基于红外辐射探测的访客识别的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于红外辐射探测的访客识别方法，包括：通过一红外脉冲波发射模块向门外发射红外脉冲；通过一红外接收模块接收经过发射后的红外脉冲，红外接收模块上设置有滤光装置以允许与红外脉冲发射模块发射的红外光波长相同的红外光通过；检查红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异；响应于反射红外强度高于设定的背景红外强度并且在二者之间的差值达到设定的第一阈值时，发送第一响应信号至室内主机；室内主机基于第一响应信号唤醒。本发明的访客识别方法中，基于实时监测到的红外强度与背景红外强度对比并基于其差值的变化趋势来确定访客动态，在识别的及时性、准确性、抗干扰性均有较大的提升。
【专利说明】
基于红外辐射探测的访客识别
技术领域
[0001]本发明涉及电子门铃监控系统技术领域，具体而言涉及一种基于红外辐射探测的访客识别。
【背景技术】
[0002]现有的电子门铃感应系统中，对人体的感应多数采用PIR式的被动感应，其原理为，由红外探测传感器，通过探测周围区域内的温度变化，用以确定周围范围内是否有访客。然后通过温度变化持续跳动的时间，来有限的判断访客的行为，这样的方式例如公告为CN102855716B的中国专利所揭露的门铃系统的自动识别访客方法与门铃系统。因为探测器仅能检测到是否有温度变化，所以这种方式存在如下几种弊端:
[0003]1、如果访客保持静止，即使在探测范围内，这种方式都无法测出是否有人，也就是说PIR方式触发时可以确定有人在范围内，但是未触发时无法认定为范围内无人；
[0004]2、感应方向性不强，所以感应头的周围360度范围内都有可能触发，所以无法判断人的具体方位，也无法判断访客离感应头的距离；
[0005]3、仅能得知范围内是否有人，无法精确判断人什么到来和什么时候离开；
[0006]4、环境温度跟人体温度接近时(>35度)，容易失效或误触发；
[0007]5、原理所限，PIR感应头必须外露在机器表面才能有效工作，较容易人为损坏。
【发明内容】
[0008]本发明的第一方面提出一种基于红外辐射探测的访客识别方法，包括:
[0009]通过一红外脉冲波发射模块向门外发射红外脉冲；
[0010]通过一红外接收模块接收经过发射后的红外脉冲，其中，该红外接收模块上设置有滤光装置以允许与所述红外脉冲发射模块发射的红外光波长相同的红外光通过；
[0011]检查所述红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异；
[0012]响应于反射红外强度高于设定的背景红外强度并且在二者之间的差值达到设定的第一阈值时，发送第一响应信号至室内主机;以及
[0013]室内主机基于第一响应信号唤醒。
[0014]根据本发明的改进，还提出一种基于红外辐射探测的访客识别系统，包括安装在门外侧的室外机以及安装在门内侧的室内主机，其中:
[0015]室外机上设置有一用于以初始工作频率发送红外脉冲的红外脉冲波发射模块以及一用以接收红外脉冲以探测红外强度的红外接收模块，该红外接收模块上具有一过滤装置，被设置成仅允许与所述红外脉冲发射模块发射的红外光波长相同的红外光通过;该红外接收模块与红外脉冲波发射模块同时同频率工作；
[0016]所述室外机还被设置成基于所述红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差值达到设定的第一阈值时，发送第一响应信号至所述室内主机；
[0017]所述室内主机在接收到所述第一响应信号时唤醒，并控制增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。
[0018]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0019]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0020]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0021]图1是根据本发明某些实施例的基于红外辐射探测的访客识别系统的示意图。
[0022]图2是根据本发明某些实施例的基于红外辐射探测的访客识别的中断产生形式示意图。
[0023]图3是根据本发明某些实施例的基于红外辐射探测的访客识别的实现流程示意图。
附图4是根据本发明某些实施例的基于红外辐射探测过程的示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0025]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0026]结合图1、2、3所示，根据本发明的实施例，总体来说，本发明基于红外辐射的探测来进行访客的识别。我们在门外利用红外脉冲发射到无障碍的背景环境时，得到一个红外强度，同样，在正常工作时，如果有访客到来，那么发射的红外线将受到访客的反射而使得接收得到的红外强度发生变化，基于这个变化，来判断访客的存在的可能性，并基于此唤醒室内主机，使其控制室外以更大的频率来发射红外脉冲，从而更加准确和精确地识别访客，基于红外强度差值的变化趋势来判断访客的动态，例如正在离开、正在接近、过于接近等等，结合门铃的监控来实现对访客的准确识别，利于实现对应的路过人员、正常访客、可疑访客、高危访客的处理。
[0027]图1大致表明了本发明某一实施例的基于红外辐射探测的访客识别系统的示意及原理，基于红外辐射探测的访客识别系统具有一个室外机100以及一个室内主机200。室外机100安装在门外，室内主机200安装在门内。
[0028]如图1所示，室外机100具有一红外脉冲波发射模块101以及一红外接收模块102。红外接收模块102可探测红外辐射的强度，并通过室外机100与室内主机200之间的通讯链路传递到室内主机200。
