專(zhuān)利名稱(chēng)：一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種目標(biāo)檢測(cè)傳感器，特別是一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置。
背景技術(shù)：
中國(guó)專(zhuān)利02154308.9公開(kāi)了一種《家庭安全系統(tǒng)》，它通過(guò)在家庭安裝多個(gè)攝像裝置和多個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)安全報(bào)警，多個(gè)攝像裝置和多個(gè)傳感器分別固定在不同地方，某一地方出現(xiàn)異常問(wèn)題，由該地方的傳感器和攝像裝置給出報(bào)警輸出。也就是說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)傳感器只能對(duì)應(yīng)一個(gè)地方。在監(jiān)控區(qū)內(nèi)是不能有任何人活動(dòng)的。這在家庭安全監(jiān)控中是極少出現(xiàn)的，它限制了家人的活動(dòng)，因此是不實(shí)際的。
我們知道對(duì)移動(dòng)物體檢測(cè)方式有如下幾種，一種是光學(xué)攝像傳感方式；另一種是熱紅外傳感方式；還有一種通過(guò)發(fā)射光、聲、電波，檢測(cè)其反射能量達(dá)到識(shí)別目標(biāo)體。后兩種雖然能達(dá)到檢測(cè)的目的，但存在智能性差的問(wèn)題，如對(duì)目標(biāo)體移動(dòng)方向、遠(yuǎn)近、大小是很難識(shí)別的。而光學(xué)攝像傳感雖然能夠識(shí)別目標(biāo)體移動(dòng)方向、遠(yuǎn)近、大小，但需要復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)才能實(shí)際無(wú)人監(jiān)控，否則需要記錄設(shè)備或有人實(shí)時(shí)觀察一顯示裝置，才能確保安全。記錄設(shè)備是要事后處理，這也不適合家庭安全防盜的要求。
對(duì)此，在中國(guó)專(zhuān)利00809762.3公開(kāi)了一種技術(shù)，它通過(guò)攝像裝置對(duì)監(jiān)控區(qū)進(jìn)行無(wú)人檢測(cè)，對(duì)圖像邊沿信息的處理，根據(jù)圖像邊沿信息的變化達(dá)到自動(dòng)報(bào)警的目的。這種方法雖然能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，但同樣存在在監(jiān)控區(qū)內(nèi)是不能有任何人進(jìn)入的問(wèn)題。
這是不現(xiàn)實(shí)的，也就是說(shuō)很多情況下進(jìn)入視區(qū)的目標(biāo)是被認(rèn)為必須的，如在家中安裝攝像裝置或其它安全裝置，在夜晚有兩種人可能進(jìn)入監(jiān)控區(qū)，一是家人，二是盜竊者；上述的技術(shù)是很難協(xié)調(diào)這一情況的。
在上述所有問(wèn)題中，其中一個(gè)最重要的問(wèn)題是成本問(wèn)題，在解決上述問(wèn)題的前題下的成本問(wèn)題，因?yàn)樗绊懼胀彝ナ欠衲軜?gòu)使用的起這種安防系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測(cè)裝置同時(shí)對(duì)多個(gè)位置進(jìn)行監(jiān)控。
本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是在一個(gè)監(jiān)控裝置的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同進(jìn)入監(jiān)控區(qū)的人的有效區(qū)分。
本實(shí)用新型的第三個(gè)目的是在一個(gè)監(jiān)控裝置的情況下，實(shí)現(xiàn)上述第一目的和第二目的同時(shí)，降低系統(tǒng)成本。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，它由成像鏡頭，位于成像鏡頭像面位置的光電器件組成，其特征是光電器件由兩個(gè)或兩個(gè)以上的塊構(gòu)成，兩個(gè)或兩個(gè)以上塊通過(guò)一處理單元與設(shè)置開(kāi)關(guān)電連接。
