一种运动状态检测装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种运动状态检测装置、方法及系统。该装置包括：重力传感器，用于感测加速度，输出加速度的X、Y、Z轴分量；磁力计，用于感测磁场强度，输出磁场强度的X、Y、Z轴分量；处理器，用于采集重力传感器的三轴分量和磁力计的三轴分量，对其进行处理以识别运动状态；以及无线模块，用于发送所识别的运动状态信息。本发明专利技术通过处理器对重力传感器和磁力计输出的数据进行处理以适配运动模型的特征值来判断被测物体的运动状态，从而实现了对被测物体的运动状态的准确识别。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及程序控制领域，更具体地，涉及一种运动状态检测装置、方法及系统。
技术介绍
目前市面上用于家庭门窗安防的运动检测装置主要是门磁，其组成部分主要是固定磁铁、干簧管和发射器。这种门磁的工作原理是将固定磁铁安装在门上，干簧管及发射器安装在门框上，在开门和关门时固定磁铁打开干簧管或者闭合干簧管从而实现门的开关动作检测，进一步实现报警等功能。目前市面上另一种常见的运动检测装置主要由红外接收器、发射器和报警信号发射器组成。其工作原理是发射器端发射红外信号，接收器端接收红外信号，通过判断接收器端是否接收到红外信号来区分开和关两个状态，并将报警信息发送到接收终端。目前市面上还有一种运动检测装置主要是由红外栅栏、报警信号发射器组成。其工作原理是一端发射红外信号，另一端接收红外信号，行成一组栅栏光路。当有人或者物体阻挡红外光路时，发送报警信息到接收终端。专利技术人发现，上述运动检测装置都存在以下问题：从结构上来说，这种分为两个部件的运动检测装置体积比较大，并且两个部件需要安装在同一水平线上以使发射部分与接收部分对准；从功能上来说，只能检测开和关两个状态，可检测场景和可检测状态单一，无法检测其他复杂的运动状态，如检测贵重物品是否被移动、笔记本是否被打开等。
技术实现思路
本专利技术提出了一种运动状态检测装置、状态和系统，通过对重力传感器和磁力计所检测的数据进行处理来实现对被测物体的复杂运动检测。根据本专利技术的一方面，提出了一种运动状态检测装置。该装置可以包括：重力传感器，用于感测加速度，输出加速度的X、Y、Z轴分量ax,ay,az；磁力计，用于感测磁场强度，输出磁场强度的X、Y、Z轴分量mx,my,mz；处理器，用于采集ax,ay,az和mx,my,mz，对采集的ax,ay,az和mx,my,mz进行处理以识别运动状态；以及无线模块，用于发送所识别的运动状态信息。其中，所述识别运动状态的步骤包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2：求取采集的另一组(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值；步骤3：将所述差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。根据本专利技术的另一方面，提出了一种运动状态检测方法。该方法可以包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2：求取采集的另一组(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值；步骤3：将所述差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。根据本专利技术的再一方面，提出了一种运动状态检测系统。该系统可以包括：本专利技术的运动状态检测装置、上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体形成密封空间，以容纳所述运动状态检测装置；以及天线，所述天线内置于所述密封空间中。其中，所述系统可以固定在被测物体上。根据本专利技术的运动状态检测装置、方法及系统，解决了现有运动检测装置不易安装的问题，其对安装位置没有特定要求、小巧精致。并且其可检测的运动类型丰富，可检测门、窗、抽屉、家用电器、笔记本电脑等物体的多种运动，包括水平轴向、垂直轴向、双方向混合的运动，以及水平平移、垂直平移、推拉等运动，也可检测摇晃、震动等不规则运动，可用于贵重物品的安防。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的运动状态检测装置的示意图。图2为重力传感器输出的加速度分量的示意图。图3为磁力计输出的磁场强度分量的示意图。图4a和4b为门关闭时的加速度分量和磁场强度分量示意图，图4c和4d为门打开时的加速度分量和磁场强度分量示意图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的运动状态检测方法的流程图。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的运动状态检测系统的示意性结构图。图7示出了根据本专利技术的一个实施例的运动状态检测系统的安装示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施例1图1示出了根据本专利技术的一个实施例的运动状态检测装置的示意图。在该实施例中，运动状态检测装置可以包括：重力传感器100，用于感测加速度，输出加速度的X、Y、Z轴分量ax,ay,az；磁力计200，用于感测磁场强度，输出磁场强度的X、Y、Z轴分量mx,my,mz；处理器300，用于采集ax,ay,az和mx,my,mz，对采集的ax,ay,az和mx,my,mz进行处理以识别运动状态；以及无线模块400，用于发送所识别的运动状态信息。其中，所述识别运动状态的步骤包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2：求取采集的另一组(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值；步骤3：将所述差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。