无线电能充电系统中的对象检测系统及方法与流程

本申请总体上涉及无线充电系统以及在该系统中使用的硬件和软件。

背景技术：

已经进行了各种尝试向电子设备无线发射能量，在该电子设备中，接收机设备会消耗该传输能量并将其转换成电能。然而，大多数传统技术无法在任何有意义的距离上发射能量。例如，磁共振为设备提供电力而不需要将电子设备连接到功率谐振器。然而，需要将电子设备靠近功率谐振器的线圈(即，在磁场内)定位。其他的传统方案可能没有考虑给用户的移动设备充电的用户的用户移动性或者这些方案不允许设备位于具备可操作性的狭窄窗口外侧。

对远程电子设备进行无线供电需要用于识别电子设备在电能传输设备的传输场内的位置的装置。传统的系统通常尝试就近定位电子设备，因此没有能力识别并映射可用设备的频谱以例如在大的咖啡店、仓库、办公楼或电气设备能够潜在地到处移动的其他三维空间中充电。而且，出于方向性目的和功率输出调制两者考虑，需要一种用于管理功率波产生的系统。因为许多传统系统未考虑他们服务的电子设备的大范围移动，因此还需要一种用于动态且准确追踪可由电能传输设备服务的电子设备的装置。

无线电能传输可能需要满足某些规章要求。发射无线能量的这些设备可能需要遵从针对人或其他生物的电磁场(EMF)暴露防护标准。由美国标准和欧洲标准根据功率密度限制和电场限制(以及磁场限制)定义了最大暴露限制。这些限制中的一些是由美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communications Commission，)针对最大可容许暴露量(MPE，Maximum Permissible Exposure)而建立的，一些限制是由欧洲监委会针对辐照暴露量而建立的。FCC针对MPE建立的限制被编纂成47CFR§1.1310。对微波范围内的电磁场(EMF)频率而言，功率密度可以用来表示暴露强度。功率密度被定义为每单位面积的功率。例如，功率密度通常可以由以下来表达：每平方米的瓦特数(W/m2)、每平方厘米的毫瓦数(mW/cm2)或每平方厘米的微瓦数(μW/cm2)。除此之外，可能需要在可能设置诸如敏感电子设备、敏感计算设备或敏感医学设备之类的敏感对象处避免传输功率波。

因此，期望对用于无线电能传输的系统及方法进行适当管理来满足上述规章要求。需要一种用于无线电能传输的装置，该装置包含各种安全技术以确保在传输场内的人或其他生物不暴露于在规章限制或其他标称限制附近或之上的EMF能量下，并且确保其他敏感对象不暴露在超过标称限制的EMF能量下。需要一种用于实时监测并追踪传输场内的对象并且提供一种用于控制功率波的产生以适应性地调整传输场内的环境的手段的装置。

技术实现要素：

本文中所公开的系统及方法旨在解决现有技术中的缺点并且也可以提供附加或替选的优点。本文中所公开的实施例可以生成并发射功率波，该功率波由于其自身的物理波形特征(例如频率、振幅、相位、增益、方向)而在传输场中的预定位置处汇聚以生成能量袋。与由无线充电系统供电的电子设备相关联的接收机可以从这些能量袋中提取能量，然后将该能量转换成可用于与接收机相关联的电子设备的电力。能量袋可以表现为三维场(例如传输场)，在该三维场中，能量可以被定位在能量袋内或能量袋附近的接收机获取。在一些实施例中，发射机可以通过调整功率波的传输来执行自适应袋形成以基于来自传感器的输入传感器数据来调节电能等级或避开某些对象。可以利用用于识别传输场中的接收机和人的一种或多种技术来确定能量袋应该被形成在何处以及应该将功率波发射到何处。为了识别位于发射机的视场内的人、物体或其他项，传感器可以生成传感器数据，相机可以生成图像数据，并且可以对传感器数据和图像数据进行处理以识别功率波应该避免的区域。该传感器数据和图像数据可以是由发射机生成的设备映射数据的附加或替选形式，指示接收机位于发射机的视场中的何处以及电能传输可以在何处被避免。

在实施例中，用于无线电能传输的方法包括：由发射机来发射功率波，该功率波在与接收机相关联的位置处汇聚以形成相长干涉。该方法还包括：由与发射机通信的至少一个热成像相机来生成该发射机的传输场的至少一部分的热图像。该方法还包括：由发射机基于所述热图像中的温度数据来识别所述发射机的传输场中的生物。该方法还包括：由发射机来确定所识别的生物到功率波的接近度。该方法还包括：当确定生物的接近度处于距功率波的预定距离内时，由发射机调整功率波的电能等级。

在另一实施例中，用于无线电能传输的发射机包括热成像相机，其被配置成生成所述发射机的传输场的至少一部分的热图像。发射机还包括控制器，其被配置成从热成像相机接收热图像，基于热图像数据中的温度数据来识别发射机的传输场中的生物，确定所识别的生物到由发射机生成的功率波的接近度，以及当确定生物的接近度在距所述功率波的预定距离内时，调整功率波的电能等级。在另一实施例中，用于无线电能传输的方法包括：由与发射机通信的成像传感器来生成针对发射机的传输场的至少一部分内的生物或敏感对象的视觉成像数据。该方法还包括：由与发射机通信的至少两个超声换能器来生成识别一个或多个对象的超声检测数据。该方法还包括：由发射机基于视觉成像数据和超声检测数据来确定生物或敏感对象在传输场中的位置。该方法还包括：发射机基于生物或敏感对象的位置来发射在接收机的位置处汇聚的功率波。

在另一实施例中，用于无线电能传输的发射机包括成像传感器，其被配置成生成针对发射机的传输场的至少一部分内的生物或敏感对象的视觉成像数据。该发射机还包括至少两个超声换能器，其被配置成生成用于识别一个或多个对象的超声检测数据。该发射机还包括处理器，其被配置成基于视觉成像数据和超声检测数据来确定生物或敏感对象在传输场中的位置，并基于所述生物或敏感对象的位置来控制在接收机的位置处汇聚的功率波的传输。

在另一实施例中，用于无线电能传输的发射机包括成像传感器，其被配置成在二维平面内生成针对发射机的传输场的至少一部分内的生物或敏感对象的视觉成像数据。该发射机还包括至少两个超声换能器，其被配置成在二维平面中生成用于识别一个或多个对象的超声检测数据。该发射机还包括处理器，其被配置成当生物或敏感对象在所述视觉成像数据的二维平面中的位置对应于对象在超声检测数据的二维平面中的位置时确定生物或敏感对象在传输场中的位置，以及基于所确定的生物或敏感对象的位置来控制在接收机的位置处汇聚的功率波的传输。

在另一实施例中，用于无线电能传输的系统包括摄像机，其用于捕获被配置成发射无线电能的发射机的传输场中的一个或多个对象的图像数据。该系统还包括发射机的处理器，该处理器被配置成接收来自摄像机的图像数据；并且通过处理图像数据来生成符号数据，其中，所述符号数据对应于由针对所述图像数据中的一个或多个对象中的每一个的数值表示的数据。

在另一实施例中，用于无线电能传输的计算机实现的方法包括：由摄像机来捕获被配置成在传输无线电能的发射机的传输场中的一个或多个对象的图像数据。该计算机实现的方法还包括：由发射机的处理器来接收从摄像机捕获一个或多个对象的图像数据。该计算机实现的方法还包括：由处理器通过处理图像数据来生成符号数据，其中，所述符号数据对应于由针对所述图像数据中的一个或多个对象中的每一个的数值表示的数据。

在另一实施例中，用于无线电能传输的系统包括摄像机，其用于捕获发射机的传输场的至少一部分的图像数据，其中所述图像数据包括视觉图案。该系统还包括发射机的处理器，该处理器被配置成当视觉图案与预存储的表示对象的视觉图案匹配时，识别对象；以及基于所识别的对象的位置来控制一个或多个电能传输波的传输。

在另一实施例中，用于无线电能传输的计算机实现的方法包括：由发射机的摄像机来生成传输场的至少一部分的图像数据，其中，所述图像数据包括视觉图案。该方法还包括：由发射机的处理器在所述视觉图案与预存储的表示对象的视觉图案匹配时识别对象。该方法还包括：由处理器基于所识别的对象的位置来控制一个或多个电能传输波的传输。

在另一实施例中，用于无线电能传输的发射机包括图像处理器，其被配置成接收来自相机的图像数据并识别该图像数据中的对象相对于相机的位置的第一组坐标。该发射机还包括超声处理器，其被配置成接收来自至少两个超声换能器的超声数据并识别该超声数据中的对象体相对于相机的位置的第二组坐标。该发射机还包括决策管理器处理器，其被配置成基于第一组坐标到第二组坐标来确定第一图像数据中的对象距发射机的位置的距离。该发射机还包括一组天线，其被配置成基于第一图像数据中的对象的距离来发射电能传输信号。

在另一实施例中，用于无线电能传输的发射机包括第一处理器，其被配置成接收来自第一传感器的第一类型的第一图像数据并识别所述第一图像数据中的对象相对于第一传感器的位置的第一组坐标。该发射机还包括第二处理器，其被配置成接收来自第二传感器集合的第二类型的第二数据并识别所述第二数据中的对象相对于第一传感器的位置的第二组坐标。该发射机还包括第三处理器，其被配置成基于第一组坐标到第二组坐标来确定第一图像数据中的对象距发射机的位置的距离。发射机还包括一组天线，其被配置成基于第一图像数据中的对象的距离来发射电能传输信号。第一处理器、第二处理器和第三处理器中的两个或更多个的功能可以由单个处理器来执行。

需要理解的是，以上的概括描述以及以下的详细描述是示例性和说明性的，并且意在提供对本文中所描述的实施例的进一步解释。

附图说明

附图构成该说明书的一部分并且解释了本发明的实施例。通过参照下面的附图，本公开可以得到更好地理解。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出本公开的原理上。

图1示出了根据示例性实施例的示例性无线充电系统的部件。

图2示出了根据示例性实施例的电能传输系统的示例性发射机。

图3示出了根据示例性实施例的用于使用热成像相机来识别发射机的传输场内的对象的示例性无线电能传输系统的部件。

图4为示出根据示例性实施例的使用热成像相机来识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

图5示出了根据示例性实施例的用于使用热成像相机与超声换能器来识别发射机的传输场内的对象的示例性无线充电系统的部件。

图6示出了根据示例性实施例的用于使用超声换能器来识别发射机的传输场内的对象的用于无线电能传输系统的系统的部件。

图7为根据示例性实施例的具有热成像相机和超声换能器的无线电能传输系统的示意图。

图8为显示多个视觉上连续的人体温度像素图案的热成像相机的视场的二维X-Y网格。

图9示出了根据示例性实施例的无线电能传输系统的部件的架构。

图10为示出根据示例性实施例的使用热成像相机与超声换能器来识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

图11为根据示例性实施例的在无线电能传输系统中的识别选定特征和提取无线电能传输的选定视频段的简化示例。

图12为示出根据示例性实施例的在无线电能传输系统中对在无线电能传输期间捕获的视频成像数据进行计算机视频分析的步骤的流程图。

图13为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

图14为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的接收机的方法的流程图。

图15为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的多个发射机中的一个或多个发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

图16为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

具体实施方式

此处参照附图中示出的形成本文一部分的实施例来详细描述本公开。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以使用其他实施例和/或可以进行其他改变。在详细说明中描述的说明性实施例并不意味着是对本申请体现的主题的限制。

在无线电能传输系统中，发射机是包括以下各种组件和电路或以其他方式与以下各种部件和电路相关联的设备，所述各种部件和电路例如负责生成并发射功率波，在传输场中的位置处形成能量袋，监测传输场的条件，以及在需要时生成零空间(null space)。发射机可以基于一个或多个接收机的位置生成并发射用于袋形成的功率波和/或可以基于发射机的传输场内的一个或多个对象例如人、动物和其他敏感对象的位置来执行调零。识别接收机和对象的位置的一个或多个参数可以由发射机的处理器基于从以下各部件中接收到的数据来确定：一个或多个接收机、发射机内部的一个或多个摄像机、发射机外部的一个或多个摄像机、发射机内部的一个或多个传感器和/或发射机外部的一个或多个传感器。关于无线电能传输系统的摄像机，应该理解的是，内部摄像机可以是发射机的集成部件。还应该理解的是，外部摄像机可以是设置在发射机的传输场内的相机，并且可以与无线电能传输系统的一个或多个其他发射机有线通信或无线通信。关于无线电能传输系统的传感器，应该理解的是，内部传感器可以是发射机的集成部件。还应该理解的是，外部传感器可以是设置在发射机的传输场内的传感器设备，并且可以与无线电能传输系统的一个或多个其他发射机有线通信或无线通信。

发射机可以无线发射具有某些物理波形特征的功率波，该物理波形特征对于所实施的特定波形技术是特定的。功率波可以以如下任何物理媒介的形式被发射至处于发射机的传输场内的接收机，所述任何物理媒介能够传播通过空间并且能够被转换成用于给一个或多个电子设备充电的可用电能量。物理媒介的示例可以包括射频(RF)波、红外、声学、电磁场以及超声。电能传输信号可以包括具有任何频率或波长的任何无线电信号。本领域技术人员应该理解的是，无线充电技术不限于RF波传输技术，也可以包括用于向一个或多个接收机发射能量的替选或附加技术。

现将参照附图中示出的示例性实施例，并且本申请将使用特定的词语来描述示例性实施例。然而，应该理解的是，这并不意图限制本发明的范围。对本申请示出的创造性特征的对于为相关技术领域且知晓本公开的技术人员而言显而易见的变化和进一步修改以及对本发明的原理的对于为相关技术领域且知晓本公开的技术人员而言显而易见的附加应用应该被视为在本发明的范围内。

无线充电系统的示例性部件

图1示出了根据示例性实施例的无线电能传输系统100。示例性系统100可以包括发射机102和接收机，该发射机102包括发射功率波104以在发射机102的传输场中生成能量袋112的天线阵列106，该接收机耦接到电子设备108、110并且被配置成将从能量袋112捕获的能量转化成用于电子设备108、110的电能。电子设备108、110的非限制性示例可以包括：笔记本电脑、手机、智能手机、平板电脑、音乐播放器、玩具、电池、手电筒、灯具、电子手表、相机、游戏机、电器、以及GPS设备等类型的电子设备。

发射机102可以是包括可以生成诸如射频(RF)波之类的功率波104的芯片或其他形式的集成电路的电子设备，借此至少一个RF波被相移并且相对于至少一个其他RF波再次被增益调整。发射机102将功率波104从天线阵列106发射至耦接到一个或多个电子设备108、110或集成在一个或多个电子设备108、110内的接收机，在图1的示例性系统中，一个或多个电子设备108、110包括手机108和笔记本电脑110。

接收机可以是包括以下各项的电子设备：至少一个天线、至少一个整流电路和至少一个电源变换器，其中这些部件可以捕获并转化来自能量袋112的能量，以对耦接到接收机或包括接收机的电子设备108、110供电或充电。而且，应该理解的是，接收机可以是电子设备108、110的集成部件或外部部件，或者可以以其他方式被耦接至电子设备108、110。

发射机102的微处理器可以控制功率波104的形成和发射，使得功率波104汇聚以在被微处理器确定为用于给接收机提供能量的有效位置的位置处形成能量袋112，并且还可以避开障碍物或人。能量袋112(或能量的袋)可以是一空间的区或区域，在该空间的区或区域中，能量或电能由于功率波104汇聚而累积，在该区或区域处引起相长干涉。能量袋112可以在通过汇聚发射机102发射的功率波104而引起的相长干涉图样的位置处形成。能量袋可以表现为如下三维场，在该三维场中，能量可以被位于能量袋112内或在能量袋112附近的接收机捕获。发射机102在袋形成过程期间产生的能量袋112可以被接收机获取、转化成电荷、然后作为电能或电压被提供给与接收机相关联的电子设备108、110(例如，笔记本电脑110、智能手机108、可充电电池)。在说明性实施例中，能量袋112作用于电子设备如手机108和笔记本电脑110的位置。发射机102还被配置成发射功率波104，该功率波104可以在三维空间中相消汇聚以在功率波104基本上互相抵消的一个或多个位置中产生一个或多个零点(未示出)。发射机102的微处理器可以类似地控制相消汇聚以形成一个或多个零点的功率波104的形成和传输。

为了在目标位置处形成能量袋112并向耦接到一个或多个电子设备(例如手机108、笔记本电脑110)或集成在一个或多个电子设备(例如手机108、笔记本电脑110)内的接收机提供能量，发射机102的微处理器还可以被配置成使用具有传感器操作的示例性系统部件来接收指示电子设备(例如手机108、笔记本电脑110)的位置的一个或多个参数，并且基于所述一个或多个参数，发射机102的微处理器可以选择功率波104的输出频率、相位或振幅，确定天线阵列106中的哪些天线应该进行发射(从而限定有源发射天线的形状)，并且确定天线阵列106中的至少一个天线阵列中的有源发射天线之间的间距。发射机102的微处理器还被配置成基于使用具有识别一个或多个对象例如人和动物的位置的传感器操作的示例性系统部件而得到的一个或多个参数来选择功率波104的输出频率、相位或振幅、天线阵列106中哪些天线应该进行发射、以及天线阵列106中的至少一个天线阵列中的天线之间的间距，以在发射机102的传输场内的一个或多个对象的一个或多个位置处形成一个或多个零空间。能量袋112被形成在功率波104累积以形成三维能量场的地方，在该三维能量场周围，可以由发射机102生成在特定物理位置中的一个或多个对应的传输零点。

接收机可以包括可以与发射机102传递各种类型的数据的通信部件，所述各种类型的数据为诸如指示接收机相对于发射机102的定位或位置的数据。通信部件可以包括能够使接收机借助于无线协议通过发射通信信号来与发射机102通信的电路。通信部件所使用的这种无线协议的非限制性示例可以包括BLE、Wi-Fi、NFC等。通信部件可以发射的数据的其他示例包括用于电子设备108、110的标识符(设备ID)、电子设备108、110的电池电量信息、电子设备108、110的地理位置数据或可以供发射机102用来确定何时以及何地发送用于产生能量袋112的功率波104的其他信息。

然后，接收机可以利用由发射机102发射的功率波104来建立能量袋，以给电子设备108、110充电或供电。接收机可以包括用于将功率波104转化成电能量的电路，该电能量可以被提供给电子设备108、110。在本公开的其他实施例中，可以有多个发射机和/或多个天线阵列，用于给例如可以包括以下各项的各种电子装备供电：电池、智能手机、平板电脑、音乐播放器、玩具以及其他项。

在一些实施例中，电子设备108、110可以和与电子设备108、110相关联的接收机区分开。在这些实施例中，电子设备108、110可以通过电线连接到接收机，该电线将所转换的电能量从接收机传递至电子设备108、110。

在发射机102接收到来自接收机的通信之后，发射机102识别并定位该接收机。建立一路径，通过该路径，发射机102可以知晓来自接收机的通信信号的增益和相位。除了来自接收机的通信信号之外，发射机102还从一个或多个相机接收关于接收机的存在及诸如人或动物之类的一个或多个对象的存在的静止图像数据和/或视频图像数据，所述一个或多个相机是发射机102的集成部件，或者可以存在于发射机102的传输场内。该相机可以是捕获表示场景中的一段时间的图像数据的任一摄像机。视频数据可以指一系列帧和相关的时序信息。视频用来指视频显示即对流式帧的显示，也指视频数据即可以被存储或用来产生视频显示的数字信息。图像数据可以指图像序列中的单个完全静止的图像，该图像序列在被快速连续(流式)显示时产生在场景内运动的幻象。图像数据还用来指表示单个静止图像的数字信息。视频内的图像数据可以与短暂的时间段相关联，往往每秒生成多个帧。然后，图像数据被发射机102转化成适当的格式以准确地识别接收机和/或一个或多个对象在发射机102的传输场内的位置。在一些实施例中，发射机102还接收来自发射机的一个或多个内部传感器或外部耦接的传感器的数据、关于接收机的位置和/或诸如人类、桌子和动物之类的一个或多个对象或障碍物的位置的数据。相机可以使用超声波、红外线、热、磁共振(MRI)、可见光等来捕获图像数据，该图像数据包括静止图像或视频图像。

基于可以从一个或多个相机、内部传感器、外部传感器接收到的各种类型的数据、热映射数据以及来自接收机的通信信号的任意组合，发射机102的微处理器可以确定用于生成功率波104的一个或多个参数，该一个或多个参数将在微处理器继续确定如何有效地在目标位置处产生能量袋112时被用作数据输入。例如，在确定了一个或多个参数之后，发射机102然后可以选择针对待发射的功率波104的波形的类型(例如啁啾波)以及该功率波104的输出频率，然后该功率波104被发射机102发射以在发射机102的传输场内的目标位置处生成能量袋112。

在一些实施例中，除了选择功率波104的类型以及确定该功率波104的输出频率之外，发射机102还可以从固定物理形状的天线阵列106中选择与天线的所需间距对应的天线子集，该天线子集将用来在发射机102的传输场内的目标位置处生成能量袋102。在选择了天线阵列106的天线正在发射的功率波104的输出频率、相位和振幅以及一个或多个天线阵列106中的每一个阵列中的天线之间的间距之后，发射机102的天线可以开始发射可以在三维空间中汇聚的功率波104。还可以通过使用外部功率源以及使用压电材料的本地震荡芯片来产生这些功率波104。功率波104通过发射机102的微处理器恒定控制，该微处理器还可以包括用于调整功率波104的相位和/或相对幅度的专用芯片。功率波104的相位、增益、振幅、频率和其他波形特征基于一个或多个参数来确定，并且可以用作天线的输入之一来形成能量袋112。

