一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，包括低功耗微控制器單元、微波與超聲波傳感器、信號(hào)放大與濾波處理電路、現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元、溫度傳感器和電源單元。本發(fā)明結(jié)合微波與超聲波兩種檢測(cè)技術(shù)，微波傳感器探測(cè)距離遠(yuǎn)、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)，超聲波測(cè)量精度高、角度范圍小。當(dāng)微波傳感器檢測(cè)到有運(yùn)動(dòng)物體通過檢測(cè)區(qū)域時(shí)，立即開啟超聲波傳感器，以確認(rèn)物體進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，并可獲得距離與速度信息。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境及低速運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)，較好地解決了現(xiàn)有采用壓力傳感器、熱釋電紅外傳感器和基于視覺圖像等檢測(cè)技術(shù)誤差大、安裝施工麻煩、抗干擾能力差等問題，具有體積小、響應(yīng)速度快、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)物體智能檢測(cè)技術(shù)，具體地說涉及一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前監(jiān)測(cè)某物體，特別是指人體的運(yùn)動(dòng)，主要采用壓力傳感器、熱釋電紅外傳感器和基于視覺圖像三種方法，這些技術(shù)應(yīng)用比較成熟，但是存在一些缺點(diǎn)，如有的方法使用的裝置的體積太大，安裝不便；有的方法探測(cè)范圍過大而檢測(cè)精度差，有的方法價(jià)格昂貴，不能檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)速度慢的物體等。
[0003]采用布置壓力傳感器的方法檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)，如國(guó)內(nèi)2011年12月公開的將壓力傳感器安裝在高強(qiáng)度的鋼化玻璃下，通過檢測(cè)矩陣木塊頂端的壓力大小檢測(cè)是否有人及跳躍動(dòng)作，采用多個(gè)矩陣模塊均勻布設(shè)在地面上組成陣列即可實(shí)現(xiàn)人體運(yùn)動(dòng)方向的檢測(cè)，但是這種方案的缺點(diǎn)是施工麻煩，需要對(duì)地面進(jìn)行相關(guān)的施工，檢測(cè)的精度差，不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)，誤檢幾率比較高。
[0004]熱釋電紅外傳感器通過不接觸地檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)輻射出的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，被廣泛用于運(yùn)動(dòng)人體的檢測(cè)，但熱釋電紅外傳感器的探測(cè)區(qū)域太大，對(duì)人體檢測(cè)時(shí)不能排除其他人進(jìn)入探測(cè)區(qū)域而帶來(lái)的干擾，且熱釋電紅外傳感器極易受外界紅外源的干擾，影響其正常工作。
[0005]基于視覺圖像對(duì)包含人體的圖像序列中檢測(cè)、識(shí)別、跟蹤人體并獲得人體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。采用基于視覺圖像方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠比較準(zhǔn)確的判斷物體的移動(dòng)，檢測(cè)速度快，能識(shí)別移動(dòng)的物體是什么，缺點(diǎn)是容易受背景、光線等外界環(huán)境的影響，適應(yīng)性較差，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)算速度要求高，價(jià)格昂貴，能耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，且其具有體積小、響應(yīng)速度快、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境及實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)，較好地解決了現(xiàn)有采用壓力傳感器、熱釋電紅外傳感器和基于視覺圖像等檢測(cè)技術(shù)誤差大、安裝施工麻煩、抗干擾能力差，價(jià)格昂貴等問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:提供一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，包括微波與超聲波傳感器、信號(hào)放大與濾波處理電路、低功耗微控制器單元、現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元、溫度傳感器和電源單元，所述的微波與超聲波傳感器含有微波傳感器和超聲波傳感器，微波傳感器與信號(hào)放大與濾波處理電路單向電連接，超聲波傳感器與信號(hào)放大與濾波處理電路雙向電連接，信號(hào)放大與濾波處理電路與低功耗微控制器單元雙向電連接，低功耗微控制器單元還分別與現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元、溫度傳感器雙向電連接；所述的電源單元為系統(tǒng)工作提供所需要的穩(wěn)定的電源電壓。
