CN113495298A - 用于待监测的环境中的存在检测的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于待监测的环境中的存在检测的***和方法。一种用于在待监测的环境中进行存在检测的方法包括：在待监测的环境中的存在不存在的条件下生成电荷信号。在环境中可能存在人的操作状态下生成电荷信号。处理生成的两个信号，并比较处理的结果。处理信号包括：在双轴参考系中表示所考虑的电荷信号的值及其相对于时间的导数，并标识参考系中的多个点。通过将在可能的人类存在期间获取的点的位置与基本形状的点的位置进行比较，可以检测到指示实际人类存在的变化。在该情况下，生成警报信号。

Description

用于待监测的环境中的存在检测的***和方法
技术领域
本公开涉及一种用于在待监测的环境中进行存在检测的***和方法，例如用于防盗或防入侵目的。
背景技术
电场传感器被用于替代加速度传感器，或者用作加速度传感器的补充，以用于确定用户的活动或帮助解释由其他传感器设备生成的信号。
电荷是自然界的基本组成部分。在元素之间直接接触或相隔一定距离的情况下，元素的电子很容易转移到另一元素。当电荷在两个电绝缘的物体之间转移时，会生成静电电荷，从而使具有过量电子的物体带负电，而电子不足的物体带正电。
电子根据物体是导电物体还是绝缘物体以不同方式在物体内移动。在导体中，电子差不多均匀地分布在整个材料中，并可以由于外部电场的影响而容易移动。在绝缘体中，电荷主要存在于表面上。但是，电荷可以是可移动的，具体取决于材料的特性和其他环境因素。
如今，有许多技术和产品涉及防入侵应用和存在检测。以下是检测入侵的最常用方法的列表：通过红外传感器对对象进行热成像；对温度变化的被动红外反应(PIR)；主动红外，其中来自发射点和接收点的射线被中断；由对象反射的微波发射，还可能测量对象的速度；超声波；使用光束型光电器件；使用麦克风；使用相机。
所有上述方法都在检测不期望的入侵方面具有优势和劣势。这就是为什么最稳健和最复杂的***将多种技术结合在一起的原因。例如，被动红外传感器对环境温度敏感，而微波防入侵***无法检测到金属物体的背后。此外，荧光灯或轻微移动可能会触发警报。因此，基于PIR和微波相结合的双重技术非常普遍。通过交叉信息和警报两者，防入侵***在误报和不期望的警报方面变得更加可靠，并获得了其他优势，诸如对宠物不会发出警报。以下是现有技术的一些示例。
专利文献EP2533219描述了一种防入侵***，其包括至少一个微波检测设备，用于检测对象未经授权进入监视区域；该检测设备包括用于发射微波的发射天线和用于接收反射信号的接收天线。
专利文献US6188318描述了一种对宠物不会发出警报的微波加PIR双重技术入侵检测器。
专利文献EP1587041描述了一种包括被动红外光学器件和微波收发器的入侵检测***。
还已知检测在人的移动期间由人生成的电场的变化或利用电容式检测的设备。使用后一种类型的检测的技术包括：例如，触摸屏；用于检测汽车中乘员位置的***；以及用于确定物体的位置、定向和质量的设备，诸如，例如，专利文献US 5,844,415中所描述的，其涉及一种电场检测设备，该电场检测设备用于确定物体在限定空间内的位置、质量分布和定向，并在该限定空间内布置多个电极。该技术方案还可用于识别用户的手势、手的位置和定向，例如与处理***交互使用，以代替鼠标或操纵杆。
专利文献KR20110061750涉及静电传感器结合红外传感器在检测个体的存在方面的用途。具体的应用涉及门的自动打开/关闭。
专利文献EP2980609涉及除电磁传感器之外静电场传感器在检测环境中的人类存在方面的用途。
