热电堆传感器检测人体位置

当我们要用两个传感器求解人体位置时，需要给出人体定位。如何给人定位？我们认为，人体在短时间内的倾向一般应表示为如图5.29所示的一个方向，传感器系统可以实时得到一些人体连续的位置，也就是说，可以通过一些位置来计算方向。我们假设以三个位置为一组，身体方位角为0°。因此，首先可以得到估计的方位角，然后利用得到的估计方位角来计算下一组的位置，并重复进行。

△V=0.2

82

图5.29人体方位的检测我们只假设用三个位置作为一组来表示一个估计的方向，但是我们不能确定3是不是最优解，所以我们做了一个实验来验证。实验说明如下，即人沿着平行于传感器的方向移动，即人体从一侧到另一侧的方位α=0°，分别使数字为2、3或4。它们之间的比较结果如图5.30所示。通过讨论，得出当系统采样时间为0.1s时，4是最优解。

图5.30找到最佳数量的比较结果

83

最后，我们通过图5.31总结了人体运动的整个过程。

五> 0.08分

（人影）

为人类计算

位置和身体方位

N传感器系统工作

但不是计算

利用换位

计算运动方向

∣V-VN∣<0.06

（人类消失）

N

获取传感器电压V

图5.31人体运动检测的全过程

84

5.7实验

5.7.1检测人体位置的实验数据

图5.32实验现场照片

图5.32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5.23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0.4m in[0.4m，1.6m]，沿Y轴的增量为也为0.4米[1.2米，1.2米]。首先，我们在位置计算中假设物体方位α=0°，然后分别对真实物体进行了实验

85

方位角分别为[0°、30°、60°、90°]。接下来，我们分别设置身体方位α=[30°、60°、90°]，然后在人体方位角低于相应角度的情况下进行实验。结果如图5.33所示，也就是说，如果我们忽略等式5.1中的Vα（α），结果将与图5.25中的结果相似。相反，我们可以得到更好的结果。

86

87

图5.33人体位置检测结果

5.7.2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=1m，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5.34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。

88

图5.34比较结果通过使用不同的身体方位，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5.35、图5.36、图5.37和图5.38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。[44]

89

图5.35人沿圆形运动的结果

图5.36人沿长方形移动的结果

90

图5.37人沿锯齿形移动的结果

图5.38结果当人体沿直线运动时，我们还做了一些其他的实验来测试传感器系统是否能稳定运行。例如，人瞬间转身，即从0°到90°的身体方位，看它会是什么样子，或是像人们在正常生活中行走一样的移动方式。整个测量结果如图5.39所示。

91

（a） 人类突然转身

（b） 人从远到近（对角线）

92

（c） 人体由远到近（直线）图5.39为测试传感器系统的其他一些测量，经过各种测量后，我们发现该系统可以从比较结果中很好地检测出任何人体运动情况。

5.8结论

在前一章的基础上，介绍了两个放在桌上的热电堆传感器检测人体位置的基本方法。本章介绍了一种检测人体二维位置的方法