CN106108760B - 一种智能马桶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能马桶，包括马桶台、座圈、马桶盖、感应单元和控制单元。其中，感应单元用于感应是否有对象靠近或远离马桶台，以及当检测到有对象靠近马桶台后检测对象相对马桶台的站立方向；控制单元用于当感应单元感应有对象靠近马桶台时打开马桶盖，当感应单元感应有对象远离马桶台时放下马桶盖；当感应单元检测到对象面对马桶台时翻起座圈，当感应单元检测到对象背对马桶台时放下座圈。从而可以避免手动翻动马桶盖和座圈。

Description

一种智能马桶
技术领域
本发明涉及卫浴产品技术领域，尤指一种智能马桶。
背景技术
在现代社会，马桶已经普及到各个家庭，马桶主要由马桶台、座圈、马桶盖以及储水系统组成。座圈的存在是由于男性以及女性排泄方式有差异。具体来说，大解时，男女并没有任何差异，都需要坐在座圈上。而小解时，当男性需要站立并将座圈翻开，以防排泄物沾染座圈，而女性仍需要坐在座圈上。
目前的马桶，座圈和马桶盖都需要自己去手动翻动。当手动翻动座圈时，手上难免会沾上马桶台的尿液。甚至部分男性在小解时，不愿意翻开座圈，直接排泄，造成座圈的严重污染。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能马桶，用以避免手动翻动马桶盖和座圈。
因此，本发明实施例提供的一种智能马桶，包括马桶台、座圈和马桶盖，还包括：感应单元和控制单元；其中，
所述感应单元用于感应是否有对象靠近或远离所述马桶台，以及当检测到有对象靠近所述马桶台后检测对象相对所述马桶台的站立方向；
所述控制单元用于当所述感应单元感应有对象靠近所述马桶台时打开所述马桶盖，当所述感应单元感应有对象远离所述马桶台时放下所述马桶盖；当所述感应单元检测到对象面对所述马桶台时翻起所述座圈，当所述感应单元检测到对象背对所述马桶台时放下所述座圈。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述感应单元包括：红外感应模块和侧脸检测模块；其中，
所述红外感应模块用于感应是否有对象靠近或远离所述马桶台；
所述侧脸检测模块用于当所述红外感应模块检测到有对象靠近所述马桶台后检测对象相对所述马桶台的站立方向。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述侧脸检测模块用于当所述红外感应模块检测到有对象靠近所述马桶台后每隔预设时间段检测一次对象相对所述马桶台的站立方向。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述侧脸检测模块包括图像采集子模块、图像预处理子模块和灰度检测子模块；其中，
所述图像采集子模块用于当所述红外感应模块检测到有对象靠近所述马桶台后每隔预设时间段采集一次对象的侧面面部图像；
所述图像预处理子模块用于对采集的所述侧面面部图像进行去噪处理；
所述灰度检测子模块用于对去噪处理后的图像根据灰度进行图像分割，并根据分割后的像素点的灰度变化方向确定对象是否面对所述马桶台。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述灰度检测子模块具体用于：
通过迭代法确定灰度分割阈值；
将去噪处理后的图像中灰度值大于所述分割阈值的像素点记为第一像素点，将灰度值小于或等于所述分割阈值的像素点记为第二像素点；
针对每一所述第二像素点，将与所述第二像素点相邻的所述第一像素点作为灰度方向像素点，将所述第二像素点指向各所述灰度方向像素点的各方向相对于指针指向12点方向的角度求和后取平均值；
将针对每一第二像素点计算出的平均值求和后取平均值得到判断角度；
判断所述判断角度是否大于或等于预设仰头角度，且小于或等于预设低头角度；
若是，则确定对象为面对所述马桶台。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述灰度检测子模块通过迭代法确定灰度分割阈值具体为：
根据迭代公式计算T(n+1)，并将T(n+1)与T(n)比较，直到T(n+1)＝T(n)时停止迭代计算，其中停止迭代计算时的T(n+1)的值为灰度分割阈值；
其中n为大于0的整数，C[i]表示去噪处理后的图像中灰度值为i的像素点的数量，i取0至255的整数，
