CN113639392A - 基于方位传感器定位校准的空调控制方法和空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调控制领域，具体涉及一种基于方位传感器定位校准的空调控制方法，旨在解决现有空调上的方位传感器无法自适应定位校准的问题。为此目的，本发明在方位传感器与空调的连接处增加角度传感器，根据方位传感器检测到的目标的方位角度信息和角度传感器检测到的方位传感器的转动角度信息进行计算，得到目标的真实方位角度，空调根据真实方位角度运行相应的控制逻辑。通过本方法能够实现方位传感器精确的定位校准，在提高了方位传感器安装灵活性的同时，保证了其检测结果的有效性，因此有利于对空调进行精准控制。

Description

基于方位传感器定位校准的空调控制方法和空调

技术领域

本发明涉及空调控制领域，尤其涉及一种基于方位传感器定位校准的空调控制方法。

背景技术

智能家电通过方位传感器(如雷达、摄像头)检测人的位置信息，以便基于人的位置信息针对性地控制家电运行。例如，空调等智能家电在实现类似风吹人、风避人等与相对位置有关的功能时，需要在设备出厂时将雷达与设备的相对位置固定。但是，设备安装位置多种多样，经常出现实际活动区域无法与雷达最佳检测范围重合，即，设备无法将风准确吹到或避开人的活动区域。

常规的解决方案是，预测用户安装空调时的不同安装位置，扩大雷达检测范围，调整雷达出厂时在空调上的安装角度，使雷达检测区域尽量覆盖大多数情况下的人活动区域。

然而，雷达检测范围的扩大必然导致设计成本的上升，且检测范围的扩大和安装角度的调整同样无法完全覆盖所有安装情况，还是会在特定的安装条件下产生盲区。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，即，解决现有空调的方位传感器无法根据空调的实际安装环境灵活校准的问题。

为此目的，本发明在方位传感器与空调的连接处增加角度传感器，所述方位传感器通过转轴安装在空调室内机上，所述室内机上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述转轴连接，通过所述驱动电机驱动所述转轴来使所述方位传感器转动。在空调刚开机时，通过转动所述方位传感器来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域(通过方位传感器检测空间，生成空间地图)，然后使所述方位传感器从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域，接着通过所述方位传感器检测每个人员的方位角度。同时，通过角度传感器检测所述方位传感器的角度偏移量。方位传感器检测到的人的方位角度信息和角度传感器检测到的方位传感器的转动角度信息分别发送给空调。空调根据收到的“方位传感器检测到的人的方位角度信息”和“角度传感器检测到的方位传感器的转动角度信息”进行计算，得到人的真实方位角度，最后空调根据真实方位角度运行例如风吹人、风避人等风向控制逻辑。

具体地，本发明提出一种基于方位传感器定位校准的空调控制方法，所述方位传感器以可转动的方式设置在所述空调上，并且所述方位传感器与所述空调的连接位置设置有角度传感器，所述方法包括如下步骤：

S1：通过转动所述方位传感器来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

S2：使所述方位传感器从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

S3：通过所述方位传感器检测人员的方位角度α，并通过所述角度传感器检测所述方位传感器的转动角度β；

S4：通过检测到的方位角度α和转动角度β确定人员的真实方位角度C＝α+β；

S5：所述空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，空调设备根据接收到的方位传感器发送来的人员方位角度α和角度传感器发送来的方位传感器的转动角度β，按照C＝α+β计算得到目标的真实方位角度C。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，角度传感器将检测到的方位传感器的转动角度β发送给方位传感器，方位传感器通过自身检测到的人员方位角度α与收到的角度传感器检测到的方位传感器的转动角度β，按照C＝α+β计算得到目标的真实方位角度C。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，当所述方位传感器的检测范围大于或等于人员活动的最大范围时，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将房间内所有人能够到达的所有位置同时容纳进去的最小圆形区域。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，所述步骤S2具体包括：

