正常情況下,在某些有效范圍內應該有許多曲線,但在這些圖形中繪制的曲線很少。因為許多交叉點由許多不同的曲線組成,每個交叉點由一對輸出電壓值[V1,V2]組成,同時也被認為是人的位置。我們還可以看到,有效探測面積隨傾角的變化而變化。傾斜角度越大,可探測角度就越寬,但問題是,隨著傾斜角度的增大,靠近傳感器的區域變得非常難以測量。
圖6.17兩個傾斜傳感器從天花板(傾斜角度=15°)檢測輪廓
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兩個傳感器傾斜角度為圖6.30°(從圖18.6傾斜)
圖6.19兩個傾斜傳感器從天花板(傾斜角度=45°)檢測輪廓
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圖6.20兩個傾斜傳感器從天花板(傾斜角度=60°)檢測輪廓
6.4準確度
如果不考慮人體方位因素,即始終保持方位角α為0°,則在任何檢測位置都會產生一定的誤差。分別從理論上分析和討論了[-90°、90°]不同角度檢測位置的誤差分布,具體方法分為兩步。第一步:模擬人體方位角α=0°時,通過傳感器輸出(V1,V2)求解位置(x,y)。第二步:在α=0°時固定傳感器輸出(V1,V2),然后在[-90°,90°]中以微小角度(如5°)改變身體角度,得到每個角度對應的一些新的傳感器輸出(V1,V2),然后再進行模擬,計算得到相應的新位置(x,y),最后我們得到了每個位置的理論誤差結果,如圖6.21所示。
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圖6.21誤差分布及比較結果
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6.5實驗
6.5.1檢測人體位置的實驗數據
圖6.22傾斜傳感器的實驗場景圖6.22顯示了實驗場景。所有的實驗都是在這個場景中進行的。將兩個傳感器固定在離地2.5m高的電桿上,兩個傳感器之間的距離d為0.8m,原點位置、X軸和Y軸的定義如圖8.1所示,并標記了地面上的測量位置,我們指定沿X軸的增量為0.5m in[1m,2.5m],沿Y軸的增量也是0.5m in[-2m,2m]。分別在傳感器角度為15°、30°或45°的前提下進行了實驗。
首先,我們在位置計算中假設物體方位α=0°,然后分別在真實物體方位角為[0°、30°、60°、90°]時分別進行了實驗。接下來,我們分別設置身體方位α=[30°、60°、90°],然后進行實驗
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當身體方位角低于相應的角度時。結果如圖6.23所示,也就是說,如果忽略等式6.19中的Vα(α),結果將與圖6.21中的結果相似。相反,我們可以得到更好的結果。我們不僅在圖6.22所示的環境中進行了測量,而且在圖5.32所示的環境中也進行了測量。結果分別顯示在圖6.23的左上和右上。
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圖6.23人體位置檢測結果
6.5.2檢測人體運動的實驗數據
為了驗證該傳感器系統能夠實時檢測人體位置,我們進行了人體運動檢測實驗。也就是說,人類以0.4m/s的速度沿著平行于Y軸的方向行走,并且始終保持x=1.5m,我們分別在兩種情況下進行了這個實驗,情景1假設身體方位角為0°,情景2顯示利用估計的方位角進行檢測。比較結果如圖6.24所示。我們可以很明顯地看到,情景2得到的結果比情景1得到的結果要好。
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圖6.24比較結果通過使用不同的身體方位同時,我們不僅檢測到了簡單模式下的人體行走,還檢測到了一些復雜的路徑,如圓形、矩形、鋸齒形和垂直方向,結果分別如圖6.25、圖6.26、圖6.27和圖6.28所示。在所有這些圖中,紅線表示理想路線,藍線表示實驗路線。
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圖6.25人沿圓形運動的結果
圖6.26人沿長方形移動的結果
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圖6.27人類沿之字形移動的結果
圖6.28人沿直線運動的結果
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經過各種測量,我們發現該系統能夠很好地檢測出任何人體運動的情況。
6.6結論
在前一章的基礎上,介紹了當傳感器垂直(傳感器角度α=0°)時,通過安裝在天花板上的兩個熱電堆傳感器檢測人體位置的方法。本章提出了一種實時檢測人體二維位置、運動和人體方位的方法- |