[0029]本例中，红外脉冲波发射模块101被设置用于向门外的探测区域内发射红外脉冲，红外接收模块102被设置成接收红外脉冲以探测红外强度。如图1所示，红外接收模块102上还设置有一个过滤装置102a，被设置成仅允许与所述红外脉冲发射模块101发射的红外光波长相同的红外光通过。
[0030]在探测区域没有障碍的前提下，红外脉冲波发射模块101在红外脉冲发射方向上发射红外脉冲，并由红外接收模块102接收并记录此时的红外强度信息，作为背景红外强度。这是一个校准操作。
[0031]室外机100在正常工作时，红外脉冲波发射模块101持续在红外脉冲发射方向上发射红外脉冲，红外接收模块102与其同时工作，以探测是否存在访客。
[0032]如果红外脉冲发射方向上无访客，则红外接收模块102接收并得到的红外强度读数会跟背景红外强度保持一致。
[0033]如果红外脉冲放射方向上有访客，则红外光会被部分反射至红外接收模块102，此时红外接收模块102上的红外光强度读数会高于预存的背景红外强度。并且，访客离红外脉冲发射模块1I越近，则红外接收模块102上的红外光强度读数越高。
[0034]此时，可根据红外接收模块102上的红外光强度读数和背景红外强度的差值，来估计访客至探头的距离。再根据预设的阈值例如第一阈值，当这个差值大于预设的低于阈值时，红外接收模块102产生中断(S卩响应信号)经由通讯链路通知室内主机200，同时把这个差值传送给室内主机200。
[0035]室内主机200在接收到前述的中断即响应信号以后，从休眠状态中唤醒。本例中，室内主机200在正常工作时(没有接收到响应信号时)处于休眠状态，并且在可能存在访客时即受到前述的响应信号时唤醒。
[0036]在优选的例子中，前述红外脉冲波发射模块101在向门外发射红外脉冲时，以设定的初始工作频率发射红外脉冲，并且所述红外接收模块102与该红外脉冲波发射模块101同时同频率工作。
[0037]如以上所描述的，室内主机200在唤醒后，控制增大前述红外脉冲波发射模块101和红外接收模块102的工作频率，也即在存在潜在访客时，红外脉冲波发射模块101和红外接收模块102将以更快的工作频率来发射和接收红外脉冲，以保证探测精度，并且室内主机200持续接收和读取红外接收模块102所得到红外读数与背景红外的差值。
[0038]室内主机200在接收到前述差值后，基于所述红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异的变化趋势来决定访客的离开或者接近。结合图4所示的示意，根据接收到的反射红外强度可以判断距离，并且根据强度的增大或减小(由此带来的强度差异变化)判断访客是在离开还是在靠近，这是本发明提供的实施方案区别于现有被动红外最核心的地方。
[0039]例如，如果这个差值正在变小，则访客正在离开，反之，则访客正在接近(即靠近门)。
[0040]当然，我可以通过调整所述初始工作频率的大小以调整红外辐射探测范围。例如，在室内主机200上设置调节程序和/或调节按钮，用于调节所述初始工作频率的大小。这样设定的初始工作频率在设定后，存储在室外机100的第一存储器104内。在一些例子中，这样的第一存储器104还可以与红外接收模块102—体地设计和/或形成。
[0041]如图1所示，室外机100还包括第一处理器103和第一存储器104，前述红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度均存储在该第一存储器104内，第一处理器103被设置成控制整个室外机100的工作，例如:根据设定的初始工作频率和/或增大的工作频率控制红外脉冲波发射模块101和红外接收模块102的工作，根据红外接收模块102实时获取到的红外强度并读取预存的背景红外强度来处理计算得到二者的差值，基于差值而产生中断并控制发送到室内主机200，控制前述差值的传输等等。这样的第一处理器103和第一存储器104可以采用现有的处理器和存储介质来实现，例如单片机、嵌入式架构的控制器、微处理器、闪存等。
[0042]结合图3所示的基于红外辐射探测的访客识别方法，下面更加具体地介绍室内主机200基于红外接收模块实时获取到的红外强度与预存的背景红外强度的差值来实现访客识别与处理的过程。
[0043]如图1、图2、图3所示，当室外机100产生中断并发送响应信号到室内主机200后，室内主机200据此唤醒并进入持续监控状态，同时室内主机200将控制增大红外脉冲波发射模块101和红外接收模块102的工作频率，以更加快速和准确地获取访客的运动状态信息，同时，将实时取得的前述差值送给室内主机200。室内主机200基于这些差值数据，诸如差值的变化趋势以及访客在设定的时长内是否离开探测区域、监控到门铃操作等，进入对应的访客处理，包括路过访客处理、正常访客处理、可疑访客处理以及高危访客处理。下面将对此进一步说明。
[0044]结合图3，响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐减小的趋势，并且在设定的第一时长内离开监控距离(距离门外的摄像装置如探头越来越远)，则室内主机200判断访客正在离开，即该访客为路过访客，室内主机200重新设定所述红外接收模块102与该红外脉冲波发射模块101以初始工作频率工作，以及室内主机进入休目民，直到重新被唤醒。
[0045]如果访客没有在第一时长内离开，而是逐渐接近门外的摄像装置，即前述差值呈现逐渐增大的趋势，则响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内监测到门铃操作，室内主机200判断此访客为正常访客，则进入正常访客处理，例如控制门铃正常响起或者以设定好的某一种门铃响起。
[0046]这里，第二时长的间隔T2大于第一时长的间隔Tl。
[0047]如果访客仍在接近(即前述差值呈现逐渐增大的趋势)，没有在第二时长内监测到门铃操作，此时室内主机200将控制启动门外的现场影像信息采集，例如控制开启门外的摄像装置采集门外(访客的)图像和/或影像，如果访客距离门铃过分接近，例如距离不足20cm，则访客可能为可疑访客。
