一种基于亮度调节装置的微波测距系统和测距方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于亮度调节装置的微波测距系统和测距方法，通过感应单元检测预设区域内是否有移动物体、红外识别模块识别及判断移动物体是否是人体，当移动物体是人体时，唤醒测距单元；否则，保持休眠状态，系统无需实时测距，有效地节约了电能；本发明专利技术根据测距结果调节照明的亮度，人体与照明装置的距离越近则亮度越高，由照明亮度直观的获得测距结果，给人们生活带来更多便利。给人们生活带来更多便利。给人们生活带来更多便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于亮度调节装置的微波测距系统和测距方法


[0001]本专利技术涉及测距领域，尤其涉及一种基于亮度调节装置的微波测距系统和测距方法。

技术介绍

[0002]测距系统最初主要应用在航天系统，一般用于探测卫星、跟踪卫星或其他行星的信息获取，随着生产、生活的发展，测距系统逐渐应用到工业现场、资源勘测、建筑工地、倒车提醒和一些智能家居设备中。测距系统主要采用的技术有激光测距、电磁波测距和超声波测距，其中，激光测距是利用激光对目标的距离进行准确测定，测量精度高，成本也相对较高，常见的激光测距仪体积较大，普遍应用于金属工业、桥梁建筑、轨道铁路和仓储物流；电磁波测距是利用电磁波作为载波，测定发射波与回波相隔的时间测定距离，测量效率高且性能稳定广泛应用在城市规划中，超声波测距不易受环境干扰，适合远距离测量，多应用在船舶测量领域。
[0003]上述的测距系统在工作时要持续供电，对于无需实时测距的场景比如，依据人体和设备距离工作的智能家居设备、倒车提醒测距或服务机器人等，在周围没有人体时持续测距作业则会浪费大量的电能；上述测距方法的测量结果显示不够直观，一般需要通过后台计算机或手持的设备查看具体数值而得知，所以，现需要一种耗电量低、测距结果能够直观显示的测距系统和方法，能够广泛应用在人们的生产、生活中，实现节能减排、降低成本、提高生活质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于亮度调节装置的微波测距系统和测距方法能够解决现有照明系统中能源浪费和测距结果显示不直观的问题。
[0005]一种亮度调节装置，包括：电源模块、检测模块、控制模块和信号输出模块，所述电源模块与所述检测模块、所述控制模块和所述信号输出模块均电连接，所述控制模块分别电连接所述检测模块和所述信号输出模块；
[0006]所述电源模块用于为所述检测模块、所述控制模块和所述信号输出模块供电；
[0007]所述检测模块用于检测外部环境中物体位移产生的感应信号和检测物体与所述亮度调节装置的距离；
[0008]所述控制模块用于接收所述检测模块输出的感应信号和距离，并向所述检测模块和所述信号输出模块分别发送测距信号和调节信号，调节其进入对应的工作状态；
[0009]所述信号输出模块用于接收所述调节信号，并根据所述调节信号调节亮度。
[0010]优选的，所述控制模块包括控制电路和指示电路；
[0011]所述控制电路包括微控制芯片和晶振；
[0012]所述微控制芯片预设有多个控制引脚，所述微控制芯片的工作电压为2.5—4.8V，工作电流为50—1350uA，工作频率为10.5—10.55GHz，所述微控制芯片通过所述多个控制
引脚分别连接所述电源模块、所述检测模块和所述信号输出模块；所述微控制芯片一端通过电容C3接地；
[0013]所述晶振通过一个所述控制引脚连接所述微控制芯片，用于为所述微控制芯片提供时钟频率；
[0014]所述指示电路包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1和发光二极管LED2；所述电阻R1和所述电阻R2分别通过所述发光二极管LED1和所述发光二极管LED2连接所述微控制芯片的控制引脚。
[0015]优选的，所述电源模块包括电源电路，所述电源电路包括外部电源、降压芯片IC2、稳压芯片IC1、电容C1和电容C2；所述外部电源通过所述降压芯片IC2和所述电容C1连接所述稳压芯片IC1，所述稳压芯片IC1的输出端通过所述电容C2连接所述微控制芯片的控制引脚，所述稳压芯片IC1、所述电容C1和所述电容C2均接地。
