在前一章的基礎(chǔ)上,介紹了當(dāng)傳感器垂直(傳感器角度α=0°)時,通過安裝在天花板上的兩個熱電堆傳感器檢測人體位置的方法。本章介紹了一種利用兩個傾斜安裝在天花板上的熱電堆紅外傳感器實時檢測人體二維位置、運動和身體方位的方法。通過測量傳感器自身的一些基本特性,建立了傳感器輸出電壓、高度、距離、傳感器總靈敏度和人體方位的近似方程,并將整個未知量用二維位置表示。簡要介紹了最速下降法求解人體位置和人體方位角的方法,通過計算人體運動時的估計方位角得到人體位置和人體方位角。在此基礎(chǔ)上,提出了一種檢測人的狀態(tài)的方法,即人的出現(xiàn)、人的運動方向、靜止、人的消失等,通過大量的實驗,驗證了該傳感器系統(tǒng)能夠正常工作。
7.6目前存在的問題及解決辦法
通過仿真發(fā)現(xiàn),當(dāng)一個人靠近傳感器時,有兩種解決方案,例如當(dāng)距離r<0.5m時,或者在某些位置,系統(tǒng)無法通過SDM找到最終結(jié)果。經(jīng)核對,原因是在式6.11中dφ為1°的前提下計算Vs時,在0.5m至2.5m之間,每0.5m取一部分Vs值,然后用一條光滑的曲線連接起來。然而,事實是,當(dāng)dφ為1°時,曲線并不平滑,如圖6.29所示。
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圖6.29對dφ=1°時的模擬結(jié)果,對dφ的一些值進行調(diào)整比較,最終得到dφ=0.1°的合理值,結(jié)果如圖6.30所示。
圖6.30模擬結(jié)果當(dāng)dφ=0.1°時,對兩個解的問題,我們用兩個解來檢驗整個方程的每一部分。最后由它們得出比較結(jié)果,如圖6.31所示。從中可以看出,當(dāng)靠近傳感器時,確實有兩種解決方案。我們決定忽略這些導(dǎo)致兩個解決方案的值。也就是說,我們應(yīng)該找到曲線的最大值。
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圖6.31兩種溶液比較后的結(jié)果
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第七章。結(jié)論和計劃
7.1結(jié)論
本研究共分三個部分介紹了人體檢測。分別是:(1)通過對傳感器特性的認識和理解,提出了一種利用熱電堆傳感器進行人體位置檢測的方法。即通過測量和近似找到關(guān)系,然后由每個傳感器建立近似方程,然后建立方程組,用一些方法求解方程組,最后找到最速下降法作為最優(yōu)算法,從而得到人體的二維位置。實驗證明該方法是成功的。
(b) 基于熱電堆傳感器對人體位置和運動的檢測,在介紹了利用熱電堆傳感器檢測人體的基本方法的基礎(chǔ)上,進一步討論了傳感器在天花板上的應(yīng)用,使傳感器垂直放置。在基本思想的基礎(chǔ)上,介紹了如何設(shè)計和分析人與傳感器之間的關(guān)系。即找出各因素與傳感器的關(guān)系,通過測量建立近似方程。在建立方程組后,利用SDM求解人體位置。然后介紹了一種檢測人體運動的方法。通過大量的實驗,它被證明是成功的。(c) 盡管(b)系統(tǒng)可以很好地測量人體的位置和運動,但利用傾斜的熱電堆傳感器檢測人體的位置和運動是有限的,因此,我們繼續(xù)考慮利用傾斜傳感器來擴大檢測范圍。與垂直傳感器不同,無論人體在何處,方向性都是固定的,因此引入了一種方法來獲得人體在任何位置的總靈敏度,然后在(b)的基礎(chǔ)上,通過多次測量得到近似方程,然后用SDM方法解算人的位置,計算人體的運動與(b)相同。最后通過實驗證明該系統(tǒng)是成功的。
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7.2計劃
這項研究的計劃可以分為兩個方向。1本研究僅采用兩個熱電堆傳感器檢測人體位置,未來的研究可包括更多傳感器(三個或四個)來檢測人體位置。例如,針對第9.1(a)節(jié),即使用兩個傳感器來檢測人體位置(x,y),如果使用三個傳感器,則可以再討論一個未知(人體旋轉(zhuǎn))。也就是說,如何通過三個傳感器實時檢測人體的位置和旋轉(zhuǎn)。2盡管這項研究能很好地檢測出人類 |