示例性发射机设备

图2示出了根据示例性实施例的无线电能传输系统的发射机200。无线电能传输系统包括发射机200和管理计算机214(又称为管理员计算机)。发射机200包括天线202、通信部件204、处理器206、相机208、传感器210和存储器212。发射机200可以将各种类型的波例如功率波发送至发射机200的传输场中。发射机200的传输场可以是二维空间或三维空间，发射机200可以将功率波发射至该二维空间或三维空间中。

发射机200可以被设计成用作单个发射机。在另一实施例中，可以有多个发射机，其中多个发射机中的每一个被设计成独立工作。发射机200可以包括处理器206(或微处理器)或与处理器206(或微处理器)相关联。处理器可以控制、管理以及以其他方式来操控发射机200的各种处理、功能和部件。处理器206实施用于控制发射机200的操作的系统。处理器可以是包括以下各项的集成电路：逻辑门、电路和可操作为执行如本文中所述的用于控制发射机200的行为的各种处理和任务的接口。处理器可以包括或实施现有技术中已知的多种处理器技术；处理器的非限制性示例包括但不限于x86处理器、ARM处理器、简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)处理器或复杂指令计算机(CISC)处理器等。处理器还可以包括图形处理器(GPU)，该图形处理器执行一组指令以进行与处理各种形式的图形数据例如从视觉相机或热像仪接收到的数据相关的一个或多个处理操作，或者以产生使用户能够配置并管理发射机200的操作的图形用户界面(GUI)。

处理器206可以被配置成处理并传递各种类型的数据(例如，从相机208的摄像机获得的图像数据和/或视频数据、和/或从传感器210获得的传感器数据)。附加地或替选地，处理器206可以管理对发射机200的各种处理和功能的执行，并且可以管理发射机200的部件。在一示例中，处理器208可以处理被相机208捕获的一个或多个对象的图像数据和/或视频数据，以识别可能存在于发射机200的传输场中的人和/或接收机。在另一示例中，处理器可以处理被相机210捕获的一个或多个对象的传感器数据，以识别可能存在于发射机200的传输场中的人和/或接收机。在又一示例中，处理器208可以根据通信部件204接收到的通信信号来生成热映射数据，然后，基于从传感器210接收到的传感器数据，处理器208可以确定功率波的最安全且最有效的特征。

在实施例中，发射机200对应于可以包括单个发射机处理器的单个发射机。然而，应该理解的是，在一些情况中，单个发射机处理器可以控制并操控多个发射机。例如，发射机可以被耦接至管理计算机214，该管理计算机包括执行以下软件模块的处理器，该软件模块命令管理计算机214的处理器用作能够控制各个发射机的行为的发射机处理器。附加地或替选地，单个发射机200可以包括多个处理器，所述多个处理器被配置成执行或控制发射机的行为和部件的具体方面。例如，发射机200可以包括图像处理处理器和传感器处理器，其中传感器处理器被配置成管理传感器210并处理传感器数据，并且其中图像处理处理器被配置成处理由相机208产生的图像数据以及管理发射机200的其余功能。

应该理解的是，无线电能传输系统可以包括任何数量的发射机，诸如第一发射机和第二发射机，其可以将功率波发射至发射机的一个或多个传输场中。因此，无线电能传输系统可以包括与发射机相关联的多个离散传输场，其中，该所述传输场可以交叠或可能不会交叠，但是可以通过发射机的处理器离散地管理。附加地或替选地，无线电能传输系统可以包括可以交叠或可能不会交叠但是可以被发射机的处理器管理作为集中传输场(unitary transmission field)来管理的传输场。

天线202可以被附接至天线阵列。在实施例中，每个天线阵列可以包括被配置成发射一种或多种类型的功率波的一个或多个天线集。在一些实施例中，天线阵列可以包括天线202(天线元件)，以及控制天线的行为例如生成具有预定特征(例如振幅、频率、轨迹、相位)的功率波的一个或多个集成电路。天线阵列中的天线可以发射具有预定特征的功率波，以使该功率波到达传输场内的给定位置处，并呈现那些特征。天线阵列中的天线可以发射在给定位置(通常，在该位置处，基于从相机208获得的图像数据和/或从传感器210获得的传感器数据识别到接收机)处相交的功率波，并且由于这些功率波各自的特征而形成能量袋，接收机可以从该能量袋收集能量并生成电能。应该理解的是，尽管示例性无线电能传输系统描述了基于射频的功率波，但是也可以使用附加的或替选的发射机天线、天线阵列和/或基于波(例如超声波、红外线、电磁共振)的技术来将来自发射机200的功率波发射至接收机。在使用超声波来发射功率波的替选实施例中，天线202被配置为换能器，并且可以修改其他部件以适应RF和超声波发射及接收之间的差异。

发射机200可以使用图像数据和/或视频数据来确定天线202应该在何处以及如何发射功率波。在另一实施例中，发射机200可以使用传感器数据来确定天线202应该在何处以及如何发射功率波。在又一实施例中，发射机200可以使用图像数据、视频数据和传感器数据来确定天线202应该在何处以及如何发射功率波。图像数据、视频数据和传感器数据可以向发射机200指示应该在何处发射功率波及应该在何处形成能量袋，并且在一些情况下，向发射机指示不应该在何处发射功率波。在实施例中，图像数据和/或视频数据可被相机208捕获，并由与发射机200相关联的处理器206解译，据此发射机200可以确定天线202应该如何形成并发射功率波。传感器数据可被传感器210捕获，并由与发射机200相关联的处理器206解译，据此发射机200可以确定天线202应该如何形成并发射功率波。当确定了应该如何形成功率波时，发射机200确定待从天线202中的相应天线中的每一个发射的功率波中的每一个的特征。针对功率波的特征的非限制性示例可以包括：振幅、相位、增益、频率、方向等。作为示例，为了在特定位置处生成能量袋，发射机200从天线202中识别天线子集，然后发射机200生成功率波用于发射至预定位置。从所述子集中的每个天线发射的功率波可以具有大不相同的特征，例如相位和振幅。

天线202可以包括与天线202相关联以生成功率波的一个或多个集成电路。在一些实施例中，集成电路位于容置集成电路的天线202和与集成电路相关联的天线202上。集成电路可以用作用于与集成电路相关联的天线的波形发生器，向相关联的天线提供合适的电路和指令，以使得天线可以根据针对功率波的基于图像数据和一些其他数据识别的预定特征来发射功率波。集成电路可以从处理器206(例如发射机处理器)接收指令，该指令确定应该如何将功率波发射至发射机的传输场中。例如，处理器206可以基于图像数据来确定在何处形成能量袋，然后可以指示天线202的集成电路生成功率波。然后，集成电路可以制备功率波并指示它们各自相关联的天线以将功率波相应地发射到传输场中。

通信部件204可以实现到无线电能传输系统的接收机和来自无线电能传输系统的接收机的有线和/或无线通信。在一实施例中，通信部件204可以是发射机200的嵌入式部件；在另一实施例中，通信部件204可以通过无线或有线通信媒介附接至发射机204。在一些实施例中，通信部件204可以在多个发射机之间共享，以使得耦接到通信部件204的发射机200中的每一个发射机可以使用由通信部件204在通信信号内接收到的数据。

在一些实施例中，通信部件204可以包括电机部件(例如处理器)，该电机部件使得通信部件204能够与无线电能传输系统的一个或多个接收机、其他发射机和/或发射机200的其他部件传递各种类型的数据。在一些实现方式中，这些通信信号可以表示用于驻存与功率波无关的通信的独特信道。可以基于预定的有线协议或无线协议及相关的硬件和软件技术使用通信信号来传递数据。通信部件204可以基于任何数量的通信协议例如无线保真(Wi-Fi)、近场通信(NFC)、ZigBee等来操作。然而，应该理解的是，通信部件204不限于基于射频的技术，也可以包括雷达、红外波。

无线充电设备可以使用通信信号中包含的数据来确定发射机200如何发射用于生成能量袋的安全且有效的功率波，接收机可以从所述功率波捕获能量并将该能量转换成可用的交流电或直流电。在一实施例中，发射机200可以使用通信信号传递可用来进行以下功能的数据：例如识别传输场内的接收机，确定电子设备或用户是否是被授权接收来自无线电能传输系统的无线充电服务，确定功率波的安全有效的波形特征、以及精确确认(hone)能量袋的位置等其他可能的功能。

相机208可以包括一个或多个摄像机。相机208可以被配置成捕获发射机200的传输场的图像数据，然后将该图像数据传送至发射机200的处理器206。相机208还可以被配置成捕获它们的视场中的与发射机200的传输场交叠的图像数据，然后将该图像数据传送至发射机200的处理器206。在一示例性实施例中，图像数据可以是原始图像数据。这意味着图像数据不限于原始图像数据，并且图像数据可以包括经与相机208相关联的处理器或诸如发射机200的处理器206的外部处理器或任何其他合适的处理器处理的数据。原始图像数据可以包括源自相机208的帧，经处理的图像数据可以例如包括基于图像数据(或原始图像数据)的符号数据。在一示例中，一个或多个摄像机可以提供诸如发射机200的传输场的图像/帧捕获之类的原始图像数据，该原始图像数据可以包括存在于传输场内的接收机、人、动物和家具；并且来自一个或多个摄像机的经处理的图像数据可以包括：在X平面、Y平面和Z平面中的朝向，以及对接收机的位置或一个或多个接收机天线的位置的确定，对接收机的位置或一个或多个接收机天线的位置的确定可以基于接收机的任何数量的特性、特征或当前状态例如指示接收机的朝向的数据。在另一示例中，来自相机208的摄像机的原始图像数据可以提供热成像信息，经处理的图像数据可以包括基于从所捕获的温度数据中获得的热成像信息对人或动物的识别。如所本文中所使用的，对图像数据或原始图像数据的任何引用可以包括在处理器206或其他处理设备处处理的数据。

一个或多个摄像机可以包括红外相机、热像仪、超声相机和可见光相机。一个或多个摄像机中的红外相机被配置成仅使用电磁波谱的红外部分中的能量来产生包括传输场内的场景的红外图像的图像数据。使用红外相机获得的图像可以基于到达红外相机或红外相机的传感器元件的红外辐射强度来给组成场景的像素分配颜色或灰度级。所产生的红外图像可以基于目标的温度；并且由红外相机显示的颜色或灰度级通常对应于场景中的可见光颜色，以将红外场景中关注的特征(例如人、动物、接收机)与这些特征在可见光场景中的相应位置准确地关联起来。

一个或多个摄像机中的热像仪对应于热成像相机。热成像相机使用红外光谱来检测源自受控制的确定区域例如发射机200的传输场的辐射，并且基于该辐射的强度，在受控制的区域中形成温度图。使用热成像相机检测活动可以以下述方式连续地或动态地完成：可以实时地检查一个或多个对象流的通道。换言之，穿过对象的一个或多个热成像相机控制访问区域必须通过，并且这些相机使用所接收的辐射的红外光谱来评估发射机200的受控制的传输场中的温度梯度。

热成像相机的操作可以类似于使用可见光形成图像的标准相机。与以400nm-700nm可见光范围形成图像的可见光相机相比较，热像仪工作在长达14000nm(14lam)的波长处。热像仪可以包括使用电磁波谱的接近于可见光的近红外部分的近红外相机、以及一般工作于远红外区域的热红外相机。热成像或测温技术可以依赖于以下原理：所有物体根据其温度发射一定量的黑体辐射。物体温度越高，发射的作为黑体辐射的红外辐射就越多，热像仪可以被配置成以与普通相机检测可见光的方式类似的方式来检测辐射。在实施例中，人体和环境之间由于他们温度的差异而存在恒定的热交换。可以使用由普朗克定律决定的黑体辐射曲线来分析任何物体的辐射特性。实质上，人体的所有辐射都处于红外区域中，在9.55μm处发生峰值辐射。这些参数非常适合于由热像仪进行的检测。

在一实施例中，发射机200可以包括单个摄像机208。在另一实施例中，发射机200可以包括摄像机208的阵列。摄像机可以包括红外相机、热像仪、超声相机和可见光相机。所述摄像机阵列可以被定位成用于查看发射机200的传输场的区域。关注区域可以对应于发射机200的传输场中的相机视场。所述摄像机阵列可以以线性阵列方式布置在发射机200中。在替选实施例中，可以使用包括摄像机的二维阵列的各种其他空间布置。

当使用多个相机时，每个相机可以与其他相机偏移设置以使每个相机具有不同的、可能部分交叠的视点。将相机设置成它们之间具有偏移间距使得计算机视觉算法能够执行计算并推断物体在由每个摄像机捕获的二维图像中的相对距离。

发射机200可以具有触发单元，该触发单元可以包括触发机构用于启动通过相机208中的一个或多个摄像机进行的对一组帧的捕获。在一实施例中，触发机构可以包括中央时钟信号以及可选的信号传递单元。中央时钟信号经由信号传递单元被传递至相机208中的一个或多个摄像机。在另一实施例中，还能够通过物理连接或者通过无线连接将中央时钟信号传递至相机208中的一个或多个摄像机。在其他实施例中，相机208中的一个或多个摄像机可以具有他们自身的内部同步时钟。本领域技术人员将认识到，有许多方式为发射机200的相机208中的一个或多个摄像机提供时钟信号，并且将理解的是，如何根据如下实际方式来调整发射机200的配置，以该实际方式，时钟信号被生成并分配给相机208中的一个或多个摄像机。

在一些实施例中，处理器206可以被配置成组合并处理由一个或多个相机捕获的数据以生成符号数据的输出。例如，符号可以是在数据中捕获的对象的诸如X坐标、Y坐标和Z坐标之类的数值、或者是可以以数字来表示的温度值。可以通过处理数据(图像数据和/或视频数据)来获得符号数据。经处理的图像数据将产生符号数据，该符号数据可以包括在图像数据中捕获的一个或多个对象的数量、在图像数据中捕获的一个或多个对象的二维坐标、在图像数据中捕获的一个或多个对象(诸如接收机和人)的三维(XYZ)坐标、一个或多个对象的运动状态以及一个或多个对象的大小。一个或多个对象可以包括接收机和人。在另一实施例中。符号数据可以包括仅一个或多个接收机的三维(XYZ)坐标、一个或多个接收机的大小以及一个或多个接收机相对于在图像数据中捕获的发射机的角度方位(angular orientation)。

在一些实施例中，由热成像相机获得的图像数据可以包括发射机200的传输场中的温度图(温度数据)。在根据图像数据识别对象期间，处理器206分析温度图以识别关注区域，该关注区域包括与正在被识别的对象的体温值对应的温度值。例如，如果所识别的对象是人，则处理器206可以在图中寻找以下关注区域，该关注区域包括以人体的温度范围为中心的温度，即介于在35摄氏度到40摄氏度之间，36摄氏度-37摄氏度是标称温度，但该范围可以扩大到包括其他生物。在识别对象之后，处理器206然后生成符号数据，该符号数据可以包括所识别对象的数量、所识别对象(诸如接收机和人)的三维(XYZ)坐标、所识别对象的运动状态、所识别对象的大小以及所识别对象的形状。换言之，通过热成像相机来测量人的体温。然后，处理器对由热成像相机捕获的热图像的分析可以基于对一般体温的预定范围的检测来将人或其他生物与热图像的其他部分区分开。当通过热成像相机观看时，温性物体对较冷的背景比较突出，在白天或晚上，人和其他温血动物变得易于对环境可见。

处理器206分析温度图以识别以下关注区域，该关注区域包括与正在被识别的对象(人体)的体温值对应的温度值。处理器206对关注区域的识别还可以取决于身体中进行测量的位置、一天中的时间以及人的活动程度。例如，提到的人体温度的一般引用值是：口腔(舌下)：36.8±0.4℃(98.2±0.72°F)、内部(直肠、阴道)：37.0℃(98.6°F)。健康人的体温在一天中可以变化0.5℃(0.9°F)，其中在早上温度较低而在下午和晚上温度较高；并且当人饥饿、困倦、生病或感冒时，体温也会改变。其他温血动物可以具有与人体温度不同的体温。例如，体温的一般引用值包括：狗：37.9℃-39.9℃(100.2°F-103.8°F)、猫：38.1℃-39.2℃(100.5°F-102.5°F)、奶牛：38.0℃-39.3℃(100.4°F-102.8°F)。

传感器210可以包括可以与发射机200物理相关联(即，连接到传感器或是传感器的部件)的传感器，或者设备可以被配置成检测并识别无线电能输系统和/或传输场的各种条件，然后可以生成用于发射机200的传感器数据，这有助于发射机200生成及传输功率波。传感器数据可以帮助发射机200确定各种操作模式和/或如何适当地生成并发射功率波，以使得发射机200可以向接收机提供安全、可靠且有效的无线电能。如此处详述的，传感器210可以传送在传感器操作期间收集的传感器数据，用于由发射机200的处理器206进行后续处理。附加地或替选地，一个或多个传感器处理器可以被连接到传感器210或被容置在传感器210中。传感器处理器可以包括执行各种主要数据处理例程的微处理器，由此在发射机处理器处接收到的传感器数据已部分或全部被预处理为用于生成功率波的可用映射数据。

传感器210可以向发射机200传送传感器数据。尽管在示例性实施例中传感器数据被描述为原始传感器数据，但不意在将该传感器数据限于原始传感器数据而还可以包括以下数据：由与传感器相关联的处理器处理的数据、由接收机处理的数据、由发射机或者任何其他处理器处理的数据。传感器数据可以包括源自传感器的信息，经处理的传感器数据可以包括基于传感器数据的确定。处理器206可以对从发射机的传感器或接收机的传感器(例如陀螺仪、加速度计)接收到的数据进行处理。例如，接收机的陀螺仪可以提供诸如在X平面、Y平面和Z平面中的朝向之类的原始数据。在该示例中，处理器206可以根据陀螺仪生成经处理的传感器数据，处理器206可以使用该所生成的经处理的传感器数据来基于接收机的方向来确定接收机天线的位置。在另一示例中，来自接收机的红外传感器的原始传感器数据和经处理的传感器数据可以基于热传感器数据来确定人的存在。如本文中所使用的，传感器数据或原始传感器数据的任何引用可以包括在传感器或其他设备处处理的数据。在一些实现方式中，接收机的陀螺仪和/或加速度计或与接收机相关联的电子设备可以提供指示该接收机或电子设备的朝向的传感器数据，发射机200可以使用该传感器数据来确定是否向接收机发射功率波。然后，接收机可以经由通信波将该传感器数据传送至发射机200。在这样的实现方式中，发射机200可以向接收机的位置发射功率波，直到发射机200经由通信波接收到由陀螺仪和/或加速度计产生的、指示接收机或电子设备处于运动中或具有表明该电子设备正在使用中或在人附近的传感器数据。

在一些实施例中，传感器210可以是被配置成发射、接收或发射并接收传感器波的设备，该传感器波可以是可以用来识别传输场中的敏感对象(例如人或一件家具)的任何类型的波。用于传感器的传感器技术的非限制性示例可以包括：红外/热释电传感器、超声传感器(ultrasound)、超声波传感器(ultrasonic)、激光传感器、光学传感器、多普勒传感器、加速度计传感器、微波传感器、毫米波传感器以及射频(RF)驻波传感器。可以很好地适于辅助和/或接近检测传感器的其他传感器技术可以包括谐振LC传感器、电容传感器和电感传感器。基于所使用的特定类型的传感器波以及与该传感器波相关联的特定协议，传感器可以生成传感器数据。在一些情况中，传感器可以包括以下传感器处理器，该传感器处理器可以接收、解译及处理传感器数据，然后传感器可以将该传感器数据提供给发射机处理器。

在一些实施例中，传感器可以是无源传感器、有源传感器和/或智能传感器。诸如调谐LC传感器(谐振、电容或电感)之类的无源传感器是简单类型的传感器并且可以提供最小但有效的对象辨别力。这种无源传感器可以用作辅助(远程)传感器，其可以分散到传输场中并且可以是接收机的一部分或者以其他方式独立地捕获可以被无线传递至传感器处理器的原始传感器数据。诸如红外(IR)传感器或热释电传感器之类的有源传感器可以提供有效且高效的目标辨别力并且可以具有与由这种有源传感器产生的传感器数据相关联的最小处理。智能传感器可以是具有针对主要传感器数据的板载数字信号处理(DSP)(即，在由发射机处理器处理之前)的传感器。这种处理器能够使对象辨别力精细化并为发射机处理器提供预处理的传感器数据，当确定如何生成并发射功率波时，发射机处理器更有效地处理这些传感器数据。

在一些实现方式中，传感器可以被配置为用于人体识别，并因此可以分辨人和其他对象(诸如家具)。由人体识别使能的传感器处理的传感器数据的非限制性示例可以包括：体温数据、红外测距仪数据、运动数据、活动识别数据、轮廓检测及识别数据、手势数据、心率数据、便携设备数据以及可穿戴设备数据(例如，生物特征读数和输出、加速度计数据)。

存储器212是用于存储待由处理器206使用的数据和指令的非易失性存储设备。存储器212采用磁盘驱动、光盘驱动、固态设备或网络存储附件来实现。存储器212可以包括一个或多个存储设备，以便于存储和操控程序代码、指令集、任务、包括接收机和电子设备的配置文件的预存储的数据等。存储器212实现方式的非限制性示例可以包括但不限于随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动(HDD)、安全数字(SD)卡、磁阻读/写存储器、光学读/写存储器、高速缓冲存储器或磁读/写存储器。此外，存储器212包括可由处理器206的处理器执行来进行具体操作的一个或多个指令。用于处理器的支持电路包括传统高速缓存、电源、时钟电路、数据寄存器、I/O接口等。I/O接口可以直接耦接到存储单元212或通过处理器206的处理器耦接到存储单元212。