使所述方位传感器从初始位置转动成其检测区域的中心线穿过所述圆形区域的中心。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，当人员活动的最大范围大于所述方位传感器的检测范围时，所述方位传感器周期性摆动，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将探测到的所有人同时容纳进去的最小圆形区域。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，所述步骤S2具体包括：

使所述方位传感器从初始位置转动成其检测区域的中心线穿过所述圆形区域的中心。在方位传感器转动过程中，可设定方位传感器检测边界不能超出人员活动的最大范围，在即将超出范围时，停止转动。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，所述方位传感器通过转轴安装在所述空调的室内机上，所述室内机上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述转轴连接，在所述步骤S1中，通过所述驱动电机驱动所述转轴来使所述方位传感器转动。

在上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法的优选实施方式中，所述方位传感器是雷达或摄像头。

另外，本发明还提供一种空调，所述空调包括控制器，所述控制器配置成能够执行上述任一项所述的控制方法。

根据本发明的技术方案，无论方位传感器的初始安装角度如何，在空调刚开机时都转动方位传感器以便对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域，然后使方位传感器从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域并通过角度传感器检测方位传感器的转动角度，接着通过方位传感器检测人员的方位角度，之后通过检测到的方位角度和转动角度计算人员的真实方位角度，最后空调根据所述真实方位角度运行风向控制逻辑。也就是说，在采用上述技术方案的情况下，无论方位传感器的初始安装角度如何，本发明都能自适应地对其进行校准，以使空调能够全方位无死角地获得房间内的人员方位角度并因此进行针对性的风向控制。

附图说明

图1为本发明实施例的未调整方位传感器检测方向时的雷达检测示意图；

图2为本发明实施例的调整方位传感器检测方向后的雷达检测示意图；

图3为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法的主要步骤流程图；

图4为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法的一个实施例的详细步骤流程图；

图5为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法的另一个实施例的详细步骤流程图。

图6为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法结合云端服务器使用的一个实施例的详细步骤流程图；

图7为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法结合云端服务器使用的另一个实施例的详细步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的具体实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明技术方案的主要实现原理为：

本发明在方位传感器与空调的连接处增加角度传感器，所述方位传感器通过转轴安装在空调室内机上，所述室内机上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述转轴连接，通过所述驱动电机驱动所述转轴来使所述方位传感器转动。在空调刚开机时通过转动所述方位传感器来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域，然后使所述方位传感器从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域，接着通过所述方位传感器检测每个人员的方位角度。同时，通过角度传感器检测所述方位传感器的角度偏移量。方位传感器检测到的人的方位角度信息和角度传感器检测到的方位传感器的转动角度信息分别发送给空调。空调根据收到的“方位传感器检测到的人的方位角度信息”和“角度传感器检测到的方位传感器的转动角度信息”进行计算，得到人的真实方位角度，最后空调根据真实方位角度运行例如风吹人、风避人等风向控制逻辑。

对应于上述原理，本发明提供一种基于方位传感器定位校准的空调控制方法，下面以设置在空调上的雷达为例对该方法进行详细说明。

首先参阅图1，图1为本发明实施例的未调整方位传感器检测方向时的雷达检测示意图。从图1中可以看到，未调整角度前，雷达的检测方向为P(垂直于空调的前表面)，检测区域为A(图1中所示的扇形区域)，人活动区域为B(图中所示的长方形区域)，人的真实方位角度为C，距离为d。在图1所示的状态下，人的真实方位角度C超出雷达的检测范围，此时雷达检测不到人的活动信息。

接下来参阅图2，图2为本发明实施例的调整方位传感器检测方向后的雷达检测示意图。从图2中可以看到，调整后雷达的检测方向为P′(相对于P向右偏转)，其检测区域变为A′(图2中所示的扇形区域)，雷达输出的人的真实方位角度为α，距离为d，角度传感器检测到的角度偏移量为β(即，雷达从初始安装位置转向人活动区域后的转动角度)。根据α+β＝C即可计算出人的实际平面角度C。