该实施例通过处理器对重力传感器和磁力计输出的数据进行处理以适配运动模型的特征值来判断被测物体的运动状态，从而实现了对被测物体的运动状态的准确识别。下面详细说明根据本专利技术的运动状态检测装置。重力传感器100对被测物体在运动过程中产生的加速度进行检测，其具有X轴、Y轴和Z轴三个轴，输出加速度矢量的X轴分量ax、Y轴分量ay和Z轴分量az，如图2所示。不同物体的不同运动状态产生的加速度的分量不同，例如，物体在水平轴向运动中产生的加速度主要在Y轴和Z轴上，在垂直轴向运动中产生的加速度主要在X轴和Z轴上，而双方向混合运动或者不规则运动中产生的加速度可能在X轴、Y轴和Z轴上都有分布。磁力计200对被测物体在运动过程中产生的磁场强度进行检测，其具有X轴、Y轴和Z轴三个轴，输出磁场强度矢量的X轴分量mx、Y轴分量my和Z轴分量mz，如图3所示。不同的安装位置及不同的运动方向产生的磁场强度的分量不同，例如，物体在水平轴向运动中产生的磁场强度主要在Y轴和Z轴上，在垂直轴向运动中产生的加速度主要在X轴和Z轴上，而双方向混合运动或者不规则运动中产生的加速度可能在X轴、Y轴和Z轴上都有分布。处理器300对所采集的六轴分量，即加速度三轴分量以及磁场强度三轴分量，进行处理以识别运动状态。具体地，处理器300首先对所采集的至少一组六轴分量(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均，之后求取在运动过程中采集的另一组六轴分量(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值，接下来将该差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。运动模型是运动主体的某一种形式的运动状态。运动主体可以是待检测的门、窗户、抽屉、家电电器、笔记本电脑中等，某一种形式的运动可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：重力传感器，用于感测加速度，输出加速度的X、Y、Z轴分量ax,ay,az；磁力计，用于感测磁场强度，输出磁场强度的X、Y、Z轴分量mx,my,mz；处理器，用于采集ax,ay,az和mx,my,mz，对采集的ax,ay,az和mx,my,mz进行处理以识别运动状态；以及无线模块，用于发送所识别的运动状态信息；其中，所述识别运动状态，包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2：求取采集的另一组(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值；步骤3：将所述差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。

【技术特征摘要】
1.一种运动状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：重力传感器，用于感测加速度，输出加速度的X、Y、Z轴分量ax,ay,az；磁力计，用于感测磁场强度，输出磁场强度的X、Y、Z轴分量mx,my,mz；处理器，用于采集ax,ay,az和mx,my,mz，对采集的ax,ay,az和mx,my,mz进行处理以识别运动状态；以及无线模块，用于发送所识别的运动状态信息；其中，所述识别运动状态，包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2：求取采集的另一组(ax,ay,az,mx,my,mz)与所述加权平均的结果的差值；步骤3：将所述差值与运动模型的特征值进行适配，以判断被测物体的运动状态。2.根据权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述识别运动状态的步骤进一步包括：在进行步骤2之前判断进行适配的次数是否大于最大适配次数Q，如果是，则输出没有识别出运动状态的信息，否则继续进行步骤2。3.根据权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述识别运动状态的步骤进一步包括：当重力传感器输出的ax,ay,az和磁力计输出的mx,my,mz中至少一个分量超过设定阈值时，输出中断信号以唤醒所述处理器以进行步骤1。4.根据权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述识别运动状态的步骤进一步包括：在进行步骤1之前，所述处理器对采集的ax,ay,az和mx,my,mz进行自检处理，所述自检处理为所述处理器检测ax,ay,az和mx,my,mz是否在预定范围之内，和/或所述处理器基于ax,ay,az和mx,my,mz判断所述装置的安装方式是否正确。5.根据权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述识别运动状态的步骤进一步包括：所述处理器基于被测物体的加速度极限值和磁场强度极限值确定加速度各个分量以及磁场强度各个分量的噪声阈值，以判断干扰。6.根据权利要求1所述的运动状态检测装置，其特征在于，所述运动模型的特征值是运动主体运动时ax,ay,az和mx,my,mz数值范围。7.一种运动状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：对采集的至少一组(ax,ay,az,mx,my,mz)进行加权平均；步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福山，孙荣，曹煦，
申请(专利权)人：北京智能管家科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11