所述的塊相關(guān)與空間的一個(gè)方向或一個(gè)位置。
所述的光電器件可以是CCD光電器件或CMOS影像傳感器，它們由虛擬塊構(gòu)成。
所述的光電器件是由多個(gè)光電二極管或多個(gè)硅光電池或多個(gè)光電三極管構(gòu)成，一個(gè)塊由一個(gè)或多個(gè)光電二極管或多個(gè)硅光電池或多個(gè)光電三極管構(gòu)成。
所述的方向或位置是空間的前或后或左或右。
所述的成像鏡頭上標(biāo)有方向或位置信息。
所述的處理單元是一單片機(jī)，光電器件構(gòu)成的光電檢測(cè)電路輸出端與單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口輸入端電連接，單片機(jī)的I/O口與設(shè)置開(kāi)關(guān)電連接。
所述的設(shè)置開(kāi)關(guān)是軟開(kāi)關(guān)，與處理單元中的控制塊電連接。
所述的成像鏡頭是柱面透鏡。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是；當(dāng)成像鏡頭前的移動(dòng)目標(biāo)體成像在光電器件上時(shí)，處理電路通過(guò)檢測(cè)光電器件中的那一些光電器件的光強(qiáng)信息有明顯的變化，說(shuō)明目標(biāo)是成像在這些光電器件的位置，如光強(qiáng)信息明顯的光電器在左邊，說(shuō)明移動(dòng)物體成像在右邊；光強(qiáng)信息明顯的光電器在右邊，說(shuō)明移動(dòng)物體成像在左邊。光強(qiáng)信息明顯變化的對(duì)應(yīng)的塊是先右后左，說(shuō)明移動(dòng)物體從左到右，因此光電器光強(qiáng)信息變化的位置，可以反應(yīng)移動(dòng)物體在空間的方向。如沒(méi)有移動(dòng)目標(biāo)存在時(shí)，每個(gè)光電器件的光強(qiáng)度變化不是很明顯的。因此，當(dāng)設(shè)定右邊光電器件形成的塊的位置有光強(qiáng)變化進(jìn)行報(bào)警時(shí)，也就是說(shuō)左邊有目標(biāo)進(jìn)來(lái)報(bào)警，而右邊有目標(biāo)進(jìn)來(lái)不進(jìn)行報(bào)警。其次，如果先由左邊光電器件形成的塊的位置有光強(qiáng)變化，接著又檢測(cè)到右邊光電器件形成的塊的位置有光強(qiáng)變化，這時(shí)也不給出報(bào)警信號(hào)。這就克服了現(xiàn)有紅外傳感器無(wú)法識(shí)別目標(biāo)位置的問(wèn)題。這一問(wèn)題對(duì)于許多防盜監(jiān)控場(chǎng)所是非常必要的。如家庭防盜中，如在夜晚睡眠時(shí)，有人從陽(yáng)臺(tái)或窗戶(hù)進(jìn)入室內(nèi)行盜，只有行竊者會(huì)在夜晚睡眠時(shí)從陽(yáng)臺(tái)或窗戶(hù)進(jìn)入室內(nèi)，而在白天，進(jìn)入陽(yáng)臺(tái)或窗戶(hù)首先是從其它沒(méi)設(shè)置的方向或位置進(jìn)入，因此不會(huì)進(jìn)行報(bào)警。
由于是通過(guò)對(duì)成像面的分塊，而一個(gè)攝像監(jiān)控裝置的成像面可以有多個(gè)塊，給出不同的方位，這就解決了一個(gè)攝像監(jiān)控裝置對(duì)多個(gè)監(jiān)控區(qū)的監(jiān)控。而通過(guò)對(duì)成像面的分塊，并通過(guò)對(duì)選擇分塊區(qū)的設(shè)置進(jìn)行報(bào)警輸出，可以區(qū)分進(jìn)入監(jiān)控區(qū)的人，進(jìn)行安全報(bào)警。