K.Kurita在日本SICE Annual Conference 2008上发表的科学文献“Developmentof Non-Contact Measurement System of Human Stepping”阐述了一种利用非接触技术对由对象所走步数进行计数的***和方法。该技术用于通过放置在距对象1.5m处的电极来检测静电感应电流，该静电感应电流是作为对象在环境中移动的直接结果而生成的。但是，该文献中说明的实验是在理想条件下进行的，仅是步数计数技术可行性的例证。
除了已经指出的缺点之外，上述文献均没有教导，尤其是出于防入侵或防盗目的，在不借助要求相互配合并且具有高可靠性的多个传感器的情况下，在待监测的环境中进行存在检测的***和/或方法。
因此，需要通过提供一种用于在待监测的环境中进行存在检测的***和方法来弥补现有技术的缺点。
发明内容
根据本公开，提供了一种用于在待监测的环境中进行存在检测的***和方法。
在一个或多个实施例中，提供了一种用于在待监测的环境中进行存在检测的***，该***包括处理单元和静电电荷传感器。静电电荷传感器被耦合至处理单元，并且被配置为检测环境中的静电电荷并生成静电电荷信号。在待监测的环境中的存在不存在的起始条件下，处理单元被配置为：获取第一静电电荷信号；对第一静电电荷信号进行采样，并生成由多个第一样本形成的第一采样信号；对于每个第一样本，计算相对于时间的导数，并生成由相应的多个第二样本形成的第一导数信号，每个第一样本和相应的第二样本是双轴参考系中相应第一点的坐标；计算第一样本中至少一些第一样本的第一平均值；以及计算第二样本中至少一些第二样本的第二平均值。
在一个或多个实施例中，提供了一种用于在待监测的环境中进行存在检测的方法，该方法包括：在待监测的环境中的存在不存在的起始条件下：获取待监测的环境中的第一静电电荷信号；对第一静电电荷信号进行采样，并生成由多个第一样本形成的第一采样信号；对于每个第一样本，计算相对于时间的导数，并生成由相应的多个第二样本形成的第一导数信号，每个第一样本和相应的第二样本是双轴参考系中相应第一点的坐标；计算第一样本中至少一些第一样本的第一平均值；以及计算第二样本中至少一些第二样本的第二平均值。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在仅通过非限制性示例并参考附图来描述其实施例，其中：
图1示意性地图示了根据本公开实施例的用于进行存在检测的***，其包括环境电荷传感器和处理单元；
图2图示了环境电荷传感器的实施例；
图3通过流程图图示了由图1的***实现的方法的步骤；
图4通过流程图图示了图3的方法的步骤的细节；
图5A和图5B是根据图3的方法并且在待监测的环境中的存在条件不存在的情况下，对由图2的传感器提供的环境电荷信号的处理的图形表示；
图6通过流程图图示了图3的方法的步骤的其他细节；
图7A和图7B是根据图3的方法并且在待监测的环境中有人类存在并且具有强或强烈的环境电荷信号(由于电网以50Hz或60Hz所生成的电场)的条件下，由图2的传感器提供的环境电荷信号的处理的图形表示；以及
图8A和图8B是根据图3的方法并且在待监测的环境中有人类存在并且具有弱环境电荷信号(是静电场或缓慢变化的信号，例如由电网生成的信号，强度不是很高)的条件下，由图2的传感器提供的环境电荷信号的处理的图形表示。
具体实施方式
图1示意性地图示了存在检测***或防入侵***1。存在检测***1用于检测环境中的人类存在，并且包括处理单元2和耦合至该处理单元2的静电电荷传感器6。
处理单元2从静电电荷传感器6接收与被监测环境中的环境电荷有关的信号SQ，并根据电荷信号SQ生成“中断”信号，该“中断”信号是警告在所考虑和监测的环境中的人的存在的信号。
处理单元2可以包括被配置为执行本文所述的各种操作的任何电路***。在一些实施例中，处理单元2例如是包括微控制器的计算机，而静电电荷传感器6在图2中图示并且参照该图进行描述。
图2图示了静电电荷传感器6的示例性和非限制性实施例。静电电荷传感器6包括分别耦合到输入电极E1、E2的一对输入端子8a、8b。
