混合飞行时间传感器和IR传感器制造技术

本文描述了一种用于校准基础主动红外(IR)传感器的混合传感器，其通过经由主动IR检测进行更准确的检测来更准确地定位、连续校准并节约能量。混合传感器包括一个或多个红外传感器和一个或多个飞行时间传感器。飞行时间传感器可以保持在休眠状态(例如，低功率或休眠模式)，直到一个或多个红外传感器检测到对象为止。响应于检测到对象，可以激活飞行时间传感器以获得对象的若干测量值。在获得测量值之后，飞行时间传感器可以返回到其休眠状态。混合传感器可以使用由飞行时间传感器获得的测量值来校准一个或多个红外传感器，以逐个对象地提供更准确的测量值。地提供更准确的测量值。地提供更准确的测量值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合飞行时间传感器和IR传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年6月24日提交的名称为“Genesis Hybrid Time of Flight and Active IR Sensor(创新型混合飞行时间和主动IR传感器)”的美国临时申请第63/043,305号的优先权，所述临时申请的全部内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本公开的各方面大体上涉及混合传感器，更具体地说，涉及使用飞行时间传感器校准红外传感器的方法。

技术介绍

[0004]传感器用于各种位置以管理对水的控制和/或水的流动。例如，传感器可以用于厨房水槽中以激活和/或去激活来自水龙头的水的流动。类似地，传感器可以在洗手间中，例如在小便池、马桶和水龙头处使用。这些电池操作的传感器可以使用一个或多个红外(IR)传感器来检测接近传感器的位置的人。然而，不同织物以不同比率反射和/或吸收光，尤其是红外光。因此，不同的织物可能使这些传感器不可靠或更糟糕地，完全无效。虽然可以使用其他传感器来检测和确定人相对于传感器的位置，但这些传感器消耗大量的能量并且会耗尽电池。在没有电力的情况下，传感器和其预期操作的器具变得不可用。因此，需要使用有限的能量消耗来更准确地检测用户靠近器具的位置。

