CN105674471A - 一种空调用人体探测定位方法及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调领域，公开了一种空调用人体探测定位方法及空调，将红外传感器的检测区域划分成多个子区域，红外传感器循环扫描并记录每个子区域中的温度值，首先，初始背景温度值Tbg0为0，然后根据公式Tbgn＝(1-a)Tbgn-1+bTian，计算第n帧的背景温度值Tbgn；通过将本帧检测温度值与上一帧背景温度值相比较判断每个子区域内是否有热源进而判断该子区域内是否有人存在。使用本发明中的空调用人体探测定位方法对空调进行控制对处于房间中的用户进行探测和定位，能够实现实时对人体进行准确的定位，并能得到人体的运动轨迹，受红外传感器的扫描周期的干扰小，定位更准确。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域，更具体的公开了一种空调用人体探测定位方法及空调。
背景技术
红外热感传感器能够探测房间内的温度分布，清晰的得到房间内哪里温度高，哪里温度低。利用红外热感传感器的这种性质可以探测房间内人体的位置，并根据人体所处的位置，对空调的送风状态进行控制。
现有技术中比较先进的方案是通过步进电机带动设置于空调上的红外热感传感器对整个房间进行转动扫描并获得房间内的温度分布情况。利用红外热感传感器获取的房间内的温度分布情况，结合储存于控制器中的算法查找出扫描范围内热源的位置，同时结合热释电传感器获取模拟信号，再通过控制器判断热源位置是否是人体的位置。
上述空调用人体探测定位方法存在以下缺点，一是红外热感传感器在步进电机控制下进行转动扫描的周期较长并且存在绕线的问题，造成使用过程中不方便，有可能存在因为绕线而无法将整个房间完全扫描完的问题；二是红外热感传感器在扫描过程中人体在房间内走动时会造成扫描结果出现不准确的情况，无法准确的对人体的位置进行定位；三是采用上述方法对人体进行定位探测过程中，房屋内一些静止的具有与人体热源温度相近的物体会被当做人体热源数据输出，造成检测结果不够准确。
因此，市场亟需一种空调用人体探测定位方法及使用该方法的空调，以实现空调使用过程中对房屋内的人体位置能够进行实时检测和定位，即使人在房间内走动过程中也能够准确输出人体的位置，并能将屋内原有的静止热源滤除。
发明内容
本发明的一个目的在于，提出一种应用于空调上的探测定位准确度高的人体探测定位方法，使用该方法能够实现对房间中人体的位置进行实时探测和定位，即使当人在房间内走动时也能够准确的输出人体的位置，并能够将房间中原有的静止的热源滤除。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
一种空调用人体探测定位方法，将红外传感器的检测区域划分成多个子区域，所述红外传感器循环扫描并记录每个所述子区域中的温度值，首先，初始背景温度值Tbg0为0，然后根据公式Tbgn＝(1-a)Tbgn-1+bTian，计算第n帧的背景温度值Tbgn；
其中，n为扫描的帧数；
Tbgn-1为上一帧的背景温度值；
Tian为本帧检测温度值；
a为背景温度系数；
b为实时温度系数；
通过将本帧检测温度值与上一帧背景温度值相比较判断每个所述子区域内是否有热源进而判断该子区域内是否有人存在。
进一步的，若Tian-Tbgn-1的值大于存储于控制器中的阈值ΔT，则判断为该子区域中有人并予以标记；
否则，判断为该子区域中没有人。
进一步的，所述红外传感器设于空调的一角，朝向地面进行探测；
所述红外传感器的探测角度为120°。
优选的，所述红外传感器的像素为16×16,所述红外传感器的数量为4个；
4个所述红外传感器将房间划分为1024个子区域进行探测。
优选的，所述控制器每隔0.3s获取一次Tian的值。
优选的，所述控制器每隔0.3秒获取一次房间的背景温度值Tbgn。