在一个实施例中，每个电极E1、E2由导电材料制成，并涂覆有绝缘层。电极E1、E2的几何形状决定了灵敏度，在第一近似中，该灵敏度与电极本身的表面成比例；电极的形状及其在空间中的定位会影响方向性、两个电极共同的信号抑制(输入级是差分的，因此它“取消”了同时出现在两个通道上的信号，并放大了差异)。在示例性实施例中，电极E1、E2的形状为正方形，边长等于约2-10cm，例如5cm。
特别地，输入电极E1、E2被布置在期望检测人类存在的环境中，而静电电荷传感器6的其余部分还可以无区别地被布置在待监测的环境之外或这种环境内部。
该对输入端子8a、8b从相应电极E1、E2接收输入电压Vd(差分信号)，该输入电压Vd被提供给仪表放大器12。以本身已知的方式，人类存在会生成环境静电电荷的变化，在被电极E1、E2检测到之后，该环境静电电荷的变化又会生成输入电压Vd。
在示例性实施例中，仪表放大器12包括两个运算放大器OP1和OP2以及偏置级(缓冲器)OP3，偏置级(缓冲器)OP3具有将仪表放大器12偏置到共模电压VCM的功能。
放大器OP1的反相端子通过电阻器R2连接到放大器OP2的反相端子，电阻器R2的两端具有等于输入电压Vd的电压；因此，等于I2＝Vd/R2的电流将流过该电阻器R2。该电流I2不来自运算放大器OP1、OP2的输入端子，因此流过连接在运算放大器OP1、OP2的输出之间的两个电阻器R1，该两个电阻器R1与电阻器R2串联；因此，流经三个电阻器R1-R2-R1的串联的电流I2产生输出电压Vd′，输出电压Vd′由Vd′＝(2R1+R2)I2＝(2R1+R2)Vd/R2得到。因此，图2的电路的总增益为Ad＝Vd′/Vd＝(2R1+R2)/R2＝1+2R1/R2。差分增益取决于电阻器R2的值，因此可以通过作用在电阻器R2上进行修改。
因此，与输入电极8a、8b之间的电位Vd成比例的差分输出Vd′被输入到模数转换器14，该模数转换器14向处理单元2输出电荷变化信号SQ。例如，电荷变化信号SQ是高分辨率数字流(16位或24位)。模数转换器14是可选的，因为处理单元2可以被配置为直接作用于模拟信号，或者其本身可以包括用于转换信号Vd′的模数转换器。
可替代地，在存在模数转换器14的情况下，可以省略仪表放大器12，使得模数转换器14接收电极E1、E2之间的差分电压Vd，并且直接对该信号Vd进行采样。
图3通过流程图图示了由图1的***1实现的用于人类存在检测的方法。
参考图2的步骤30，定义了起始条件，其特征在于在待监测的环境中不存在的人类存在。通过在受控条件下，即在确定在被监测区域中没有人类存在的条件下，通过电极E1、E2获取信号SQ来执行该操作。然后在步骤32中处理信号SQ，以便检测相对于所述起始条件在被监测环境中环境电荷的变化。
在步骤32的处理检测到相对于起始条件而言被认为是明显的环境电荷的变化的情况下，则生成中断信号，从而标识出人类存在检测的条件。中断信号可以启动例如防盗警报或其他类型的信令。
如图2的框34所示，可以随时手动或自动中断步骤32的处理。例如，由于防入侵***的所有者或管理者的存在，该步骤例如对应于反入侵***的停用。可替代地，可以通过计时器对该停用进行编程，或者对其进行远程控制。
图4通过流程图图示了图3的框30的可能实现。
框40标识由图2的转换器14进行的操作，并提供以50Hz的采样速率对电压Vd′采样，生成信号SQ。采样速率可以不是50Hz，例如在50Hz-1k Hz的范围内。
然后，在框42中，可选地进行信号SQ的滤波，以去除或衰减与被监测环境中的人类存在和/或人类的移动无关的可能的频谱分量。
申请人已经证实，通过图2的设备6检测到的人类在空间中的运动具有主要在0-20Hz范围内的频谱分量，而频谱分量集中在50Hz(可替代地，60Hz)(特别是在40Hz-70 Hz的范围内)对于检测人类与电极E1、E2的接近度很有用。
基于以上所述，框42的步骤提供第一低通滤波以隔离0-20Hz范围内的信号SQ的分量、以及第二带通滤波以隔离40Hz-70Hz范围内的信号SQ的分量。
