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我们发现该系统能够很好地检测出任何人体运动的情况
来源:薄膜压力传感器 | 发布时间:2020-8-29 18:21:39 | 浏览次数:

正常情况下,在某些有效范围内应该有许多曲线,但在这些图形中绘制的曲线很少。因为许多交叉点由许多不同的曲线组成,每个交叉点由一对输出电压值[V1,V2]组成,同时也被认为是人的位置。我们还可以看到,有效探测面积随倾角的变化而变化。倾斜角度越大,可探测角度就越宽,但问题是,随着倾斜角度的增大,靠近传感器的区域变得非常难以测量。

图6.17两个倾斜传感器从天花板(倾斜角度=15°)检测轮廓

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两个传感器倾斜角度为图6.30°(从图18.6倾斜)

图6.19两个倾斜传感器从天花板(倾斜角度=45°)检测轮廓

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图6.20两个倾斜传感器从天花板(倾斜角度=60°)检测轮廓

6.4准确度

如果不考虑人体方位因素,即始终保持方位角α为0°,则在任何检测位置都会产生一定的误差。分别从理论上分析和讨论了[-90°、90°]不同角度检测位置的误差分布,具体方法分为两步。第一步:模拟人体方位角α=0°时,通过传感器输出(V1,V2)求解位置(x,y)。第二步:在α=0°时固定传感器输出(V1,V2),然后在[-90°,90°]中以微小角度(如5°)改变身体角度,得到每个角度对应的一些新的传感器输出(V1,V2),然后再进行模拟,计算得到相应的新位置(x,y),最后我们得到了每个位置的理论误差结果,如图6.21所示。

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图6.21误差分布及比较结果

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6.5实验

6.5.1检测人体位置的实验数据

图6.22倾斜传感器的实验场景图6.22显示了实验场景。所有的实验都是在这个场景中进行的。将两个传感器固定在离地2.5m高的电杆上,两个传感器之间的距离d为0.8m,原点位置、X轴和Y轴的定义如图8.1所示,并标记了地面上的测量位置,我们指定沿X轴的增量为0.5m in[1m,2.5m],沿Y轴的增量也是0.5m in[-2m,2m]。分别在传感器角度为15°、30°或45°的前提下进行了实验。

首先,我们在位置计算中假设物体方位α=0°,然后分别在真实物体方位角为[0°、30°、60°、90°]时分别进行了实验。接下来,我们分别设置身体方位α=[30°、60°、90°],然后进行实验

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当身体方位角低于相应的角度时。结果如图6.23所示,也就是说,如果忽略等式6.19中的Vα(α),结果将与图6.21中的结果相似。相反,我们可以得到更好的结果。我们不仅在图6.22所示的环境中进行了测量,而且在图5.32所示的环境中也进行了测量。结果分别显示在图6.23的左上和右上。

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图6.23人体位置检测结果

6.5.2检测人体运动的实验数据

为了验证该传感器系统能够实时检测人体位置,我们进行了人体运动检测实验。也就是说,人类以0.4m/s的速度沿着平行于Y轴的方向行走,并且始终保持x=1.5m,我们分别在两种情况下进行了这个实验,情景1假设身体方位角为0°,情景2显示利用估计的方位角进行检测。比较结果如图6.24所示。我们可以很明显地看到,情景2得到的结果比情景1得到的结果要好。

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图6.24比较结果通过使用不同的身体方位同时,我们不仅检测到了简单模式下的人体行走,还检测到了一些复杂的路径,如圆形、矩形、锯齿形和垂直方向,结果分别如图6.25、图6.26、图6.27和图6.28所示。在所有这些图中,红线表示理想路线,蓝线表示实验路线。

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图6.25人沿圆形运动的结果

图6.26人沿长方形移动的结果

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图6.27人类沿之字形移动的结果

图6.28人沿直线运动的结果

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经过各种测量,我们发现该系统能够很好地检测出任何人体运动的情况。

6.6结论

在前一章的基础上,介绍了当传感器垂直(传感器角度α=0°)时,通过安装在天花板上的两个热电堆传感器检测人体位置的方法。本章提出了一种实时检测人体二维位置、运动和人体方位的方法-

 
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