CN110686376A - 一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法、计算机可读存储介质及空调 - Google Patents

一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法、计算机可读存储介质及空调 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法、计算机可读存储介质及空调，利用点云对人体睡姿和相关手势进行识别，系统依据识别信息判断室内温度是否符合人体对室内温度的需求，若不符合则控制空调和电扇进行切换；本发明通过点云对人体睡姿进行识别，获取用户对环境温度的感应，由此判断温度是否合适，进而实现空调电扇切换控制，保证室内的温度适合人体的感知，提高用户使用体验感。

Description

一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法、计算机可 读存储介质及空调
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法、计算机可读存储介质及空调。
背景技术
现如今随着生活水平的不断提高，空调和电扇已经成为人们生活不可缺少的家用电器，在高温环境下能够为人们提供舒适的居住环境。但现如今空调设定为定制，当外部环境发生改变如外界环境温度下降，空调不能实时改变输出状态，可能会给用户造成身体上的不适。当空调处于过制冷状态时，用户便会感到寒冷，其睡姿及相关手势便会反应用户的主观感受，如蜷缩或者摸索被子等保暖物。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，利用点云识别用户睡眠姿势，判断用户对当前室温的满意程度，并根据此对空调电扇进行切换控制。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，利用点云对人体睡姿和相关手势进行识别，系统依据识别信息判断室内温度是否符合人体对室内温度的需求，若不符合则控制空调和电扇进行切换。通过点云对人体睡姿进行识别，获取用户对环境温度的感应，由此判断温度是否合适，进而实现空调电扇切换控制，保证室内的温度适合人体的感知，提高用户使用体验感。
进一步的，所述利用点云对人体睡姿和相关手势进行识别具体为：通过传感器进行获取室内点云分布，系统通过不同的物体的反射率区分人体和静态物品，系统运行后通过滤掉静态物品，快速对人体进行锁定分析。通过识别静态物品并过滤，可以更为精确地区识别人体的活动，降低外部物品对检测结果的影响。
进一步的，所述系统依据识别信息判断温度是否适合具体为：系统通过轮询方式将传感器检测到的用户睡姿点云图与数据库的状态图进行对比，分辨是睡觉正常身体动作，或寒冷导致的蜷缩，或炎热导致的伸展，进而判断当前空间内温度是否适宜。正常身体动作表明当前室内温度适宜，不需要过多的干预调整；寒冷蜷缩说明当前室内温度过低，需要系统干预在当前温度下逐渐提升温度；炎热伸展证明当前室内温度过高，需要系统干预逐渐降低温度；以上三种情况涵盖了睡眠中存在的温度变化，根据温度情况进行实时的调整，可以保证用户在睡眠时的舒适感，提高用户的睡眠质量。
进一步的，所述判断为寒冷导致的蜷缩具体依据是：检测到的人体反射点云数量减少至指定阈值A，则定位为室内温度过低；而处于其他情况下的点云数量变化则定义为正常身体活动。通过点云数量与指定阈值A的比较判断，可以直接准确判断当前室内温度情况，避免了模糊判断的情况出现，室内温度过低则控制逐渐提高温度，保证人体舒适感。
进一步的，所述判断为炎热导致的伸展具体依据是：检测到的人体点云在相同数量下变换形状的频率高于指定阈值B时，则定义为室内温度较高。通过点云数量与指定阈值B的比较判断，可以直接准确判断当前室内温度情况，避免了模糊判断的情况出现，室内温度过高则控制逐渐降低温度，保证人体睡眠质量。
进一步的，当系统检测到人体睡眠姿势由蜷缩状态变为伸展状态，或由高频率的身体动作变为低频率，或无身体动作，则定义为中性室温，中性室温下不需要系统过多的调整，保持当前系统运行即可，避免了资源不必要的浪费。
进一步的，当系统检测到室内温度过低时，则控制关闭空调的制冷功能，同时发送控制指令使电扇开始工作。关闭空调的制冷功能，控制电扇工作，实现逐步的提高温度，而不是温度一下的提高，引起人体的不适。
进一步的，当系统检测到室内温度较高时，则控制电扇停止工作，同时发送控制指令使空调开始制冷。室内温度过高单靠电扇降温是很难的，这时通过空调制冷降温是最快最有效的方法。
进一步的，在系统运行中，当检测到人体位置存在较大改变时，计算人体位移时的速度值，当速度值超过指定阈值C时，则定义为意外状况，系统发出警报。可以有效防止意外的发生而无人发现，提高了安全性。