可替代地，可以对0-60Hz范围内的信号SQ的分量进行单次滤波。
显然，所指示的范围可以根据需要进行修改，也可以根据可用硬件进行修改。如上所述，滤波是可选的，但是其实现使所描述的方法更加稳健。
由此获得滤波后的信号SQ。
然后，在框44中，从信号SQ中提取感兴趣的参数(在下文中，参考“信号SQ”以无区别地标识具有或不具有滤波的这种信号SQ)，这些参数将被用于进行起始情况与人类存在检测条件之间的比较。
框44的操作实现了在坐标为X和Y的双轴参考系中构造状态图，其中X为横坐标轴，Y为纵坐标轴。在X轴上表示信号SQ的采样值；在Y轴上表示相对于在X轴上表示的SQ的每个相应采样值的时间与导数成比例的值，即SF·d(x1-xN)/dt，其中SF是比例因子，通常在1-10的范围内，具有使SQ的导数的值具有与信号SQ相同数量级的功能，并且x1-xN的值是信号SQ的采样值。
通过处理一定数目的采样信号的点来计算导数的每个值。将导数估计为yi＝(xi+1-xi)/dt是进行该操作的一种方法(称为“前向差分法”)，其中dt是采样周期。其他方法可以采用更大数目的点来估计导数，从而具有较高的准确性和较低的噪声敏感性；在称为“二阶中心差”的方法中，它为yi＝(xi+1-xi-1)/2dt；在称为“四阶中心差”的方法中，为yi＝(-xi+2+8xi+1-8xi-1+xi-2)/12dt。
鉴于以上所述，通过在矢量[x1,...,xN]上移动移动评估窗口来获得导数矢[y1,...,yN]的每个点，移动评估窗口的长度取决于所采用的方法。换句话说，对于(在X轴上表示的)信号SQ的每个采样值x1、…、xN，然后计算在Y轴上表示的相应值y1、…、yN，其中y1＝SF·(dx/dt)x1、…、yN＝SF·(dx/dt)xN。
如上所述，在上述实施例中，电压Vd′是在50Hz下采样的。这意味着用信号SQ的100个样本x1-x100(即，N＝100)来表示信号Vd′的2秒。因此，在状态图的XY双轴参考系中，表示了100个点P1、...、P100，每个点由相应的坐标P1＝(x1，y1)、...、PN＝(xN，yN)定义。申请人已经证实，根据信号SQ的类型，该操作生成图5A的状态图或图5B的状态图。当电极E1、E2所获取的信号是存在谐波分量的信号(例如，由于电网生成的电场所致)时，获得图5A的情况，而当电极E1、E2获取的信号是不具有相关谐波分量的信号时，获得图5B的情况。横坐标上的信号为正弦，纵坐标上的导数为余弦。因此，XY参考系中的成分理想地分布在圆周上，例如如图5A所示。
信号SQ的幅度取决于多个因素，包括电极E1、E2的类型(形状、材料等)、它们在空间中的布置、以及其他因素(例如，模拟级的增益参数的配置、滤波器频段、采样频率)。然而，本公开找到与前述参数无关的应用，从而导致图5A或图5B的状态图的生成。
从图5A中可以看出，点P1、...、PN在此处基本均匀地分布在半径rS的圆周上，几何中心(坐标xC、yC的质心)离所使用的双轴参考系的X轴和Y轴的交点的距离为dS。
从图5B中可以看出，在这种情况下，点P1、...、PN以更集中的方式分布，以形成“雾(fog)”，该雾可限制在半径rP的圆周内，几何中心(坐标xC、yC的质心)离所使用的双轴参考系的X轴和Y轴的交点的距离为dP。
在图5A和图5B两者的情况下，质心被定义为点P1-PN的重心。如果以50Hz对信号SQ进行采样，则基于最后2秒的采集来计算质心(100个点P1-PN，N＝100)。因此，质心的坐标xC和yC由下式得到：
xC＝mean(X1-xN)，即xC是点P1、...、PN的X轴上所有坐标的平均值(即，x1、...、xN的平均值)；
yC＝mean(y1-yN)，即yC是点P1、...、PN的Y轴上所有坐标的平均值(即，y1、...、yN的平均值)。
