CN107807403B - 用于降低误警报的移动感测方法和移动感测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动感测方法，包含有判断一波感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值；判断该感应信号于一第一时段内是否不包括锯齿波形；以及若该感应信号越过该触发门槛值且该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形，产生一移动警示。

Description

用于降低误警报的移动感测方法和移动感测器

技术领域

本发明涉及一种移动感测方法和移动感测器，尤其涉及一种用于降低误警报的移动感测方法和移动感测器。

背景技术

一些移动感测器可检测物体所发射/反射的音波/光波，以检测移动事件。例如被动式红外线(Passive Infrared，又称为PIR)移动感测器可根据感应到的红外线变化来判断是否检测到人体移动，但其准确率会随着不同的使用情境而有所不同。例如，当PIR移动感测器设置于室内环境时，由于环境干扰源较少，故可维持适当的准确率。然而，当PIR移动感测器设置于户外环境时，由于环境噪声较多，导致PIR移动感测器因为噪声过度干扰而准确率下降，发出误警报的机率也因而增加。

因此，为了确保移动感测器的准确率，实有必要设计一种可抗噪声又能准确判断人体移动的演算法，以适用不同的使用情境。

发明内容

因此，本发明的目的之一即在于提供一种用于降低误警报的移动感测方法和移动感测器，其可抗噪声又能准确判断人体移动来适用不同的使用情境。

本发明揭露一种移动感测方法，包含有判断一波感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值；判断该感应信号于一第一时段内是否不包括锯齿波形；以及若该感应信号越过该触发门槛值且该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形，产生一移动警示信号。

本发明还揭露一种电子装置，包含一波感测单元；一处理器，耦接于该波感测器；以及一记忆体，耦接于该处理器，用来储存一程序码，其中该程序码指示该处理器执行一判断移动事件的流程。该流程包含判断该波感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值；判断该感应信号于一第一时段内是否不包括锯齿波形；以及若该感应信号越过该触发门槛值且该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形，产生一移动警示信号。

本发明可在检测到触发事件时，依据多个判断条件，排除可能肇因于环境噪声的波形，以降低移动感测器发出误警报的比例，让移动感测器可在环境噪声较多的使用情境下，维持适当的准确率。

附图说明

图1为本发明实施例一移动感测器的功能方块图。

图2为本发明实施例一移动感测方法的流程图。

图3到图5为本发明实施例感应信号的波形图。

其中，附图标记说明如下：

1 PIR移动感测器

10 PIR感测单元

11 处理器

12 记忆体

14 判断单元

SEN 感应信号

EVT 警示信号

2 流程

20、21、22、23 步骤

TRI_EVT 触发事件

TH_TRI 触发门槛值

T0 触发时间

T1 第一时间

T2 第二时间

T3 第三时间

PNT1、PNT2、PNT3 转折点

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

一般而言，环境噪声可包括突波噪声(spike noise)及宽频噪声(broadbandnoise)，其中突波噪声为峰对峰值相对较大且出现时间相对较短的波形，而宽频噪声为峰对峰值相对较小且出现时间相对较长的波形，且突波噪声及宽频噪声的波形皆常呈现不平整的锯齿状(例如相邻二转折点间的时间差太短或强度差太小)。本发明各实施例的移动感测器可对波感测单元所产生的感应信号进行波形分析，以减少因环境噪声所导致的误警报，让移动感测器可在环境噪声较多的使用情境下，维持适当的准确率。

图1为本发明实施例一PIR(Passive Infrared)移动感测器1的功能方块图。PIR移动感测器1包含一PIR感测单元10以及一判断单元14。PIR感测单元10耦接于判断单元14，用来接收在其感应范围内的红外线信号(其为模拟信号，包含环境噪声以及人体发出的红外线信号)，对其进行模拟信号处理及模拟转数字信号处理后，产生一感应信号SEN(其可为数字信号)到判断单元14。判断单元14可分析感应信号SEN的波型以判断是否检测到移动事件。判断单元14包含一处理器11以及一记忆体12，其中记忆体12用来储存一程序码，以指示处理器11对感应信号SEN进行信号处理，并在判断有移动事件时，产生一警示信号EVT。记忆体12亦可以先进先出(first-in first-out，FIFO)的方式暂存(buffer)感应信号SEN。虽然本实施例的装置1是PIR移动感测器，但其也可以是超音波移动感测器、雷达移动感测器、或其他藉由检测物体所发射/反射的音波/光波来检测移动事件的移动感测器。虽然本实施例的元件10是PIR感测单元，但其也可以是超音波感测单元、雷达感测单元、或其他检测物体所发射/反射的音波/光波的波感测单元。

