一種基于微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置制造方法
【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動物體檢測裝置，包括低功耗微控制器單元、微波與超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、現(xiàn)場總線接口單元、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技術(shù)，微波傳感器探測距離遠、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強，超聲波測量精度高、角度范圍小。當(dāng)微波傳感器檢測到有運動物體通過檢測區(qū)域時，立即開啟超聲波傳感器，以確認物體進入探測區(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)對不同的環(huán)境及低速運動物體的檢測，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。
【專利說明】—種基于微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運動物體智能檢測技術(shù)，具體地說涉及一種基于微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前監(jiān)測某物體，特別是指人體的運動，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，如有的方法使用的裝置的體積太大，安裝不便；有的方法探測范圍過大而檢測精度差，有的方法價格昂貴，不能檢測出運動速度慢的物體等。
[0003]采用布置壓力傳感器的方法檢測人體運動，如國內(nèi)2011年12月公開的將壓力傳感器安裝在高強度的鋼化玻璃下，通過檢測矩陣木塊頂端的壓力大小檢測是否有人及跳躍動作，采用多個矩陣模塊均勻布設(shè)在地面上組成陣列即可實現(xiàn)人體運動方向的檢測，但是這種方案的缺點是施工麻煩，需要對地面進行相關(guān)的施工，檢測的精度差，不能實現(xiàn)多個運動目標(biāo)的運動方向檢測，誤檢幾率比較高。
[0004]熱釋電紅外傳感器通過不接觸地檢測人體運動時輻射出的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號輸出，被廣泛用于運動人體的檢測，但熱釋電紅外傳感器的探測區(qū)域太大，對人體檢測時不能排除其他人進入探測區(qū)域而帶來的干擾，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]基于視覺圖像對包含人體的圖像序列中檢測、識別、跟蹤人體并獲得人體的運動參數(shù)是計算機視覺領(lǐng)域的研究熱點。采用基于視覺圖像方法的優(yōu)點是能夠比較準(zhǔn)確的判斷物體的移動，檢測速度快，能識別移動的物體是什么，缺點是容易受背景、光線等外界環(huán)境的影響，適應(yīng)性較差，整個系統(tǒng)運算速度要求高，價格昂貴，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動物體檢測裝置，且其具有體積小、響應(yīng)速度快、功耗低的優(yōu)點，可以應(yīng)對不同的環(huán)境及實現(xiàn)低速運動物體的檢測，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技術(shù)誤差大、安裝施工麻煩、抗干擾能力差，價格昂貴等問題。
[0007]為了實現(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動物體檢測裝置，包括微波與超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、低功耗微控制器單元、現(xiàn)場總線接口單元、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，微波傳感器與信號放大與濾波處理電路單向電連接，超聲波傳感器與信號放大與濾波處理電路雙向電連接，信號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微波多普勒雷達探測器HB100，超聲波傳感器采用40KHz、角度范圍小的倒車?yán)走_超聲波探頭。微波多普勒雷達探測器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，輸出功率小，探測距離遠等特點，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距離遠、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強和超聲波傳感器測量精度較高、角度范圍小的兩種檢測特性，當(dāng)微波傳感器檢測到有運動物體通過檢測區(qū)域時，立即開啟超聲波傳感器，以確認物體進入，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的采集，結(jié)合溫度傳感器實現(xiàn)對超聲波傳感器測量數(shù)據(jù)的計算和補償；在裝置使用時將測量數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線接口發(fā)送至控制臺，接受來自控制臺的控制命令。所述的低功耗微控制器單元采用低功耗16位單片機，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)場總線接口單元采用基于RS485總線接口技術(shù)，用于實現(xiàn)與控制臺之間的較遠距離的通信。RS485總線接口技術(shù)成熟，抗干擾能力較強，且價格低廉。
[0011]所述的多個微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置通過總線接口組合成檢測陣列，用于完成對一定區(qū)域內(nèi)的運動物體的定位和運動狀態(tài)的檢測。
[0012]為了提高超聲波傳感器的測量精度，本發(fā)明設(shè)置了溫度傳感器檢測電路，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，通過測量當(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方式，超聲波在大氣中傳播時受溫度影響最大，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動物體檢測裝置，包括微波與超聲波傳感器、信號放大與濾波處理電路、低功耗微控制器單元、現(xiàn)場總線接口單元、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，微波傳感器與信號放大與濾波處理電路單向電連接，超聲波傳感器與信號放大與濾波處理電路雙向電連接，信號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動物體檢測裝置，其特征在于:所述的微波傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的10.525GHz微波多普勒雷達探測器HB100，超聲波傳感器采用40KHz的倒車?yán)走_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動物體檢測裝置，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。
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動物體檢測裝置，其特征在于:所述的現(xiàn)場總線接口單元采用基于RS485總線接口技術(shù)，用于實現(xiàn)與控制臺之間的較遠距離的通信。
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動物體檢測裝置，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，通過測量當(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動物體檢測裝置，其特征在于:所述的多個微波與超聲波傳感器的運動物體檢測裝置通過總線接口組合成檢測陣列，用于完成對一定區(qū)域內(nèi)的運動物體的定位和運動狀態(tài)的檢測。
【文檔編號】G01V11/00GK103513241SQ201310309000
【公開日】2014年1月15日 申請日期: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 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）