回到图4，框46提供了“基线”的计算，该基线是表示起始和参考条件(不存在人类存在)的状态图，用于通过比较来连续识别人类存在。基线对应于图5A、图5B所示(根据强信号或弱信号的相应情况)，在待监测的环境中不存在人类存在的情况下获取信号SQ并构建相应的状态图。
因此，基于先前的讨论，基线是一个圆，其几何中心的坐标为xC,yC，并且半径为rS或rP(分别根据强信号或弱信号的相应情况)。
基线的半径rS/rP的定义可以根据以下方式之一进行：
a.半径rS/rP是点P1、…、PN与质心的距离d1-dN中的一些距离(例如10至50个距离)的平均值dMEAN；或者
b.半径rS/rP是点P1、…、PN与质心的所有距离d1-dN的平均值dMEAN。
在本上下文中，每个点P1-PN与质心的距离d1-dN是将相应点P1-PN连接至质心的直线的长度。例如，对于坐标为xN,yN的点PN，与质心的距离dN被计算为SQRT[(xN-xC)2+(yN-yC)2]，其中“SQRT”表示平方根运算。
此外，可以将与上述距离的标准偏差σ成比例的值(例如，比例因子k在2-7的范围内)加上根据上述识别出的可能性之一而计算出的半径rS/rP的值。在这种情况下，它是rS＝dMEAN+k·σ(类似地，rP＝dMEAN+k·σ)。
用于计算半径rS或rP的另一种可能性提供了半径rS或rP是点P1、…、PN与质心的距离d1-dN中较大的距离，可能乘以裕度因子。如果所有点P1、…、PN与质心的距离相同，则裕度因子可以为1；或者裕度因子大于1(例如1.1-1.5)，以便考虑可能的干扰(噪声)。因此，大于1的裕度因子确保在检测时有更大的公差。
参考图6，图示了与图3的框32对应的操作。
在使用期间，例如以规则的间隔不断地监测信号SQ(框60)，并进行人类存在检查(框62)。
在框62处，使用针对当前监测间隔在框60处获取的(采样的)信号SQ来构造当前状态图，并将该当前状态图与所存储的基线的状态图进行比较。
申请人已经证实，在人类存在的情况下，图5A的状态图如图7A和图7B所示变化，这使基线的圆变形。特别地，在强烈信号的情况下，该变形遵循特定的模式。如果检测到人类存在接近电极E1、E2，则半径rS增加到值rS′>rS(图7A)。如果检测到人类存在远离电极E1、E2，则半径rS减小到值rS″<rS(图7B)。
因此，足以验证半径rS′或rS″相对于基线的半径rS的当前变化，以生成标识人类存在检测的中断(图6的框66)。显然，为了避免误报，当标识出半径rS的值的变化在预定安全阈值之上时，可以生成中断(图6的框64)。该安全阈值例如对应于等于半径rS的至少10％的变化。
申请人还已经证实，在人类存在和微弱信号的情况下，图5B的状态图如图8A和图8B所示变化，这是与强信号的情况不同地使基线的圆变形。特别地，该变形遵循联想到椭圆的图案。如果检测到接近电极E1、E2的人类存在，则点P1′-PN′相对于基线的情况的分布如图8A所示。如果检测到远离电极E1、E2的人类存在，则点P1-PN相对于基线的情况的分布如图8B所示。
在这种使用条件下，可以验证点P1′、…、PN′相对于基线的质心(xC,yC)的距离d1′、…、dN′；如果所有点P1′、…、PN′或大于预定义数目的多个点与基线的质心(xC,yC)的距离d1′、…、dN′分别大于先前计算的半径rP，则生成标识人类存在检测的中断(框66)。
因此，对于一些或所有点P1、...、PN，重要的是要检测随着时间的推移是否存在将这些点移出基线圆的变化。为此，可以在XY参考系中以规则的间隔来进行该点的坐标与质心的坐标之间的欧几里得距离的计算。例如，对于坐标为xN,yN的点PN，与质心的欧几里得距离被计算为SQRT[(xN-xC)2+(yN-yC)2]，其中“SQRT”表示平方根运算。如果由此计算得到的欧几里得距离大于基线的半径rS/rP，则将点PN标识为基线圆之外的点。标识人类存在的标准可以根据需要而变化。例如，可以将基准线以外在时间上不连续的最少数目的点的验证用作阈值标准；或者可以使用提供需要最少数目的彼此连续的点来确定人类存在的标准。