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述控制单元、所述图像预处理子模块和所述灰度检测子模块均镶嵌于所述马桶台内。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，还包括：无线传输单元；其中，
所述无线传输单元用于将所述图像采集子模块采集的侧面面部图像发送给所述图像预处理子模块。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述无线传输单元还用于将所述红外感应模块感应的对象靠近或远离所述马桶台的信息发送给所述控制单元。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，所述控制单元包括：传动电机、翻转齿轮和传动轴。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的上述智能马桶，包括马桶台、座圈、马桶盖、感应单元和控制单元。其中，感应单元用于感应是否有对象靠近或远离马桶台，以及当检测到有对象靠近马桶台后检测对象相对马桶台的站立方向；控制单元用于当感应单元感应有对象靠近马桶台时打开马桶盖，当感应单元感应有对象远离马桶台时放下马桶盖；当感应单元检测到对象面对马桶台时翻起座圈，当感应单元检测到对象背对马桶台时放下座圈。从而可以避免手动翻动马桶盖和座圈。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的智能马桶的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的智能马桶中感应单元的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的智能马桶中感应单元的结构示意图之二；
图4为本发明实施例提供的智能马桶中灰度检测子模块的工作流程图；
图5为本发明实施例提供的智能马桶中灰度检测子模块针对一个第二像素点去确定灰度值变化方向的演示图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种智能马桶，如图1所示，包括马桶台1、座圈2和马桶盖3，还包括：感应单元4和控制单元5；其中，
感应单元4用于感应是否有对象靠近或远离马桶台1，以及当检测到有对象靠近马桶台1后检测对象相对马桶台1的站立方向；
控制单元5用于当感应单元4感应有对象靠近马桶台1时打开马桶盖3，当感应单元4感应有对象远离马桶台1时放下马桶盖3；当感应单元4检测到对象面对马桶台1时翻起座圈2，当感应单元4检测到对象背对马桶台1时放下座圈2。
本发明实施例提供的上述智能马桶，包括马桶台、座圈、马桶盖、感应单元和控制单元。其中，感应单元用于感应是否有对象靠近或远离马桶台，以及当检测到有对象靠近马桶台后检测对象相对马桶台的站立方向；控制单元用于当感应单元感应有对象靠近马桶台时打开马桶盖，当感应单元感应有对象远离马桶台时放下马桶盖；当感应单元检测到对象面对马桶台时翻起座圈，当感应单元检测到对象背对马桶台时放下座圈。从而可以避免手动翻动马桶盖和座圈。
在具体实施时，在本发明实施例中，对象主要是指人，在此不作限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，如图2所示，感应单元4包括：红外感应模块41和侧脸检测模块42；其中，
红外感应模块41用于感应是否有对象靠近或远离马桶台；
侧脸检测模块42用于当红外感应模块41检测到有对象靠近马桶台后检测对象相对马桶台的站立方向。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，侧脸检测模块用于当红外感应模块检测到有对象靠近马桶台后每隔预设时间段检测一次对象相对马桶台的站立方向，当然侧脸检测模块也可以实时检测对象相对马桶台的站立方向，但是这会导致数据处理增多，数据处理难度增加，从而增加成本。
较佳地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，如图3所示，侧脸检测模块42包括：图像采集子模块421、图像预处理子模块422和灰度检测子模块423；其中，
图像采集子模块421用于当红外感应模块41检测到有对象靠近马桶台后每隔预设时间段采集一次对象的侧面面部图像；