进一步的，空调开机启动时，自开机5s之内不进行本帧检测温度值Tian与上一帧背景温度值Tbgn-1的比较，所述红外传感器进行背景温度值的探测。
一种空调，该空调上设有红外传感器，该空调使用如上所述的空调用人体探测定位方法对房间中的用户进行探测及定位。
本发明的有益效果为：使用本发明中的空调用人体探测定位方法对空调进行控制对处于房间中的用户进行探测和定位，能够实现实时对人体进行准确的定位，并能得到人体的运动轨迹，受红外传感器的扫描周期的干扰小，定位更准确。
使用本发明中的控制方法对房间进行人体探测定位，即使当用户在房间内走动的过程中，也能够准确输出人体的位置，由于本发明中的控制方法将房间内部分为1024个子区域分别进行探测，对人体运动的捕捉更加细微，能够将屋内原有的静止的热源滤除，相比于现有技术中的红外探测方法，本发明中的方法的探测和定位结果更加准确。
附图说明
图1是本发明实施例一提出的空调用人体探测定位方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例公开了一种空调用人体探测定位方法，将红外传感器的检测区域划分成多个子区域，红外传感器循环扫描并记录每个子区域中的温度值。
在空调开机启动时，设初始背景温度值Tbg0为0，然后根据公式Tbgn＝(1-a)Tbgn-1+bTian，计算第n帧的背景温度值Tbgn。
其中，n为扫描的帧数；
Tbgn-1为上一帧的背景温度值；
Tian为本帧检测温度值；
a为背景温度系数；
b为实时温度系数；
通过将本帧检测温度值与上一帧背景温度值相比较判断每个子区域内是否有热源进而判断该子区域内是否有人存在。上述背景温度系数a和实时温度系数b均为经验值。
在上述将本帧检测温度值与上一帧背景温度值相比较判断过程中，若Tian-Tbgn-1的值大于存储于控制器中的阈值ΔT，则判断为该子区域中有人并予以标记，否则判断为该子区域中没有人。
在使用上述空调用人体探测定位方法进行人体探测和定位过程中，将使用到的红外传感器设于空调的一角并使其朝向地面进行探测，红外传感器的探测角度为120°。作为优选的实施方式，以红外传感器所在的竖直平面为基准，向竖直平面的左、右两侧分别转向60°，均为红外传感器的探测范围，两个60°合并在一起构成红外传感器的探测角度。
为了更好的对房间内的用户的位置进行探测和定位，本方法中使用到的红外传感器的像素为16×16,即红外传感器的像素为256，红外传感器的数量为4个,4个红外传感器按照阵列排布，将整个房间划分为1024个子区域进行探测。
在对房间中的用户进行红外探测和定位的过程中，控制器每隔0.3s获取一次Tian的值；控制器每隔0.3秒获取一次房间的背景温度值Tbgn。
空调开机启动时，自开机5s之内不进行本帧检测温度值Tian与上一帧背景温度值Tbgn-1的比较，红外传感器进行探测以获得背景温度值。
如图1所示，是使用本实施例中的空调用红外人体探测定位方法进行探测定位的具体过程，下面结合图1对本实施例中的控制方法进行详细的描述。
空调开机启动后，红外传感器对房间内进行循环扫描，获取房间中的温度分布情况并更新房间中的背景温度值，在红外传感器对房间循环扫描过程中控制器判断开机后扫描时间是否到达5s，如果没有到达5s则继续进行循环扫描，如果扫描时间已经达到5s了，则使用红外传感器扫描获取到的本帧检测温度值Tian运用公式Tbgn＝(1-a)Tbgn-1+bTian计算房间中经过扫描后的第n帧的背景温度值Tbgn。如果控制器检测到红外传感器扫描的时间没有到达0.3s，控制器处于等待状态，只有当红外传感器扫描的时间到达0.3s后，控制器获取一帧的检测温度值并完成其与上一帧背景温度值比较后，利用上述公式计算后获得新的背景温度值。即每获取一帧检测温度值经过计算比较后刷新得到一次背景温度值，如果红外传感器没有扫描完成，则控制器处于等待状态。如果扫描时间达到了0.3s则将本帧检测温度值Tian与上一帧的背景温度值Tbgn-1做差值，并判断Tian-Tbgn-1的值是否大于控制器中预存储的阈值ΔT。