进一步的，当速度值未超过指定阈值C时，则定义为人体离开房间，系统停止工作。这种情况关闭系统可以有效节约能源，避免浪费，符合环保发展的战略方向。
进一步的，系统预先对用户人群进行分辨，判断用户是幼儿或成年人，并根据此调整温度变化范围和电扇风力变化范围。针对不同的用户人群适应性调整，可以尽可能地保证人体舒适感。
进一步的，所述系统对用户人群进行分辨具体为：根据点云面积与数据库中的标准模板比较，若点云面积与标准模板相近，则定义为成年人；若点云面积小于标准模板，则定义为未成年人，并将系统设定为儿童模式，降低空调制冷和电扇送风的功率。儿童的身体素质远远比不上成年人，若采用同样的方式降温或升温，儿童容易感冒生病，降低空调制冷和电扇送分的功率，可以有效预防这种情况发生。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
本发明提供的一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法的有益效果在于：通过点云对人体睡姿进行识别，获取用户对环境温度的感应，由此判断温度是否合适，进而实现空调电扇切换控制，保证室内的温度适合人体的感知，提高用户使用体验感；识别精度高，且通过区分用户人群可以进一步保障了用户的使用舒适感；通过意外情况的警报，有效防止老人或儿童等人群的意外受伤，提高安全性。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的状态判断流程示意图。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例1：一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，具体步骤如下：
空调和电扇作为一整套系统进行工作，当空调处于制冷状态时，需保证电扇电源处于连接状态。空调和电扇 利用无线通信的方式进行控制数据传输，能够实现无线通信的通信方式皆可被接受，如ZigBee、WiFi和蓝牙等无线传输方式。当系统处于工作时，电风扇需应正常放置在距用户睡眠位置有效距离内，保证系统切换后电风扇风力能够对用户进行正常散热。
利用点云对用户睡姿和相关手势进行识别 ，点云可通过激光雷达和超声波雷达进行获取，激光雷达或超声波雷达安装在空调内机上，向下成一定角度扫描房间，获取室内点云分布。系统通过区分不同的物体对光或声波的反射率对人体和静态物品，如桌子或床进行区分，进而更好的识别用户位置。系统开启后，通过滤掉静态物品，快速对用户进行锁定观察，通过轮询方式将传感器检测到的用户睡姿点云图与本地的状态库（即通过人工智能算法生成的模型，具体为首先通过不同途径收集到人在床上睡觉的不同睡姿的点云图，构成训练数据和测试数据；根据生成的训练数据对算法进行训练，使其对人体在不同情况下的睡姿的不同特征进行确定；使用测试数据对模型进行验证。如此反复，以实现高精度的分辨率。）进行对比，确定用户是否感知到寒冷。
系统需分辨睡觉正常身体动作和寒冷导致的蜷缩，当检测到人体反射点云数量减少至指定阈值 时则定义为室内温度过低；而处于其他情况下的点云数量变化则定义为正常身体活动，不会触发空调电扇切换控制。而当用户感到室温较高时，身体动作频率会上升，通过分析点云周期性变化的频率，来判断用户是否感到闷热；当用户的点云在相同数量下变换形状的频率高于某一阈值 时，则定义为室内温度较高。当系统检测到用户睡眠姿势由蜷缩状态变为伸展状态或由高频率的身体动作变为低频率或无身体动作，则定义为中性室温，即用户已不再感觉到寒冷或炎热。
当系统检测到室内温度过低时，则会关闭空调的制冷功能，同时通过无线通信模块向电扇下发指令使电扇准备工作，通过停止冷源的注入，使室温缓慢回升；当进入中性室温后 ，电扇开始工作，初始工作状态为低档风速，风速随着用户睡眠时的身体动作频率而变化，即用户睡眠时动作频率越大，风速越高。当系统检测到室内温度较高时， 电扇即停止工作，同时空调开始制冷，对室内进行降温。系统通过对用户睡眠姿势进行循环检测来判断室内温度是否合适，由此实现舒适度的动态平衡。
用户在睡眠的过程中，不会出现较大的位置改变，当系统检测到用户位置存在较大改变时，便计算用户位移时的速度值，当速度值超过某一阈值 时，变定义为意外状况，如从床上滚落，系统蜂鸣器开始工作，提示家中其他成员发生意外情况，防止老人或儿童等人群的意外受伤。当速度值未达到阈值，则定义为临时起床行为；系统打开定时器进行定时，当定时值超过某一阈值 时用户仍未归来，则认为用户已经离开房间，系统无需工作，此时便会关闭系统。除此之外，系统保持工作状态不变。