技术实现思路

[0005]下文给出了本文中所描述的各个方面的简化概述。本概述并非详尽综述，并且不旨在识别关键或必要要素或者划定权利要求的范围。以下概述仅以简化形式给出了一些概念，作为下文提供的更详细描述的介绍性序言。对应的设备、系统、方法和计算机可读介质也在本公开的范围内。
[0006]本文公开的示例性设备和系统描述了一种被配置成检测用户的存在和/或接近位置的混合传感器。混合传感器可以包括被配置成在一个或多个目标处发射红外光谱中的光的一个或多个红外(IR)发射器，被配置成检测从一个或多个目标反射的红外光的一个或多个感光器单元，以及被配置成确定一个或多个目标距混合传感器的距离的一个或多个飞行时间传感器。混合传感器可以例如响应于在混合传感器的预定义范围(例如，区)内检测到用户而发起机械操作。例如，机械操作可以包括打开水龙头、从肥皂分配器分配肥皂和/或打开门。另外或替代地，混合传感器可以例如响应于在一段时间之后检测到用户不再在混合传感器的预定义范围内而发起机械操作。就此而言，机械操作可以包括关闭水龙头或者冲洗马桶和/或小便池。
[0007]本文公开的示例性方法和系统描述了一种用于检测对象的运动和/或位置的混合传感器。所述混合传感器可以包括控制电路、一个或多个IR传感器(例如，一个或多个IR发射器和一个或多个IR接收器)和/或一个或多个飞行时间传感器。控制电路可以使一个或多
个IR发射器以稳定(例如，恒定)速率发射IR光。控制电路可以使一个或多个飞行时间传感器保持在休眠状态(例如，低功率和/或睡眠模式)。例如，如果一个或多个IR接收器检测到反射IR光，则可以激活一个或多个飞行时间传感器。激活一个或多个飞行时间传感器可以使一个或多个飞行时间传感器获得一个或多个测量值。这些测量值可以是对象距混合传感器的距离。一个或多个IR传感器可以与一个或多个飞行时间传感器获得一个或多个测量值同时获得一个或多个样本。一个或多个测量值和一个或多个样本可以被发送至处理器。一个或多个飞行时间传感器可以在获得一个或多个测量值之后返回到休眠状态(例如，低功率或睡眠模式)，而处理器可以比较一个或多个测量值和一个或多个样本以校准一个或多个IR传感器。
[0008]当结合附图考虑时，本专利技术的其它方面、目标和优点将从以下详细描述中变得更加明显。
附图说明
[0009]本公开借助于示例进行描述，并且不限于附图，其中：
[0010]图1示出了根据本公开的一个或多个方面的混合传感器电路的示例；
[0011]图2示出了根据本公开的一个或多个方面的自动冲水阀中的混合传感器电路的实施方式的示例；
[0012]图3示出了根据本公开的一个或多个方面的校准红外传感器的过程的示例；
[0013]图4示出了根据本公开的一个或多个方面的混合传感器的采样区的示例；
[0014]图5示出了说明典型的红外响应读数相对于对象的实际距离的关系的内插曲线图；
[0015]图6示出了说明飞行时间传感器检测到的距离与对象的实际距离相比的关系的准确性曲线图；
[0016]图7示出了说明不同颜色的对象的距离与对象的实际距离相比的关系的准确性曲线图；以及
[0017]图8示出了根据本公开的一个或多个方面的响应于检测到对象的存在而激活控制模块的过程的示例。
具体实施方式
[0018]在各个示例性实施例的以下描述中，参考了附图，附图形成其一部分，并且在附图中以举例方式示出了可以实践本公开的各方面的各个示例性实施例。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以作出结构和功能修改。本公开的各方面能够实现其它实施例，并且能够以各种方式实践或实施。另外，应理解，本文使用的短语和术语是为了描述的目的，并且不应被视为是限制性的。更确切地说，本文使用的短语和术语应被赋予其最广泛的解释和含义。
[0019]通过介绍，本文中论述的各方面可以描述包括一个或多个红外(IR)传感器(例如，主动IR、被动IR等)和一个或多个飞行时间(ToF)传感器的混合传感器。一个或多个IR传感器与一个或多个ToF传感器协同工作，可以更准确地检测用户的位置和/或距混合传感器的距离。来自一个或多个IR传感器和一个或多个ToF传感器的测量值的组合可以提供给控制
器以确定用户是否接近所述混合传感器定位。当用户接近混合传感器定位时，控制器可以激活机械操作，例如允许水从水龙头流动、冲洗马桶和/或小便池、从自动肥皂分配器分配肥皂和/或打开自动门。
[0020]本文所述的示例性过程、方法和技术可以包括使用一个或多个ToF传感器校准一个或多个IR传感器。就此而言，一个或多个IR传感器可以检测对象(例如，人)。响应于检测到对象，可以激活一个或多个ToF传感器。一个或多个ToF传感器可以获得一个或多个测量值，例如对象距ToF传感器的距离。同时，一个或多个IR传感器可以获得一个或多个样本，所述一个或多个样本可以包括一个或多个IR传感器检测到的红外光的强度。一个或多个测量值(例如，距离)和一个或多个样本(例如，检测到的红外光的强度)可以用于校准一个或多个IR传感器以更好地检测对象的存在、位置和/或距离。通过使用上述混合传感器改进用户检测和用户动作的确定，可以实现显著的能量和/或水节约。
[0021]转向图1，示出了根据本公开的一个或多个方面的混合传感器100的示例。混合传感器100可以包括电路板102，所述电路板包括处理器104、存储器106、连接模块112、第一电容器114、第二电容器116、ToF传感器122，以及包括第一IR发射器118、第二IR发射器120和IR接收器128的IR传感器。数据总线(未示出)可以将处理器104、存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：由第一装置从红外传感器发射至少一个红外信号；由所述红外传感器基于检测到由所述红外传感器接收到的预定量的红外光来确定对象位于区中；确定是否已为所述区建立校准因子；基于确定尚未为所述区建立所述校准因子，激活飞行时间传感器；使用所述飞行时间传感器确定所述对象距所述第一装置的第一距离；由所述第一装置通过将由所述飞行时间传感器确定的第一距离除以使用所述红外传感器确定的第二距离来计算所述校准因子；由所述第一装置为所述区设置校准标志；以及向控制模块提供所述第一距离以确定是否需要进一步动作。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于确定已为所述区建立所述校准因子，将所述校准因子乘以所述第二距离以确定所述对象的实际距离；以及向所述控制模块提供所述实际距离以确定是否需要进一步动作。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进一步动作包括以下各项中的至少一者：冲洗马桶、冲洗小便池、激活水龙头、去激活水龙头、分配肥皂、分配纸巾、激活干手机或打开门。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述红外传感器的第一红外发射器以第一角度发射第一红外信号；以及由所述红外传感器的第二红外发射器以第二角度发射第二红外信号。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定量的红外光包括预定数量的流明。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在确定所述对象的第一距离之后去激活所述飞行时间传感器。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述红外传感器基于检测到由所述红外传感器接收到的第二预定量的红外光来确定所述对象位于第二区中；确定是否已为所述第二区建立第二校准因子；基于确定尚未为所述第二区建立所述第二校准因子，激活所述飞行时间传感器；使用所述飞行时间传感器确定所述对象距所述第一装置的第三距离；由所述第一装置通过将由所述飞行时间传感器确定的第三距离除以使用所述红外传感器确定的第四距离来计算所述第二校准因子；以及由所述第一装置为所述第二区设置第二校准标志。8.一种计算装置，包括：一个或多个处理器；存储指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述计算装置：从红外传感器发射至少一个红外信号；由所述红外传感器基于检测到由所述红外传感器接收到的预定量的红外光来确定对象位于区中；
确定是否已为所述区建立校准因子；基于确定尚未为所述区建立所述校准因子，激活飞行时间传感器；使用所述飞行时间传感器确定所述对象距所述计算装置的第一距离；通过将由所述飞行时间传感器确定的第一距离除以使用所述红外传感器确定的第二距离来计算所述校准因子；为所述区设置校准标志；以及向控制模块提供所述第一距离以确定是否需要进一步动作。9.根据权利要求8所述的计算装置，其中，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述计算装置：基于确定已为所述区建立所述校准因子，将所述校准因子乘以所述第二距离以确定所述对象的实际距离；以及向所述控制模块提供所述实际距离以确定是否需要进一步动作。10.根据权利要求8所述的计算装置，其中，所述进一步动作包括以下各项中的至少一者：冲洗马桶、冲洗小便池、激活水龙头、去激活水龙头、分配肥皂、分配纸巾、激活干手机或打开门。11.根据权利要求8所述的计算装置，其中，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述计算装置：由所述红外传感器的第一红外发射器以第一角度发射第一红外信号；以及由所述红外传感器的第二红外发射器以第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫小雄，陈乔宏，吴海鸥，
申请(专利权)人：斯洛文阀门公司，
类型：发明
国别省市：