CN106352506A - 空调器及其自动控制方法 - Google Patents

空调器及其自动控制方法 Download PDF

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CN106352506A CN201610971092.7A CN201610971092A CN106352506A CN 106352506 A CN106352506 A CN 106352506A CN 201610971092 A CN201610971092 A CN 201610971092A CN 106352506 A CN106352506 A CN 106352506A
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Abstract

本发明公开一种空调器的自动控制方法，包括：通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据；根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。本发明还公开一种空调器。本发明考虑人体特征的空调器控制，可以满足人体的舒适需求，实现空调器的准确控制。

Description

空调器及其自动控制方法
技术领域
本发明涉及空调器领域，特别涉及一种空调器及其自动控制方法。
背景技术
空调器因其可以调节室内的温湿度，已经成了人们必不可少的家电。但是，在实际使用过程中，不同的人体对室内温湿度的需求不一样。例如，假设一个正常的成年人希望设置的温度为26℃。那么，对比形态比较肥胖的人，他们会希望空调器温度更加低一点。而对比形态比较瘦小的人群，他们则希望的温度高一点。而目前，空调器上没有针对不同人体形态个性设置的运行模式，需要用户根据需要去调整。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种空调器及其自动控制方法，旨在实现空调器的自动控制，不但使得控制准确，而且还满足了人体的不同需求。
一方面，为实现上述目的，本发明提出的一种空调器的自动控制方法，包括以下步骤：
通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据；
根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
优选地，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤包括：
控制红外摄像传感装置在预设范围内转动；
当监测到人体且在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与红外摄像传感装置的距离，并获取该人体红外图像中人体的轮廓特征；
根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与红外摄像传感装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
优选地，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤还包括：
当采集到人体图像时，还根据所述人体图像采集人体温度。
优选地，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤包括：
将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率；或者，
当人体移动速度超过预设的速度阈值时，增大人体特征数据的采集频率。
优选地，所述根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值的步骤包括：
将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算，获得人体形态特征值。
另一方面，为实现上述目的，本发明还提供了一种空调器，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件，所述空调器还包括特征数据采集装置、人体特征确定装置以及控制装置，其中，
所述特征数据采集装置用于采集空调器所在区域内的人体特征数据；
所述人体特征确定装置用于根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
所述控制装置用于将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
优选地，所述特征数据采集装置包括红外摄像传感装置以及驱动装置；所述控制装置控制所述驱动装置运动，以驱动所述红外摄像传感装置在预设范围内转动；
