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我們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能夠很好地檢測出任何人體運(yùn)動的情況
來源:薄膜壓力傳感器壓力分布 | 發(fā)布時(shí)間:2020/8/29 18:21:39 | 瀏覽次數(shù):

正常情況下,在某些有效范圍內(nèi)應(yīng)該有許多曲線,但在這些圖形中繪制的曲線很少。因?yàn)樵S多交叉點(diǎn)由許多不同的曲線組成,每個(gè)交叉點(diǎn)由一對輸出電壓值[V1,V2]組成,同時(shí)也被認(rèn)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(qū)域變得非常難以測量。

圖6.17兩個(gè)傾斜傳感器從天花板(傾斜角度=15°)檢測輪廓

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兩個(gè)傳感器傾斜角度為圖6.30°(從圖18.6傾斜)

圖6.19兩個(gè)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(gè)傾斜傳感器從天花板(傾斜角度=60°)檢測輪廓

6.4準(zhǔn)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(chǎn)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(shí),通過傳感器輸出(V1,V2)求解位置(x,y)。第二步:在α=0°時(shí)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(gè)角度對應(yīng)的一些新的傳感器輸出(V1,V2),然后再進(jìn)行模擬,計(jì)算得到相應(yīng)的新位置(x,y),最后我們得到了每個(gè)位置的理論誤差結(jié)果,如圖6.21所示。

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圖6.21誤差分布及比較結(jié)果

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6.5實(shí)驗(yàn)

6.5.1檢測人體位置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖6.22傾斜傳感器的實(shí)驗(yàn)場景圖6.22顯示了實(shí)驗(yàn)場景。所有的實(shí)驗(yàn)都是在這個(gè)場景中進(jìn)行的。將兩個(gè)傳感器固定在離地2.5m高的電桿上,兩個(gè)傳感器之間的距離d為0.8m,原點(diǎn)位置、X軸和Y軸的定義如圖8.1所示,并標(biāo)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

首先,我們在位置計(jì)算中假設(shè)物體方位α=0°,然后分別在真實(shí)物體方位角為[0°、30°、60°、90°]時(shí)分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。接下來,我們分別設(shè)置身體方位α=[30°、60°、90°],然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

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當(dāng)身體方位角低于相應(yīng)的角度時(shí)。結(jié)果如圖6.23所示,也就是說,如果忽略等式6.19中的Vα(α),結(jié)果將與圖6.21中的結(jié)果相似。相反,我們可以得到更好的結(jié)果。我們不僅在圖6.22所示的環(huán)境中進(jìn)行了測量,而且在圖5.32所示的環(huán)境中也進(jìn)行了測量。結(jié)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(jié)果

6.5.2檢測人體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證該傳感器系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測人體位置,我們進(jìn)行了人體運(yùn)動檢測實(shí)驗(yàn)。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(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn),情景1假設(shè)身體方位角為0°,情景2顯示利用估計(jì)的方位角進(jìn)行檢測。比較結(jié)果如圖6.24所示。我們可以很明顯地看到,情景2得到的結(jié)果比情景1得到的結(jié)果要好。

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圖6.24比較結(jié)果通過使用不同的身體方位同時(shí),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(fù)雜的路徑,如圓形、矩形、鋸齒形和垂直方向,結(jié)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(lán)線表示實(shí)驗(yàn)路線。

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圖6.25人沿圓形運(yùn)動的結(jié)果

圖6.26人沿長方形移動的結(jié)果

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圖6.27人類沿之字形移動的結(jié)果

圖6.28人沿直線運(yùn)動的結(jié)果

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經(jīng)過各種測量,我們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能夠很好地檢測出任何人體運(yùn)動的情況。

6.6結(jié)論

在前一章的基礎(chǔ)上,介紹了當(dāng)傳感器垂直(傳感器角度α=0°)時(shí),通過安裝在天花板上的兩個(gè)熱電堆傳感器檢測人體位置的方法。本章提出了一種實(shí)時(shí)檢測人體二維位置、運(yùn)動和人體方位的方法-

 
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