警示信号EVT可通过有线或无线方式，直接或间接传送给一功能模块，例如一网络摄影机(IP Camera)或一照明设备。此功能模块亦可与PIR移动感测器1整合成单一装置。功能模块用来根据警示信号EVT，执行对应的功能。举例来说，若功能模块是网络摄影机，即可根据警示信号EVT来启动录影；若功能模块是照明设备，则可根据警示信号EVT来启动照明。

图2为本发明实施例一移动感测方法2的流程图。关于判断单元14判断移动事件的相关操作可归纳为流程2，并可编译为一程序码而储存于记忆体12，其中流程2包含以下步骤。

步骤20：判断PIR感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值？若是，进行步骤21；若否，重新进行步骤20。

步骤21：判断感应信号于第一时段内是否不包括锯齿波形？若是，进行步骤22；若否，回到步骤20。

步骤22：判断感应信号于第二时段的峰对峰值是否大于一动态参考值。若是，进行步骤23；若否，回到步骤20。

步骤23：产生一警示信号。回到步骤20。

根据流程2可知，判断单元14(或处理器11)可在检测到触发事件后(步骤20)，对感应信号进行波形分析以判断是否确实有移动事件(步骤21～步骤22)，进而于适当的状况下产生警示信号(步骤23)，而步骤20～22的顺序可以改变，且部分步骤(例如步骤22)可以省略。关于判断单元14(或处理器11)进行波形分析与判断的详细操作方式请参照图3到图5，其为本发明实施例感应信号的波形图。

步骤20可用于排除振幅较小的噪声。举例来说，感应信号可能于一触发时间T0越过触发门槛值，而这可视为一触发事件。

步骤21可用于排除带有锯齿波形的突波噪声。举例来说，若感应信号于第一时段内有任两个相邻的转折点间的时间差短于一第一预设值、或有任两个相邻的转折点间的强度差低于一第二预设值、或有任两个相邻的转折点间的时间差短于该第一预设值且强度差低于该第二预设值，即判定感应信号于第一时段内包括锯齿波形。第一时段的起点和终点可由触发时间T0所决定，举例来说，起点可为从触发时间T0往前算M秒(例如0.5秒)所得到的第一时间T1，终点可为触发时间T0或从触发时间T0往后算N秒(例如1秒)所得到的第二时间T2。于感应信号中，两侧斜率正负值不同的点皆可视为一转折点。

另外，于步骤21中，可进一步判断感应信号于第一时段内是否不包括锯齿波形，且包括至多K个转折点，其中K可等于4或其它正整数。

步骤22可让不同状况有不同的判断标准，噪声较多的环境/时段会有较大的动态参考值，以减少假阳性警报(false positive)，噪声较少的环境/时段会有较小的动态参考值，以减少假阴性警报(false negative)。动态参考值是依据感应信号于第三时段的峰对峰值所计算得出，第二时段的起点和终点、及第三时段的起点和终点，皆可由触发时间T0所决定。举例来说，第二时段可与前述的第一时段相同或大致重叠，第三时段的起点可为从第一时间T1往前算P秒(例如5秒)所得到的第三时间T3、终点可为第一时间T1。动态参考值可等于第三时段的峰对峰值加上一正值或乘上一大于1的数值，换句话说，动态参考值可大于第三时段的峰对峰值。

如图3所示，判断单元14可检测感应信号SEN的信号强度值是否越过一触发门槛值TH_TRI(步骤20)。于一实施例中，触发门槛值TH_TRI可为+30dB及－30dB。换言之，当处理器11检测到信号强度值从下往上越过+30dB或从上往下越过－30dB时，可判断触发事件TRI_EVT发生，以进行后续波形分析与判断。检测到触发事件TRI_EVT后，判断单元14可判断感应信号SEN于第一时段内是否不包括锯齿波形，以排除因环境干扰源的影响(步骤21)。之后，判断单元14可进一步判断感应信号SEN于第二时段的峰对峰值是否大于一动态参考值。

若进入步骤23，判断单元14可产生警示信号EVT到功能模块，以指示有人体移动事件发生。接着，判断单元14再次回到步骤20来进行下一次的波形分析与判断。

简言之，本发明可在检测到触发事件后，依据多个判断条件，排除可能肇因于环境噪声的波形，以降低移动感测器发出误警报的比例，让移动感测器可在环境噪声较多的使用情境下，维持适当的准确率。