所述红外摄像传感装置用于当监测到人体且在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与红外摄像传感装置的距离，并获取该人体的轮廓特征；根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与红外摄像传感装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
优选地，所述红外摄像传感装置还用于：当采集到人体图像时，还根据所述人体图像采集人体温度。
优选地，所述红外摄像传感装置还用于：将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率；或者，当人体移动速度超过预设的速度阈值时，增大人体特征数据的采集频率。
优选地，所述人体特征确定装置用于将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算，获得人体形态特征值。
本发明在空调器运行时，通过采集空调器所在区域内的人体特征数据，并根据该采集的人体特征数据确定人体特征值，从而可以根据人体特征值区分不同的人体特征，以控制空调器运行。本发明通过空调器采集的人体特征数据，实现了空调器的自动控制。另外，由于不同的人体特征对温湿度环境的需求也不同，故而考虑人体特征的空调器控制，不但使得空调器可以准确控制，而且还满足了人体的舒适需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明空调器的自动控制方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明空调器的自动运行控制方法中采集人体特征数据的细化步骤流程示意图；
图3为本发明空调器的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种基于人体形态特征进行空调器控制的控制方法以及运用该控制方法的空调器。该空调器控制方法中，主要针对空调所在区域中的人体的形态特征，进行空调的个性化控制，以满足人体的个性化需求。例如，对比形态比较肥胖的人，他们会希望空调器温度更加低一点。而对比形态比较瘦小的人群，他们则希望的温度高一点。
如图1所示，本发明提出了一种基于人体形态特征进行空调器的自动控制方法第一实施例。该自动控制方法包括：
步骤S110、通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据；
本实施中，通过在空调器上设置红外摄像传感装置，以采集空调器所在区域中的人体特征数据。需要说明的是，特征数据采集装置的采集范围由其硬件结构决定。例如红外摄像头，其具有一定的采集范围。当然，为了实现房间内任何角落的人体数据均能被采集，可以设置多个采集装置。本实施例中，该人体特征数据可包括人体的轮廓特征。另一实施例中，该人体特征数据还可包括人体温度。
进一步地，上述步骤S110包括：将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率。具体地，当采集到人体特征数据，将其记录下来，以便下次采集到人体特征数据后，可以作为参考，以识别出用户是否发生变化。若用户发生变化，则增大人体特征数据的采集频率，以准确确定人体特征值。若用户未发生变化，则保持当前的采集频率进行人体特征数据的采集。
可以理解的是，在检测到人体移动速度超过预设的速度阈值时，为了采集人体的轮廓特征，也可以增大人体特征数据的采集频率。
步骤S120、根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
根据采集装置采集的人体特征数据，将其转换为可进行处理及识别的人体形态特征值。
步骤S130、将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
该预设的标准值为大部分人体舒适时的人体特征值。将人体形态特征值与预设的标准值进行比较后，当人体形态特征值小于预设的标准值时，则认为人体形态特征偏小，例如瘦小型，则可以控制空调器调高室内设定温度、降低风速、和/或降低压缩机的运行频率等等；当人体形态特征值大于预设的标准值时，则认为人体形态特征偏大，例如肥胖型，则可以控制空调器减小室内设定温度、升高风速、和/或升高压缩机的运行频率等等。
本发明在空调器运行时，通过采集空调器所在区域内的人体特征数据，并根据该采集的人体特征数据确定人体特征值，从而可以根据人体特征值区分不同的人体特征，以控制空调器运行。本发明通过空调器采集的人体特征数据，实现了空调器的自动控制。另外，由于不同的人体特征对温湿度环境的需求也不同，故而考虑人体特征的空调器控制，不但使得空调器可以准确控制，而且还满足了人体的舒适需求。
如图2所示，在上述实施例的基础上，上述步骤S110可具体包括：
步骤S111、控制红外摄像传感装置在预设范围内转动；
为了实现红外摄像传感装置的采集范围，可以设置该红外摄像传感装置为可转动结构，即控制红外摄像传感装置在对应的范围内转动，以采集是否存在人体信号。当然，若设置多个红外摄像传感装置，也可以设置红外摄像传感装置不转动。