系统需要对用户人群进行分辨，判断用户是幼儿还是成年人，并根据此调整温度变化范围和电扇风力变化范围。系统根据用户点云静止（即用户平躺在床上的状态）时的时间点，反向查询若干秒前的用户点云面积，其中反向时间长度不宜过长，由此判断用户的年龄段。若点云面积与本地存储的标准模板相近，则定义为成年人；若小于标准模板，则定义为未成年人，并将系统设定为儿童模式，降低空调制冷和电扇送风的功率。
实施例2：一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
实施例3：一种空调。
一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (14)

1.一种基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于，利用点云对人体睡姿和相关手势进行识别，系统依据识别信息判断室内温度是否符合人体对室内温度的需求，若不符合则控制空调和电扇进行切换。
2.如权利要求1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：所述利用点云对人体睡姿和相关手势进行识别具体为：通过传感器进行获取室内点云分布，系统通过不同的物体的反射率区分人体和静态物品，系统运行后通过滤掉静态物品，快速对人体进行锁定分析。
3.如权利要求1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：所述系统依据识别信息判断室内温度是否符合人体对室内温度的需求具体为：系统通过轮询方式将传感器检测到的用户睡姿点云图与数据库的状态图进行对比，分辨是睡觉正常身体动作，或寒冷导致的蜷缩，或炎热导致的伸展，进而判断当前空间内温度是否适宜。
4.如权利要求3所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：所述判断为寒冷导致的蜷缩具体依据是：检测到的人体反射点云数量减少至指定阈值A，则定位为室内温度过低。
5.如权利要求3所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：所述判断为炎热导致的伸展具体依据是：检测到的人体点云在相同数量下变换形状的频率高于指定阈值B时，则定义为室内温度较高。
6.如权利要求3所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：当系统检测到人体睡眠姿势由蜷缩状态变为伸展状态，或由高频率的身体动作变为低频率，或无身体动作，则定义为中性室温。
7.如权利要求4所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：当系统检测到室内温度过低时，则控制关闭空调的制冷功能，同时发送控制指令使电扇开始工作。
8.如权利要求5所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：当系统检测到室内温度较高时，则控制电扇停止工作，同时发送控制指令使空调开始制冷。
9.如权利要求1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：在系统运行中，当检测到人体位置存在较大改变时，计算人体位移时的速度值，当速度值超过指定阈值C时，则定义为意外状况，系统发出警报。
10.如权利要求9所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：当速度值未超过指定阈值C时，则定义为人体离开房间，系统停止工作。
11.如权利要求1所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：系统预先对用户人群进行分辨，判断用户是幼儿或成年人，并根据此调整温度变化范围和电扇风力变化范围。
12.如权利要求11所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法，其特征在于：所述系统对用户人群进行分辨具体为：根据点云面积与数据库中的标准模板比较，若点云面积与标准模板相近，则定义为成年人；若点云面积小于标准模板，则定义为未成年人，并将系统设定为儿童模式，降低空调制冷和电扇送风的功率。
13.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1至12任一项所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
14.一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1至12任一项所述的基于人体睡姿识别的空调电扇联合控制方法。
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