在一些实施例中，发射机200可以与存储器212相关联，存储器212还可以包括一个或多个映射存储器，所述一个或多个映射存储器可以是被配置成存储图像数据的非暂时性机器可读存储介质，该图像数据可以是描绘和与发射机200相关联的传输场内接收机和一个或多个对象的位置的各方面的数据。存储器212还可以存储可以包括热图数据和传感器数据的映射数据。热图数据可以由发射机200的处理器生成，该处理器被配置成识别位于传输场中的接收机；传感器数据可以由发射机200的处理器和/或传感器处理器生成以识别位于传输场中的敏感对象例如人和动物。因此，存储在无线电能传输系统的存储单元212中的图像数据和映射数据可以包括指示如下各项的信息：接收机的位置、敏感对象例如人和动物的位置、以及可以由发射机200用来生成并发射安全且有效的功率波的其他类型的数据。发射机200可以采用存储在存储单元212的记录中的预存储数据来查询图像数据，以使得发射机200可以使用图像数据作为用于确定发射功率波的特征以及在发射场内生成能量袋的位置的输入参数。

在一些实施例中，无线电能传输系统可以包括外部存储器，该外部存储器可以是由管理计算机214的非暂时性机器可读存储介质驻存的机器可读计算机文件的集合或数据库。在这些实施例中，外部存储器可以通过有线或无线通信协议及硬件通信上耦接到发射机200。外部存储器可以包含预存储的数据，该预存储的数据包括接收机以及诸如人和动物之类的一个或多个对象的样本图像和配置文件。外部存储器的记录可以由发射机200访问，当确定发射机200将要生成的功率波的安全且有效的特征时，发射机可以在扫描接收机或敏感对象的传输场时更新预存储的数据。

在一些实施例中，发射机200可以包括非暂时性机器可读存储介质，其被配置成驻存内部存储器和存储单元212，其可以将映射数据存储在发射机200内。当新的映射数据被识别并存储时，发射机200的处理器206例如发射机处理器可以更新内部存储器的记录。在一些实施例中，存储在内部存储器中的映射数据可以被传送至无线电能传输系统的附加发射机，和/或内部存储器中的数据可以以规定间隔或实时地被传送并存储在外部存储器中。

无线电能传输系统的管理计算机214可以是任何计算设备，该计算设备可以包括或者可以以其他方式被耦接至使得用户能够控制管理计算机214的操作的用户接口。计算设备指的是具有处理器/微处理器和/或根据一个或多个编程指令来执行一个或多个操作的任何其他电子部件的计算机。计算设备的示例包括但不限于台式计算机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、平板电脑等。计算设备能够使用有线或无线通信能力通过网络与发射机200及外部服务器通信。网络指的是还连接各种计算设备和无线电能传输系统的数据库的媒介。网络的示例包括但不限于LAN、WLAN、MAN、WAN以及互联网。网络本身可以包括有线连接以及无线连接。通过网络的通信可以根据各种通信协议来执行，各种通信协议为例如传输控制协议和互联网协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)和IEEE通信协议。

输入设备可以是键盘、鼠标、指针、触摸屏或其他输入生成设备，以便于用户将控制指令输入到处理器206和/或管理计算机214中。在一实施例中，输入单元为无线电能传输系统提供一部分用户接口，并且可以包括用于输入字母数字及其他按键信息的字母数字键盘以及诸如鼠标、触控板或触控笔之类的光标控制设备。无线电能传输系统的显示单元可以包括阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子或发光二极管(LED)显示器。图形子系统可以接收文本和图形信息，并处理该信息以输出到显示单元。

在实施例中，无线电能传输系统的系统遵循针对人类对象的电磁场(EMF)暴露防护标准。由美国标准和欧洲标准根据功率密度限制和电场限制(以及磁场限制)定义了最大暴露限制。这些限制例如包括由联邦通信委员会(FCC)针对MPE建立的限制，以及由欧洲监委会针对辐照暴露建立的限制。由FCC针对MPE建立的限制被编纂在47CFR§1.1310。针对微波范围的电磁场(EMF)频率而言，功率密度可以用来表示暴露密度。功率密度被定义为每单位面积的功率。例如，功率密度通常可以根据以下来表达：每平方米的瓦特数(W/m²)、每平方厘米的毫瓦数(mW/cm²)或每平方厘米的微瓦数(i.tW/cm²)。

用于无线电能传输的本方法包括各种安全技术，以确保在传输场内或在传输场附近的人类居住者(human occupants)不暴露在接近或超过规定限制或其他标称限制的EMF能量下。一种安全方法是包括超出标称限制的误差裕度(例如约10％至20％)，以使得人类对象不暴露于在EMF照射限制处或EMF照射限制附近的电能等级下。第二种安全方法可以提供分级保护测量，例如如果人(以及在一些实施例中，其他生物或敏感对象)向具有超过EMF暴露限制的功率密度水平的能量袋运动，则减小或终止无线电能传输。另一种安全方法是冗余安全系统，例如使用功率减小方法与报警。这些安全方法采用包括用于捕获传输场内的对象的图像的一个或多个摄像机的图像处理器208和传感器210，随后处理所捕获的图像和/或传感器数据以识别人和接收机的位置。基于所确定的人和接收机的位置，发射机200然后向接收机发射功率波并在人的位置中生成零空间。

传感器操作

传感器210可以检测对象例如人或家具是否进入发射机200、功率波和/或能量袋的预定接近范围内。传感器210可以检测对象例如人或家具是否进入发射机200的传输场内。在一种配置中，传感器210然后可以指示发射机200或无线电能传输系统的其他部件基于检测到的对象执行各种动作。在另一配置中，传感器210可以在检测到对象时将生成的传感器数据传送给发射机200的处理器206，并且发射机200的处理器206可以确定执行哪些动作(例如调整能量袋、停止功率波传输和/或减少功率波传输)。例如，在一个传感器识别到人已进入传输场中，然后确定该人处于发射机200的预定接近范围内之后，传感器210可以向发射机200的处理器206提供相关传感器数据，使得发射机200减少或终止对功率波的传输。作为另一示例，在识别到已进入传输场的人，然后确定该人已进入能量袋的预定接近范围内之后，传感器210可以向发射机200的处理器206提供使得发射机200调整功率波的特征的传感器数据，以减少在能量袋处集中的能量的量、生成零点、和/或重新定位能量袋的位置。在另一示例中，无线电能传输系统可以包括报警设备，该报警设备可以产生警告，和/或可以生成并传送数字消息至系统日志或被配置为管理该系统的管理计算设备。在该示例中，在传感器210检测到进入发射机的预定接近范围的人、功率波和/或能量袋，或者以其他方式检测到系统的其他不安全或禁止条件后，可以生成传感器数据并将其传送至报警设备，这可以激活警告和/或生成通知并将其传送给管理员设备。通过报警产生的警告可以包括任何类型的感知反馈，例如音频反馈、视觉反馈、触觉反馈或它们的某些组合。

无线电能传输系统可以包括多个发射机200。例如，第一发射机可以包括发射和/或接收传感器波并生成传感器数据的第一传感器，该传感器数据可存储在第一发射机和/或映射存储器中；无线电能传输系统还可以具有第二发射机，该第二发射机包括发射和/或接收传感器波并生成传感器数据的第二传感器，该传感器数据可存储在第二发射机和/或映射存储器中。在该示例中，第一发射机和第二发射机两者都可以包括处理器，该处理器可以接收来自第一传感器和第二传感器的传感器数据，和/或从特定存储位置提取数据；因此，由相应的第一传感器和第二传感器产生的传感器数据可以在相应的第一发射机和第二发射机之间共享。然后，第一发射机和第二发射机中的每一个的处理器可以使用共享的传感器数据来确定用于生成并发射功率波的特征，这可以包括确定当检测到敏感对象时是否发射功率波。多个发射机可以与同一处理器交互并且可以由同一处理器来控制。

如所提及的，发射机200可以例如包括多个传感器或发射机200从其接收传感器数据的传感器或者与多个传感器或发射机200从其接收传感器数据的传感器相关联。作为示例，单个发射机可以包括位于发射机上的第一位置处的第一传感器和位于发射机上的第二位置处的第二传感器。在该示例中，传感器可以是二进制传感器，该二进制传感器可以获取例如敏感对象相对于传感器的位置之类的立体传感器数据。在一些实施例中，这种二进制传感器或立体传感器可以被配置成提供三维成像能力，该三维成像能力可以被传送至管理员的工作台和/或其他计算设备。此外，二进制传感器和立体传感器可以提高接收机或对象位置检测及布置的精度，这例如在运动识别和追踪时是有用的。

在一些实现方式中，用户可以向发射机200传递标记信息，该标记信息使得发射机200能够检测并确认用户希望从无线能量(即，功率波、能量袋)的接收中排除的特定对象。例如，用户可以经由用户设备的图形用户界面(GUI)通过与发射机200的控制器通信的用户设备提供标记信息。示例性标记信息包括针对电气设备的位置数据，该位置数据可以包括在包含对象的空间中的区域的一维坐标、包含对象的空间中的区域的二维(2D)坐标、包含对象的空间中的区域的三维(3D)坐标。执行标记的一种方式可以是将用户设备设置成靠近被标记的对象或位置并在记录待用发射机标记的位置时使用用户设备的位置作为针对标记对象的位置的代理。

相机和计算机视觉操作

发射机200可以包括相机208。相机208将捕获发射机200的传输场内的对象的图像，并且该图像将被传送给处理器206。处理器206可以执行计算机视觉软件或被编程为处理由相机208捕获的图像数据以根据所捕获的图像来定位并识别接收机、生物和/或其他敏感对象的任何合适的软件。在一示例中，可以首先识别接收机、生物和/或其他敏感对象的物理形状，并且一旦该物理形状被识别，就将其与预存储的数据进行匹配。一旦确认匹配，则接收机、生物和/或其他敏感对象的X、Y、Z坐标将被确定。

在一实施例中，发射机200使用立体配置的两个摄像机，这两个摄像机以并排配置操作为立体视觉。在由处理器206执行的计算机视觉软件中处理由两个摄像机捕获的数据中的图像以搜索该处理器可以识别的视觉图案。视觉图案被预编程或预配置并保存在存储器212中的预存储数据中。在使用可见光相机检测到人的存在的情况下，例如为了匹配的目的，预存储数据可以包括所有可能的肤色、头发颜色和面部特征。还可以训练计算机视觉软件来识别不同形状的接收机。有训练计算机视觉软件的多种方法。训练计算机视觉软件的一种方法是将物体例如手机举起来对着视觉相机，并在不同的朝向和距离处拍摄物体的快照。将快照保存在存储器212中，并且计算机视觉软件通过将图像数据与存储在存储器212中的快照进行比较来填充用于识别对象的配置文件。当无线电能传输系统正运行，并且计算机视觉软件正在从相机208接收图像数据时，由处理器206执行计算机视觉软件来搜索图像数据内与存储器212中存储的多个配置文件中预编程的图案匹配的任何部分。

在一些实现方式中，计算机视觉软件可以执行以下各种算法，所述各种算法使得软件能够基于那些对象的某些特征例如形状、朝向、运动、尺寸、RF辐射的发射、光的发射、热量等来智能地学习各种物理对象的身份。在操作时，当该对象的特征处于存储器212中的基线对象的对应特征的阈值变化量内时，计算机视觉软件可以识别对象。在比较特征时允许一些阈值变化可以解释由相机208常规“看到”的对象的细微变化，例如老化、侵蚀或对物体的某些形式的磨损。因此，当计算机视觉软件识别或“看到”在静止图像或视频中的对象时，计算机视觉也可以更新存储器212中的对应基线对象的参数或特征。

当计算机视觉软件根据存储在存储器212中的配置文件识别出图像数据中的对象时，计算机视觉软件使用图像数据来确定对象的X、Y、Z位置。每个摄像机将对象的X、Y坐标(其被称为像素)传送给处理器206。在接收到来自两个摄像机对象的X、Y坐标之后，计算机视觉软件将对象的X、Y坐标的两个副本进行比较，并产生对象的另一尺寸，该另一尺寸指示对象图像的每个像素距两个摄像机的距离。换言之，计算机视觉软件将与来自相机208中的每一个的对象有关的图像数据进行比较，以确定每个图像元素(或像素)的可比较距离，从而确定对象的每个图像元素的X、Y、Z坐标。除了用于三角测量目的的视频数据之外，确定到这些对象的距离还可以包括使用传感器数据。

在实施例中，所识别的对象可以由许多不同的像素组成，在一些情况中，该所述多个不同像素包含视觉图案和/或热图案，有时被称为视觉数据的“二进制大对象”(BLOB)。BLOB可以是图像的一个或多个特征基本相似或基本恒定的图像区域。因此，基于针对图像的该特定区域的像素生成的底层基础二进制数据，这些区域处的像素之下的数据是可被处理器206识别的并被处理器206理解为一个或多个对象。应该理解的是，这只是本领域的指连续的一组图像像素一个的术语，指的是连续的一组图像像素，并且不应该被视为限制发射机200的操作或者可以被发射机200识别或以其他方式检测到的项物品的性质。然后，处理器206的计算机视觉软件确定视觉数据的BLOB的中心坐标，有时被称为“质心”，然后由处理器206执行的计算机视觉软件确定质心X、Y、Z坐标并使用该质心X、Y、Z坐标来激活用于最佳配置或相位的天线202，所述最佳配置或相位将产生尽可能接近作为接收机单元的所识别对象的能量袋。类似地，例如，如果确定BLOB是人，则使用该信息来控制功率波的相位和振幅，以避免产生紧邻的能量袋。

在实施例中，所确定的X、Y、Z坐标可以相对于发射机200的参考系。例如，如果发射机200具有X、Y、Z坐标，则接收机坐标相对于发射机200，其中参考系是X、Y、Z坐标。计算机视觉软件与相机208相结合连续地和/或周期性地追踪接收机并连续地和/或周期性地确定相机208“看到”的对象的X、Y、Z坐标。发射机200立即使用X、Y、Z坐标数据来更新天线202的无线电能传输天线。例如，无线电能传输天线的相位可以是如计算机视觉软件检测到的，并且如由处理器206基于从相机208接收到的数据确定且连续更新的接收机的X、Y、Z坐标的函数。

本领域技术人员将将认识到，存在用于实现计算机视觉的多种技术，并且可以存在如下任何数量的软件产品，所述任何数量的软件产品可以由发射机200的处理器206执行以配置发射机200的部件从而执行与如本文中所述的计算机视觉相关的各种任务。可以用来指示处理器208和其他部件执行与计算机视觉相关的处理的这种软件的非限制性示例可以包括OpenCV、Fiji、Pfinder、Trax图像识别、机器人操作系统(ROS)等。还将理解的是，可以使用C++、Python、MATLAB、LISP或者能够在执行数字图像处理和自动计算机视觉例程时操控相机、图像处理器和/或处理器206的行为的任何其他编程语言开发的库来配置或以其他方式重配置这种底层软件模块。

在操作时，相机208可以被配置成上报图像数据的各像素的X、Y、Z坐标，该图像数据是从传送图像(例如连续视频、连续静止的帧图像)的相机(例如视觉摄像机、热像仪)发送至相机208的。编程模块还可以具有可以搜索并检测像素的可视BLOB的功能，其中图像数据中的可视BLOB可以是关注对象。因此，当相机208看到对象例如人、手机、书、椅子时，这些对象在由处理器206执行的计算机视觉软件中看起来是通常具有与背景相当的一种颜色的连续的像素集合，然后计算机视觉软件可以确定这些对象的质心相对于发射机200的坐标X、Y、Z。计算机视觉软件还被配置成针对静止对象或正在运动的对象进行操作。计算机视觉软件能够确定对象正在运动，这是因为运动的对象可以对应于相对于整个视场运动的连续像素，而所有其他静止的像素是背景的一部分。因此，运动中的像素更容易与背景像素区分开，这是因为运动中的像素是全部仅沿相同方向运动的像素。

计算机视觉软件可以使用开源软件来确定被识别为接收机的对象例如移动设备的X、Y、Z坐标。可以通过一种或多种技术训练发射机200的计算机视觉软件以识别接收机。例如，针对用于移动设备的接收机，其中接收机嵌入在诸如手机之类的移动设备内，与移动设备和/或接收机的形状、尺寸和配置对应的配置文件可以存储在发射机200的存储器212中。存储配置文件以使得当发射机200工作时，配置文件可供计算机视觉软件使用，然后有助于计算机视觉软件之间的通信并且可以是天线202的天线管理软件。通过计算机视觉软件的通信可以包括将接收机的X、Y和Z坐标传递至天线202的天线管理软件。在另一实施例中，当天线202的天线管理软件与接收机直接通信，并且发射机200正在给接收机供电时，天线202的天线管理软件将能够基于天线202的相位的设置来确定接收机的X、Y、Z坐标。此外，处理器206可以使用基于天线202的天线管理软件与接收机之间的直接通信确定的接收机的位置，并将所确定的位置与接收机通过计算机视觉软件上报的位置进行比较来证实计算机视觉软件正在将正确的对象识别为接收机。

在另一示例中，如果天线202的天线管理软件检测到包括接收机的电子设备，其中计算机视觉软件尚未被编程用于识别电子设备。计算机视觉软件或发射机200的一些其他硬件部件和/或软件部件可以使用从耦接到发射机200的传感器接收到的传感器数据、或者使用用户通过用户接口明确输入的一组坐标来确定移动设备的初始坐标X、Y和Z，使得即使计算机视觉软件最初无法使用预编程的对象数据库识别电子设备，发射机200的计算机视觉软件也能够连续地或周期性地跟踪移动设备的相对位置。在处理器206的计算机视觉软件尚未被编程为识别电子设备或独立接收机的图案的情况下，由发射机200的处理器206执行的计算机视觉软件将不能在最初始时确定并上报耦接到电子设备的接收机的X、Y、Z坐标。在一些情况中，未被识别的接收机可以经由通信信号(例如，Wi-Fi、NFC)与发射机200传递各种类型的位置数据，使得发射机200能够检测未被识别的接收机的存在并确定该接收机在发射机200的传输场中的位置。随后，发射机200的处理器206可以初始化天线202的天线管理软件来配置电能传输天线以将功率波发射至接收机的位置或接收机的位置附近。基于经由通信信号从接收机接收回的数据，发射机200的天线管理软件可以确定正在被供电的接收机的更具体的X、Y、Z坐标。然后，将接收机的X、Y、Z坐标存储在存储单元212的非暂时性机器可读存储装置中。然后，更一般地，计算机视觉软件以及发射机200的处理器206可以使用存储器212中存储的坐标开始监测接收机和电子设备的位置和运动(例如更新的坐标、更新的位置数据)。尽管处理器206的计算机视觉软件最初可能无法识别电子设备或独立接收机设备的图案，但是可以由发射机200的处理器206使用经由通信信号、在来自用户接口的用户输入中接收到的位置数据、和/或从耦接到发射机200的传感器生成和接收到的传感器数据来识别和服务电子设备或独立接收机设备。在确定接收机的初始位置之后，假设在功率波的向包括接收机的电子设备提供电能的路径中没有检测到敏感对象，则发射机200可以开始发射功率波。然后，发射机200可以调整天线202的天线配置以基于接收机移动来更新功率波。在这些情况下，处理器206可以基于用来发射功率波的天线相位来确定接收机的X、Y、Z坐标。然后，处理器206使用接收机X、Y和Z的来自天线202的天线管理软件的坐标来校准计算机视觉软件，以在X、Y、Z坐标的该位置处查找接收机。如果接收机随后被移动，则计算机视觉软件可以追踪接收机的图像并将图像数据上报至处理器206。将图像描绘为像素的BLOB，并且当像素的BLOB开始移动时，计算机视觉软件实时地确定移动的接收机的X、Y、Z坐标，并连续地和/或周期性地使用所确定的X、Y、Z坐标来更新天线202中的天线相位以将能量袋保持在接收机处。

计算机视觉软件的训练函数可以具有一个或多个参数。可以调整所述一个或多个参数来优化正在被计算机视觉软件识别的对象的类别。例如，不同种类的手机一般具有比诸如狗或猫之类的动物更独特的形状。手机可具有更多的角度特征并且通常具有矩形和扁平形状。由于手机的独特形状图案，因此计算机视觉软件可以被训练为更容易、更有效地且以更快的方式来识别对象例如手机。在一示例中，可以由计算机视觉软件通过识别诸如对象上的点、颜色和字母之类的视觉图案来识别对象。在另一示例中，可以由计算机视觉软件通过识别对象本体上的任何种类的特定标记来识别对象。在又一示例中，可以由计算机视觉软件通过识别对象的独特视觉图案的构形来识别对象，诸如例如，可以通过在键盘上定位按键来检测键盘的位置。在另一示例中，可以通过识别电视遥控器上的不同按钮的颜色来定位电视遥控器，或者可以通过识别相机的位置来定位手机，该相机位置通常呈现为手机背面上的小圆形物体。在通过计算机视觉软件识别手机的示例中，计算机视觉软件可以初始地处理手机的整体三维矩形形状，然后识别较小的孔，该较小的孔会是手机中的相机的镜头。换言之，可以训练计算机视觉软件以确定形成手机本身的矩形盒与位于手机上的所有特征例如按钮之间的关系，以正确地将手机识别或辨识为关注对象。

在实施例中，计算机视觉软件还被训练为当接收机被设置在诸如手机之类的电子设备外部时，在由相机208捕获的图像数据中识别接收机。在这种情况中，处理器206的计算机视觉软件被训练为识别形成接收机的基本形状的线。例如，如果接收机为矩形形状，则计算机视觉软件可以被训练为识别整体三维矩形形状。在另一示例中，如果接收机具有多种颜色或印字，则计算机视觉软件可以被训练为识别接收机的颜色或任何图案、子颜色图案。由于接收机可以用具有颜色的商标来标记，并且计算机视觉软件可以被预编程为根据RGB颜色来识别商标，因此颜色是计算机视觉软件识别接收机的独特方式。