然而，实际上，申请人已经证实，即使在没有人类存在的情况下，环境电荷也不会随着时间的推移而具有不变的值。这意味着基线质心的坐标xC,yC和基线圆的半径rS/rP随时间变化。因此，实现了通过执行图3的框30的操作以规则的间隔(例如每2-5分钟)更新基线。
当需要首次定义基线或连续更新基线时，在存储质心的坐标和基线半径的值之前，可以仅进行一次或多次连续地进行图3的框30的操作。由于***可能处于过渡步骤中，因此尚未稳定下来(可能是由于先前的存在检测)，因此该过程允许在***的固定条件下获取感兴趣的参数(质心和半径)。
例如，在图3的框30处进行以下例程以定义基线：
步骤1
a.采集信号SQ,
b.形成状态图。
步骤2
c.计算质心坐标，
d.计算状态图中每个点P1-PN与当前质心的距离的平均值，
e.计算值k·σ，该值与状态图中每个点P1-PN相对于当前质心的标准偏差σ成比例。
步骤3
f.将基线定义为半径等于状态图中每个点P1-PN与当前质心的距离的平均值的圆，将其加上k·σ。
步骤4
g.验证以下条件连续多次(例如，三次)有效：
在质心坐标的连续计算中，质心坐标的变化保持小于阈值，并且
在半径的连续计算中，半径的变化保持小于相应的阈值。
然后，将针对质心的坐标xC,yC和质心的半径rS/rP计算得到的最后一个值设置为定义基线的值。
此外，如前所述，在防入侵***的操作期间，以规则的间隔更新基准线(例如，每分钟或每几分钟)，以考虑被监测环境中与人类存在无关的任何最小自然变化。如前所述，低于阈值的变化不会导致中断的生成，但是，在这种情况下，会导致基线的更新(即，质心的坐标xC,yC和半径rS/rP的值的更新)。
从前面的描述中，本公开所实现的优点是显而易见的。
特别地，相对于现有技术获得以下优点：
对环境条件不敏感；
与其他技术(红外、微波等)相比，能耗极低；
体积更小，易于集成到现有设备、容器、硬件中；
与配备有“透镜”或限制其形状的天线的普通检测器不同，可以根据应用对电极的几何形状以及检测器的几何形状进行建模；以及
相对于当前的方案，大概可以降低成本。
关于所描述的内容，还可以提供其他变体。
例如，尽管图2仅图示了两个电极E1、E2，但是可以设置连接至输入端子8a的多个电极和连接至输入端子8b的多个电极。
上面描述的各种实施例可以被组合以提供另一些实施例。鉴于上面详细的说明，可以对实施例进行这些和其他改变。通常，在以下权利要求书中，所使用的术语不应该被理解为是将权利要求书局限于在本说明书和权利要求书中公开的具体实施例，而是应该被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的等同物的全部范围。因子，权利要求书不受本公开的限制。

Claims (25)

1.一种用于在待监测的环境中进行存在检测的***，包括：
处理单元；以及
静电电荷传感器，耦合至所述处理单元，被配置为检测所述环境中的静电电荷，并且生成静电电荷信号，
其中在待监测的所述环境中的存在不存在的起始条件下，所述处理单元被配置为：
获取第一静电电荷信号；
对所述第一静电电荷信号进行采样，并且生成由多个第一样本形成的第一采样信号；
对于每个第一样本，计算相对于时间的导数，并且生成由相应的多个第二样本形成的第一导数信号，每个第一样本和相应的第二样本是双轴参考系中相应的第一点的坐标；
计算所述第一样本中的至少一些第一样本的第一平均值；以及
计算所述第二样本中的至少一些第二样本的第二平均值。
2.根据权利要求1所述的***，其中：
在所述起始条件下，所述处理单元被配置为：
通过计算圆周的半径，定义圆形基本形状，所述圆周以所述第一平均值和所述第二平均值为几何中心，并且包围所述双轴参考系中的所有所述第一点，
并且其中在继所述起始条件之后的操作条件下，所述处理单元被配置为：
获取当前第二静电电荷信号；
对所述第二静电电荷信号进行采样，并且生成由多个第三样本形成的第二采样信号；