步骤S112、当监测到人体，且所述人体在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与红外摄像传感装置的距离，并获取该人体红外图像中人体的轮廓特征；
当监测到空调器所在区域内存在人体且人体在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像，并对该人体红外图像进行识别以及轮廓提取处理，以获得该人体红外图像中人体的轮廓特征。例如人体的高度及宽度等等。
通过红外摄像传感装置采集人体与红外摄像传感装置(即空调安装位置)之间的距离。具体地，可以采用红外距离传感器，通过发射红外信号以及接收人体反射回来的红外信号，计算获得人体与红外摄像传感装置的距离。当人体处于安静状态时，可以很快采集人体与红外摄像传感装置的距离；而当人体处于移动状态时，则可以判断预设时间内人体是否处于暂时的安静状态，若是则立即采集该人体所在位置与红外摄像传感装置之间的距离。本实施例中，该预设时间的取值范围可为30s～5min。另一实施例中，若一段时间内(例如1小时)人体都无法在预设时间内停止移动，则可以采集记录人体的活动范围，并采集该活动范围的中心位置与红外摄像传感装置之间的距离。
当未监测到人体时，则退出当前运行模式，停止人体特征数据的采集，控制空调器进入节能模式或者待机模式。
步骤S113、根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与红外摄像传感装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
由于采集人体的轮廓特征时，若人体距离红外摄像传感装置较远，则该人体红外图像中人体的轮廓特征较小；若人体距离红外摄像传感装置较近，则该人体红外图像中人体的轮廓特征较大。因此，根据人体与红外摄像传感装置的距离，可以准确确定人体实际的轮廓特征。
另一实施例中，在采集到上述人体红外图像后，还可以对该人体红外图像进行处理，获取人脸特征，从而根据人脸特征，确定人体的类型，可包括性别、年龄段，例如老人、儿童、成年等等。然后，根据识别的人体类型，选择对应的标准值与人体形态特征值进行比较，并根据比较结果进行空调的控制。由于不同的人体类型对舒适性的需求也不同，故而根据人体类型预设对应的标准值，从而使得空调器的控制可以更准确地满足人体需求。
又一实施例中，在采集到上述人体红外图像后，还可以根据该人体红外图像采集人体温度。具体地，采集到人体红外图像后，对该人体红外图像进行像素处理，并获得每个像素点的温度值，然后结合人体轮廓特征，计算获得该人体的体表温度。获得人体实际的人体轮廓特征和人体温度后，将其作为人体特征数据，进行人体形态特征值的确定，并根据人体形态特征值与预设的标准值的比较结果，控制空调器的运行。
本实施例中，结合人体轮廓特征及人体温度可以准确确定人体形态特征值，从而使得空调器的控制更加满足人体舒适性需求。
上述人体形态特征值通过将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算获得。具体地，一实施例中，可以预先设置人体特征数据与人体形态特征值之间的映射关系，当获得人体特征数据时，就可以查询该映射关系，获得对应的人体形态特征值。另一实施例中，可以通过实验预先获得人体特征数据与人体形态特征之间的计算公式，当获得人体特征数据时，将其代入预设的计算公式中，获得人体形态特征值。又一实施例中，还可以预先设置人体特征数据对应的权重因子，当获得人体特征数据时，根据人体特征数据及其权重因子，计算获得人体形态特征值。
对应地，本发明还提出了一种运用上述控制方法的空调器。该空调器包括空调器的主要部件，例如压缩机、冷凝器、蒸发器、节流部件，该主要部件依次连接形成冷媒循环回路。若该空调器为冷暖型，则该空调器还包括换向阀，以实现制冷/制热。当然，该空调器还可根据具体情况包括其他配件，例如电磁阀、电子膨胀阀、气液分离器等等。
为了实现上述空调器组件的运行，该空调器还包括控制板，该控制板根据室内外的环境参数以及用户的需求，控制空调器运行。该控制板上可设置多个功能模块，当然该功能模块也可以不设置在控制板上而独立设置。如图3所示，该功能模块可包括：特征数据采集装置110、人体特征确定装置120以及控制装置130，其中，
所述特征数据采集装置110用于采集空调器所在区域内的人体特征数据；
所述人体特征确定装置120用于根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
所述控制装置130用于将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
本实施中，通过在空调器上设置特征数据采集装置，以采集空调器所在区域中的人体特征数据。需要说明的是，特征数据采集装置的采集范围由其硬件结构决定。例如红外摄像头，其具有一定的采集范围。当然，为了实现房间内任何角落的人体数据均能被采集，可以设置多个采集装置。