使用多个发射机来对共享传输场中的对象进行建模

在实施例中，无线电能传输系统可以包括多个发射机，其中每个发射机200可以包括相机208。多个发射机中的每一个可以具有它们自身的传输场或能量区域，在该传输场或能量区域中，每个发射机200的天线可以发射功率波给电子设备充电。在另一示例中，多个发射机200中的每一个可以具有相同的传输场或能量区，在该传输场或能量区域中，每个发射机200的天线可以发射功率波给电子设备充电。在这种情况下，多个发射机的摄像机监测并捕获相同传输场(传输区域)的图像数据。多个发射机可以被配置成直接通过有线装置与彼此通信，或者通过后端无线服务器彼此通信，以共享由每个发射机捕获的图像数据。后端无线服务器可以是包括能够执行多个发射机之间的通信的处理器的服务器计算机。发射机中的每一个可以将由它们的相机捕获的图像数据传送至它们自己的处理器或中央处理器。发射机的处理器可以根据由多个发射机中的每一个的摄像机捕获的图像数据生成符号数据。然后，可以将从每个发射机处的多个不同视角获得的符号数据进行组合以生成传输场内的所有对象和接收机的视觉模型。

可以使用多个发射机来提高监测及检测接收机和敏感对象例如人的准确度。在具有多个发射机的房间中，其中多个发射机中的每一个具有摄像机，多个发射机可以放置在房间中以使得由多个发射机中的每一个的摄像机捕获的图像是从不同角度和视角捕获的。例如，在有藏在椅子后面的儿童的房间中，给定发射机的摄像机可能由于被椅子挡住而无法看到儿童，但是位于房间另一部分的发射机的摄像机可能能够识别儿童，因此即使给定发射机的摄像机无法捕获儿童的图像，也可以分析从所有发射机的所有摄像机捕获的所有数据以得到儿童的X、Y、Z坐标。

在以上讨论的示例中，儿童的X、Y、Z坐标可以在无线电能发射机之间传递，以使得即使具有无法看到儿童的摄像机的发射机也接收来自其他发射机的儿童的X、Y、Z坐标，然后具有无法看到儿童的摄像机的发射机可以使用该儿童的X、Y、Z坐标来与它们正在供电的接收机的X、Y、Z坐标进行比较，以使得如果正在被供电的接收机过于靠近儿童，就可以减小或停止向该接收机发射功率波。因此，在这种情况下，给定发射机可以实时接收给定的人或敏感对象的X、Y、Z坐标，并且给定发射机可以基于从其他发射机实时接收到的给定人或敏感对象的X、Y、Z坐标来调整其天线配置相位以连续地和/或周期性地保持能量袋远离给定的人或敏感对象。在一些实现方式中，发射机还可以调整天线配置相位来发射汇聚形成相消干涉图案的功率波，导致在人或其他敏感对象附近的位置处或靠近人或其他敏感对象附近的位置产生零点。

在实施例中，多个发射机的每个摄像机可以产生图像数据。由每个发射机的摄像机产生的图像数据与在相同传输场中操作的其他发射机共享。可以通过每个发射机的处理器执行的计算机视觉软件来处理图像数据，以使得计算机视觉软件将由每个发射机的每个相机产生的所有图像数据进行比较来创建所有发射机正在操作的传输场领域的三维云模型。

在另一实施例中，为了构建三维云模型，所有摄像机可将图像数据发送至无线电能传输系统的中央处理器，该中央处理器被配置成通过使用由每个摄像机捕获的图像数据中的每个像素的X、Y、Z坐标来创建三维云模型。在该情况下，每个单独的发射机将是生成三维云模型的中央处理器的客户端。客户端发射机中的每一个将从中央处理器接收三维云模型的实时更新副本，并同时连续地和/或周期性地将来自该发射机自己的摄像机的图像数据发送回中央处理器，用于更新三维云模型。换言之，每个发射机连续地和/或周期性地将其原始图像数据或经处理的图像数据发送至被配置成生成三维云模型的中央处理器，并且同时每个单独的发射机连续地和/或周期性地将更新下载到三维云模型，使得每个单独的发射机可以连续地和/或周期性地具有传输场领域的准确三维云模型，以控制天线配置相位来将能量袋保持在相同传输场领域内的接收机处。

在又一实施例中，无线电能传输系统的各个发射机可以被配置成使用它们自己的天线的天线管理软件来与接收机通信以形成用于接收机的能量袋。然后，各个发射机随后根据配置电能传输天线以将功率波发射至该接收机处或该接收机附近的一种或多种方法来确定接收机的X、Y、Z坐标。各个发射机可以将确定的接收机的X、Y、Z坐标传递至耦接到发射机例如主发射机或主服务器的设备的中央处理器，其中可以通过通信信号(例如热映射数据)基于从接收机接收到的天线相位和/或数据来确定由每个发射机生成的X、Y、Z坐标。中央处理器可以被配置成生成由发射机的各个传感器和/或相机监测的公共传输场的模型。

中央处理器可以基于各个传感器和/或相机的输入生成公共传输场的二维模型或三维模型。例如，中央处理器可以基于从多个发射机的摄像机获得的图像数据生成一个模型，以及基于通过相应的发射机的天线管理软件确定的天线的相位生成另一模型。中央处理器可以被配置成将两个模型进行比较，并基于通过两个模型的比较确定的、接收机距给定发射机的最佳位置向一个或多个发射机发送信号，该信号包含指示或者命令发射机调整正在产生的功率波的数据。在该情况下，各个发射机可以不自己控制功率波的传输，作为替代，中央处理器可以提供指令/指示以在接收机的位置处形成能量袋。

无线电能传输系统的各个发射机还可以被配置为在无线电能传输系统的分散式操作模型中将一个或多个参数传送至中央处理器。在一实施例中，中央处理器可以接收由各个发射机的摄像机捕获的原始图像数据。来自摄像机的原始图像数据是由摄像机生成的稳定的图像流，其中给定摄像机在其电路内正在创建给定场景的多个快照，例如，每秒10帧。这暗示着相机将以每秒10次读取相机视场内的所有像素颜色、或者在一些情况下温度的X、Y、Z坐标。可以通过发射机的处理器来将X、Y、Z坐标转化成数值(符号数据)，然后可以将符号数据传递回中央处理器。在另一示例中，发射机可以将由它们自己的摄像机捕获的原始图像数据直接发送至中央处理器。

然后，中央处理器可以接收符号数据，该符号数据可以由每个计算机视觉软件根据原始图像数据生成。符号数据可以包括接收机的X、Y、Z坐标、接收机的大小以及当接收机移动时接收机的速度。在该情况中，每个发射机的计算机视觉软件可以被编程为分析原始图像数据并搜索对象图案。静止的对象可以被识别为在相同背景颜色附近的像素的连续的BLOB或在相同背景颜色附近的为连续像素的像素的移动的BLOB，所述连续像素相对于发射机的视场以及相对于视场的背景像素移动。然后，计算机视觉软件识别BLOB并生成符号数据，该符号数据包括BLOB的中心或质心的X、Y、Z坐标、与视场相比的按照像素的数量或像素的百分比的BLOB的大小、或BLOB的速度以及BLOB的可见度的持续时长(以秒为单位)。然后将所有的符号数据发送至中央处理器。中央处理器可以使用连续和/或周期性地接收到的所有符号数据和/或原始图像数据来生成是数据结构的三维云模型，该数据结构可以用于所有发射机以通过控制它们的天线的天线相位以在同一传输场区域内的每个接收机位置处形成能量袋而用于无线电能传输。三维云模型可以是包括以下坐标的列表的数据结构：如通过每个发射机的计算机视觉软件和/或在每个发射机处的天线管理软件确定的所有视觉上识别的对象(例如人和家具)的X、Y、Z坐标以及所有接收机的X、Y、Z坐标。除了每个对象的X、Y、Z坐标之外，模型可还以包含与对象相关的其他细节，例如BLOB大小或平均像素颜色。

本公开的无线电能传输系统的一个优点在于，使用相机208和每个发射机的计算机视觉软件看到对象、识别对象的位置、在不到一秒内确定X、Y、Z坐标，然后天线202的天线管理软件可以快速配置所有传输天线的相位以在对象是接收机的情况下瞄准功率波的发射并且在对象的位置处形成能量袋。另一优点在于当接收机移动时，天线202可以实时地快速配置所有传输天线的相位以跟随移动的接收机。如果接收机是人携带的手机，则一旦人不再携带手机发射机就可以向接收机位置发射。使用相机208和发射机的计算机视觉软件，系统能够实时地重新瞄准传输天线，以使得能量袋可以有效地随着接收机移动，由此接收机保持接收电能。

在实施例中，如果用户具有没有电池的设备并且该设备需要持续供电，例如安装在房间中的墙上的LED灯，则只要在该设备或耦接到该设备的接收机处形成能量袋，缺少电池的LED灯或类似设备即可会工作。在一种情景中，如果用户走进房间，并且站在发射机200和LED灯之间，则LED灯可能会熄灭直到发射机200可以重新调整天线202的传输天线的相位以将无线电能从房间周围的不同路径反射回LED灯。换言之，无线电能传输系统可以直接在设备处给设备供电并且如果存在某些干扰，则无线电能传输系统的无线电能可以从房间中的其他对象反射。使用相机208与计算机视觉软件，由于发射机200的计算机视觉软件总是、尤其是在接收机已被移动的情况下或者在接收单元正在移动的情况下精确地监测接收机所在的位置，因此无线电能传输系统在发射机200和接收机之间存在人或干扰事物的情况下响应更快。相机208总是在视觉上观看接收机，然后处理器206的计算机视觉软件实时保持计算该接收机的X、Y、Z坐标并基于接收机的位置向天线发送信号，以改变天线的相位从而连续地和/或周期性地给接收机供电。

采用热像仪操作的示例性系统部件

图3示出了根据示例性实施例的使用热成像相机来识别发射机的传输场内的对象的示例性无线电能传输系统300的部件。将结合图1和图2来解释图3。无线电能传输系统300可以使用与发射机302相关联的热成像相机314来在将人和其他生物(诸如家畜)出现在发射机的传输场内考虑在内的情况下确定无线电能传输的最安全且最有效的特征。此外，使用热成像相机314的无线电能传输系统300可在将其他敏感对象考虑在内的情况下确定无线电能传输的特征，该敏感对象可以包括特定装备以及对功率波中的电磁能量敏感的其他贵重物品。

无线电能传输系统300包括发射机302、外部映射存储器304、集成在待充电的电子设备308中的接收机306。发射机302可以将各种类型的波(例如通信信号310和功率波312)发送至传输场中，该传输场可以是发射机302可以将功率波312发射至其中的二维空间或三维空间。

此外，无线电能传输系统300包括热像仪314，该热像仪可以从与发射机302的传输场重交叠的视场接收热辐射并生成热图像。热图像可以包括从热辐射中获得的温度数据(热成像数据)。在视场和传输场之间交叠指的是尽管在一些实施例中视场可能会延伸超出传输场，但是该视场中的至少一些部分也处于发射机302的传输场内。附加地，发射机302的传输场可以延伸超出视场。热像仪314形成它们各自的视场的热图像。

发射机302可以包括一个或多个发射机处理器，所述一个或多个发射机处理器可以被配置成处理并传递各种类型的数据(例如，热映射数据、热成像数据)。例如，发射机处理器可以根据通信部件316接收到的通信信号310生成热映射数据，然后，基于从热像仪314(或热像仪处理器)接收到的热成像数据，发射机处理器可以确定功率波312的最安全且最有效的特征。

在一实施例中，热成像相机314可以与发射机302物理相关联(即连接到发射机302或是发射机302的部件)，或者设备可以被配置成检测并识别系统300和/或传输场的各种条件。然后，可以生成用于发射机302的热成像数据，这有助于发射机302对功率波的生成和发射。热成像数据可以帮助发射机302确定各种操作模式和/或如何适当地生成并发射功率波312，以使得发射机302可以向接收机306提供安全、可靠且有效的无线电能，并且避免将功率波发射至人或其他敏感对象存在的位置。正如本文中详细描述的，热成像相机302可以传送源自于在热成像相机操作期间形成的热图像的热成像数据，用于由一个或多个发射机302的发射机处理器进行后续处理。附加地或替选地，一个或多个热成像相机处理器可以被连接到或被容置在热成像相机314中。热成像相机处理器可以包括执行各种主要数据处理例程的微处理器，由此在发射机处理器处接收到的热成像数据已部分或全部被处理为可用于生成功率波312的映射数据。

热成像相机314的视场中的热图像通常以二维(X×Y)像素阵列来记录。专用的热成像相机314使用对更长波长(中波红外和长波红外)响应的焦平面阵列(FPA)。最常用的类型是InSb、InGaAs、HgCdTe和QWIP FPA。FPA分辨率通常远低于光学相机的分辨率，大多数情况下是160×l20个像素或320×240个像素。热成像相机314倾向于具有单个颜色通道，这是由于该相机通常使用不区分红外辐射的不同波长的图像传感器。有时，所得到的单色图像以伪彩色显示，在该伪彩色中，使用颜色的变化而不是强度的变化来显示信号的变化。

可以针对对与发射机302的传输场交叠的视场内的对象的检测来选择热成像相机314的规格。规格参数可以例如包括：像素数、范围限制、或距热成像相机314的用于有效检测对象的距离、操作为提供视频输出的热成像相机314的帧速率、角视场(水平和垂直测量的)、最小可分辨温差(MRTD)、光谱带以及动态范围。参见图3，应该理解的是，热成像相机314的视场是发射机302在任何给定时刻看到的可观察环境的范围，该视场与发射机302的传输场交叠。在实施例中，视场可以在其中热成像相机对热辐射敏感的立体角。

可以从热成像相机314中获得热成像数据，该热成像数据以二维X×Y阵列的像素形式，并且包括针对阵列中的每个像素的在基准水平处的模拟和/或数字视觉图像数据。在实施例中，热成像相机314捕获的数据包括由阵列中的每个像素检测到的红外能量强度，以及基于对红外能量的变换而形成温度数据的针对每个像素的各温度值。热成像数据还可以包括从该基本像素数据导出的数据，例如以对图像传感器的视场中的对象进行分析。这种导出的热成像数据本质上通常是符号化的，诸如表示对象的区域的数字、或包含针对对象的位置分量的阵列。因为有多个红外能量源，所以使用热成像可能难以获得对象的准确温度。热成像相机314以及包括在热成像相机314中或与热成像相机314通信的计算机视觉处理器(执行计算机视觉软件的处理器)能够执行算法以解译热成像数据并构建图像。通常，已针对可见光开发的计算机视觉技术也可以应用于红外成像。

可以部署多个成像相机314以用于检测一个或多个发射机302的传输场内的人和其他生物。如图3所示，热成像相机314分别与发射机302物理相关联，这会影响对在发射机302的传输场内的对象从不同方向的热成像，即立体成像。热成像相机314形成具有与发射机302的传输场交叠的不同视场的热图像。可以采用视差分析技术来确定由两个或更多个热成像相机314检测到的对象的三维(3D)坐标。在实施例中，两个或更多个热成像相机314中的第一热成像相机可以具有一视场，在该视场中，运动的物体在穿过该视场时(横向运动)出现变化，其中，所述两个或更多个热成像相机314中的第二热成像相机可以具有一视场，在该视场中，物体的运动在近-远图像变化时出现，提供了不太准确的运动测量。与热成像相机314中的一个或两个相关联的图像处理以及发射机302中的一个或两个的图像处理可以计算对象(例如由热成像相机314在发射机302的全局坐标系统内检测到的生物)的3D位置。一个或多个发射机302可以将所计算的由热成像相机314检测到的3D位置与无线传输系统300的其他实体(诸如发射机302、接收机306和能量袋318)的3D位置进行比较。例如，发射机302可以使用3D位置比较来确定是否调整功率波321的电能等级，例如，比较结果是否指示出检测到的生物在距发射机302预定的接近度内，或者在距能量袋318预定的接近度内。当检测到生物或另一敏感对象处于发射机的预定接近度内时，发射机减小或停止发射功率波。而且，当检测到生物或另一敏感对象介于发射机阵列和接收机之间，或检测到生物或另一敏感对象处于接收机的预定接近度内时，发射机减小或停止向该接收机发射功率波。将热成像数据和视频图像数据叠加于相同的2D或3D坐标上来识别生物的位置。所描述的系统的一个特征在于该系统能够防止生物暴露于来自功率波传输的EM辐射。

在替选实施例中，多个热成像相机314可以与单个发射机302物理相关联；或者多个热成像相机314中的至少一个可以被远离发射机302设置但是被通信耦接至该发射机302。多个热成像相机314可以被设置在同一高度(例如均与安装于地面上的发射机物理相关联)或不同高度(例如分别与安装于地面上的发射机或安装在天花板上的发射机相关联)。使用多个热成像相机314的立体成像可以提高对象位置检测和对象位移检测的精度，这例如在运动识别和追踪中是有用的。例如，与和该发射机302物理相关联的单个热成像相机314相比较，两个热成像相机314可以提供在检测生物距发射机302的距离时的改进的灵敏度。

一个或多个发射机302的传输场的立体成像的另一优点在于：障碍物(如桌子)可以通过热成像相机314的第一热成像相机来部分地或完全地阻挡对发射机302的传输场中的生物或其他对象的观看，但是该对象仍对热成像相机314的从不同方向观看场景的第二热成像相机清晰可见。例如，儿童可能被诸如家具之类的障碍物阻挡在热成像相机314的第一热成像相机的视场外，但是可能对热成像相机314的第二热成像相机可见。该系统可以和热成像相机314中的第一热成像相机共享由该热成像相机314中的第二热成像相机获得的儿童的坐标。

本公开中使用的一种技术识别具有满足预定标准的温度值的像素的空间上连续的区域，该像素为诸如具有落入预定温度范围内的温度值的像素，或具有落入局部温度最大值内的温度值的像素。在本公开中，术语“视觉上连续的像素”有时用于热图像中的具有满足预定标准的温度值的像素的空间上连续的区域。视觉上连续的像素的局部坐标表示视场中的相关对象的位置。如前所述，包含在与视觉上连续的像素对应的所选图像细节中的图像信息可以在图像处理软件中被当作“二进制大对象”(BLOB)。BLOB或BLOB的预定特征可以作为单个对象存储在数据库(例如发射机302内或耦接到发射机302的数据库)中；并且可以在热成像软件中被当作图案(pattern)。例如，BLOB可以表示可以在随后记录的热图像中被重新定位的热成像数据的图案。

与视觉上连续的像素相关联的热成像数据可以包括视觉上连续的像素的集合的各种几何特征。一种几何特征是质心，二维平面薄层或三维实体的质量的中心。另一特征是尺寸，该尺寸可以通过以下各项来估计：由视觉上连续的像素的集合中的像素数测量的面积、视觉上连续的像素的长度和宽度、或者视觉上连续的像素的圆形图案的半径。在一些实施例中，当识别到人或其他敏对象体覆盖与发射机并置的相机的视场的特定百分比时，发射机停止发射功率波。该操作在预期人可以步行至近范围内的发射机前方的场景中完成，因此表示视场的像素的特定百分比，并且有必要避免发射任何功率波以确保人的完全安全。

另一特征是形状，该形状可以例如是选自外观图案库的配置文件。外观图案库可以包括从不同朝向和不同距离处拍摄的针对同一对象的多个配置文件，这在识别该对象时提供了更大的灵活性。此外，当使用立体成像时，系统可以将由多个热成像相机从不同角度获取的视觉上连续的像素(例如视觉上连续的体温像素)的图案进行比较。系统可以将这些像素图案与外观图案库中的不同配置文件进行比较，以确认对给定对象或给定对象类别的识别。外观图案库的配置文件可以存储在发射机302内的数据库中、和/或外部映射存储器304内，用于在发射机302启动后准备访问这些文件。配置文件可以包括表示人的视觉图案的以下各项的图案：温度、诸如肤色和发色之类的颜色、或者诸如眼睛和嘴之类的面部特征。

视觉上连续的像素的图案可以指示在热成像相机的视场中存在生物。如本公开所使用的，“视觉上连续的体温像素”指的是热图像中的具有与指示人和/或其他生物的存在的温度或温度范围对应的温度值的像素的空间上连续的区域。作为非限制性示例，用于检测人的视觉上连续的体温像素可以被限定为温度值在约36.5C(97.7°F)至约37.5℃(99.5F)的范围内或在该范围附近的像素。除了基于体温的温度之外或作为其替选，在一些实施例中，“视觉上连续的体温像素”可以包括人的低于正常体温的温度，如检测到的人穿的衣服的温度。

基于视觉上连续的体温像素来检测生物的技术不仅可以基于视觉上连续的体温像素之间的温度对比如温暖对象相比于较冷背景，还可以基于诸如以下各项的其他计算机视觉技术：视觉上连续的体温像素图案的形状(例如，人体上半身形状检测)、依节奏追踪的视觉上连续的体温像素的图案的移动(例如，行走的人的检测和其他人的运动的检测)以及生物测定技术(例如，基于人体高度过滤视觉上连续的体温像素图案)。一般地，表示接近人体温的温度的BLOB在这些BLOB不是静止时极有可能被认为表示人，并且作为响应减小或停止功率波的传输。

用于检测和识别人及其他生物的各种计算机视觉技术可以应用于无线电能传输系统300中的热成像。例如，发射机302可以实施追踪算法来确定与视觉上连续的体温数据相关联的对象是否在运动(例如，确定位移)。在一些实施例中，热图像的多个帧可以显示视觉上连续的体温像素相对于静态背景图像的变化的图案。接近体温的运动对象被认为是敏感对象(例如人)，因而减小或停止功率波传输。

系统300可以采用各种计算机视觉技术以基于由热成像相机314形成的热图像来检测生物的存在和/或位置，其中所得到的热成像数据体现了视觉上连续的体温像素。合适的人体检测和识别技术例如包括人体外观图案，有时称为人体形状检测(例如，头部检测、面部检测、手部检测、人体上半身检测)、人体生物特征属性(例如人体高度)、人体运动检测、人体活动检测(例如，静态姿势、运动和偏移)以及体温检测(例如，皮肤检测)。