图4为本发明另一实施例感应信号的波形图。于本实施例中，感应信号SEN于触发时间T0越过触发门槛值TH_TRI，于第一时段(T1～T2)内不包括锯齿波形，且于第二时段(T1～T2)的峰对峰值大于第三时段(T3～T1)的峰对峰值的1.5倍，故判断有检测到人体移动事件。

图5为本发明另一实施例感应信号的波形图。以图5为例，感应信号SEN于第二时段(T0～T2)包含转折点PNT1、PNT2、PNT3，其中感应信号SEN包含至多K个转折点(例如K等于4，亦即感应信号SEN包含的转折点小于4个)。然而，由于转折点PNT3内有锯齿波型(亦即信号抖动)，故于步骤21会排除锯齿波型的感应信号，因此判断未检测到人体移动事件。

综上所述，本发明可在检测到触发事件时，依据多个判断条件，排除可能肇因于环境噪声的波形，以降低移动感测器发出误警报的比例，让移动感测器可在环境噪声较多的使用情境下，维持适当的准确率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动感测方法，其特征在于，包含有：

判断一波感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值；

判断该感应信号于一第一时段内是否不包括锯齿波形，包括：

若该感应信号于该第一时段内有任两个相邻的转折点间的时间差短于一第一预设值、或有任两个相邻的转折点间的强度差低于一第二预设值、或有任两个相邻的转折点间的时间差短于该第一预设值且强度差低于该第二预设值，判断该感应信号于该第一时段内包括锯齿波形；该第一时段的起点是从一触发时间往前的一第一时间，该第一时段的终点是从该触发时间往后的一第二时间；其中于该感应信号中，两侧斜率正负值不同的点视为一转折点；以及

若该感应信号越过该触发门槛值且该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形，产生一移动警示信号；

其中该移动感测方法另包含有：

判断该感应信号于一第二时段的峰对峰值是否大于一动态参考值；

其中产生该移动警示信号的步骤包括：

若该感应信号越过该触发门槛值、该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形且该感应信号于该第二时段的峰对峰值大于该动态参考值，产生该移动警示信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该感应信号于该触发时间越过该触发门槛值，该动态参考值相关于该感应信号于一第三时段的峰对峰值，且该第三时段的起点是从该第一时间往前的一第三时间，且该第三时段的终点是该第一时间，该动态参考值等于该感应信号于该第三时段的峰对峰值加上一第一正数值或乘上一大于1的一第二正数值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第二时段与该第一时段完全重叠；或者该第二时段的起点是从该触发时间往前的一第四时间点，且该第二时段的终点是从该触发时间往后的一第五时间点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该波感测单元是一被动式红外线感测单元。

5.一种移动感测器，其特征在于，包含有：

一波感测单元；

一处理器，耦接于该波感测单元；以及

一记忆体，耦接于该处理器，用来储存一程序码，其中该程序码指示该处理器执行一判断移动事件的流程，其中该流程包含：

判断该波感测单元产生的一感应信号是否越过一触发门槛值；

判断该感应信号于一第一时段内是否不包括锯齿波形，包括：

若该感应信号于该第一时段内有任两个相邻的转折点间的时间差短于一第一预设值、或有任两个相邻的转折点间的强度差低于一第二预设值、或有任两个相邻的转折点间的时间差短于该第一预设值且强度差低于该第二预设值，判断该感应信号于该第一时段内包括锯齿波形；该第一时段的起点是从一触发时间往前的一第一时间，该第一时段的终点是从该触发时间往后的一第二时间；其中于该感应信号中，两侧斜率正负值不同的点视为一转折点；以及

若该感应信号越过该触发门槛值且该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形，产生一移动警示信号；

其中该流程另包含有：

判断该感应信号于一第二时段的峰对峰值是否大于一动态参考值；

其中产生该移动警示信号的步骤包括：

若该感应信号越过该触发门槛值、该感应信号于该第一时段内不包括锯齿波形且该感应信号于该第二时段的峰对峰值大于该动态参考值，产生该移动警示信号。

6.如权利要求5所述的移动感测器，其特征在于，该感应信号于该触发时间越过该触发门槛值，该动态参考值相关于该感应信号于一第三时段的峰对峰值，且该第三时段的起点是从该第一时间往前的一第三时间，且该第三时段的终点是该第一时间，该动态参考值等于该感应信号于该第三时段的峰对峰值加上一第一正数值或乘上一大于1的一第二正数值。

7.如权利要求6所述的移动感测器，其特征在于，该第二时段与该第一时段完全重叠；或者该第二时段的起点是从该触发时间往前的一第四时间点，且该第二时段的终点是从该触发时间往后的一第五时间点。

8.如权利要求5所述的移动感测器，其特征在于，该波感测单元是一被动式红外线感测单元。

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