如果Tian-Tbgn-1的值大于阈值ΔT，说明该子区域中有热源存在，控制器输出该子区域中的人体位置；如果Tian-Tbgn-1的值不大于阈值ΔT，则说明该区域中没有热源的存在。
在完成上述步骤之后，控制器判断红外传感器是否完成了所有子区域的扫描和比较过程，如果没有完成则控制红外传感器继续进行扫描和比较，如果完成了则刷新背景温度值。
当完成了背景温度值的刷新之后，控制器将所有子区域中的人体位置信息进行整合，用于对空调风速、风向等参数的调节。
在输出所有子区域中的人体位置信息后，控制器继续控制红外传感器对房间进行循环扫描，并利用公式对背景温度值进行计算，重复上述步骤。
使用本发明中的控制方法对房间进行人体探测定位，即使当用户在房间内走动的过程中，也能够准确输出人体的位置，由于本发明中的控制方法将房间内部分为1024个子区域分别进行探测，对人体运动的捕捉更加细微，能够将屋内原有的静止的热源滤除，相比于现有技术中的红外探测方法，本发明中的方法的探测和定位结果更加准确。
实施例二
本实施例公开了一种空调，该空调上设有红外传感器，红外传感器按照实施例一中的排布方式和型号进行设置。该空调使用如实施例一中的空调用人体探测定位方法对房间中的用户进行探测及定位。
使用本发明中的空调用人体探测定位方法对空调进行控制对处于房间中的用户进行探测和定位，能够实现实时对人体进行准确的定位，并能得到人体的运动轨迹，受红外传感器的扫描周期的干扰小，定位更准确。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种空调用人体探测定位方法，将红外传感器的检测区域划分成多个子区域，所述红外传感器循环扫描并记录每个所述子区域中的温度值，其特征在于：首先，初始背景温度值Tbg0为0，然后根据公式Tbgn＝(1-a)Tbgn-1+bTian，计算第n帧的背景温度值Tbgn；
其中，n为扫描的帧数；
Tbgn-1为上一帧的背景温度值；
Tian为本帧检测温度值；
a为背景温度系数；
b为实时温度系数；
通过将本帧检测温度值与上一帧背景温度值相比较判断每个所述子区域内是否有热源进而判断该子区域内是否有人存在。
2.根据权利要求1所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：若Tian-Tbgn-1的值大于存储于控制器中的阈值ΔT，则判断为该子区域中有人并予以标记；
否则，判断为该子区域中没有人。
3.根据权利要求1所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：所述红外传感器设于空调的一角，朝向地面进行探测；
所述红外传感器的探测角度为120°。
4.根据权利要求3所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：所述红外传感器的像素为16×16,所述红外传感器的数量为4个；
4个所述红外传感器将房间划分为1024个子区域进行探测。
5.根据权利要求2所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：所述控制器每隔0.3s获取一次Tian的值。
6.根据权利要求2所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：所述控制器每隔0.3秒获取一次房间的背景温度值Tbgn。
7.根据权利要求1所述的空调用人体探测定位方法，其特征在于：空调开机启动时，自开机5s之内不进行本帧检测温度值Tian与上一帧背景温度值Tbgn-1的比较，所述红外传感器进行背景温度值的探测。
8.一种空调，该空调上设有红外传感器，其特征在于：该空调使用如权利要求1-7中任一项所述的空调用人体探测定位方法对房间中的用户进行探测及定位。
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