系统300可以采用基于2D热成像数据、或者基于包含深度信息的3D成像数据的对象追踪及识别方法。系统300可以利用提供关于生物的位置信息的对象检测方法，或者可以利用不提供位置信息的对象识别方法。在实施例中，在系统300中用于检测生物的技术不识别特定的人并且不对人进行分类。可替选地，系统300提供用于控制无线电能传输的人体识别数据和/或人体分类数据。示例包括在确定是否调整无线电能等级时，区分婴儿或儿童与成人、或者区分运动的人与不运动的人。

系统300可以采用室内3D映射来重建与发射机302的传输场交叠的环境的数字呈现。例如，可以对由多个热成像相机形成的热图像进行处理以生成3D映射场，在该3D映射场中，使用立体匹配技术来计算点深度(即，点在3D映射场中的位置)。每个发射机302可以基于发射机的服务区域(传输场)的热成像数据在其数据库中保留3D图像图，例如点云模型。此外，每个发射机302可以根据通信信号310生成热映射数据来创建传输场的第二类3D图。多个发射机302可以将它们的视觉成像数据和/或热图数据上传至外部映射存储器304，该外部映射存储器304可用作保留三维点云模型的3D模型服务器，该三维点云模型包括在一位置处从所有发射机302接收到的热成像数据。各个发射机302可以从3D模型服务器下载3D模型来提供由所有热成像相机和其他传感器检测到的对象的更准确的3D坐标。可以在对传输场内的对象的特征匹配中使用这些图像模型，该对象包括生物以及诸如桌子和接收机302之类的其他对象。在示例性实施例中，系统300使用稀疏特征匹配实现室内3D映射，在该稀疏特征匹配中，从连续帧中提取多个区别点并找到它们之间的几何关系。

系统300可以实现在计算机视觉中所使用的编程函数库。例如，系统300可以包含来自OpenCV(开源计算机视觉)开源计算机视觉库的编程函数，或者可以包含针对无线电能传输装置而定制的编程函数。例如，在地面上的热成像系统中可以使用与和安装在天花板上的发射机物理相关联的热成像系统(例如，头部检测函数)相比较不同的计算机视觉函数(例如，高度识别函数)，或者可以在所检测到对象距发射机的不同距离范围处使用不同的计算机视觉函数。

在操作时，热成像相机314可以检测生物(例如人)是否进入发射机302、功率波312和/或能量袋318的预定接近度内。在一种配置中，热成像相机314然后可以指示发射机302或系统300的其他部件基于检测到的对象执行各种动作。在另一配置中，热成像相机314可以向发射机302传送热成像数据，并且发射机302可以确定要执行哪些动作(例如，调整能量袋、停止功率波传输、减小功率波传输)。例如，在热成像相机314识别到人已进入传输场，然后确定该人在功率波312和/或发射机302的预定接近度(预定义的距离)内之后，热成像相机314可以向发射机302提供相关热成像数据，使得发射机302减小或终止功率波312的传输。作为另一示例，在识别人进入传输场然后确定该人已进入能量袋318的预定接近度内之后，热成像相机314可以向发射机302提供热成像数据，该热成像数据使得该发射机302调整功率波312的特征、减小在能量袋318处集中的能量的量、生成零点、和/或重新定位能量袋318的位置。在另一示例中，系统300可以包括报警设备320，该报警设备可以产生警告、和/或可以生成并传送数字消息至系统日志或被配置为管理系统300的管理计算设备。在该示例中，在热成像先机314检测到人进入发射机302、功率波312和/或能量袋318的预定接近度(预定义的距离)内，或者以其他方式检测到系统300的其他不安全或禁止条件之后，可以生成传感器数据并将其传送至报警设备320，这可以激活警告和/或生成通知并将其传送给管理员设备。由报警设备320产生的警告可以包括任何类型的感知反馈，例如音频反馈、视觉反馈、触觉反馈或其某些组合。

在示例中，单个热成像相机314随时间推移形成多个热图像，并且对这些这图像进行分析以检测视觉上连续的体温像素的图案并确定该图案的面积。如果视觉上连续的体温像素的图案的面积超过规定阈值，如表示与视觉上连续的体温像素的图案相关联的生物到发射机302的禁止接近度，则系统300通过发射机302终止无线电能传输。在实施例的变型中，发射机302确定热成像相机314的视场内的落在预定体温范围内的像素的总数而不管这些像素是否在空间连续，并且如果该像素计数超过预定阈值，则终止无线电能传输。在该实施例的另一变型中，基于随一段时间内的一系列图像帧，发射机302确定热成像相机314的视场内的落在预定体温范围内的像素的总数随时间而变化的趋势，并且如果该像素总数的增加超过预定阈值，则终止无线电能传输。

在另一示例中，多个热成像相机314形成包括视觉上连续的体温像素的热图像。发射机302的处理器接收来自热成像相机314的热成像数据并应用立体视觉分析来确定视觉上连续的体温像素的图案的三维坐标。处理器确定视觉上连续的体温像素的图案的质心，并计算该质心与能量袋318的预定3D位置之间的距离。如果该距离小于第一预定阈值，则系统减小功率波312的电能等级。如果该距离小于低于第一预定阈值的第二预定阈值，则系统终止功率波312的传输。

在又一示例中，多个热成像相机314中的每一个形成包括视觉上连续的体温像素的一系列随时间而变化的热图像。发射机302的处理器接收来自热成像相机314的热成像数据并应用运动追踪分析来检测与视觉上连续的体温像素相关联的对象的运动，该运动追踪分析将视觉上连续的体温像素与热图像帧中的背景图像元素进行对比。附加地，处理器应用立体视觉分析来确定视觉上连续的体温像素的图案的三维坐标，计算该视觉上连续的体温像素的图案的质心。如果运动跟踪分析推断出与视觉上连续的体温像素相关联的生物正朝向能量袋318运动，则系统减小功率波312的电能等级。如果立体视觉分析确定生物和能量袋318的预定3D位置之间的距离小于预定的阈值距离，则系统终止功率波312的传输。

图4为示出根据示例性实施例的使用热成像相机来识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法400的流程图。

在第一步骤402中，发射机向预定位置发射功率波。在该步骤402处发射的功率波可以汇聚成三维相长干涉图样，最终在预定位置处形成一个或多个能量袋。在一示例中，预定位置是与接收机相关联的位置。预定位置可以被包括在诸如热成像数据或热图数据之类的映射数据中，用于确定在传输场中发射功率波的位置。在一些实现方式中，包含预定位置的映射数据可以存储在位于发射机的内部或外部的映射存储器中。在一些实现方式中，可以由发射机处理器或传感器处理器实时或近实时地生成映射数据。此外，在一些实现方式中，可以从用户设备通过与无线充电系统相关联的软件应用来提供包含预定位置的映射数据。

在步骤402的一些实施例中，发射机发射在传输场内汇聚以在预定位置处形成能量袋的功率波，并且还发射汇聚以在在传输场中的第二位置处形成第二能量袋的功率波，第二位置与针对第一能量袋的预定位置是分离的。也就是说，在一些示例中，除了在预定位置生成的第一能量袋之外，功率波还可以导致生成功率波的旁瓣，其使得形成一个或多个第二能量袋。在一些实现方式中，针对第一能量袋的预定位置和具有相应的第二能量袋的第二位置两者都被包括在映射数据(例如，热成像数据、热图数据)中，追踪针对发射机的袋形成的位置。尽管可以采用波形生成和传输技术来避免或减少旁瓣的形成，但是本文所公开的无线电能传输的各个实施例(例如示例性方法400)可以在这些能量袋及其他类型的第二能量袋存在于传输场中时智能地保护生物和敏感对象。

在下一步骤404处，一个或多个热成像相机生成发射机的传输场的热图像。热成像相机或与该热成像相机相关联的主要处理电路将热成像数据传递至发射机。在实施例中，热成像相机可以向发射机传递包括视觉上连续的体温像素的热成像数据。在实施例中，热成像相机可以向发射机传递位置相关的热成像数据，该位置相关的热成像数据涉及诸如与热图像中的视觉上连续的体温像素相关联的生物之类的对象的存在和/或位置。

在步骤404的实施例中，第一热成像相机位于发射机上的第一位置处，第二热成像相机位于发射机上的与第一位置分离的第二位置处。在实施例中，第一传感器和第二传感器获取用于指示热图像中的视觉上连续的体温像素的图案的立体数据。

在实施例中，热成像相机形成与发射机的传输场交叠的一个或多个视场的随时间推移的多个热图像。在实施例中，热成像相机向发射机传递指示热图像中的视觉上连续的体温像素的运动的热成像数据。

在下一步骤406处，发射机基于热图像中的温度数据来识别传输场中的生物。在另一实施例中，发射机和/或热像仪基于热图像中的视觉上连续的体温像素来识别传输场中的生物。作为示例，一个或多个热成像相机可以获取包括视觉上连续的体温像素的原始热成像数据，处理该原始热成像数据，然后生成热成像数据，该热成像数据包括用于指示与视觉上连续的体温像素的图案相关联的生物的存在或位置的信息。

在步骤406的实施例中，多个热成像相机向发射机传递立体热成像数据，热成像相机的中一个或两个或者发射机应用视差分析来确定与视觉上连续的体温像素的图案相关联的生物的三维坐标。

另一实施例中，基于包括指示生物的存在的视觉上连续的体温像素的图案的一系列在不同时刻的热图像，一个或多个热成像相机可以获取包含指示生物的位移或运动的信息的热成像数据。在示例中，发射机使用该运动信息来感测生物相对于无线电能传输系统的其他对象(例如发射机)或者由发射机形成的能量袋的预定位置的移动。在一些实施例中，一个或多个热成像相机、发射机或者两者可以计算热连续的体温像素的图案的特征，例如质心、面积、长度和宽度、半径、速度(针对热图像的时间序列)以及形状。

在下一步骤408处，发射机确定所识别的生物到功率波的接近度。为了计算接近度，发射机计算所识别的生物的位置和正在发射机的传输场中发射的功率波之间距离。然后，当确定生物距功率波的接近度处于预定义的距离内时，发射机调整功率波的电能等级。在一示例中，所述预定义的距离对应于从生物到发射机的距离。在另一示例中，所述预定义的距离对应于从生物到接收机的距离。

在另一实施例中，发射机根据基于视觉上连续的体温像素指示生物存在的信息来确定是否调整功率波的特征。在实施例中，发射机将在步骤406处获得的针对生物的位置数据与发射机的坐标(例如，一维坐标、二维坐标、三维坐标)进行比较。在另一实施例中，发射机将涉及在步骤406处获得的针对生物的位置数据的信息与电能传输波的预定位置的坐标(例如，一维坐标、二维坐标、三维坐标、极坐标)进行比较。在实施例中，发射机计算生物距发射机的距离，并在该距离落在阈值接近度值以下时减小或终止供电。在实施例中，发射机计算生物距能量袋的位置的距离，并在该距离落在阈值接近度值以下时减小或终止供电。

在步骤408的另一实施例中，发射机将涉及在步骤406中获得的针对生物的位置数据的信息与能量袋的位置的坐标(例如，一维坐标、二维坐标、三维坐标、极坐标)进行比较，并对涉及在步骤406中获得的生物运动的信息进行分析。如果涉及生物的运动的信息指示该生物朝向能量袋的位置运动，则发射机减小电能传输波的电能等级；如果涉及生物位置的信息指示该生物距能量袋的位置的距离小于阈值距离，则发射机终止无线电能传输。

在一些实现方式中，在步骤406中，发射机可以使用传感器数据中与生物或敏感对象相关联的位置数据来将安全技术应用于确定是否调整功率波。一种安全技术是包括超出规定限制或者关于最大许可电能等级或关于EMF暴露的其他限制的误差裕度(例如，10％至20％的裕度)，以确保生物不会暴露在这些限制处或接近限制的电能等级下。另一种安全技术是在障碍物阻挡热成像相机的视场的情况下确定调整功率波。

在下一步骤410处，如果在前一步骤408处发射机基于涉及生物存在的信息确定调整功率波，则发射机可以执行一种或多种动作。在一些情况中，当在前一步骤408处发射机确定调整功率波时，则发射机减小预定位置处的功率波的电能等级。在一些情况中，当在前一步骤408处发射机确定调整或终止功率波时，发射机终止向预定位置发射功率波。在一些情况中，当在前一步骤408中发射机确定调整功率波时，发射机减小预定位置处的功率波的能量的量。在一些实施例中，当在前一步骤408处发射机确定调整功率波时，发射机重定向功率波在生物或敏感对象周围的发射。附加地或替选地，当在前一步骤处发射机确定调整功率波时，发射机可以激活发射机或无线充电系统的警报。

具有视觉设备&超声设备的示例性系统部件

图5示出了根据示例性实施例的使用热成像相机和超声换能器来识别发射机的传输场内的对象的示例性无线充电系统的部件。现在将结合图1至图3来解释图5。

系统500可以包括发射机502、外部映射存储器504、接收机506和待充电的电子设备508。发射机502可以发送各种类型的波(例如通信信号510和功率波512)至传输场中，该传输场可以是发射机502可以将功率波512发射至其中的二维空间或三维空间。

系统500包括成像传感器514和一个或多个超声换能器516，该成像传感器514与一个或多个超声换能器一起生成针对在发射机的传输场的至少一部分内的生物或敏感对象的视觉成像数据，所述一个或多个超声换能器516生成超声检测数据来检测发射机502的传输场内的生物或敏感对象。然后，基于视觉成像数据和超声检测数据来确定生物和/或敏感对象的位置。在另一实施例中，检测设备的这种组合可以生成生物和/或其他敏感对象的三维位置信息，发射机502可以使用该三维位置信息来控制无线电能传输。组合式检测设备提供了比仅使用超声换能器或者仅使用单个相机或另一成像传感器实现的效果明显更有效的对象检测和位置检测，实现了对发射机502附近的特定对象更可靠的检测，该特定对象可能不适合单独进行视觉检测，或者可能不适合单独进行超声检测。例如，与其他对象相比，没有相机，超声可能无法有效地区分人和其他生物。没有超声换能器，单个相机一般不会检测到二维图像数据中的对象距发射机502的距离，因而可能无法检测到生物或其他敏感对象到发射机502的不安全接近度。

系统500包括成像传感器514，其可以接收来自与发射机502的传输场交叠的视场的辐射。在一实施例中，成像传感器514可以是摄像机。在图17的实施例中，成像传感器514可以是热成像相机，该热成像相机可接收来自视场的热辐射。然而，应该理解的是，成像传感器包括可以基于该成像传感器的视场内的其他类型的辐射来获取二维(2D)视觉成像数据的其他设备。在又一实施例中，成像传感器是可见光相机。在视场和发射机502的传输场之间交叠意味着尽管在一些实施例中视场可能会延伸超出传输场，但是该视场中的至少一些部分也处于发射机502的传输场内。附加地，发射机502的传输场可以延伸超出该视场。

附加地，系统500包括超声换能器516，其捕获与成像传感器514的视场交叠并且与发射机502的传输场交叠的超声扫描区域内的对象的超声检测数据。超声扫描区域和视场之间交叠意味着尽管在一些实施例中超声扫描区域可以延伸超出视场，但是该超声扫描区域中的至少一些部分也可以处于视场内。超声扫描区域和传输场之间的交叠意味着尽管在一些实施例中超声扫描区域可以延伸超出传输场，但是该超声扫描区域中的至少一些部分也可以处于传输场内。

在实施例中，超声换能器516生成用于超声扫描区域内的对象的测距的超声能量。尽管以下讨论涉及超声脉冲，但是应该理解的是，由超声换能器516发射及接收的超声能量也可以采取连续波的形式。超声脉冲在与视场交叠的超声扫描区域内生成。如果在这些脉冲的路径中存在对象，则部分或全部脉冲将作为回波被反射回发射机并且可以通过接收机路径检测到。通过测量发射的超声脉冲和接收到的回波之间的时间差，系统可以确定对象的距离。通过测量两个回波之间的相位差，系统可以计算对象的例如从参考角测量的角度。所计算的对象的距离和角度可以表示为距参考点的矢量(在本公开中，这种矢量有时被称为对象的“位置矢量”)，参考点为例如超声换能器516之间的中点。

在一实施例中，诸如热成像相机514之类的成像传感器被通信耦接到发射机502并且可以与发射机502物理相关联(即，连接到发射机或是发射机的部件)。尽管在一些实例中，热成像相机514被示出为定位在发射机502之间，但是在各个实施例中，热成像相机514将被定位在发射机502的壳体上或发射机502的壳体内。成像传感器514可以生成用于发射机502的二维成像数据(例如热成像数据)，这有助于发射机502对功率波512的生成和发射。附加地，一个或多个超声换能器516被通信耦接到发射机502并且可以与发射机502物理相关联(即，连接到发射机或是发射机的部件)。超声换能器516生成用于发射机502的超声检测数据，这有助于发射机502对功率波的生成和发射。发射机502可以使用来自热成像相机514的热成像数据与超声检测数据的组合来确定多种操作模式和/或适当地生成并发射功率波512。例如，如下文进一步描述的，在控制功率波512的生成和发射时，来自热成像相机514的热成像数据与超声检测数据的组合可以确定热成像相机514的视场内的生物或敏感对象的三维位置信息，使得发射机502可以向接收机506提供安全、可靠且有效的无线电能。

在示出的实施例中，诸如在示例性系统500中，一个或多个超声换能器516是发射机502的内部部件。在一些实施例中，一个或多个超声换能器516可以位于发射机502外部并且可以通过有线连接或无线连向一个或多个发射机502传递超声检测数据。热成像相机514和超声换能器516可以向一个或多个发射机502分别提供热成像数据和超声检测数据，然后发射机502的处理器共享该数据来确定功率波512的适当形成和发射。主机发射机502可以与其他检测设备和/或和/或系统500中的其他主机发射机发送及接收对象检测数据。附加地或替选地，热成像相机514、超声换能器514或主机发射机512可以向一个或多个映射存储器504传送以下数据或从一个或多个映射存储器504检索以下数据中的一个或多个：视觉成像数据、超声检测数据以及根据对视觉成像数据与超声检测数据的处理导出的数据。

超声换能器516可以传送超声检测数据，用于由发射机502的处理器进行后续处理。附加地或替选地，超声检测处理器可以被连接到一个或多个超声换能器516或被容置在一个或多个超声换能器516中。超声检测处理器可以包括执行各种主要数据处理例程的微处理器，其中在发射机处理器处接收到的超声检测数据已部分或全部被预处理为用于生成功率波512的可用映射数据。

在另一实施例中，热成像相机514和超声换能器516可以包括从其他检测设备接收检测数据的处理器，其中，在发射机处理器处从检测设备的组合接收到的检测数据已部分或全部被预处理为可用于生成功率波512的映射数据。例如，热成像相机514和超声换能器516可以包括如下处理器，该处理器接收来自热成像相机514的二维成像数据和来自超声换能器516的超声检测数据两者，并确定热成像相机514的视场内的生物或敏感对象的三维位置信息。

参见图5，应该理解的是，超声扫描区域不限于超声波区域而可以包括源自超声换能器516的其他方向，并且可以从成像传感器的视场延伸得比截面平面更远。虽然超声扫描区域与发射机502的传输场和热成像相机514的视场交叠，但是该超声扫描区域可以具有比这些其他区域更大或更小的范围。一般地，超声信号波长的到达距离相对较短，因此超声波非常适于在室内环境中测距。

超声换能器516分别与发射机502物理相关联并在与热像仪514的视场交叠并且与发射机502的传输场交叠的超声扫描区域中发射超声波。超声波的回波可以被超声扫描区域内的一个或多个对象(例如生物或敏感对象)反射。在实施例中，超声换能器516中的每一个发射超声脉冲，并且用于接收所发射脉冲的回波所需的时间用来确定对象的距离。超声软件接收来自两个超声换能器516的对象检测数据，并且可以基于来自超声换能器516的超声检测测量的相位差来执行视差分析。基于该分析，系统生成针对每个检测对象的位置矢量。在实施例中，位置矢量是全局坐标系统内的位置，可以使用该位置来指定发射机502的视场内的对象的三维位置信息。

在实施例中，超声换能器516沿平行于成像传感器514的视场的X-Y区域的线设置。在实施例中，成像传感器514大致设置在超声换能器516之间的中点处。在未示出的另一实施例中，超声换能器516可以靠近发射机502的发射机壳体的右边沿或左边沿设置，成像传感器514可以与超声换能器516设置在同一线上，大致位于超声换能器之间的中点处。

图6示出了根据示例性实施例的使用超声换能器来识别发射机的传输场内的对象的无线电能传输系统600的部件。

在实施例中，传感器处理器或ASIC被集成到发射机(Tx)602内。在一些实施例中，Tx 602的ASIC或传感器处理器使用串行外设接口(SPI，Serial-Peripheral-Interface)向超声换能器604(左超声换能器“UT-L”)和超声换能器606(右超声换能器“UT-R”)传递命令，以及从这两个超声换能器接收数据。

在各个实施例中，超声传感器部件提供在发射超声脉冲(或咻(ping))以及从换能器604、606的超声扫描区域中的对象接收这些脉冲的回波时的步骤的定时序列。在实施例中，该序列包括以下步骤，在定时序列中：(1)如SPI 616所命令的，UT-L 604发射超声脉冲(咻)608；(2)UT-L 604接收超声脉冲的回波610；(3)如SPI 620所命令的，UT-R 606发射超声脉冲(咻)612；以及(4)UT-R 606接收超声脉冲的回波614。在实施例中，给步骤(2)和步骤(4)分配足够的时间来完成对来自传输场内的任何对象的回波的收集，然后即刻执行接下来的传输步骤。在进行了步骤(4)之后，重复上述顺序。

在实施例中，在步骤(3)和(4)期间，当UT-R 606正在发射咻并接收回波时，UT-L 604可以基于前面在步骤(1)和(2)期间接收到的回波610将回波数据618传递至Tx 602。类似地，在步骤(1)和(2)期间，当UT-L 604正在发射咻并接收回波时，UT-R 604可以基于前面在步骤(3)和(4)期间接收到的回波614将回波数据620传递至Tx 602。