[0048]结合图3，响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内未监测到门铃操作，则室内主机判断此访客为可疑访客且还控制再次增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。如此，在判断为可疑访客的情况下，以更加快速的频率来跟踪可疑访客的行为，以在最快的时间内探测到访客的状态，提早发现危险或者危险的可能性。
[0049]结合图3，当访客被判断为可疑访客时(反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值仍然呈现逐渐增大的趋势)，如果在第三时长内仍未离开探测区域(即未离开监控距离)，并且没有按下门铃(即未检测到门铃操作)，或者该访客距离门铃过于接近，例如低于10cm，则判定为高危访客，进入高危访客处理，采用下述一种方式进行告警:包括下述操作中的至少一种:发出声和/或光告警信息，发送告警信息至设定的联系人以及发送告警信息至公共报警平台。当然，结合图3所示，当访客有按下门铃时，则判定为正常访客，进入正常访客处理。
[0050]也即，响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且:I)在设定的第三时长内该访客未离开监控距离，并且未检测到门铃操作;或者2)由前述差值判断出该访客过于接近门铃，则室内主机200判定此访客为高危访客，进入高危访客处理。
[0051]前述例子中，第三时长的间隔T3大于第二时长的间隔T2。
[0052]结合图3所示，在所有的路过访客处理、正常访客处理、可疑访客处理以及高危访客处理后，室内主机200将休眠直到再次被唤醒。
[0053]如图1所示，室内主机200具有一个显示器201、扬声器202、网络连接器203、控制按钮204、第二处理器205以及第二存储器206。显示器201用于显示室内主机200的工作状态信息、门外的摄像装置采集的影像信息、告警信息等可视反馈给用户。扬声器202用于根据第二处理器204的控制播放提醒信息和/或告警信息。网络连接器203用于使得室内主机200连接到网络，例如互联网、局域网等，从而向使用者、公共报警平台或者设定的移动电话发送梯形信息或者告警信息。控制按钮204，包括例如开关机、功能设定按钮、主动监控按钮等，被设计用于触发或者调用对应的功能。
[0054]第二处理器205被设置用于控制室内主机200的运行，例如基于前述读取到的差值的变化趋势以及在设定的时长范围内访客是否离开、是否操作门铃以及是否距离门铃过近等，综合判断访客的类型，并进入对应的访客处理流程。
[0055]第二存储器206，被设置用于存储供第二处理器205执行以实现上述访客的具体类型识别以及对应流程的处理，这样的处理流程的一些具体示例，结合图3所示的流程，正如以上步骤所描述的，例如:
[0056]室内主机200基于所述红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异的变化趋势来决定访客的离开或者接近；
[0057]室内主机200响应于所述响应信号(即如图2所示的中断)控制增大红外脉冲波发射模块1I和红外接收模块102的工作频率；
[0058]响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐减小的趋势，并且在设定的第一时长内离开监控距离，则室内主机200判断访客正在离开，并重新设定所述红外接收模块102与红外脉冲波发射模块101以初始工作频率工作，以及进入休眠。
[0059]响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内监测到门铃操作，室内主机判断此访客为正常访客；
[0060]响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内未监测到门铃操作，则室内主机200判断此访客为可疑访客并控制再次增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。
[0061]室内主机200进入可疑访客处理时控制启动对门外的图像和/或影像的采集；
[0062]响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且:I)在设定的第三时长内该访客未离开监控距离，并且未检测到门铃操作;或者2)由前述差值判断出该访客过于接近门铃，则室内主机200判定此访客为高危访客，进入高危访客处理。
[0063]这里，第二处理器、第二存储器也可以例如现有技术中的处理器与存储器的设计，例如微处理器、单片机、闪存等。
[0064]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，该访客识别方法包括: 通过一红外脉冲波发射模块向门外发射红外脉冲； 通过一红外接收模块接收经过发射后的红外脉冲，其中，该红外接收模块上设置有滤光装置以允许与所述红外脉冲发射模块发射的红外光波长相同的红外光通过； 检查所述红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异; 响应于反射红外强度高于设定的背景红外强度并且在二者之间的差值达到设定的第一阈值时，发送第一响应信号至室内主机;以及 室内主机基于第一响应信号唤醒。2.根据权利要求1所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法中，所述红外脉冲波发射模块在向门外发射红外脉冲时，以设定的初始工作频率发射红外脉冲，并且所述红外接收模块与该红外脉冲波发射模块同时同频率工作。3.