其次是，通過(guò)對(duì)成像面的分塊，給出不同的方位，可以通過(guò)單一光電接收器或少量的幾個(gè)光電接收器形成一個(gè)塊或一個(gè)位置，大大降低了成本，對(duì)于硅光電池或光電三極管、光電二極管，其處理電路選用帶多路A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)就可實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)大的功能，這是現(xiàn)有傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而采用CCD光電器件或CMOS影像傳感器，對(duì)其處理只是對(duì)其中每一塊中有限像素的處理，同樣它也可以用普通的處理器完成，更重要的是在完成第一目的、第二目的、第三目的的同時(shí)，可以隨后給出更清楚的圖像信息，這也是采用CCD光電器件或CMOS影像傳感器帶來(lái)的好處，但它的價(jià)格相對(duì)于采用硅光電池或光電三極管、光電二極管和處理電路選用帶多路A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)要高的多。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是實(shí)施例處理電路示意圖1。
圖4是實(shí)施例處理電路示意圖2。
圖5是實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、光電器件陣列；2、左邊位置光電器件；3、右邊位置光電器件；4、上邊位置光電器件；5、下邊位置光電器件6、中間位置光電器件；7、成像面；8、成像鏡頭；9、處理電路；10、發(fā)光電路；11、電源。12、A/D轉(zhuǎn)換電路；13、門(mén)開(kāi)關(guān)電路；14、報(bào)警輸出；15、設(shè)定開(kāi)關(guān)；16、移動(dòng)目標(biāo)體。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，由成像鏡頭8，置于成像鏡頭8成像面7的光電器件陣列1構(gòu)成光學(xué)檢測(cè)頭，光電器件陣列1的輸出端與處理電路9電連接。光電器件陣列1是由位于不同方位的光電器件組成，這些光電器件分為左邊位置光電器件2、右邊位置光電器件3、上邊位置光電器件4、下邊位置光電器件5、中間位置光電器件6。從圖1中可以看出，移動(dòng)目標(biāo)體16成像在成像面7的下方光電器件5的位置，這說(shuō)明移動(dòng)目標(biāo)體16是在上方位置。
與圖1中的成像鏡頭8不同，實(shí)施例2給出了柱面體鏡頭，成像面的像局限在一條線上，而光電器件陣列1采用線陣結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適合叛斷來(lái)自?xún)蓚€(gè)方向的移動(dòng)目標(biāo)體16，如左邊位置光電器件2檢測(cè)右邊來(lái)的移動(dòng)目標(biāo)，右邊位置光電器件3檢測(cè)左邊移動(dòng)目標(biāo)體16。
圖3是帶A/D轉(zhuǎn)換器的微處理器用于處理電路9的實(shí)施例電路圖，這種微處理器有8路10位的，8路12位的，如MSP430F1222。如用8個(gè)光電器件構(gòu)成陣列，每個(gè)光電器件占用一個(gè)A/D口，如圖3所示，口A/D1-A/D8將分別與8個(gè)光電器件輸出電連接。將8個(gè)光電器件分成四個(gè)區(qū)，將形成由左邊位置光電器件2、右邊位置光電器件3、上邊位置光電器件4、下邊位置光電器件5構(gòu)成的四個(gè)區(qū)域。
圖3的結(jié)構(gòu)，適合檢測(cè)來(lái)自四個(gè)方向的移動(dòng)目標(biāo)體16，它由8個(gè)光電器件，2個(gè)光電器件構(gòu)成一個(gè)方向的檢測(cè)。當(dāng)然，最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是四個(gè)光電器件，每個(gè)器件可確定不同的方向，但與8光電器件相比，準(zhǔn)確性可能要差點(diǎn)。當(dāng)然，在精確度要求不高的情況下，由2個(gè)光電器件可區(qū)分兩個(gè)方向；3個(gè)光電器件區(qū)分來(lái)自3個(gè)方向。如左、右、中或上、中、下。由5個(gè)光電器件可識(shí)別5個(gè)方向，如上、中、下、左、右。由16個(gè)光電器件構(gòu)成的光電陣列將識(shí)別來(lái)自不同方向的移動(dòng)目標(biāo)體16。