对于每个第三样本，计算相对于时间的导数，并且生成由相应的多个第四样本形成的第一导数信号，每个第三样本和相应的第四样本是所述双轴参考系中相应的第二点的坐标；
验证所述第二点中的一个或多个第二点在所述双轴参考系中是否具有在所述圆形基本形状之外的坐标；以及
响应于验证所述第二点中的一个或多个第二点在所述双轴参考系中具有在所述圆形基本形状之外的坐标，生成在监测的所述环境中的所述存在的检测信号。
3.根据权利要求2所述的***，其中所述处理单元被配置为以50Hz对所述第一和静电电荷信号进行采样。
4.根据权利要求2所述的***，其中所述处理单元被配置为：
在获取所述第一静电电荷信号后，用0-20Hz和40Hz-70Hz的范围内的通带对所述第一静电电荷信号进行滤波；以及
在获取所述第二静电电荷信号后，用0-20Hz和40Hz-70Hz的范围内的通带对所述第二静电电荷信号进行滤波。
5.根据权利要求2所述的***，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的最大距离的值。
6.根据权利要求2所述的***，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的平均值，加上与在所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的标准偏差成比例的值。
7.根据权利要求2所述的***，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与两个或更多个相应第一点之间的距离中的两个或更多个距离的平均值，加上与在所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的标准偏差成比例的值。
8.根据权利要求2所述的***，其中所述处理单元被配置为验证所述几何中心与所述第二点中的所述一个或多个第二点之间的距离是否大于所述半径。
9.根据权利要求2所述的***，其中在所述起始条件期间，所述处理单元被配置为重复多次以下操作：获取所述第一静电电荷信号，对所述第一静电电荷信号进行采样，生成第一导数信号，计算第一平均值，计算第二平均值，并且定义圆形基本形状。
10.根据权利要求2所述的***，其中在继所述起始条件之后的所述操作条件期间，所述处理单元被配置为迭代以下操作：获取所述第一静电电荷信号，对所述第一静电电荷信号进行采样，生成第一导数信号，计算第一平均值，计算第二平均值，并且定义圆形基本形状，以便更新所述第一点的值、所述半径的值和所述几何中心的值，以考虑到由于待检测的所述存在之外的其他因素而产生的环境电荷的可能变化。
11.根据权利要求10所述的***，其中所述处理单元还被配置为：验证更新后的所述第一点是否与在先前迭代中计算出的所述基本形状满足预定关系。
12.根据权利要求11所述的***，其中验证所述预定关系包括以下之一：
验证更新后的所有所述第一点与在所述先前迭代中计算出的所述几何中心的距离是否等于或小于在所述先前迭代中计算出的所述半径；或者
验证更新后的所述第一点中的一个或多个第一点与在所述先前迭代中计算出的所述几何中心的距离是否大于在所述先前迭代中计算出的所述半径、但小于公差阈值。
13.根据权利要求1所述的***，其中所述静电电荷传感器包括至少两个电极，所述至少两个电极被配置为检测所述环境中的所述静电电荷，并且生成与在所述环境中检测到的所述静电电荷成比例的电位。
14.一种用于在待监测的环境中进行存在检测的方法，包括：
在待监测的所述环境中的存在不存在的起始条件下：
获取在待监测的所述环境中的第一静电电荷信号；
对所述第一静电电荷信号进行采样，并且生成由多个第一样本形成的第一采样信号；
对于每个第一样本，计算相对于时间的导数，并且生成由相应的多个第二样本形成的第一导数信号，每个第一样本和相应的第二样本是双轴参考系中相应的第一点的坐标；
计算所述第一样本中的至少一些第一样本的第一平均值；以及