图像预处理子模块422用于对采集的侧面面部图像进行去噪处理；
灰度检测子模块423用于对去噪处理后的图像根据灰度进行图像分割，并根据分割后的像素点的灰度变化方向确定对象是否面对马桶台。
在本发明实施例提供的上述智能马桶中，由于图像采集子模块采集的侧面面部图像中除了侧面面部信息，还包括有背景等其它噪声，因此需要图像预处理子模块对采集的侧面面部图像进行去噪处理，以消除侧面面部图像中的背景等信息，以改善图像质量。
在具体实施时，侧面面部图像主要分为两大部分、即头发区域和皮肤区域，根据经验，人正对马桶台时，马桶台一侧的皮肤区域面积要远远大于头发区域面积，因此可以根据灰度变化方向的方法检测人是否面对马桶台。并且由于头发区域和皮肤区域存在明显的灰度差异，因此可以采用阈值分割的方法将两个区域进行分割。
因此，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，如图4所示，灰度检测子模块具体用于：
S401、通过迭代法确定灰度分割阈值；
S402、将去噪处理后的图像中灰度值大于分割阈值的像素点记为第一像素点，将灰度值小于或等于分割阈值的像素点记为第二像素点；
S403、针对每一第二像素点，将与该第二像素点相邻的第一像素点作为灰度方向像素点，将第二像素点指向各灰度方向像素点的各方向相对于指针指向12点方向的角度求和后取平均值；
以图5中位于中心位置的第二像素点2为例，与该第二像素点2相邻的像素点有8个像素点，但是该8个像素点中有3个像素点为第一像素点1，其余5个像素点为第二像素点2，该3个第一像素点1为灰度方向像素点，位于中心位置的第二像素点2指向各灰度方向像素点的各方向(图5中虚线箭头所指的方向)相对于指针指向12点方向(图5中实直线箭头所指的方向)的角度分别为45°、90°和180°；将45°、90°和180°求和后取平均值得到的105°为灰度值变化的最大方向。
S404、将针对每一第二像素点计算出的平均值求和后取平均值得到判断角度；
S405、判断角度是否大于或等于预设仰头角度，且小于或等于预设低头角度；
若是，则确定对象为面对马桶台；若否，则确定对象为背对马桶台。
在具体实施时，根据经验男性在面对马桶小解时，仰头角度一般为0°～90°，低头角度一般为180°～270°，因此，本发明实施例提供的上述智能马桶，预设仰头角度的取值范围为0°～90°，预设低头角度的取值范围为180°～270°，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，灰度检测子模块通过迭代法确定灰度分割阈值具体为：
根据迭代公式计算T(n+1)，并将T(n+1)与T(n)比较，直到T(n+1)＝T(n)时停止迭代计算，其中停止迭代计算时的T(n+1)的值为灰度分割阈值；
其中n为大于0的整数，C[i]表示去噪处理后的图像中灰度值为i的像素点的数量，i取0至255的整数，
进一步地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，控制单元、图像预处理子模块和灰度检测子模块均镶嵌于马桶台内。
进一步地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，还包括：无线传输单元；其中，
无线传输单元用于将图像采集子模块采集的侧面面部图像发送给图像预处理子模块。
进一步地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，无线传输单元还用于将红外感应模块感应的对象靠近或远离马桶台的信息发送给控制单元。
进一步地，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，还包括，用于为感应单元和控制单元提供电能的电源单元。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，红外感应模块用于镶嵌在墙上正对着对象的侧面的位置，这样红外感应模块通过探测对象体红外光谱的变化确定是否有对象靠近或远离马桶台。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，图像采集子模块为摄像机等图像采集设备。
进一步地，本发明实施例提供的上述智能马桶，图像采集子模块用于镶嵌在墙上正对着对象的侧面的位置，且置于红外感应模块的下侧。
