基于PIR Sensor的单目标跟踪系统的设计与实现

针对基于热释电红外传感器的人体跟踪系统在实际环境中,由于受环境噪声和硬件参数影响而误差较高的问题,本文提出了一种基于热释电红外传感器PIR Sensor(Pyroelectric Infrared Sensor)的高精度人体目标跟踪方案。该方案首先对检测区域内运动人体热辐射的红外信号特征进行了提取,然后利用PIR Sensor定位节点自身几何参数和探测数据,得到初步定位结果。最后通过Kalman滤波算法对初步定位结果进行滤波处理并更新目标的状态信息,实现对检测区域内人体目标的定位与跟踪。实验表明,该系统的跟踪误差与同类跟踪系统相比降低了71.96%,证明了该系统具有较高的跟踪精度。

顾及外连通性的PIR传感器网络行为轨迹重构方法

热释电红外(Passive Infrared,PIR)传感器人体行为研究目前主要集中于特征建模与识别,对轨迹重构的研究相对较少且易忽略传感器布设环境的影响,导致重构结果不确定性较大。为提高重构轨迹的完备性,该文将传感器与环境的连通性作为PIR传感器网络轨迹重构中的约束条件,从空间相邻、时间连续、传感器外连通三方面对轨迹重构过程进行优化。以PIR传感器系统模拟场景中对象随机移动为例,对传感器的响应数据进行轨迹重构,得到对象的连续行为轨迹,结果与场景模拟轨迹基本一致,验证了该文方法的有效性。

Infrared Sensor with Liquid Crystal Chopper

An infrared sensor using the liquid crystal chopper is presented. The infrared sensor is designed to detect infrared rays with a pyroelectric element used as a liquid crystal chopper in such an infrared sensor or the like.

基于热释电红外传感器的弱磁信号智能采集方法研究

对弱磁信号采集受到环境干扰和采集传感设备部署节点不合理等因素的影响,导致采集的信号具有大量干扰噪声,为了提高弱磁信号采集的分辨能力,结合阵列信号处理技术,提出基于热释电红外传感器的弱磁信号智能采集方法。构建弱磁信号智能采集的热释电红外传感器的节点分布阵列模型,结合相位偏移修正和噪声干扰抑制的方法,构建弱磁信号采集的滤波模型,基于信号波形的相干阵列检测方法实现对弱磁信号的空域特征增强,结合多径信号相干匹配技术和相应的多个DOA估计技术,通过热释电红外传感器的阵列节点输出信号的增强和滤波处理实现信号智能采集。实验结果表明,采用该方法进行弱磁信号智能采集的输出信号幅度和相位增益性较好,输出信噪比为45.9 dB,弱磁信号的误码率为0.55 bit,说明本方法具有实用性。

基于人行为地图的室内PIR定位方法

针对老人家庭看护中的室内定位问题,提出了一种基于人行为地图的室内热红外释电传感器(pyroelectric infrared sensor,PIR)定位方法.首先采集PIR传感器检测身体运动信号来确定人在室内的初步位置信息;利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)检测3D加速度信号识别人在室内的基本日常行为——躺、坐、站、走;利用IMU的3D加速度信号估计人的室内移动速度和方向;通过行为习惯观察,建立相应的躺、坐、站、走的行为地图;通过粒子滤波方法融合上述传感器信息,实现定位.实验结果表明,提出的方法在定位时,既保护人的隐私,也提高基于PIR传感器定位的精度及稳定性.

用热释电传感器(PIR)制作快速体温计

设计和制作了一种用新型热释电传感器制作的红外辐射温度计 ,其特点是非接触测温 ,且测温迅速 (仅需 1s) ,体积小 ,制作简单 ,适于批量生产 .

无线PIR的人体目标追踪方法研究综述

基于无线热释电红外传感器(PIR)的人体目标追踪过程分为五步:事件检测、事件数字化、事件登记、目标定位、轨迹推断。研究的方向主要是在事件检测过程中的数据采集和信号处理,在事件登记中的区域分割编码,在目标定位中的数据处理,以及在轨迹推断中的数据融合和轨迹预计。阐述了侧视感知模式和俯视感知模式的实现原理,分析了解决主要问题所运用的方法,对比两种感知模式的实验结果,分析两种感知模式的优缺点,并据此讨论了改进方向。