该定时序列允许超声换能器604和606在不干扰彼此的情况下使用相同的频率来发射并接收信号。可替选地，超声换能器604和606可以在不同的频率上工作。

在实施例中，虽然超声换能器与热成像管理器异步操作，但是这些设备时间戳将热成像数据和超声数据上报至发射机，以识别同时获取的数据。在实施例中，针对热成像相机的计算机视觉处理以及针对超声换能器的超声处理在短周期内共同操作。在示例性实施例中，用于视觉成像和超声检测的系统周期时间可以介于每秒9个周期至每秒30个周期之间。有利地，系统识别生物或敏感对象并基于该信息快速地调整功率波的传输。在实施例中，系统借助于视觉成像和/或超声检测来识别电磁场(EMF)暴露风险从而在90毫秒内终止或限制无线电能传输的电能等级。

在另一实施例中，系统包括相对于发射机限定的全局坐标系统。在该全局坐标系统中，用于所检测对象的位置矢量可以测量对象和发射机之间的距离。在实施例中，全局坐标系统是笛卡尔坐标系统，在笛卡尔坐标系统中，发射机与坐标(0，0，0)相关联。在全局坐标系统内，来自成像传感器的二维视觉成像数据可以与来自超声换能器的超声检测数据相关，以推导出成像传感器的视场内的所检测对象(例如生物或敏感对象)的三维位置信息。

图7示出了根据示例性实施例的具有热成像相机和超声换能器的无线电能传输系统700的示意图。

左超声换能器704、右超声换能器706和热成像(红外)相机702沿轴线714沿一直线设置。红外相机大致位于超声换能器704和超声换能器706之间的中点处。超声换能器704和超声换能器706中的每一个发射超声脉冲，该超声脉冲被对象708反射，其中，这些脉冲的回波被反射回超声换能器。每个超声换能器检测接收到的回波的振幅和经过时间。超声脉冲回程的经过时间指示对象距超声换能器的距离。可以基于换能器704、706的读数之间的时间偏差采用三角测量算法来识别对象708的“超声角”。在本公开中，“超声角”指的是由到超声传感器检测到的对象的位置的矢量的夹角。因此，在图7的示例性配置中，如回波回到换能器704的相对更长时间所指示的，对象708更靠近换能器706而不是换能器704。因此，在处理来自对象708的回波时，系统确定从左超声换能器704到对象708的矢量716，并确定从右超声换能器706到对象708的矢量718。

作为测距设备操作的超声换能器可以检测来自其超声扫描区域内的多个对象的回波，采用相关联的距离测量来保留这些回波的列表。然而，给定对象可以提供具有是该对象的特征的的振幅的超声回波。可以将来自换能器704、706的回波读数进行比较来识别由同一对象生成的回波。以这种方式，系统可以识别并分析与公共对象(例如对象708)相关联的对应回波对。

可以由水平位置(即沿来自红外相机的视场的X轴712的位置)来限定红外相机702检测到的对象。例如，如以下进一步描述的，水平平位置可以是热成像相机702检测到的视觉上连续的像素的图案的质心的X坐标。基准线或法线710从垂直于轴714的红外相机702延伸。可以相对于法线710来限定红外相机702的视场内的对象的水平角，例如位于法线710上的对象处于视场的中心处。在本公开中，到热成像相机702的视场内的对象的水平位置的角度，例如线720的角度A被称为“视角”。

在热成像相机位于超声换能器之间的中点处的实施例中，可以参照全局坐标系统中用来限定视角的同一法线710来限定“超声角”。位于法线710上的对象与超声换能器704和706等距，因此来自该对象的回波将具有相同的经过时间测量值。在图7的配置中，系统700将基于对象708的三角测量来确定超声角A。

在识别对象时，可以将视角与超声角进行比较。如果由热成像相机702检测到的对象708的视角大致对应于由超声换能器704、706检测的超声角，则很有可能由超声换能器704、706检测的对象与由热成像相机检测的对象相同。

图8是显示多个视觉上连续的人体温度像素图案的热成像相机的视场的二维X-Y网格。

示出了热成像相机的视场内的示例性热图像800。热图像800包括沿X轴和Y轴排列的像素820的矩形网格。每个像素具有基于红外能量测量的相关数值，其中，该值指示对应的温度。在实施例中，使用伪彩色在热分析图中显示变化的温度值的像素。在实施例中，分析热成像数据来识别预定义范围内的具有温度值的像素的图案。按视觉上连续的像素的图案来对预定义的温度范围内的像素进行分组。在实施例中，选择温度范围来识别人体温度(即视觉上连续的体温像素)的温度值特征。

视觉上连续的体温像素的多个图案可以在热成像相机的视场中排列。视场800的热图像包括视觉上连续的体温像素的三个图案，包括视觉上连续的体温像素的较大较高的中心图案802和较小较下侧的图案804、806。热图像800可以例如指示人的特征，例如对应于图案802的人体头部，以及对应于图案804、806的人手。

在实施例中，系统针对各个特征(符号热成像数据)分析视觉上连续的体温像素的图案。这些特征可以例如包括：视觉上连续的体温像素802的质心808的二维位置、视觉上连续的体温像素804的质心810的二维位置以及视觉上连续的体温像素806的质心812的二维位置。

在实施例中，图5的系统500将这些二维热成像数据与由超声换能器516对与视觉上连续的体温像素对应的对象516(例如生物或者生物的四肢或特征)的传感器测量值进行比较来得到三维位置。这些超声测量值中的每一个识别到与图案802、804和806对应的对象之一的距离。超声角可以与对应于质心808、810和812的水平位置的视角相关，以确认给定的超声读数对应于与热成像数据相关联的对象之一。还可以使用超声振幅测量值来确认所检测对象的对应关系。在实施例中，将通过超声测距确定的距离与质心808、810和812的X坐标和Y坐标组合来确定视觉上识别的对象中的每一个的三维(X，Y，Z)坐标。

使用决策管理器部件的示例性实施例

图9示出了根据示例性实施例的无线电能传输系统900的部件的示例架构。

无线电能传输系统900的部件可以包括图像传感器、两个超声换能器以及处理这些设备的输出的决策管理器。在一实施例中，图像传感器可以操作为摄像机。TX功率控制938被配置成控制发射机发射的功率波。在实施例中，发射机通过至少两个天线发射功率波。功率波在三维空间中汇聚以形成用于由接收机的天线元件接收的能量袋，其中，接收机被配置成从能量袋中获取电能。决策管理器930被配置成向TX功率控制938传递决策932。在实施例中，决策932基于决策管理器930针对发射机的传输场内的一个或多个对象(例如生物、障碍物)确定的三维位置信息来指示TX功率控制938是否调整功率波的电能等级。附加地，决策管理器930可以向TX功率控制938传递传输场内的一个或多个对象的三维坐标934。

在实施例中，决策管理器930向TX功率控制938传递的决策932是以下各选项之一：(a)使功率波保持满电能等级的决策；(b)减小功率波的电能等级的决策；或(c)终止功率波传输的决策。在选项(b)或(c)中，一旦接收到决策932，TX功率控制938就通过控制器减小或终止功率波的传输，从而增强系统安全性。减少功率波的电能等级的决策，即选项(b)可以包括例如基于根据决策管理器930计算的三维位置信息计算的生物距发射机的不同距离对电能等级进行不同程度的减小。

为了概述系统900的架构和功能，决策管理器930从计算机视觉(CV)模块914接收视觉成像数据918(由相机捕获的图像数据)，并从超声处理单元(US)模块916接收超声数据920。包括处理器的决策管理器930处理视觉成像数据918以识别由摄像机捕获的图像数据中的对象相对于摄像机的位置的第一组坐标，以及处理超声数据920以识别由超声传感器捕获的图像数据中的对象相对于摄像机的位置的第二组坐标。在一实施例中，决策管理器930的处理器处理视觉成像数据918和超声数据920以计算发射机的传输场内的对象的三维位置信息。在另一实施例中，决策管理器930的处理器基于第一组坐标和第二组坐标来计算发射机的传输场内的对象的三维位置信息。

决策管理器930可以对计算的三维位置信息应用预定标准来提供决策932。CV 914基于CV 914从红外相机902接收到的二维图像数据(例如X-Y热成像数据)908来生成视觉成像数据918。US 916基于US 916分别从左回波发射机904(US-T(L)904)和右回波发射机906(US-T(R)906)接收到的回波数据(左)910和回波数据(右)912来生成超声数据920。

在实施例中，TX功率控制938和决策管理器930与无线电能发射机物理相关联(即连接到无线电能发射机或是无线电能发射机的部件)。红外相机902通信耦接到发射机并且可以与发射机物理相关联(即连接到发射机或是发射机的部件)。IR-C 902可以被定位在发射机的壳体上或壳体内，或者可以通信耦接到发射机但与发射机物理分离。同样地，US-T(L)904和US-T(R)906可以被定位在发射机的壳体上或壳体内，或者可以通信耦接到发射机但与发射机物理分离。在实施例中，IR-C 902、US-T(L)904和US-T(R)906被安装到发射机的壳体，其中IR-C 902大致设置在US-T(L)904和US-T(R)906之间的中点处。计算机视觉模块914可以被连接到或容置在红外相机902内，或者可以与IR-C 902物理分离。类似地，超声处理模块910可以是被连接到或容置在US-T(L)904和US-T(R)906之一或两者内的一个或多个处理模块，或者可以与超声换能器物理分离。

红外相机902使用红外辐射形成二维图像。红外相机902可以是使用电磁波谱的最接近可见光的近红外部分的近红外相机，或者可以是通常在远红外区域中工作的热红外相机。在实施例中，IR-C 902捕获相机视场内的对象的热图像并以二维像素阵列的方式将这些热图像记录为X、Y热成像数据908。阵列中的每个像素或光点检测红外能量强度，并且IR-C 902基于对红外能量的变换来存储每个像素的各个温度值。以上描述了红外成像的附加细节。

在决策管理器930的操作中特别重要的视觉成像数据918包括：指示生物或敏感对象存在于发射机的传输场内的数据以及指示障碍物存在于发射机的传输场内的数据。热成像不仅对识别红外相机902的视场内的生物(如暖色物体)尤其有用，而且热成像也可以用来识别障碍物。附加地，超声成像可以提供关于障碍物的存在、配置和位置的有用的超声数据902来补充视觉成像数据918。

计算机视觉模块914基于X、Y热成像数据908来应用计算机视觉技术以获得视觉成像数据918。一般地，视觉成像数据918涉及X、Y热成像数据908的二维特征或一维特征，这是由于热成像数据908不包括三维成像数据。在实施例中，CV 914分析热成像数据908以检测IR-C 902的视场内的一个或多个对象(在本公开中，这种在视觉上识别的对象有时被称为“可视对象”)。在一实施例中，CV 914分析热成像数据908以检测视觉上连续的像素的图案。例如，CV 914可以分析热成像数据908以检测视觉上连续的体温像素的一个或多个图案，例如图8中所示的图案802、804、806。CV 914可以针对诸如面积、质心、长度和宽度之类的几何特征来分析任何识别的视觉上连续的体温像素的图案，并且可以基于该分析向决策管理器930提供视觉成像数据。

此外，CV 914可以将视觉上连续的像素文件与配置文件进行比较以查找与所存储的配置的匹配。例如，CV 914可以将视觉上连续的体温像素的配置与人的外观图案进行比较，有时被称为人的形状检测(例如头部检测、面部检测、手部检测、人体上体检测)。可替选地，可以由决策管理器930来实施这些计算机视觉分析中的一些，例如人体外观样式分析。此外，决策管理器930可以使用用于人的识别的其他计算机视觉技术，例如人的生物特征属性(例如人的高度)、人的运动检测、人的活动检测(例如静态姿势、运动和偏移)以及体温检测(例如皮肤检测)。二维视觉成像数据918与从超声数据920中获得的深度信息的组合来推导出三维位置信息对这些技术中的一些技术会是至关重要的。

超声处理模块916对从US-T(L)904获得的回波数据(左)910和从US-T(R)906获得的回波数据(右)910进行分析以推导出US-T(L)904和US-T(R)906的超声扫描区域内的对象的超声数据920。一般地，超声数据包括由US-T(L)904和US-T(R)906检测的对象列表的矢量数据(在本公开中，通过超声识别的这种对象有时被称为“超声对象”)。在实施例中，每个超声对象的矢量数据包括针对所检测的对象中的每一个的距离和超声角。在实施例中，基于确定成对数据与同一超声对象相关联，超声处理模块916对来自US-T(L)904的对象监测数据与来自US-T(R)906的对象检测数据进行配对。

在实施例中，决策管理器930将可视对象的视觉成像数据918与超声对象的超声数据920进行比较。如上文参照图7所讨论的，决策管理器930可以使用各种技术来将可视对象与超声对象相关联。例如，决策管理器930可以寻找IR-C 902的视场内的给定可视对象的视角和给定超声对象的超声角之间的对应关系。在实施例中，决策管理器使用与从计算机视觉模块914接收到的可视对象的质心的X、Y坐标对应的水平位置、计算到该X、Y位置的视角来确定到可视对象的视角。如果该视角对应于超声角，则决策管理器可以确定可视对象对应于超声对象。

在实施例中，由决策管理器930对包括在视觉成像数据918中的X-Y位置信息与包含在超声数据920中的超声矢量进行的比较主要基于基本水平位置的信息。在实施例中，包括在视觉成像数据918中的可视对象的视角对应于可视对象的基本水平即X轴的位置。类似地，在实施例中，包括在超声数据920中的超声对象的超声角对应于超声换能器904和906的水平区域的位置以及这些超声换能器的超声扫描区域内的位置。在实施例中，这些感测特征被设计成最准确地感测与发射机处于大致同一高度(例如地面上的电能传输)的对象及该发射机的传输场。

当决策管理器930确定可视对象对应于超声对象时，决策管理器930可以使用相关的视觉成像数据918和超声数据920来计算正在讨论的对象的三维位置信息，例如X、Y、Z位置坐标。除了对象的X、Y、Z位置坐标之外，三维位置信息还可以包括各种其他三维信息，例如关于通过分析X、Y热成像数据908的一系列帧而获得的对象的运动的三维数据、对象的面积、长度和宽度、图案识别数据等。

在另一实施例中，决策管理器930可以识别IR-C 902的视场内的多个可视对象并可以分析可视对象来寻找关系。例如，决策管理器可以分析多个视觉上连续的体温像素是否对应于给定生物的不同特征(诸如头部和手部)或多个视觉上连续的体温像素是否对应于不止一个生物。由决策管理器930对视觉成像数据918与超声数据920进行的比较会是该分析的重要要素。例如，与超声数据920的比较可以示出与视觉上连续的像素的第二图案距IR-C 902的距离相比，视觉上连续的体温像素的第一图案被设置在距IR-C 902明显不同的距离处，指示出这些图案识别不同的物理对象。

在实施例中，决策管理器还可以接收来自TX功率控制或来自无线电能传输系统的另一部件(例如外部映射存储器)的3D模型936。例如，多个发射机可以与一个或多个决策管理器930通信以部分基于源自视觉成像数据和超声数据的三维位置信息来保持3D图像图例如点云模型。此外，每个发射机可以根据通信信号生成热映射数据以创建传输场的第二类型的3D图。多个发射机可以将它们的视觉成像数据和/或热映射数据上传至外部映射存储器，该外部映射存储器可以用作保持三维点云模型的3D模型服务器，该三维点云模型包括在一位置处从所有发射机接收到的热成像数据。各个发射机可以从3D模型服务器下载3D模型来提供由所有热成像相机和其他传感器检测到的对象的更准确的3D坐标。在确定决策932时，决策管理器930可以将该3D模型与通过分析视觉成像数据918和超声数据920获得的三维位置信息进行比较。

在实施例中，决策管理器930可以向无线电能传输系统900的部件传递通知。例如，决策932可以被视为由决策管理器到TX功率控制938的通知。Tx功率控制可以将这个通知或从决策管理器930接收到的其他信息转发给监督无线电能传输系统900的操作无线电能传输管理器940，并且可选地，转发给无线电能传输系统的其他元件，例如一组天线。例如，TX功率控制938可以经由云942向无线电能传输管理器940传递通知，该云942可以是互联网云、业务云或服务供应商云。无线电能管理系统可以将这些通知和其他信息存储在服务器944处。

图10为示出根据示例性实施例的使用热成像相机和超声换能器来识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法1000的流程图。

无线电能系统的发射机可以包括共同检测生物是否靠近一个或多个能量袋、功率波和/或发射机的热成像相机和超声探测器。在这些情况中，系统可以对由相机生成的热成像数据和由超声换能器生成的超声检测数据进行分析，以确定发射机的传输场内的生物或敏感对象的3D位置信息。该三维位置信息可以使发射机在许多附加或替代动作中减小或终止功率波的电能等级。

在第一步骤1002中，相机获取相机的视场内的生物或敏感对象的热成像数据。相机的视场与发射机的传输场交叠。在一些实施例中，相机获取二维热成像数据。在实施例中，相机获取与发射机的传输场交叠的相机视场内的生物或敏感对象的二维热成像数据。

在步骤1002的实施例中，相机获取包括视觉上连续的像素的热成像数据。在各个实施例中，相机是热成像相机。在实施例中，热成像数据包括指示热成像相机的视场内的生物的二维位置信息的视觉上连续的体温像素。在实施例中，相机是可以是单个热成像相机，其向发射机传递涉及与视觉上连续的体温像素相关联的对象(例如生物)的存在和/或位置的二维热成像数据。

在实施例中，相机是热成像相机，该热成像相机随时间推移形成与发射机的传输场交叠的一个或多个视场的多个热图像。在实施例中，热成像相机向发射机传递指示热图像中的视觉上连续的体温像素的运动的热成像数据。

在第二步骤1004中，与发射机通信的至少一个超声换能器捕获超声扫描区域中的一个或多个对象的超声检测数据。在实施例中，超声扫描区域与成像传感器的视场和发射机的传输场交叠。

在步骤1004的实施例中，第一超声换能器捕获超声扫描区域中的一个或多个对象的第一超声检测数据，第二超声换能器捕获超声扫描区域中的一个或多个对象的第二超声检测数据。在实施例中，对第一超声检测数据和第二超声检测数据进行处理以提供针对一个或多个对象的测距信息。在实施例中，对第一超声检测数据和第二超声检测数据进行处理以提供针对一个或多个对象的超声角。在实施例中，步骤1002的相机大致位于第一超声换能器和第二超声换能器之间的中点处。

在实施例中，在步骤1002中，相机获取成像传感器的视场的X-Y图像区域内的生物或敏感对象的热成像数据；在步骤1004中，第一超声换能器和第二超声换能器被设置在平行于X-Y图像区域的线上。设置在平行于X-Y图像区域的线上的第一超声换能器和第二超声换能器捕获超声扫描区域中的一个或多个对象的超声检测数据。

在下一步骤1006中，发射机的处理器或与发射机通信的处理器基于热成像数据和超声检测数据来确定生物或敏感对象的三维位置信息。

在步骤1006的实施例中，两个超声换能器捕获超声扫描区域中的一个或多个对象的第一超声检测数据，并且处理器确定一个或多个对象的超声角。在一些实施例中，处理器在来自相机的热成像数据中确定生物或敏感对象的视角，超声检测数据包括来自相机的一个或多个对象的超声角。发射机的处理器确定使生物或敏感对象的视角与一个或多个对象的超声角相关联，以确定所示一个或多个对象对应于生物或敏感物体。

在步骤1006的实施例中，与发射机相关联的决策管理器基于热成像数据和超声检测数据来确定生物或敏感对象的三维位置信息。

在下一步骤1008中，发射机根据针对生物或敏感对象的基于热成像数据和超声检测数据的三维位置信息来控制功率波的传输。在步骤1008的实施例中，发射机将在步骤1006中获得的生物或敏感对象的三维位置数据与发射机的坐标(例如，一维坐标、二维坐标、三维坐标)进行比较。在实施例中，发射机计算生物或敏感对象距发射机的距离，并在该距离落在阈值接近度值以下时减小或终止电能。在步骤1008的另一实施例中，发射机将在步骤1008中获得的关于生物或敏感对象的三维位置数据的信息与能量袋的预定位置的坐标(例如，一维坐标、二维坐标、三维坐标、极坐标)进行比较。在实施例中，发射机计算生物距能量袋的预定位置的距离，并在该距离落在阈值接近度值以下时减小或终止电能。

在步骤1008的实施例中，与发射机相关联的决策管理器基于三维位置信息来决定是否调整功率波的电能等级。在该实施例中，是否调整功率波的电能等级的决策可以是以下各决策之一：使功率波保持满电能等级的决策、减少功率波的电能等级的决策或终止功率波的决策。

在步骤1006和步骤1008的实施例中，与发射机相关联的决策管理器确定发射机的传输场内的障碍物的三维位置信息，并且如果该三维位置信息指示出障碍物阻挡了相机的视场，则确定终止功率波的传输。

在一些实现方式中，在步骤1008中，发射机或与发射机相关联的决策管理器可以使用与生物或敏感对象相关联的传感器数据中的位置数据来应用安全技术确定是否调整功率波。一种安全技术是包括超出规定限制或关于最大许可电能等级或EMF暴露的其他限制的误差裕度(例如，10％-20％的标称裕度)，以确保生物不会暴露在这些限制处或接近限制的电能等级下。另一种安全技术是在障碍物阻挡相机的视场的情况下确定减小或终止功率波。

在下一步骤1010中，如果发射机(或与发射机相关联的决策管理器)根据针对生物或敏感对象的基于热成像数据和超声检测数据的三维位置信息来确定调整功率波，则发射机可以执行一个或多个动作。在一些情况中，发射机减小预定位置处的功率波的电能等级。在一些情况中，发射机终止功率波的传输。在一些实施例中，发射机重定向在生物或敏感对象周围的功率波的传输。附加地或替选地，发射机可以激活发射机或无线充电系统的警报。