[0016]优选的，所述信号输出模块包括信号输出电路，所述信号输出电路包括电阻R3、电阻R4、电容C4、发光二极管LED、NPN型三极管Q1和双向触发二极管BT1；所述发光二极管LED通过所述双向触发二极管BT1连接所述电阻R3，所述NPN型三极管Q1的基极通过所述电阻R4连接所述微控制芯片的控制引脚，所述NPN型三极管Q1的集电极连接所述电阻R3，所述NPN型三极管Q1的发射极和所述电容C4均接地；所述NPN型三极管Q1用于输出不同占空比的脉冲调制信号。
[0017]优选的，所述检测模块包括感应单元和测距单元；
[0018]所述感应单元用于感应预设区域的物体位移信息，将对应感应信号发送至所述微控制芯片；
[0019]所述测距单元用于接收所述微控制芯片发送的工作信号进入工作状态，继而测量所述物体与所述亮度调节装置的距离，把对应距离发送至所述微控制芯片。
[0020]一种微波测距系统，包括上述的一种亮度调节装置，还包括红外识别模块、存储模块和照明模块；
[0021]所述红外识别模块用于获取及识别预设区域的红外图像，并输出红外识别结果；
[0022]所述照明模块依据所述信号输出模块输出的脉冲调制信号显示对应的亮度；
[0023]所述存储模块用于存储预设不同距离时脉冲调制信号相应的占空比及所述红外图像对应的红外识别结果。
[0024]优选的，所述红外识别模块包括获取子模块和识别子模块；
[0025]所述获取子模块用于获取所述预设区域的红外图像并预处理所述红外图像；
[0026]所述识别子模块用于分析所述红外图像并输出红外识别结果，判断所述红外图像中的物体是否为人体；如果是人体，则向所述微控制芯片发送第一识别信号；如果不是人体，则向所述微控制芯片发送第二识别信号。
[0027]优选的，所述获取子模块包括：
[0028]摄像单元，用于采集所述预设区域的红外图像；
[0029]特征描述单元，用于基于所述红外图像，进行目标边缘的多边形拟合及归一化处理，提取高曲率的边界点作为目标识别的特征点；
[0030]特征提取单元，用于所述红外图像提取归一化处理后的几何特征，所述几何特征包括周长、面积、极距离和、最大顶角和最大极角。
[0031]优选的，所述识别子模块通过构建人体识别神经网络模型识别所述预处理的红外图像，包括模型构建单元和模型训练单元；
[0032]所述模型构建单元，是基于径向基神经网络模型构建的，所述径向基神经网络模型是一个三层单向网络，设有输入层、隐含层和输出层；所述输入层对应的输入向量选取所述红外图像的几何特征，所述隐含层选取高斯函数对输入向量进行一次非线性变换，所述输出层对应分类模式，即红外图像识别结果；其中，所述输入层和所述隐含层的维数相同设为5，所述输出层的维数设为2；
[0033]所述模型训练单元，通过训练样本训练所述人体识别神经网络模型；所述训练样本选取已识别的红外图像；所述训练包括隐含层的训练和输出层的训练。
[0034]一种微波测距方法，包括权利上述的一种微波测距系统，包括：
[0035]S1、实时采集预设区域的感应信号，将所述感应信号发送至微控制芯片；
[0036]S2、通过红外识别模块采集所述预设区域的红外图像并识别所述红外图像中的物体，将红外识别结果发送至所述微控制芯片；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亮度调节装置，其特征在于，包括：电源模块、检测模块、控制模块和信号输出模块，所述电源模块与所述检测模块、所述控制模块和所述信号输出模块均电连接，所述控制模块分别电连接所述检测模块和所述信号输出模块；所述电源模块用于为所述检测模块、所述控制模块和所述信号输出模块供电；所述检测模块用于检测外部环境中物体位移产生的感应信号和检测物体与所述亮度调节装置的距离；所述控制模块用于接收所述检测模块输出的感应信号和距离，并向所述检测模块和所述信号输出模块分别发送测距信号和调节信号，调节其进入对应的工作状态；所述信号输出模块用于接收所述调节信号，并根据所述调节信号调节亮度。2.