计算所述第二样本中的至少一些第二样本的第二平均值。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
在所述起始条件下：
定义圆形基本形状，并且计算圆周的半径，所述圆周以所述第一平均值和所述第二平均值为几何中心，并且包围所述双轴参考系中的所有所述第一点，以及
在继所述起始条件之后的操作条件下：
获取当前第二静电电荷信号；
对所述第二静电电荷信号进行采样，并且生成由多个第三样本形成的第二采样信号；
对于每个第三样本，计算相对于时间的导数，并且生成由相应的多个第四样本形成的第二导数信号，每个第三样本和相应的第四样本是所述双轴参考系中相应的第二点的坐标；
验证所述第二点中的一个或多个第二点在所述双轴参考系中是否具有在所述圆形基本形状之外的坐标；以及
响应于验证所述第二点中的一个或多个第二点在所述双轴参考系中具有在所述圆形基本形状之外的坐标，生成在监测的所述环境中的所述存在的检测信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中对第一和静电电荷信号进行采样是以50Hz或60Hz执行的。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在获取所述第一静电电荷信号后，用0-20Hz和40Hz-70Hz的范围内的通带对所述第一静电电荷信号进行滤波；以及
在获取所述第二静电电荷信号后，用0-20Hz和40Hz-70Hz的范围内的通带对所述第二静电电荷信号进行滤波。
18.根据权利要求15所述的方法，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的最大距离的值。
19.根据权利要求15所述的方法，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的平均值，加上与在所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的标准偏差成比例的值。
20.根据权利要求15所述的方法，其中计算所述圆周的所述半径包括：将所述半径设置为所述几何中心与两个或更多个相应第一点之间的距离中的两个或更多个距离的平均值，加上与在所述几何中心与所述第一点中的每个第一点之间的距离的标准偏差成比例的值。
21.根据权利要求15所述的方法，包括：验证所述几何中心与所述第二点中的所述一个或多个第二点之间的距离是否大于所述半径。
22.根据权利要求15所述的方法，其中在所述起始条件期间，以下操作被重复多次：获取所述第一静电电荷信号，对所述第一静电电荷信号进行采样，生成第一导数信号，计算第一平均值，计算第二平均值，并且定义圆形基本形状。
23.根据权利要求15所述的方法，还包括：在继所述起始条件之后的所述操作条件期间，迭代以下操作：获取所述第一静电电荷信号，对所述第一静电电荷信号进行采样，生成第一导数信号，计算第一平均值，计算第二平均值，并且定义圆形基本形状，以便更新所述第一点的值、所述半径的值和所述几何中心的值，以考虑到由于待检测的所述存在之外的其他因素而产生的环境电荷的可能变化。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括：验证更新后的所述第一点是否与在先前迭代中计算出的所述基本形状满足预定关系。
25.根据权利要求24所述的方法，其中验证所述预定关系包括以下之一：
验证更新后的所有所述第一点与在所述先前迭代中计算出的所述几何中心的距离是否等于或小于在所述先前迭代中计算出的所述半径；或者
验证更新后的所述第一点中的一个或多个第一点与在所述先前迭代中计算出的所述几何中心的距离是否大于在所述先前迭代中计算出的所述半径、但小于公差阈值。
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