基于众数判定的PIR传感器网络目标定位方法

为提高热释电红外传感器(PIR)系统目标定位的精准度,提出一种基于众数判定的无线传感器网络目标定位方法。首先,使用米字形感应模型特殊光锥设计的小型PIR传感器系统作为传感器节点组成无线PIR传感器网络,通过峰峰值时间差法和对探测区域划分编码的方式获取目标的距离和角度信息;其次,通过对测量点落入传感器探测区域概率的众数判定,筛选提取出目标有效位置信息,实现对运动目标的准确定位;最后,用极径序列生成目标运动轨迹。实验结果表明:该方法能够在有限目标信息条件下实现对目标的准确定位并有效提高定位精度,减小因传感器误报对定位精度造成的影响。

关于PIR竖放时的感知规律和应用的探索

在探索PIR传感器基本探测规律实验中,发现PIR竖直放置时,其对目标的感应波形变化与最初我们推测与水平放置感知规律一致的想法不同,因此针对其竖直放置的情况通过改变不同目标的运动轨迹做了全面而具体的实验,最后实验结果证实了我们当时的发现。这个发现不仅让我们对PIR的性质有了更深层次的认识和了解,而且该性质拓宽了PIR的应用领域,对PIR应用普及有非常高的利用价值。

Design of Energy Saving Lighting System in University Classroom Based on Wireless Sensor Network

In order to reach the objective of intelligence and energy saving for university classroom lighting, energy saving lighting control system in university classroom based on wireless sensor network is designed, including design of sensor node and sink, as well as corresponding development of control program and upper-computer software. The system sets single-chip Ameg16 as control center, realizes communication between nodes via nRF24L01 wireless transceiver module, and realizes communication between sink and upper computer via w5100 wireless internet module. It perceives illumination intensity via photoconductor, detects the human body position via infrared pyroelectric sensor, and places the sensor node on the lamp, so the light can be controlled according to position of human body and current illumination intensity, which can realize energy saving to a large extent on condition that lighting requirement is satisfied. The system has low cost, and there is no need to change the original lighting circuit. The light can be turned off by hand, and when multi-media are used for the class, light can keep off even it is dim. In addition, this system has the function of automatic fault report, which is convenient for property maintenance.

基于PIR传感器阵列的网域最小感知单元测量技术（英文）

为研究红外热释电(Pyroelectric infrared, PIR)传感器在网域测量中对红外目标感知问题,提出利用8路红外热释电传感器阵列组成封闭的感知网域,探究网域最小感知单元测量方法,完成对运动目标的感知和轨迹预测,并设计实验验证该测量方法的可行性和准确性。实验结果表明,网域最小感知单元测量方法的预测轨迹和真实轨迹间的最大误差为0.64 m,可以完成红外目标感知及运动轨迹预测。

基于CNN-LSTM神经网络的热释电红外传感器人员识别

针对热释电红外(PIR)传感器在室内人员识别系统的结构以及识别的准确率问题,设计了一种新型的无线分布式PIR传感器系统,并提出了一种人员识别的新方法。系统采用2只分布在不同高度的PIR传感器,结合对菲涅尔透镜的视场角调制,能够有效探测运动人体的红外信号。通过对2只PIR传感器时域输出信号的采集分析,采用快速傅里叶变换(FFT)算法获取时域信号特征,并将信号特征进行融合。使用深度学习卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)神经网络进行人员的分类识别。实验结果表明:该设计方法在人员的分类识别上实现了99.29%的准确率,在室内人员识别场景中具有良好的应用价值。

基于热释电红外传感器的运动目标识别方法

为精准地识别运动目标,研究基于热释电红外传感器的运动目标识别方法。构建热释电红外传感器模型,采集红外运动目标图像,通过菲涅尔透镜阵列分割和标记编码空间视觉范围,确定相应运动目标所在地点;将图像进行灰度化、阈值化、小波变换结合自适应增强算法增强处理,利用小波分析法提取图像特征,输入卷积神经网络,输出结果即运动目标识别结果。实验结果表明:所研究方法能够有效识别出运动目标,目标的检测概率近似100%,迭代训练的损失值较低,维持在0.2~0.4区间内,精度值较高,保持在0.8~1.0之间,提取的图像特征值最高可达到1,可实现高精度的目标识别。

阶梯教室等大空间智能照明节能控制系统设计

针对传统阶梯教室照明管理中的电能浪费现象,设计了基于LoRa无线网络和照度检测、热释电红外人员定位等多信息、多节点、分散式的阶梯教室无线智能照明控制系统。经系统测试,在满足照度指标的前提下,实现了阶梯教室照明的节能控制。