根据权利要求1所述的一种亮度调节装置，其特征在于，所述控制模块包括控制电路和指示电路；所述控制电路包括微控制芯片和晶振；所述微控制芯片预设有多个控制引脚，所述微控制芯片的工作电压为2.5—4.8V，工作电流为50—1350uA，工作频率为10.5—10.55GHz，所述微控制芯片通过所述多个控制引脚分别连接所述电源模块、所述检测模块和所述信号输出模块；所述微控制芯片一端通过电容C3接地；所述晶振通过一个所述控制引脚连接所述微控制芯片，用于为所述微控制芯片提供时钟频率；所述指示电路包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1和发光二极管LED2；所述电阻R1和所述电阻R2分别通过所述发光二极管LED1和所述发光二极管LED2连接所述微控制芯片的控制引脚。3.根据权利要求2所述的一种亮度调节装置，其特征在于，所述电源模块包括电源电路，所述电源电路包括外部电源、降压芯片IC2、稳压芯片IC1、电容C1和电容C2；所述外部电源通过所述降压芯片IC2和所述电容C1连接所述稳压芯片IC1，所述稳压芯片IC1的输出端通过所述电容C2连接所述微控制芯片的控制引脚，所述稳压芯片IC1、所述电容C1和所述电容C2均接地。4.根据权利要求2所述的一种亮度调节装置，其特征在于，所述信号输出模块包括信号输出电路，所述信号输出电路包括电阻R3、电阻R4、电容C4、发光二极管LED、NPN型三极管Q1和双向触发二极管BT1；所述发光二极管LED通过所述双向触发二极管BT1连接所述电阻R3，所述NPN型三极管Q1的基极通过所述电阻R4连接所述微控制芯片的控制引脚，所述NPN型三极管Q1的集电极连接所述电阻R3，所述NPN型三极管Q1的发射极和所述电容C4均接地；所述NPN型三极管Q1用于输出不同占空比的脉冲调制信号。5.根据权利要求2所述的一种亮度调节装置，其特征在于，所述检测模块包括感应单元和测距单元；所述感应单元用于感应预设区域的物体位移信息，将对应感应信号发送至所述微控制芯片；所述测距单元用于接收所述微控制芯片发送的测距信号并进入工作状态，继而测量所述物体与所述亮度调节装置的距离，将对应的距离发送至所述微控制芯片。6.一种微波测距系统，包括权利要求1
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5所述的一种亮度调节装置，其特征在于，还包
括红外识别模块、存储模块和照明模块；所述红外识别模块用于获取及识别预设区域的红外图像，并输出红外识别结果；所述照明模块依据所述信号输出模块输出的脉冲调制信号显示对应的亮度；所述存储模块用于存储预设不同距离时脉冲调制信号相应的占空比及所述红外图像对应的红外识别结果。7.根据权利要求6所述的一种微波测距系统，其特征在于，所述红外识别模块包括获取子模块和识别子模块；所述获取子模块用于获取所述预设区域的红外图像并预处理所述红外图像；所述识别子模块用于分析所述红外图像并输出红外识别结果，判断所述红外图像中的物体是否为人体；如果是人体，则向所述微控制芯片发送第一识别信号；如果不是人体，则向所述微控制芯片发送第二识别信号。8.根据权利要求7所述的一种微波测距系统，其特征在于，所述获取子模块包括：摄像单元，用于采集所述预设区域的红外图像；特征描述单元，用于基于所述红外图像，进行目标边缘的多边形拟合及归一化处理，提取高曲率的边界点作为目标识别的特征点；特征提取单元，用于所述红外图像提取归一化处理后的几何特征，所述几何特征包括周长、面积、极距离和、最大顶角和最大极角。9.根据权利要求7所述的一种微波测距系统，其特征在于，所述识别子模块通过构建人体识别神经网络模型识别所述预处理的红外图像，包括模型构建单元和模型训练单元；所述模型构建单元，是基于径向基神经网络模型构建的，所述径向基神经网络模型是一个三层单向网络，设有输入层、隐含层和输出层；所述输入层对应的输入向量选取所述红外图像的几何特征，所述隐含层选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤剑刚，何飞飞，
申请(专利权)人：宁波市盈芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：