天花板垂直传感器探测人体

在任何情况下，所有的实验都是在这个场景中完成的。如前所述，我们分别用分析法（二分法）和最速下降法检测人体位置。通过在不同温度下进行大量实验，发现采用最速下降法可以得到最佳的结果。我们分别在不同的环境温度下进行了实验，得到了相似的输出结果。图4.8为采用解析法所得结果，图4.9为调整部分参数后的结果。

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图4.8分析法测量结果

图4.9分析法测量结果根据比较结果调整一些参数后，用解析法测量误差较大。调整后，虽然误差减小，但误差仍然较大。

图4.10和图4.11分别为最速下降法在26.3℃和14.0℃下的比较结果。与分析结果进行比较

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方法，误差明显减小。因此，我们决定用这种方法来检测人类。

图4.10 14.0℃最速下降法测量结果（暗点表示实际位置，亮点表示检测位置）

图4.11最速下降法在14.0℃和26.3℃下的测量结果（暗点表示实际位置，亮点表示检测位置）

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在讨论了如图4.6（a）所示的测量方法后，我们继续按图4.6（b）进行测量，我们在固定传感器2的角度α的同时，分别保持距离d=0.1m或d=0.4m，在相同温度下测量。结果如图4.12和图4.13所示。

图4.12根据图4.5（b）测量的结果（d=0.1m）

图4.13根据图4.5（b）测量的结果（d=0.4m）

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结果表明，d=0.4m时的测量结果优于d=0.1m时的测量结果，当d不同时，距离越大，其它一些实验的结果越好。但如果d值太大，则会导致不好的结果，这是因为共检测面积减小。同时，我们还发现，在图4.6（a）下测量的结果比在图4.6（b）下测量的结果要好，我们可以清楚地看到图4.8中的检测区域大于图4.12中的检测区域。另外，图4.13和图4.14分别给出了在步长C=0.1和C=0.005时分别通过仿真计算得到的比较结果。从比较结果可知，当C=0.1时，有些位置无法求解，误差也较大。结果表明，较大的步长可以提高收敛速度，但也会导致估计误差较大。

图4.13最速下降法模拟C=0.1时的结果

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图4.14通过最速下降法模拟C=0.005时的结果另外，为了测试传感器系统能实时检测到人体位置，我们做了一个移动人体的实验。在距离传感器1米处，人类以大约0.5米/秒的速度缓慢地从一侧走到另一侧（图4.15（a）），我们还沿着图4.15（b）所示的方向进行测量。系统响应时间为0.1s，在检测范围内随机采集了多个数据。实验结果表明，该系统能够很好地用于运动人体的检测。[43]

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（一）

（b） 图4.15人体运动检测位置

4.6结论

本章介绍了一种利用两个热电堆传感器以一定角度安装在工作台上的方法来检测人体位置。

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通过测量，建立了各传感器对人体的输出电压、距离和角度的近似方程，并介绍了解析法和最速下降法两种求解方程组的方法。通过对输出结果的比较，证明了最速下降法是实时获取人体位置的最佳方法，并通过实验验证了该系统能够稳定工作。同时，分析了影响传感器性能的一些因素，得出人体温度直接决定了传感器的输出，即在一定的环境温度下，人体温度越高，传感器输出越大，反之亦然。在实验方法的基础上，我们准备在传感器处于垂直方向时检测人体的位置或运动，从而将热电堆传感器系统应用于天花板上的人体监测。

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第五章。天花板垂直传感器探测人体

基于水平方向上两个热电堆红外传感器的原理和测量方法，我们开始考虑将传感器安装在天花板上时的人体检测方法，即检测