另外，在特征数据采集过程中，将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率。具体地，当采集到人体特征数据，将其记录下来，以便下次采集到人体特征数据后，可以作为参考，以识别出用户是否发生变化。若用户发生变化，则增大人体特征数据的采集频率，以准确确定人体特征值。若用户未发生变化，则保持当前的采集频率进行人体特征数据的采集。
可以理解的是，在检测到人体移动速度超过预设的速度阈值时，为了采集人体的轮廓特征，也可以增大人体特征数据的采集频率。
上述人体特征确定装置120和控制装置130实现的功能可由控制主板的处理器完成。具体地，将上述人体特征确定装置120和控制装置130实现的功能转化为一系列代码，并存储在存储单元中，以供处理器调用执行。例如，根据采集装置采集的人体特征数据，将其转换为可进行处理及识别的人体形态特征值。将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。其中，该预设的标准值为大部分人体舒适时的人体特征值。将人体形态特征值与预设的标准值进行比较后，当人体形态特征值小于预设的标准值时，则认为人体形态特征偏小，例如瘦小型，则可以控制空调器调高室内设定温度、降低风速、和/或降低压缩机的运行频率等等；当人体形态特征值大于预设的标准值时，则认为人体形态特征偏大，例如肥胖型，则可以控制空调器减小室内设定温度、升高风速、和/或升高压缩机的运行频率等等。
本发明在空调器运行时，通过采集空调器所在区域内的人体特征数据，并根据该采集的人体特征数据确定人体特征值，从而可以根据人体特征值区分不同的人体特征，以控制空调器运行。本发明通过空调器采集的人体特征数据，实现了空调器的自动控制。另外，由于不同的人体特征对温湿度环境的需求也不同，故而考虑人体特征的空调器控制，不但使得空调器可以准确控制，而且还满足了人体的舒适需求。
进一步地，上述特征数据采集装置110包括红外摄像传感装置111以及驱动装置112；其中，
所述控制装置130控制所述驱动装置112运动，以驱动所述红外摄像传感装置111在预设范围内转动；
所述红外摄像传感装置111用于当监测到人体且在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与特征数据采集装置的距离，并获取该人体的轮廓特征；根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与特征数据采集装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
为了实现红外摄像传感装置的采集范围，可以设置该红外摄像传感装置为可转动结构，即控制红外摄像传感装置在对应的范围内转动，以采集是否存在人体信号。当然，若设置多个红外摄像传感装置，也可以设置红外摄像传感装置不转动。
当监测到空调器所在区域内存在人体且人体在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像，并对该人体红外图像进行识别以及轮廓提取处理，以获得该人体红外图像中人体的轮廓特征。例如人体的高度及宽度等等。
通过红外摄像传感装置采集人体与红外摄像传感装置(即空调安装位置)之间的距离。具体地，可以采用红外距离传感器，通过发射红外信号以及接收人体反射回来的红外信号，计算获得人体与红外摄像传感装置的距离。当人体处于安静状态时，可以很快采集人体与红外摄像传感装置的距离；而当人体处于移动状态时，则可以判断预设时间内人体是否处于暂时的安静状态，若是则立即采集该人体所在位置与红外摄像传感装置之间的距离。本实施例中，该预设时间的取值范围可为30s～5min。另一实施例中，若一段时间内(例如1小时)人体都无法在预设时间内停止移动，则可以采集记录人体的活动范围，并采集该活动范围的中心位置与红外摄像传感装置之间的距离。
当未监测到人体时，则退出当前运行模式，停止人体特征数据的采集，控制空调器进入节能模式或者待机模式。
由于采集人体的轮廓特征时，若人体距离红外摄像传感装置较远，则该人体红外图像中人体的轮廓特征较小；若人体距离红外摄像传感装置较近，则该人体红外图像中人体的轮廓特征较大。因此，根据人体与红外摄像传感装置的距离，可以准确确定人体实际的轮廓特征。
另一实施例中，在采集到上述人体红外图像后，还可以对该人体红外图像进行处理，获取人脸特征，从而根据人脸特征，确定人体的类型，可包括性别、年龄段，例如老人、儿童、成年等等。然后，根据识别的人体类型，选择对应的标准值与人体形态特征值进行比较，并根据比较结果进行空调的控制。由于不同的人体类型对舒适性的需求也不同，故而根据人体类型预设对应的标准值，从而使得空调器的控制可以更准确地满足人体需求。