[0008]所述的微波傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的10.525GHz微波多普勒雷達(dá)探測(cè)器HB100，超聲波傳感器采用40KHz、角度范圍小的倒車?yán)走_(dá)超聲波探頭。微波多普勒雷達(dá)探測(cè)器HBlOO具有不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響，適合惡劣環(huán)境，抗射頻干擾能力強(qiáng)，輸出功率小，探測(cè)距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，所述的微波傳感器與超聲波傳感器結(jié)合，兼顧了微波傳感器探測(cè)距離遠(yuǎn)、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)和超聲波傳感器測(cè)量精度較高、角度范圍小的兩種檢測(cè)特性，當(dāng)微波傳感器檢測(cè)到有運(yùn)動(dòng)物體通過檢測(cè)區(qū)域時(shí)，立即開啟超聲波傳感器，以確認(rèn)物體進(jìn)入，并獲得距離與速度信息。
[0009]所述的低功耗微控制器單元為檢測(cè)裝置的核心，用于控制微波及超聲波傳感器的工作，完成微波及超聲波傳感器返回信號(hào)的采集，結(jié)合溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算和補(bǔ)償；在裝置使用時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線接口發(fā)送至控制臺(tái)，接受來(lái)自控制臺(tái)的控制命令。所述的低功耗微控制器單元采用低功耗16位單片機(jī)，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度及降低系統(tǒng)的功耗。
[0010]所述的現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元采用基于RS485總線接口技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)與控制臺(tái)之間的較遠(yuǎn)距離的通信。RS485總線接口技術(shù)成熟，抗干擾能力較強(qiáng)，且價(jià)格低廉。
[0011]所述的多個(gè)微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置通過總線接口組合成檢測(cè)陣列，用于完成對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體的定位和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)。
[0012]為了提高超聲波傳感器的測(cè)量精度，本發(fā)明設(shè)置了溫度傳感器檢測(cè)電路，所述的溫度傳感器電路中溫度傳感器采用數(shù)字溫度傳感器采集溫度信號(hào)，通過測(cè)量當(dāng)前環(huán)境溫度用于修正超聲波傳播速度，提高超聲波傳感器測(cè)量的分辨率。
[0013]這是由于超聲波傳感器以超聲波作為一種非接觸式檢測(cè)方式，超聲波在大氣中傳播時(shí)受溫度影響最大，超聲波在空氣中的傳播速度為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，包括微波與超聲波傳感器、信號(hào)放大與濾波處理電路、低功耗微控制器單元、現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元、溫度傳感器電路和電源單兀，其特征在于:所述的微波與超聲波傳感器含有微波傳感器和超聲波傳感器，微波傳感器與信號(hào)放大與濾波處理電路單向電連接，超聲波傳感器與信號(hào)放大與濾波處理電路雙向電連接，信號(hào)放大與濾波處理電路與低功耗微控制器單元雙向電連接，低功耗微控制器單元還分別與現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元、溫度傳感器電路雙向電連接；所述的電源單元為系統(tǒng)工作提供所需要的穩(wěn)定的電源電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的微波傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的10.525GHz微波多普勒雷達(dá)探測(cè)器HB100，超聲波傳感器采用40KHz的倒車?yán)走_(dá)超聲波探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的低功耗微控制器單元采用低功耗16位單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元采用基于RS485總線接口技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)與控制臺(tái)之間的較遠(yuǎn)距離的通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器電路中溫度傳感器采用數(shù)字溫度傳感器采集溫度信號(hào)，通過測(cè)量當(dāng)前環(huán)境溫度用于修正超聲波傳播速度，提高超聲波傳感器測(cè)量的分辨率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的多個(gè)微波與超聲波傳感器的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)裝置通過總線接口組合成檢測(cè)陣列，用于完成對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體的定位和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01V11/00GK103513241SQ201310309000
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】程卓, 張懷, 劉經(jīng)龍, 李明明 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）