图11示出了根据示例性实施例的由成像传感器在与无线电能传输系统中的发射机的传输场交叠的视场中捕获的视频的示例性帧1100。

诸如热成像相机之类的成像传感器捕获包括以下各项的场景的视频成像数据：人类1102、无线电能接收机1104、电子设备1106以及支撑接收机1104和电子设备1106的桌子。系统将人1102识别为选定对象，并以示出人类1102的生物特征和其他视觉特征的单帧的形式来捕获所提取的视频片段。“选定对象”指的是通常在无线电能传输系统的传输场内捕获的视频成像数据中的关注项。对象的示例包括人、宠物、接收无线电能的电子设备、无线电能接收机、无线电能发射机以及障碍物。在实施例中，选定对象包括生物(例如人和动物)及其他敏感对象。敏感对象可以包括特定装备及对功率波中的电磁能量敏感的其他贵重物品。选定对象可以包括对象类别(例如人类)，并且可以包括特定对象(例如唯一识别的电子设备)。

在时间指示器1112中，系统在时刻1116捕获单帧。系统将人类1102朝向无线电能接收机1104的移动(由箭头A指示)识别为选定事件，并以随时间跨度1114的示出该移动的视频剪辑的形式来提取视频片段。系统将人类1102在该移动期间的某些活动识别为附加的选定事件，并提取描绘这些选定事件的一组帧。这些附加的选定事件包括人类1102进入到接收机1104的所限定的邻近区域1110(在时刻1118提取的快照)，以及人类1102将电子设备1106升高远离接收机1104(由箭头B表示；在时刻1120处提取的快照)。靠近接收机1104的区域1110是对应于由虚线示意性地指示的帧1100的矩形截面的选定位置。应该理解的是，虽然图11以二维方式示出了帧1100的场景，但是多个成像传感器也可以捕获场景的三维视频成像数据，并且各种对象和位置(例如人类1102和邻近区域1110)可以使用三维坐标来限定。

在实施例中，“选定事件”指的是进行关注的活动的一个或多个对象。可以相对于特定位置或时刻来引用选定事件。“活动”指的是一个或多个对象的包括对象之间的交互的一个或多个动作或动作的组合。活动的示例包括进入、退出、移动、停止、升高以及降低。选定事件的示例包括：生物或敏感对象进入紧邻发射机或能量袋的位置、生物的视频成像数据随时间推移而增长(指示生物正在向发射机运动)、以及承载无线电能接收机的家具的移动，该移动致使障碍物阻挡接收机的成像传感器的视野。

在实施例中，“选定位置”指的是通常在无线电能传输系统的传输场内的空间，在该空间中，可以定位关注对象或者可以发生关注的活动。选定位置可以是基于场景的或基于图像的。基于场景的示例包括房间、房间内的封闭区域、无线电能传输被授权的区域、无线电能传输被禁止的区域、无线电能发射机的传输场的物理范围、与多个无线电能发射机的传输场交叠的范围、所限定的靠近发射机的区域、所限定的靠近接收机或能量袋的区域、靠近电子设备的区域、能量袋的三维坐标、多个能量袋的三维坐标、被障碍物阻挡的空间、诸如在承载无线电能接收机的桌子下方的区域之类的垂直受限的空间、以及由系统用户经由标记设备标记的位置。基于图像的位置的示例包括：视频图像、视频图像中的线、视频图像中的区域、视频图像的矩形或多边形部分以及视频图像中的视觉上连续的像素。选定位置可以是三维空间、二维空间或一维空间

在实施例中，通信耦接至成像传感器的处理器接收由成像传感器中的一个或多个捕获的视频成像数据，并分析该视频成像数据以识别发射机的传输场内的一个或多个选定特征。在实施例中，基于所识别的选定特征，处理器从视频成像数据中提取描绘一个或多个选定特征的一个或多个选定视频片段。

如本申请中所使用的，术语“选定特征”指的是成像数据的被识别以选择待从视频成像数据中提取的视频片段的视频一个或多个特征。在本公开中，选定特征有时被称为关注的特征。在一实施例中，选定特征可以包括视频成像数据内的被识别以选择待从视频成像数据中提取的视频片段的对象、事件及位置或这些项的组合。在实施例中，选定特征是在传输场内捕获的视频成像数据的特征，例如特别重要或明显的特征。在实施例中，通过使用预定标准分析视频成像数据来识别选定特征。在实施例中，通过使用计算机视觉技术或其他对象识别技术对视频成像数据的计算机分析来识别选定特征。如本申请中所使用的，术语“选定视频片段”指的是从视频成像数据中提取的并且描绘一个或多个选定特征的一个或多个视频片段。

处理器发布包括所提取的选定视频片段的报告。在实施例中，处理器将该报告传递至例如驻存在云或服务器中的无线电能管理系统。在各个实施例中，云可以是互联网云、业务云或服务供应商云。在另一实施例中，处理器将选定视频片段传递至发射机，发射机给无线电能管理系统上报包括选定视频片段的报告。

图12为示出根据示例性实施例的在无线电能传输系统中对在无线电能传输期间捕获的视频成像数据进行计算机视频分析的步骤的流程图1200。

无线电能系统的成像传感器可以在用于由接收机的天线元件接收的功率波的传输期间捕获与发射机的传输场交叠的视场内的实际视频图像。处理器分析该实际视频图像以识别传输场内的诸如选定对象和选定事件之类的选定特征，并提取描述选定特征的一个或多个选定视频片段。可以将选定视频片段及相关的图像分析数据上报至无线电能管理系统用于系统分析、故障排除和其他目的。

在步骤1202中，成像传感器捕获一个或多个成像传感器的与发射机的传输场交叠的视场内的视频成像数据。成像传感器在由发射机对形成用于由接收机的天线元件接收的一个或多个能量袋的功率波的传输期间捕获视频成像数据。接收机被配置成从一个或多个能量袋中获取电能，例如以给电子设备充电或供电。在实施例中，成像传感器是捕获以热图像的形式的视频成像数据的热成像相机。在另一实施例中，成像传感器是捕获以可见光图像的形式的视频成像数据的成像传感器。在实施例中，多个成像传感器捕获立体视频成像数据。在实施例中，系统将所捕获的作为模拟视频信号的视频成像数据转化成数字形式的视频成像数据。

在各个实施例中，视频成像数据可以是视频馈送或录制的视频。由成像传感器捕获的视频成像数据可以包括二维视频图像或三维视频图像。视频成像数据可以由X×Y阵列的像素数据组成。在成像传感器是热成像相机的实施例中，视频成像数据包括表示温度的X×Y阵列的像素数据。在成像传感器是光学成像相机的实施例中，视频成像数据包括表示各个色彩(例如RGB)值的X×Y阵列的像素数据。

在实施例中，视频成像数据包括与视场内的一个或多个对象对应的视觉上连续的像素的图案。在实施例中，视频成像数据包括与视场内的一个或多个生物对应的视觉上连续的体温像素的图案。

在步骤1204中，处理器分析视频成像数据以识别发射机的传输场内的一个或多个选定特征。在实施例中，所述一个或多个选定特征包括选定对象、选定事件和选定位置中的一个或多个。在实施例中，一个或多个选定特征包括以下各项中的一个或多个：发射机、接收机、从接收机接收电能的电子设备、生物、敏感对象和障碍物。

在实施例中，选定特征包括选定事件，该选定事件包含进行关注的活动的一个或多个对象。在实施例中，对象进行以下活动中的一个或多个：进入、退出、运动、停止、升高、下降、增长以及收缩。在实施例中，选定事件包括相对于另一对象进行关注的活动的对象。在实施例中，选定事件包括相对于发射机的传输场内的位置进行关注的活动的对象。

在实施例中，选定特征包括发射机的传输场内的选定位置。在实施例中，选定位置包括以下各项中的一个或多个：授权的电能传输的区域、禁止的电能传输的区域、预定义的靠近发射机的区域、预定义的靠近接收机的区域或预定义的靠近电子设备的区域。在实施例中，选定位置是视频成像数据内的基于图像的位置。选定位置可以包括：视频图像、视频图像中的线、视频图像中的区域、视频图像的矩形或多边形部分或视频图像内的视觉上连续的像素。

在步骤1204的实施例中，选定特征包括影响生物或敏感对象暴露在形成用于由接收机的天线元件接收的一个或多个能量袋的功率波下的选定事件，或者影响发射机传输形成一个或多个能量袋的功率波的效率的选定事件。

在实施例中，处理器使用计算机视觉技术来识别视频成像数据中的一个或多个选定特征。在实施例中，处理器还附加地使用除成像数据之外的数据(例如来自除成像传感器之外的传感器的数据)来识别视频成像数据中的一个或多个选定特征。

在步骤1206中，处理器从视频成像数据中提取描绘在步骤1204中识别的选定特征的一个或多个选定视频片段。在实施例中，选定视频片段包括一个或多个视频剪辑、提取的静止视频、帧或快照、以及静止视频或帧的序列或阵列。在实施例中，选定视频片段包括一系列定时快照。

在实施例中，提取选定视频片段用于实时上报。在另一实施例中，记录所提取的视频片段用于稍后查看。在各个实施例中，选定视频片段附带有其他内容。在一实施例中，选定视频片段附带有音频内容，例如音频馈送或提取的音频剪辑。在另一实施例中，选定视频片段附带有消息或文本内容。在实施例中，选定视频片段附带有标签或元数据。

在步骤1208中，处理器使用计算机视觉分析来提供发射机的传输场内的对象的图像分析数据。在实施例中，在步骤1206中提取的视频片段附带有在监测或分析无线电能传输系统的操作时从视频成像数据的计算机视觉分析中得到的图像分析数据。在实施例中，图像分析数据基于对在步骤1204中识别的选定特征中的一个或多个的分析。在实施例中，图像分析数据包括与发射机的传输场交叠的视觉场景的模型。

在步骤1210中，处理器将在步骤1206中提取的选定视频片段上报至无线电能传输系统。在实施例中，处理器将在步骤1208中提供的图像分析数据与选定视频片段一起上报至无线电能管理系统。在实施例中，处理器向无线电能管理系统实时上报选定视频片段，用于当前对无线电能传输系统的监测。在实施例中，处理器将选定视频片段的记录上报至无线电能管理系统，用于以后复查。

生成符号数据的示例性方法

图13为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

在步骤1302中，耦接至发射机的相机和/或传感器可以捕获针发射机的关注的三维区域(例如发射机的传输场和/或超出传输场的一些区域)内的对象和/或接收机的位置数据。发射机可以包括被配置成查看发射机的关注的三维区域的一个或多个相机。相机可以包括一个或多个摄像机。一个或多个摄像机可以包括但不限于红外相机、热像仪及可见光相机。

在一些实施例中，发射机可以包括单个摄像机。在另一实施例中，发射机可以包括诸如红外相机、热像仪以及可见光相机之类的相同或不同类型的摄像机阵列。该摄像机阵列可以被定位成用于查看发射机的关注区域。在一些情况中，关注区域对应于发射机的传输场(或传输场区域)。该摄像机阵列可以以线性阵列的方式布置在发射机中。在替选实施例中，可以使用包括二维摄像机阵列的各种其他空间布置。

在诸如示例性系统的一些实施例中，相机可以是被容置在发射机内的发射机的部件。在一些实施例中，相机可以位于发射机外部且可以通过有线连接或无线连接与一个或多个发射机通信。

在步骤1304中，控制发射机的一个或多个相机的操作的图像处理器可以捕获关注的三维区域内的一个或多个对象的图像数据。发射机可以包括独立的不同图像处理器，或者图像处理器可以是发射机的用来管理其他发射机功能的相同处理器。在一些实现方式中，图像处理器可以具有一触发机构，该触发机构用于通过一个或多个摄像机来捕获包含关注的三维区域内的一个或多个区的图像数据的一个或多个图像帧的集合。触发机构可以具有中央时钟信号以及可选的信号传递单元。经由信号传递单元将中央时钟信号递送至一个或多个摄像机。在另一实施例中，还能够通过物理连接或通过无线连接将中央时钟信号直接递送至一个或多个摄像机。在其他实施例中，一个或多个摄像机可以具有它们自身的内部同步时钟。本领域技术人员将意识到有多种方式为发射机提供时钟信号，并且将理解如何根据时钟信号被生成及分配给发射机的相机中的一个或多个摄像机的实际方式来调整发射机的配置。

一个或多个对象可以包括诸如以下的电子设备：手机、膝上电脑、人、动物、诸如椅子之类的家具、嵌入在电子设备内的接收机以及作为独立部件的接收机。

在步骤1306中，图像处理器可以捕获关注的三维区域内的图像数据。在由发射机的触发机构生成触发信号之后，图像处理器的一个或多个相机启动对发射机的传输场区域内的一个或多个对象的捕获，并产生捕获传输场内的一个或多个对象的图像数据。由图像处理器的一个或多个摄像机捕获的图像数据可以包括捕获发射机的传输场内的一个或多个对象的图像/帧。

在一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在发射机的传输场内连续地和/或周期性地捕获图像数据、视频数据及音频数据。在另一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在不同时刻相对于彼此被激活，以在发射机的传输场内捕获图像数据。

在步骤1308中，图像处理器可以将图像数据传送给发射机的处理器，在这样的实施例中，图像处理器是与发射机处理器不同的处理器。相机捕获发射机的关注的三维区域内的图像，并将该图像传送给发射机的处理器。处理器处理图像数据以在步骤1310中根据该图像数据生成符号数据。符号数据对应于由针对图像数据中的一个或多个对象中的每一个的数值表示的数据，并且符号数据根据由一个或多个摄像机中用来捕获图像数据的摄像机而改变。

图像处理器以及发射机的其他潜在的处理器可以包括单个处理器或用于将发射机配置为多处理器系统的多个处理器，并且可以基于信号输入和固件编程来控制发射机的功能方面。处理器包括合适的逻辑、电路以及可操作为执行一个或多个指令以进行预定操作的接口。可以通过本领域已知的许多处理器技术来实现处理器。处理器的示例包括但不限于：x86处理器、ARM处理器、精简指令集计算(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)处理器或复杂指令集计算(CISC)处理器。

处理器可以包括计算机视觉软件或被编程为识别并定位所捕获的图像中的一个或多个对象的位置的任何合适的软件。为了识别一个或多个对象，可以处理图像数据以生成符号数据。在一实施例中，符号数据可以包括当图像数据被热像仪捕获到时，图像数据中的一个或多个对象中的每一个的温度值。分析符号数据来确定一个或多个对象的数量、一个或多个对象的三维坐标(XYZ)、一个或多个对象的运动状态以及一个或多个对象的大小。

在步骤1312中，处理器将符号数据与预存储的数据进行比较。可以将符号数据与存储单元中预存储的数据进行比较以识别在图像数据中捕获到的一个或多个对象中的每个对象。在一实施例中，在根据其符号数据是温度值的图像数据识别对象的步骤期间，处理器识别对象的面部和/或其他体特征，然后将读取的面部和/或另一相关体特征与作为预存储数据存储的对应的面部和/或其他预存储的体特征进行比较，以从图像数据内的一个或多个对象中识别对象。基于与预存储的数据的比较识别的对象可以包括接收机、电子设备、人和动物。

处理器还被配置成将关于识别给定对象的信号传送给发射机的天线。天线被配置成控制一个或多个功率波朝向给定对象的发射。例如，天线被配置成当给定对象被识别为接收机单元时，向该给定对象发射一个或多个功率波，并且天线被配置成当给定对象被识别为生物时，不向该给定对象发射一个或多个功率波。

在步骤1314中，处理器基于匹配向管理计算机传送符号数据。当处理器的计算机视觉软件基于对象与预存储数据的匹配识别出图像数据中的对象时，处理器的计算机视觉软件还被配置成向管理计算机传送符号数据。在一实施例中，计算机视觉软件可以向管理计算机传送匹配对象的原始图像数据。在另一实施例中，计算机视觉软件可以确定匹配对象的X、Y、Z坐标并将该坐标传送给管理计算机。

匹配视觉图案的示例性方法

图14为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的接收机的方法的流程图。

在步骤1402中，耦接至发射机的相机和/或传感器可以捕获针对发射机的关注的三维区域(例如发射机的传输场)内的对象和/或接收机的位置数据。发射机可以包括被配置成观看发射机的关注的三维区域的相机。相机可以包括一个或多个摄像机。一个或多个摄像机可以包括但不限于红外相机、热像仪及可见光相机。

在一些实施例中，发射机可以包括单个摄像机。在另一实施例中，发射机可以包括诸如红外相机、热像仪以及可见光相机之类的相同或不同类型的摄像机阵列。摄像机阵列可以被定位成用于观看发射机的关注区域。在一些情况中，关注区域对应于发射机的传输场(或传输场区域)。摄像机阵列可以以线性阵列布置在发射机中。在替选实施例中，可以使用包括二维摄像机阵列的各种其他空间布置。

在诸如示例性系统的一些实施例中，相机可以是发射机的被容置在发射机内的部件。在一些实施例中，相机可以位于发射机外部且可以通过有线连接或无线连接与一个或多个发射机通信。

在步骤1404中，控制发射机的一个或多个相机的操作的图像处理器可以通过发射机的相机捕获关注的三维区域内的对象的图像数据。发射机可以包括独立的不同图像处理器，或者图像处理器可以是发射机的用来管理其他发射机功能的相同处理器。在一些实现方式中，发射机的图像处理器可以具有一触发机构，该触发机构用于通过一个或多个摄像机来捕获包含关注的三维区域内的一个或多个区的图像数据的一个或多个图像帧的集合。在一实施中，触发机制可以具有中央时钟信号以及可选的信号传递单元。经由信号传递单元将中央时钟信号递送至一个或多个摄像机。在另一实施例中，还能够通过物理连接或通过无线连接将中央时钟信号直接递送至一个或多个摄像机。在其他实施例中，一个或多个摄像机可以具有它们自身的内部同步时钟。本领域技术人员将意识到有多种方式为发射机提供时钟信号，并且将理解如何根据时钟信号被生成及分配给发射机的相机中的一个或多个摄像机的实际方式来调整发射机的配置。

一个或多个对象可以包括诸如以下的电子设备：手机、膝上电脑、人、动物、诸如椅子之类的家具、嵌入在电子设备内的接收机以及作为独立部件的接收机。

在步骤1406中，图像处理器可以捕获关注的三维区域内的图像数据。在由发射机的触发机构生成触发信号之后，图像处理器的一个或多个摄像机启动对发射机的传输场区域内的一个或多个对象的捕获，并产生捕获传输场内的一个或多个对象的图像数据。由图像处理器的一个或多个摄像机捕获的图像数据可以包括捕获发射机的传输场内的一个或多个对象的图像/帧。

在一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在发射机的传输场内连续地和/或周期性地捕获图像数据、视频数据及音频数据。在另一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在不同时刻相对于彼此被激活，以在发射机的传输场内捕获图像数据。

在步骤1408中，图像处理器可以从一个或多个相机接收包括与一个或多个对象中的每一个对应的视觉图案的图像数据。图像处理器可以捕获与发射机的关注的传输场内的一个或多个对象中的每一个对应的视觉图案，并且可以将图像数据传送给图像数据器或发射机的其他处理器。视觉图案可以选自包括以下各项的分组：点、线、颜色、形状和字母。

在步骤1410中，图像处理器或发射机的其他处理器可以将与一个或多个对象中的每一个对应的视觉图案与预存储的数据进行比较。与一个或多个对象中的每一个所对应的与预存储的数据进行比较。预存储数据包括视觉图案列表，该视觉图案选自包括以下各项的分组：点、线、颜色、形状以及字母。在实施例中，通过一种或多种技术来训练发射机的处理器的计算机视觉软件，以执行视觉图案的比较从而识别匹配的视觉图案。例如，具有样本对象的视觉图案的配置文件可以以预存储数据存储在发射机的存储单元中。处理器的计算机视觉软件将接收到的可以以像素形式的视觉图案与存储在存储单元中的样本对象的配置文件进行比较。

在步骤1412中，发射机的图像处理器或其他处理器可以基于比较结果来识别对象并确定所识别对象的位置。在实施例中，处理器被配置成当对象的对应的一个或多个视觉图案与预存储数据中的视觉图案列表中的一个或多个视觉图案匹配时，从一个或多个对象中识别该对象。在另一实施例中，处理器被配置成当对象的对应的一个或多个视觉图案与预存储数据中的视觉图案列表中的一个或多个视觉图案匹配时，识别一个或多个对象中的每一个。在一示例中，所识别的对象可以对应于接收机。在另一示例中，所识别的对象可以对应于具有集成接收机单元的电子设备。在又一示例中，所识别的对象可以对应于人或其他敏感对象。

在识别对象之后，处理器还被配置成确定所识别对象的位置。在一示例中，处理器被配置成接收来自相机的所识别对象的二维坐标。在另一示例中，处理器被配置成所识别对象在基于图像捕获单元接收到的捕获图像中的像素来确定所识别对象的二维坐标。处理器还被配置成使用发射机作为针对所识别对象中的每一个的参考系来识别所识别对象中的每一个的三维坐标，以基于与所识别对象中每一个的位置对应的二维坐标(例如来自相机的)和三维坐标(例如来自传感器的)生成每个所识别对象的三维坐标。

在步骤1414中，天线控制处理器或发射机的其他处理器可以基于由发射机的相同或不同处理器识别的对象的位置来控制发射机对功率波的传输。在实施例中，发射机的处理器可以将被视为接收机单元的所识别对象的X、Y、Z坐标上报至发射机的天线。基于接收到的接收机单元的坐标，天线的处理器或处理器可以基于接收机单元的所识别位置来指示发射机或无线电能传输系统的其他部件执行各种动作。天线的处理器或发射机的处理器还可以接收来自一个或多个内部传感器、一个或多个外部传感器的数据以及有关接收机单元的位置的热映射数据。然后，天线的处理器或发射机的处理器可以将由一个或多个内部传感器、一个或多个外部传感器以及热映射数据提供的位置数据与所确定的被视为接收机单元的所识别对象的位置(X、Y、Z坐标)进行比较。