另一实施例中，当采集到人体图像时，还根据所述人体图像采集人体温度。具体地，采集到人体红外图像后，对该人体红外图像进行像素处理，并获得每个像素点的温度值，然后结合人体轮廓特征，计算获得该人体的体表温度。获得人体实际的人体轮廓特征和人体温度后，将其作为人体特征数据，进行人体形态特征值的确定，并根据人体形态特征值与预设的标准值的比较结果，控制空调器的运行。
本实施例中，结合人体轮廓特征及人体温度可以准确确定人体形态特征值，从而使得空调器的控制更加满足人体舒适性需求。
上述人体形态特征值通过将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算获得。具体地，一实施例中，可以预先设置人体特征数据与人体形态特征值之间的映射关系，当获得人体特征数据时，就可以查询该映射关系，获得对应的人体形态特征值。另一实施例中，可以通过实验预先获得人体特征数据与人体形态特征之间的计算公式，当获得人体特征数据时，将其代入预设的计算公式中，获得人体形态特征值。又一实施例中，还可以预先设置人体特征数据对应的权重因子，当获得人体特征数据时，根据人体特征数据及其权重因子，计算获得人体形态特征值。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调器的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据；
根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
2.如权利要求1所述的空调器的自动控制方法，其特征在于，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤包括：
控制红外摄像传感装置在预设范围内转动；
当监测到人体且在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与红外摄像传感装置的距离，并获取该人体红外图像中人体的轮廓特征；
根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与红外摄像传感装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
3.如权利要求2所述的空调器的自动控制方法，其特征在于，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤还包括：
当采集到人体图像时，还根据所述人体图像采集人体温度。
4.如权利要求1-3任一项所述的空调器的自动控制方法，其特征在于，所述通过空调器上的红外摄像传感装置采集空调器所在区域内的人体特征数据的步骤包括：
将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率；或者，
当人体移动速度超过预设的速度阈值时，增大人体特征数据的采集频率。
5.如权利要求1-3任一项所述的空调器的自动控制方法，其特征在于，所述根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值的步骤包括：
将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算，获得人体形态特征值。
6.一种空调器，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件，其特征在于，所述空调器还包括特征数据采集装置、人体特征确定装置以及控制装置，其中，
所述特征数据采集装置用于采集空调器所在区域内的人体特征数据；
所述人体特征确定装置用于根据所采集的人体特征数据，确定人体形态特征值；
所述控制装置用于将人体形态特征值与预设的标准值进行比较，并根据比较结果，调整空调器的运行参数。
7.如权利要求6所述的空调器，其特征在于，所述特征数据采集装置包括红外摄像传感装置以及驱动装置；所述控制装置控制所述驱动装置运动，以驱动所述红外摄像传感装置在预设范围内转动；
所述红外摄像传感装置用于当监测到人体且在预设时间内停止移动时，采集人体红外图像以及人体与红外摄像传感装置的距离，并获取该人体的轮廓特征；根据人体红外图像中人体的轮廓特征以及人体与红外摄像传感装置的距离，确定人体实际的轮廓特征。
8.如权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述红外摄像传感装置还用于：当采集到人体图像时，还根据所述人体图像采集人体温度。
9.如权利要求6-8任一项所述的空调器，其特征在于，所述红外摄像传感装置还用于：将当前所采集的人体特征数据与记忆的人体特征数据进行比较；当根据比较结果判断当前人体已经发生变化时，增大人体特征数据的采集频率；或者，当人体移动速度超过预设的速度阈值时，增大人体特征数据的采集频率。
10.如权利要求6-8任一项所述的空调器，其特征在于，所述人体特征确定装置用于将所采集到的人体特征数据与预置的数据进行匹配和/或计算，获得所述人体形态特征值。
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