根据权利要求1所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法中，所述设定的背景红外强度是指在门外无障碍时通过红外脉冲波发射模块发射红外脉冲并由红外接收模块接收后所得到的红外强度。4.根据权利要求1所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含: 响应于反射红外强度高于设定的背景红外强度并且在二者之间的差值达到设定的第一阈值时，发送前述差值至室内主机。5.根据权利要求4所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含: 室内主机基于所述红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差异的变化趋势来决定访客的离开或者接近。6.根据权利要求4或5所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 所述室内主机响应于所述第一响应信号控制增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。7.根据权利要求6所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐减小的趋势，并且在设定的第一时长内离开监控距离，则室内主机判断访客正在离开，并重新设定所述红外接收模块与该红外脉冲波发射模块以初始工作频率工作，以及进入休眠。8.根据权利要求6所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内监测到门铃操作，室内主机判断此访客为正常访客。9.根据权利要求8所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内未监测到门铃操作，则室内主机判断此访客为可疑访客并控制再次增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。10.根据权利要求9所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 室内主机进入可疑访客处理，并控制启动对门外的图像和/或影像的采集。11.根据权利要求6所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 响应于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且:I)在设定的第三时长内该访客未离开监控距离，并且未检测到门铃操作;或者2)由前述差值判断出该访客过于接近门铃，则室内主机进入高危访客处理。12.根据权利要求1所述的基于红外辐射探测的访客识别方法，其特征在于，前述方法更加包含以下步骤: 调整所述初始工作频率的大小以调整红外辐射探测范围。13.—种基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，包括安装在门外侧的室外机以及安装在门内侧的室内主机，其中: 室外机上设置有一用于以初始工作频率发送红外脉冲的红外脉冲波发射模块以及一用以接收红外脉冲以探测红外强度的红外接收模块，该红外接收模块上具有一过滤装置，被设置成仅允许与所述红外脉冲发射模块发射的红外光波长相同的红外光通过;该红外接收模块与红外脉冲波发射模块同时同频率工作； 所述室外机还被设置成基于所述红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差值达到设定的第一阈值时，发送第一响应信号至所述室内主机； 所述室内主机在接收到所述第一响应信号时唤醒，并控制增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。14.根据权利要求13所述的基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，所述室内主机还被设置成基于所述红外接收模块所接收到的红外光的反射红外强度与设定的背景红外强度的差值呈现逐渐减小的趋势，并且在设定的第一时长内访客离开监控距离时，判断访客正在离开并重新设定所述红外接收模块与该红外脉冲波发射模块以初始工作频率工作，室内主机进入休眠。15.根据权利要求13所述的基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，所述室内主机还被设置成基于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且在设定的第二时长内未监测到门铃操作时，判断此访客为可疑访客并控制再次增大红外脉冲波发射模块和红外接收模块的工作频率。16.根据权利要求15所述的基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，所述室内主机决定访客为可疑访客时还控制启动安装在门外的影像采集装置采集门外的静态图像和/或影像。17.根据权利要求13所述的基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，所述室内主机还被设置成基于前述反射红外强度与设定的背景红外强度之间的差值呈现逐渐增大的趋势，并且:I)在设定的第三时长内该访客未离开监控距离，并且未检测到门铃操作时；或者2)由前述差值判断出该访客过于接近门铃时，进入高危访客处理，包括下述操作中的至少一种:发出声和/或光告警信息，发送告警信息至设定的联系人以及发送告警信息至公共报警平台。18.根据权利要求13-17中任意一项所述的基于红外辐射探测的访客识别系统，其特征在于，所示室内主机设置有用于调节所述红外接收模块与红外脉冲波发射模块的初始工作频率的模块。
【文档编号】G06K9/00GK105844209SQ201610053431
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】孙海金, 叶景峰
【申请人】孙海金, 叶景峰