进一步地，本发明实施例提供的上述智能马桶，电源单元、无线传输单元也均可以镶嵌于墙上，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，控制单元包括：传动电机、翻转齿轮和传动轴。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述智能马桶中，翻转齿轮固定在马桶盖以及座圈的结合处，既可以控制马桶盖翻盖，也可以控制座圈翻盖。这样当控制单元接收到感应单元传来的有人靠近马桶台的信息时，传动电机通过传动轴控制翻转齿轮顺时针转动一个角度打开马桶盖。之后接收到感应单元传来的人面对马桶台的信息时，传动电机通过传动轴控制翻转齿轮继续旋转，打开座圈。而当控制单元接收到感应单元传来的人背对马桶台的信息时，传动电机通过传动轴控制翻转齿轮逆时针旋转，放下座圈，当控制单元接收到感应单元传来的人远离马桶台的信息时，传动电机通过传动轴控制翻转齿轮继续旋转，放下马桶盖。
本发明实施例提供的上述智能马桶，包括马桶台、座圈、马桶盖、感应单元和控制单元。其中，感应单元用于感应是否有对象靠近或远离马桶台，以及当检测到有对象靠近马桶台后检测对象相对马桶台的站立方向；控制单元用于当感应单元感应有对象靠近马桶台时打开马桶盖，当感应单元感应有对象远离马桶台时放下马桶盖；当感应单元检测到对象面对马桶台时翻起座圈，当感应单元检测到对象背对马桶台时放下座圈。从而可以避免手动翻动马桶盖和座圈。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种智能马桶，包括马桶台、座圈和马桶盖，其特征在于，还包括：感应单元和控制单元；其中，
所述感应单元用于感应是否有对象靠近或远离所述马桶台，以及当检测到有对象靠近所述马桶台后检测对象相对所述马桶台的站立方向；所述感应单元包括：红外感应模块和侧脸检测模块；其中，所述红外感应模块用于感应是否有对象靠近或远离所述马桶台；所述侧脸检测模块用于当所述红外感应模块检测到有对象靠近所述马桶台后每隔预设时间段检测一次对象相对所述马桶台的站立方向；
所述控制单元用于当所述感应单元感应有对象靠近所述马桶台时打开所述马桶盖，当所述感应单元感应有对象远离所述马桶台时放下所述马桶盖；当所述感应单元检测到对象面对所述马桶台时翻起所述座圈，当所述感应单元检测到对象背对所述马桶台时放下所述座圈；
所述侧脸检测模块包括图像采集子模块、图像预处理子模块和灰度检测子模块；其中，所述图像采集子模块用于当所述红外感应模块检测到有对象靠近所述马桶台后每隔预设时间段采集一次对象的侧面面部图像；所述图像预处理子模块用于对采集的所述侧面面部图像进行去噪处理；所述灰度检测子模块用于：通过迭代法确定灰度分割阈值；将去噪处理后的图像中灰度值大于所述分割阈值的像素点记为第一像素点，将灰度值小于或等于所述分割阈值的像素点记为第二像素点；针对每一所述第二像素点，将与所述第二像素点相邻的所述第一像素点作为灰度方向像素点，将所述第二像素点指向各所述灰度方向像素点的各方向相对于指针指向12点方向的角度求和后取平均值；将针对每一第二像素点计算出的平均值求和后取平均值得到判断角度；判断所述判断角度是否大于或等于预设仰头角度，且小于或等于预设低头角度；若是，则确定对象为面对所述马桶台。
2.如权利要求1所述的智能马桶，其特征在于，所述灰度检测子模块通过迭代法确定灰度分割阈值具体为：
根据迭代公式计算T(n+1)，并将T(n+1)与T(n)比较，直到T(n+1)＝T(n)时停止迭代计算，其中停止迭代计算时的T(n+1)的值为灰度分割阈值；
其中n为大于0的整数，C[i]表示去噪处理后的图像中灰度值为i的像素点的数量，i取0至255的整数，
3.如权利要求2所述的智能马桶，其特征在于，所述控制单元、所述图像预处理子模块和所述灰度检测子模块均镶嵌于所述马桶台内。
4.如权利要求3所述的智能马桶，其特征在于，还包括：无线传输单元；其中，
所述无线传输单元用于将所述图像采集子模块采集的侧面面部图像发送给所述图像预处理子模块。
5.如权利要求4所述的智能马桶，其特征在于，所述无线传输单元还用于将所述红外感应模块感应的对象靠近或远离所述马桶台的信息发送给所述控制单元。
6.如权利要求1-5任一项所述的智能马桶，其特征在于，所述控制单元包括：传动电机、翻转齿轮和传动轴。
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