在一实施例中，基于所识别的接收机单元的位置，天线的处理器或发射机的处理器可以选择待由无线电能传输系统的波形发生器生成的波形(例如，射频波、超声波)，该波形发生器创建用于给所识别的接收机单元供电的最佳能量袋。例如，基于接收机单元的第一位置，天线的处理器或发射机的处理器可以选择啁啾波进行传输，基于接收机单元的第二位置，天线的处理器或发射机的处理器可以选择正弦波进行传输。由于啁啾波的频率随时间推移连续地和/或周期性地增大或减小，所以天线的处理器或发射机的处理器可以选择啁啾波，接收机单元的第一位置可以表明在一段时间内不具有固定频率的信号参数。

在另一实施例中，基于所识别的接收机单元的位置，天线的处理器或发射机的处理器可以调整天线中的用于创建用于给所识别的接收机单元供电的最佳能量袋的天线的天线间距。例如，天线可以包括一个或多个天线阵列。所述一个或多个天线阵列中的每一个可以包括用于发射一个或多个功率波的一个或多个天线。可以调整一个或多个天线中的天线相对于彼此的间距以使得通过多个天线发射的一个或多个功率波被定向为形成能量袋以向所识别的接收机单元供电。

在又一实施例中，天线可以包括定时电路。基于所识别的接收机单元的位置，天线的处理器或发射机的处理器可以控制定时电路以使一个或多个天线阵列中的每一个阵列的一个或多个天线被配置成基于所识别的接收机单元的位置在互不相同的时间发射一个或多个功率波。定时电路还可以用来针对一个或多个天线中的每一个选择不同的发射时间。在一示例中，天线的处理器或发射机的处理器可以给定时电路预配置从一个或多个天线中的每一个发射一个或多个传输波的定时。在另一示例中，基于所计算的被视为接收机单元的给定对象的X、Y、Z坐标，天线的处理器或发射机的处理器可以从一个或多个天线中的少数天线中延迟少量传输波的发射。在又一实施例中，基于从图像处理器接收到的图像数据和从一个或多个内部传感器、一个或多个外部传感器以及通信信号接收到的信息的比较结果，天线的处理器或发射机的处理器可以从少数天线延迟少量传输波的发射。

在又一实施例中，基于所识别的接收机单元的位置，天线的处理器或发射机的处理器可以使用在所识别的接收机单元的位置处的一个或多个功率波来激活用于定向能量袋的一个或多个天线中的第一组天线。可以基于第一组天线中的与形成能量袋的天线的所需间距对应的天线之间的距离来从一个或多个天线中选择第一组天线。换言之，所选择的第一组天线中的天线之间的距离可以使得相邻天线优选地远离彼此，并且从第一组天线发射的一个或多个功率波形成能量袋以向所识别的接收机单元供电。

在又一实施例中，天线可以包括至少两个天线阵列。所述至少两个天线阵列包括第一天线阵列和第二天线阵列。应该注意的是，为了简化说明，仅描述了具有第一天线阵列和第二天线阵列的天线，然而，在不脱离所公开的实施例的范围的情况下，天线中可以包括多于两个天线阵列。第一天线阵列和第二天线阵列中的每一个可以包括被配置成发射一个或多个功率波的一行或多行天线以及一列或多列天线。可以由天线的处理器或发射机的处理器根据所识别的接收机单元的位置来动态地调整第一天线阵列和第二天线阵列之间的距离，以使得由第一天线阵列和第二天线阵列的天线发射的一个或多个功率波被定向为在目标接收机单元处形成能量袋。

图15为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的多个发射机中的一个或多个发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

在步骤1502中，耦接到发射机的一个或多个相机可以捕获发射机的关注的三维区域中的一个或多个对象的图像数据，该发射机是多个发射机中的一部分。发射机中的每一个可以包括被配置成观看相应发射机的关注的三维区域的处理器，例如图像处理器。图像处理器可以控制或以其他方式管理一个或多个摄像机。所述一个或多个摄像机可以包括但不限于红外相机、热像仪及可见光相机等。

在一些实施例中，发射机可以包括单个摄像机。在一些实施例中，发射机可以包括摄像机阵列。该摄像机阵列可以被定位成用于观看发射机的关注区域。关注区域对应于发射机的传输场(或传输场区域)中的某些部分或全部。在一些情况中，关注区域可以延伸超出传输场的范围，以使得发射机可以在对象进入传输场之前识别该对象。摄像机阵列可以以线性阵列的方式布置在发射机中。在替选实施例中，可以使用包括二维摄像机阵列的各种其他空间布置。在诸如示例性系统的一些实施例中，相机是发射机的被容置在发射机内的部件。在一些实施例中，相机可以位于发射机外部且可以通过有线连接或无线连接与一个或多个发射机通信。

如上面所提及的，发射机中的每一个可以具有传输场或能量区域，在该传输场或能量区域中，相应发射机的天线可以发射功率波以给电子设备充电。在一些实现方式中，两个或更多个发射机可以具有相同的传输场或能量区域，或者相应传输场中的部分可以交叠。在上述实现方式中，具有交叠的传输场的发射机的摄像机可以监测并捕获传输场(传输区)的交叠区域中的某些部分的图像数据。

在步骤1504中，发射机的一个或多个处理器可以根据由发射机的相机捕获的图像数据来生成符号数据。发射机的图像处理器或其他处理器可以在发射机的传输场的关注的三维区域内捕获视频或静止图像的图像数据，然后可以将该图像数据传送给同一发射机的图像处理器或其他处理器、多个发射机中的不同发射机、或者被配置成使用并处理从所述发射机接收的图像数据的计算设备的某些中央处理器。接收并处理图像数据的特定处理器可以根据该图像数据生成符号数据。

处理器可以包括单个处理器或用于将发射机配置为多处理器系统的多个处理器。处理器包括合适的逻辑、电路以及可操作为执行一个或多个指令以进行预定操作的接口。可以通过本领域已知的许多处理器技术来实现处理器。处理器的示例包括但不限于：x86处理器、ARM处理器、精简指令集计算(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)处理器或复杂指令集计算(CISC)处理器。

多个发射机中的发射机的处理器可以包括计算机视觉软件或被编程为从捕获的图像中识别并定位一个或多个对象的位置的任何合适的软件。换言之，发射机的处理器使用诸如但不限于MATLAB或Open CV之类的计算机视觉软件来处理捕获的图像。该软件包括被配置成上报捕获的图像中的各像素的X、Y、Z坐标的程序。

为了识别一个或多个对象，可以处理图像数据以生成符号视觉数据。在一实施例中，符号数据可以包括图像数据中的一个或多个对象中的每一个的温度值。符号数据还可以包括有关以下各项的数据：一个或多个对象的数量、一个或多个对象的三维坐标(XYZ)、一个或多个对象的运动状态以及一个或多个对象的大小。

在步骤1506中，多个发射机中的发射机的处理器可以接收由多个发射机中的其他发射机或由耦接到发射机的计算设备生成的符号数据。

在步骤1508中，发射机的处理器可以将符号数据与预存储的数据进行比较来识别并确定一个或多个对象中的一个或多个接收机的位置。每个发射机的处理器可以包括计算机视觉软件。处理器的计算机视觉软件被编程为检测对象(例如人或家具)是否进入发射机、接收机单元、功率波和/或能量的袋(能量袋)的预定接近度内。

在步骤1510中，在一种配置中，处理器然后可以基于检测到的对象来指示发射机的天线或系统的其他部件执行各种动作。例如，处理器可以基于通过将所有符号数据与预存储数据进行比较得到的一个或多个接收机的位置来控制用于给一个或多个接收机中的每一个充电的一个或多个电能传输波的传输。

在另一配置中，处理器可以将图像数据传送给发射机的天线，发射机的天线的处理器可以确定要执行哪些动作(例如，调整能量袋、停止功率波传输、减小功率波传输)。在一示例中，在处理器的计算机视觉软件识别到人已进入发射单元的传输场，然后确定该人处于发射机的预定接近度内之后，处理器的计算机视觉软件可以向发射机提供相关图像数据，使得发射机能够减少或终止功率波的传输。在另一示例中，在识别到人已进入传输场然后确定该人已进入能量袋的预定接近度内之后，处理器的计算机视觉软件可以向发射机的天线提供使得天线调整功率波的特征的图像数据，以减少在能量袋处集中的能量的量、生成零点、和/或重新定位能量袋的位置。

在又一示例中，系统可以包括报警设备，该报警设备可以产生警告、和/或可以生成并传送数字消息至系统日志或被配置为管理系统的管理计算设备。在该示例中，在处理器的计算机视觉软件检测到人进入发射机、功率波和/或能量袋的预定接近度内，或者以其他方式检测到系统的其他不安全或禁止条件后，可以生成信号并将其传送至报警设备，这可以激活警告和/或生成通知并将其传送给管理员设备。由报警产生的警告可以包括任何类型的感知反馈，例如音频反馈、视觉反馈、触觉反馈或其某些组合。

在一些实施例中，相机可以是发射机的被容置在发射机内的部件。在一些实施例中，相机可以位于发射机外部且可以通过有线连接或无线连接向一个或多个发射机传递图像数据。可以位于一个或多个发射机的外部或是单个发射机的一部分的相机可以向多个发射机提供图像数据，然后所述多个发射机的处理器可以与中央处理器共享该图像数据以确定功率波的适当形成和传输。类似地，在一些实施例中，多个图像处理器可以与多个发射机共享图像数据。在这样的实施例中，相机或主机发射机可以与系统中的其他图像处理器或主机发射机发送和接收图像数据。

在示例性系统的一个示例中，第一发射机可以包括捕获图像数据的第一相机，该图像数据可以存储在第一发射机和/或存储器上。系统还可以具有包括捕获图像数据的第二相机的第二发射机，该图像数据可以存储在系统的第二发射机和/或存储器上。在该示例中，这两个发射机可以包括可从第一相机和第二相机接收图像数据的处理器，因而由相应的第一相机和第二相机捕获的图像数据可以在相应的第一发射机和第二发射机之间共享。然后，第一发射机和第二发射机中的每一个的处理器可以使用共享的图像数据来确定用于生成并发射功率波的特性，该确定操作可以包括确定在检测到敏感对象(例如人)时是否发射功率波。

为了使发射机能够检测并确认用户希望从无线能量(即功率波、能量袋)的接收中排除的对象，用户可以向发射机传递预存储的数据以被记录在发射机的存储器单元中。例如，用户可以通过经由该用户设备的图形用户界面(GUI)与发射机的处理器通信的用户设备提供预存储的数据。

在一些实施例中，可以给传输场内的特定对象和/或位置分配标记。在标记过程期间，可以生成标记数据并将其存储为预存储数据，并且可以将发射机应该如何关于传输场中的特定对象或位置发挥作用通知给发射机。在标记过程期间生成的标记数据可以通知发射机是否向所述对象或位置发射功率波、和/或在传输场内的何处发射功率波或生成能量袋。例如，可以采用用于指示发射机从不向特定位置发射功率波的标记数据来更新或生成针对预存储数据中的位置的记录。同样地，在另一示例中，可以将标记数据填充到针对位置的记录中，指示发射机一直向该位置发射功率波。

在一些实现方式中，相机可以观看传输场内已被预先确定或“被标记”为是敏感的敏感对象。在一些情况中，可能希望避开传输场中的诸如家具和墙壁之类的障碍物，无论相机是否识别出人或其他敏感对象进入特定障碍物附近。因此，内部存储器或外部存储器可以存储识别特定障碍物的特定位置的预存储数据，从而有效地将特定位置的位置“标记”为功率波的关闭限。附加地或替选地，特定对象可以与产生可被发射机的相机检测到的信号或物理表现形式(例如热特征)的数字标签或物理标签数字地或物理地相关联。例如，作为生成用于发射机的图像数据的一部分，相机可以访问存储预存储数据的互联网存储器，该预存储数据包括标记的要避开的障碍物(例如桌子)的记录。在该示例中，相机会将桌子检测为标记的障碍物，并生成图像数据，该图像数据使得发射机减小功率波在桌子所在的位置处提供的能量、终止将功率波发送到桌子、或重定向功率波。附加地或替选地，在一些实现方式中，相机可以检测已被标记(即，事先记录在内部存储器或外部存储器的)为接收无线功率波的电气设备。

图16为示出根据示例性实施例的识别无线电能传输系统的发射机的传输场内的对象的方法的流程图。

在步骤1602中，耦接至发射机的相机和/或传感器可以捕获针对发射机的关注的三维区域(例如发射机的传输场和/或超出传输场的某些区域)内的对象和/或接收机的位置数据。发射机可以包括被配置成观看发射机的关注的三维区域的相机。该相机可以包括一个或多个摄像机。一个或多个摄像机可以包括但不限于红外相机、热像仪及可见光相机。

在一些实施例中，发射机可以包括单个摄像机。在另一实施例中，发射机可以包括诸如红外相机、热像仪以及可见光相机等之类的相同类型或不同类型的摄像机阵列。该摄像机阵列可以被定位成用于查看发射机的关注区域。在一些情况中，关注区域对应于发射机的传输场(或传输场区域)。摄像机阵列可以以线性阵列的方式被设置在发射机中。在替选实施例中，可以使用包括二维摄像机阵列的各种其他空间布置。

在诸如示例性系统的一些实施例中，相机可以是发射机的容置在发射机内的部件。在一些实施例中，相机可以位于发射机外部且可以通过有线连接或无线连接与一个或多个发射机通信。

在步骤1604中，控制发射机的一个或多个相机的操作的图像处理器可以连续地和/或周期性地捕获发射机的传输场的关注的三维区域内的对象的图像数据。在一些实现方式中，发射机的图像处理器可以具有一触发机构，该触发机构用于通过一个或多个摄像机捕获包含传输场内的一个或多个区域的图像数据的一个或多个图像帧的集合。触发机构可以具有中央时钟信号以及可选的信号传递单元。经由信号传递单元将中央时钟信号递送至一个或多个摄像机。在另一实施例中，还能够通过物理连接或通过无线连接将中央时钟信号直接递送至一个或多个摄像机。在其他实施例中，所述一个或多个摄像机可以具有他们自身的内部同步时钟。

在一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在发射机的传输场内连续地和/或周期性地捕获图像数据、视频数据及音频数据。在另一实施例中，发射机电路的触发机构可以被配置成使图像处理器的一个或多个摄像机中的每一个在不同时刻相对于彼此被激活，以在发射机的传输场内捕获图像数据。

由图像处理器的一个或多个摄像机捕获的图像数据可以包括捕获发射机的传输场内的一个或多个对象的图像/帧。所述一个或多个对象可以包括诸如以下的电子设备：手机、膝上电脑、人、动物、诸如椅子之类的家具、嵌入在电子设备内的接收机以及作为独立部件的接收机。

在一实施例中，相机可以包括一对红外热像仪，其被配置成基于人的体温来识别诸如人之类的对象。该对热红外相机向发射机的处理器的计算机视觉软件传送图像数据，然后计算机视觉软件在从两个热红外相机收集到的图像数据之间执行映射以提供对象距发射机的位置的深度感知。在另一实施例中，相机可以包括一对视觉相机，其被配置成基于像素来识别诸如人之类的对象。由该对视觉相机捕获的图像数据中的像素可以表示可见光的频率，该频率可以依比例设置成诸如华氏温度和摄氏温度之类的热比例。

在步骤1606中，发射机的处理器可以将图像数据传送至无线充电系统的管理计算机或其他中央服务器。在一些情况中，可以是在任何数据处理或分析被执行之前直接从相机捕获的图像数据的所谓的“原始”图像数据被发送至管理计算机进行处理。其中相机是摄像机，可以经由从摄像机生成并接收的数据“流”接收来自摄像机的原始图像数据。本领域技术人员将理解生成、压缩和/或传送表示视频的二进制数据的数据流所使用的底层技术。本领域技术人员还将理解生成、压缩和/或传送包含一个或多个静止图像(例如JPG、PDF、PNG、GIF)或视频(例如MP4、GIF、WMV、MOV、AVI)的独立计算机文件所使用的底层技术。

在另一实施例中，通过发射机的处理器生成图像数据的符号数据，并且该符号数据被传送至管理计算机。符号数据可以包括一个或多个对象在原始图像数据内的X、Y、Z坐标、一个或多个对象的大小以及在一个或多个对象正在移动的情况下的一个或多个对象的速度。在该情况中，处理器可以包括可被编程为分析原始图像数据并搜索对象图案的计算机视觉软件。静止的对象可以被视为在相同背景颜色附近的像素的连续的BLOB或在相同背景颜色附近的相对于视场以及相对于的视场的背景像素移动的连续像素的像素的移动BLOB。计算机视觉软件识别BLOB，然后生成符号数据，该符号数据包括BLOB的中心或质心的X、Y、Z坐标、按照与视场相比像素的数量或像素的百分比形式的BLOB的大小、BLOB的速度以及BLOB的可见度的以秒为单位的持续时长。

在步骤1608中，管理计算机或系统的其他计算设备可以处理从相机生成及接收到的图像数据。可以接收作为原始图像数据或根据原始图像数据生成的符号数据、或者两者的图像数据。管理计算机可以包括被配置成处理图像数据的软件。例如，该软件可以编程为识别、以及在一些情况下区分诸如敏感对象(例如，人)之类的“非接收机”对象、接收机和包括接收机的对象(例如，膝上电脑、平板电脑、智能手机)。例如，如果非接收机对象是处于服务特定接收机的功率波的预定阈值接近度内的人或动物，则管理计算机或计算设备可以向适当的发射机传送信号，指示该发射机减小服务接收机的功率波的电能等级，将功率波重定向至新的位置，或者完全停止发射功率波。从而，软件监测非接收机对象，并且当人或动物靠近接收机单元时，管理计算机可以给发射机发送消息以改变发射功率波的天线的相位，从而降低发射机的功率以保持在FCC功率吸收限制内。

由无线电能传输系统的管理计算机对非接收机对象的监测还用于安全目的。在一示例中，当房间被锁住且房间中不应该有任何人时，如果在房间中看到了非接收机对象(例如人)，则系统的管理计算机应该采取必要的动作。在另一示例中，如果非接收机对象(例如人)跌倒到地板上并且在某一最小时间内无法移动，则系统管理员可以使用关于该人的信息来提醒管理部门调查并查看倒下的人是否有医疗事故，关于该人的信息为(例如人的长度(例如是四英尺的儿童或者五英尺或半英尺的成年人)、躺在地板上的人的快照、对象开始俯卧的日期和时间以及躺在地面上的时间长短。

在又一示例中，根据原始图像数据生成的符号数据还可以包括有关非接收机对象(例如人)的温度的信息。例如，人可能会感冒，因此该人的温度可记录为103摄氏度或104摄氏度。系统的管理员可使用温度数据来提醒管理部门叫医生。

在又一示例中，管理计算机中的软件被编程为用于识别在发射机附近或在接收机单元附近的人，然后基于人到接收机单元或发射机的接近度来向发射机发送消息以控制向接收机单元发射电能。而且，可以由系统的管理员根据对接收机单元或发射机附近的人的检测而在具体的最大时间段内关闭发射机。

上述方法描述和过程流程图仅作为说明性示例提供并不意在要求或暗示不同实施例的步骤必须按所呈现的顺序来执行。正如本领域技术人员将理解的那样，上文中的实施例中的步骤可以按任何顺序来执行。诸如“然后”、“接下来”等词不用于限制步骤的顺序；这些词仅用来通过对方法的说明来引导读者。尽管过程流程图可以将操作描述为顺序过程，但多个操作可以并行或同时执行。此外，可以重新布置操作的顺序。过程可以与方法、函数、步骤、子例程、子程序等对应。当过程与函数对应时，过程的结束可以对应于函数返回到调用函数或主函数。

结合本文中所公开的实施例描述的各种说明性逻辑框、模块、电路以及算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，上文中已对各种说明性部件、框、模块、电路以及步骤在其功能方面进行了总体描述。将这样的功能实施为硬件还是软件取决于在整个系统上的特定应用和设计限制。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实施所描述的功能，但是这种实施方式策略不应被解释为偏离本发明的范围。

在计算机软件中实施的实施例可以在软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或它们的任何组合中实施。代码段或计算机可执行指令可以表示步骤、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、分类或指令、数据结构或程序语句的任何组合。代码段可以通过传送和/或接收信息、数据、参量、参数或存储内容耦接到另一代码段或硬件电路。信息、参量、参数、数据等可以经由包括内存共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的装置来传递、转发或传送。

用来实施这些系统和方法的实际软件代码或专用控制硬件不限制本发明。因此，在不需要参考具体的软件代码的情况下描述的系统及方法的操作和行为可以被理解为软件和控制硬件可被设计成基于本文中的描述来实现系统及方法。

当在软件中实施时，这些函数可以存储为非暂时性计算机可读或处理器可读存储介质上的一个或多个指令或代码。可以在处理器可执行软件模块中实施本文中所公开的方法或算法的步骤，该处理器可执行软件模块可以驻留在计算机可读或处理器可读存储介质上。非暂时性计算机可读或处理器可读介质包括有助于将计算机程序从一个地方转移到另一地方的计算机存储介质和有形的存储介质。非暂时性计算机可读存储介质可以是可以被计算机访问的任何可用的介质。通过非限制性示例，这种非暂时性处理器可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或任何其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或者任何其他有形的存储介质，该任何其他有形的存储介质可以用来以指令或数据结构的形式存储所需的程序代码并且可以被计算机或处理器访问。如本文中所使用的磁盘和光盘包括致密性盘(CD)、激光盘、光碟、数字通用光盘(DVD)、软盘以及蓝光光盘，其中，磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘采用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应该被包括在计算机可读介质的范围内。此外，方法或算法的操作可以驻留为非暂时性处理器可读介质和/或算机可读介质上的可以并入计算机程序产品中的代码和/或指令中的一个或任何组合或集合。