四波段红紫外火焰探测系统设计

针对当前烟感、温感,以及单一紫红外火焰探测器无法满足响应速度快、抗干扰能力强且具有良好环境适应性的需求,设计了一种红紫外复合型火焰探测系统。采用三波段热释电红外传感和紫外光电管复合探测技术,扩大了系统对火焰辐射光谱的探测范围,增强了系统的可靠性;设计针对该系统的红紫外探测算法,提高了系统的抗干扰能力和响应速度;采用红外遥控方式以调节系统的灵敏度,增强了系统的环境适应能力。实验表明,该探测系统可靠性高、误报率低,探测距离可达30m,响应时间小于3.68s。以期对喷漆车间、化石工厂、易燃品存储仓库等场所的消防应用具有重要意义。

一种热释电红外报警系统的设计与仿真

随着科技的飞速发展,人们的生活水平和安全意识都得到了极大的提升,因此,各种防盗报警器应运而生,以满足人们对安全日益增长的需求。因红外光的不可见性、隐蔽性、保密性等特点,在防盗、报警等安防系统中得到广泛应用。以热释电红外传感器为接收元件的被动式红外报警电路,采用双探测元的探测方式,通过分析各电路功能与工作原理,利用Multisim 14软件完成各电路及系统仿真,分析各电路的输入输出波形,最终实现报警功能,提高了报警的灵敏度,达到了安全防患的目的。

基于热释电红外传感器的静态人体存在感应器设计

针对常规传感器的输出信号幅值小,获取传感数据异常,导致静态人体生理信号感应数据不精准的问题,设计了基于热释电红外传感器的静态人体存在感应器。构建静态人体存在感应器整体结构,通过感光元件将波长较小的红外信号转化为电子信号形式。利用基于菲涅尔透镜信号聚焦模块,聚焦热释光红外信号。采用热释电信号放大模块,便于热释电信号的放大。利用定时计数和测量脉宽方式甄别人体生理有效信号。构建整体旋转变换矩阵,校正传感位置数据。根据Lambert-Beer定律,分析血氧饱和度和吸光度变化量之间关系,感应血氧饱和度信号。利用热释电效应的形成机理,结合最小二乘拟合法感应脉搏信号。由实验结果可知,该感应器感应的血氧饱和度数值与实际数据分别存在最大为3%、脉搏频值最大数值偏差为1次,能够有效感应人体生理信号。

基于无线网络和热释电人体红外的节能照明系统设计

随着高校办学规模的扩大,各高校教室数量也逐年提升,但因高校教室开放式使用模式和师生节能意识不足,教室的照明系统普遍存在电能浪费问题。文章通过对不同方案下高校教室内灯管所消耗的电能进行统计分析,开发了一套智能节能照明系统。系统通过热释电人体红外传感器实时监测红外人体感应信号,结合数据库中课程表的上课时间,通过无线网络控制教室照明设备的启停,为解决高校教室照明控制提供了一种新的解决方案。

基于热释电红外信息的人体运动特征提取与识别

运动人体辐射的红外信号中包含步行姿态及体貌特征等信息,热释电红外(PIR)传感器能够探测人体发出的红外线,在有效范围内实现运动人体的检测.对利用表面安装有菲涅耳透镜的PIR传感器探测人体行走时的红外辐射进行了研究,采用主成分分析(PCA)方法对不同对象、不同速度的频谱数据进行特征提取,并使用支持向量机(SVM)方法进行分类识别,最高识别正确率达到85.38%.研究结果表明,利用PIR传感器获取人体运动信息,并将来自不同对象、不同速度的频谱数据用于分类的方法是可行的.该研究可为安全级别较低场所的生物特征识别提供一种新的低成本的解决方案.

热释电红外传感器及其在人员计数系统中的应用

针对图像采集人员计数系统复杂、价格昂贵等缺点,在分析热释电效应以及红外传感的基础上,采用BISS0001型信号处理专用集成芯片设计了基于RE200B热释电红外传感器的放大电路,研究其在不同人体运动状态下的输出波形;设计了以双热释电红外传感器为信号采集单元,以CortexM3单片机为控制核心的人员计数系统,并研究其主要算法。实验结果表明,RE200B型热释电红外传感器的输出波形能够准确表征人体的不同运动状态,基于双热释电红外传感器的人员计数系统能准确分辨人体的运动方向,并实时计数,可广泛应用于人体探测和人员计数等领域。