，其特征在于，所述多個(gè)傳感器還包括實(shí)質(zhì)上垂直于所述二維傳感器陣列(102)而安裝在框架中的一維傳感器陣列(104)；其中，所述傳感器處理單元(106)通過以下操作來確定對(duì)象的高度-基于所述一維傳感器陣列(104)的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來確定對(duì)對(duì)象與框架之間的距離加以表示的距離值(d)，以及-使用距離值(d)和所述二維傳感器陣列(102)的傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，來計(jì)算對(duì)象的尚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)移動(dòng)通過空間入口的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種對(duì)移動(dòng)通過空間入口的對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)的存在檢測(cè)方法。本發(fā)明基于以下思想創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)對(duì)象的簽名，所述簽名可以用于確定對(duì)象是否是人類。
文檔編號(hào)G07C9/00GK102393974SQ201110138529
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者伊沃特·布蘭德斯瑪, 吉亞斯·阿爾-卡迪, 艾利·阿莫爾·邊赫迪 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司