作為一種最原始的電路是圖4的實(shí)施方案，這種方案中的處理電路9是由A/D轉(zhuǎn)換電路12和門(mén)開(kāi)關(guān)電路13和微處理器構(gòu)成；門(mén)開(kāi)關(guān)電路13的模擬信號(hào)輸入端與光電器件輸出端電連接，門(mén)開(kāi)關(guān)電路13的通道選擇端與微處理器的I/O控制端電連接，門(mén)開(kāi)關(guān)電路13的模擬信號(hào)輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路12輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換電路12輸出端與微處理器電連接。在圖4中，光電器件陣列1同樣由8個(gè)光電器件構(gòu)成，但將8個(gè)光電器件分成3個(gè)區(qū)，這樣可區(qū)分來(lái)自3個(gè)方向如左、右、中或上、中、下的移動(dòng)目標(biāo)體。與圖3不同的是，每個(gè)光電器件首先進(jìn)入門(mén)開(kāi)關(guān)電路13，控制選擇輸出的路由是通過(guò)微處理器的三個(gè)I/O口控制實(shí)現(xiàn)。000是第一路，001是第二路等，選擇的這一路由A/D轉(zhuǎn)換電路12進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由微處理器進(jìn)行讀取。
在本實(shí)用新型中，光電器件物理上的分區(qū)不應(yīng)嚴(yán)格定義成在一塊板上，也可將一部分光電管定義成左區(qū)，另一部分定義成右區(qū)。同理，可定義成上區(qū)、下區(qū)或上、中、下、左、右區(qū)。
與所有的光電式報(bào)警器一樣，接收成像的光強(qiáng)信息，需在光線好的情況下工作，一旦光線變暗或到晚上，系統(tǒng)將無(wú)法工作，因此，電路中增加照明光源是必需的。圖3和圖4中的發(fā)光電路10就是為此而設(shè)計(jì)。
圖3和圖4給出的電源11可以是由交直流轉(zhuǎn)換后提供直流電源，也可以直接用電池供電。在電池供電時(shí)，工作以脈沖式工作，可以設(shè)計(jì)成0.10秒到0.5秒不等。
圖5是感光面，它將感光面虛擬分割成12塊，上四塊，中四塊，下四塊。上四塊為A、B、C、D，中四塊為E、F、G、H，下四塊為I、J、K、L。當(dāng)對(duì)其中的任意一塊或多塊進(jìn)行設(shè)置時(shí)，只有設(shè)置的塊首先引起變化，給出報(bào)警輸出。而由未設(shè)定的塊引起的變化就是超過(guò)閥置時(shí)，也不給出報(bào)警。
此外，對(duì)A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L12個(gè)點(diǎn)的光強(qiáng)信息，可通過(guò)對(duì)其中的一個(gè)或多個(gè)像素點(diǎn)的成像光強(qiáng)信息檢測(cè)，也可以是數(shù)個(gè)像素點(diǎn)的光強(qiáng)信息累加和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)個(gè)像素點(diǎn)可以是連續(xù)的像素點(diǎn)，也可以是有間隔的像素點(diǎn)。
如A區(qū)中的a，a+1，a+2；B區(qū)中的b，b+1，b+2。將感光面虛擬分割成12塊，并只對(duì)其中的一個(gè)塊或多個(gè)塊中的一個(gè)或多個(gè)像素點(diǎn)的成像光強(qiáng)信息檢測(cè)，不僅使檢測(cè)程序簡(jiǎn)化，對(duì)檢測(cè)電路或處理電路的硬件要求也大大降低，同時(shí)使整體成本降低。
在本實(shí)用新型中，為了立即給出移動(dòng)目標(biāo)來(lái)的方向或遠(yuǎn)近信息，這一信息可能是報(bào)警信息，可由設(shè)定開(kāi)關(guān)15的設(shè)定來(lái)確定。如當(dāng)左邊來(lái)的目標(biāo)視為報(bào)警，而右邊來(lái)的信息視為不報(bào)警，可將設(shè)定開(kāi)關(guān)15置為001；這時(shí)只要從右邊來(lái)的移動(dòng)目標(biāo)不輸出報(bào)警；而從左邊首先進(jìn)入的移動(dòng)目標(biāo)則立該給出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)然，從右邊來(lái)的移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入左邊，時(shí)間小于1小時(shí)，也可以設(shè)計(jì)成不報(bào)警輸出。
報(bào)警信號(hào)的輸出可以是由報(bào)警輸出14給出的聲、電信號(hào)，也可以是由CCD光電器件或CMOS影像傳感器給出的圖像。
應(yīng)該說(shuō)明的是本實(shí)用新型與現(xiàn)有CCD、面陣和線陣光電器件是有區(qū)別的，這就是，本實(shí)用新型中的光電器件接收的光強(qiáng)信號(hào)直接與處理電路電連接，由處理電路轉(zhuǎn)變成數(shù)字強(qiáng)度量，并將檢測(cè)的信號(hào)與以前檢測(cè)的光強(qiáng)進(jìn)行比較，確定那些位置的光電器件變化強(qiáng)烈及時(shí)給出這一信息，這一信息可以直接達(dá)到識(shí)別目標(biāo)體移動(dòng)的方向。此外，光電器件少，可由數(shù)量有限的光電池、光電管按要求組成陣列。第三是現(xiàn)有CCD、面陣和線陣光電器件輸出的是視頻信號(hào)，它要有驅(qū)動(dòng)電路完成對(duì)數(shù)百只以上的光電接收單元的移位、驅(qū)動(dòng)輸出。更確切的說(shuō)，與現(xiàn)有的區(qū)分是已有的是對(duì)成像細(xì)節(jié)的關(guān)心和了解。而本實(shí)用新型只是對(duì)成像在光電器件上的總光強(qiáng)信息變化的關(guān)心。
權(quán)利要求1.一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，它由成像鏡頭，位于成像鏡頭像面位置的光電器件組成，其特征是光電器件由兩個(gè)或兩個(gè)以上的塊構(gòu)成，兩個(gè)或兩個(gè)以上塊通過(guò)一處理單元與設(shè)置開(kāi)關(guān)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的光電器件是CCD光電器件或CMOS影像傳感器，它們被虛擬分塊形成不同方向或位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的光電器件是由多個(gè)光電二極管或多個(gè)硅光電池或多個(gè)光電三極管構(gòu)成，多個(gè)光電二極管或多個(gè)硅光電池或多個(gè)光電三極管形成不同方向或位置的塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的成像鏡頭上標(biāo)有方向或位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的處理單元是一單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的單片機(jī)電連接有對(duì)應(yīng)方向或位置塊的設(shè)置開(kāi)關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的單片機(jī)是帶有多路A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，其特征是所述的成像鏡頭是柱面透鏡。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種目標(biāo)檢測(cè)傳感器，特別是一種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，它由成像鏡頭，位于成像鏡頭像面位置的光電器件組成，其特征是光電器件的光電感光面被分塊形成不同位置或方向，只有對(duì)某些塊進(jìn)行設(shè)置，并由這些設(shè)置的塊的光電器件首先引起光強(qiáng)變化，其光強(qiáng)變化值滿(mǎn)足閥值要求，被允許給出報(bào)警輸出。所述的光電器件可以是CCD光電器件或CMOS影像傳感器，它們被虛擬分塊形成不同方向或位置。這種依據(jù)移動(dòng)目標(biāo)體的位置確定其報(bào)警的裝置，實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測(cè)裝置同時(shí)對(duì)多個(gè)位置進(jìn)行監(jiān)控。
文檔編號(hào)G08B13/196GK2779514SQ200420086009
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者劉珉愷 申請(qǐng)人:劉珉愷