关于图1和2，需要说明的是，为了更好地理解本发明的技术方案，图1和2中假定的是房间内只有一个人，但应该理解的是，这并不是限制性的，本发明的技术方案显然也可以应用于房间内有多个人时的空调控制场景。具体地，当有多个人，本发明会根据上述方法计算出每个人的方位角，由空调来执行相应的风向控制逻辑。作为示例，风向控制逻辑可以是风吹人、风避人等，其具体内容可以多种多样，本发明对此不作限制。

接下来参阅图3，图3为根据本发明的基于方位传感器定位校准的空调控制方法的主要步骤流程图。根据图3所示，本发明的空调控制方法包括如下步骤：

S1：通过转动雷达来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

S2：使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

S3：通过所述雷达检测人员的方位角度α，并通过所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β；

S4：通过检测到的方位角度α和转动角度β确定人员的真实方位角度C＝α+β；

S5：所述空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

在一种可能的实施方式中，本发明的雷达通过转轴(未图示)安装在所述空调的室内机上，所述室内机上还设置有驱动电机(未图示)，所述驱动电机的输出端与所述转轴连接。在所述步骤S1中，通过所述驱动电机驱动所述转轴来使所述雷达转动。关于这点，需要说明的是，虽然这里描述的是通过驱动电机来转动雷达，但是这并不是限制性的，本发明的技术方案也适用于通过其他方式转动雷达的情形，例如，通过手动调整雷达朝向等方式，雷达的可转动安装结构不应对本发明的保护范围构成任何限制。

在优选实施方式中，当雷达检测范围大于或等于人员活动的最大范围时，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将房间内所有人能够到达的所有位置同时容纳进去的最小圆形区域。该圆形区域的半径可以根据需要进行调整，总体原则是让区域内的每个人能够到达的所有位置都能够被雷达的检测区域覆盖到。相应地，所述步骤S2具体包括：使所述方位传感器从初始安装位置转动成其检测区域的中心线(例如图1中扇形A的中心线P)穿过所述圆形区域的中心。当然，这种转动幅度也仅仅是优选的示例，只要能覆盖到需要检测的人员，具体转动幅度也可以根据需要进行调整。

在另一个优选实施方式中，当人员活动的最大范围大于雷达的检测范围时，雷达周期性摆动，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将探测到的且所有人同时容纳进去的最小圆形区域。类似地，该圆形区域的半径也可以根据需要进行调整，总体原则是将雷达当前能探测到的所有人同时容纳进去。关于这点需要说明的是，当人员活动的最大范围大于雷达的检测范围时，雷达不可能同时将每个人能够到达的所有位置都覆盖到，在这种情况下本发明适应性地将人员活动区域限定为将雷达当前能探测到的所有人同时容纳进去的圆形区域，这样不仅能大程度地保证雷达检测范围的有效利用，同时也能保证最大的人员覆盖比例，至少能保证绝大多数人的风向控制需求。相应地，所述步骤S2具体包括：使所述方位传感器从初始位置转动成其检测区域的中心线穿过所述圆形区域的中心。在方位传感器转动过程中，可设定方位传感器检测边界不能超出人员活动的最大范围，在即将超出范围时，停止转动。同样，这种转动幅度也仅仅是优选的示例，只要能覆盖到需要检测的人员，具体转动幅度也可以根据需要进行调整。

在上述步骤S4中，通过雷达与角度传感器的角度信息，可以得到人员的真实方位角度，具体来说有两种实施方案。

下面参阅图4来描述第一种方案。如图4所示，该方案的具体工作流程如下：

通过转动雷达来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

所述雷达检测人员的方位角度α并发送给空调，所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β并发送给空调；

空调通过接收到的方位角度α和转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β；

所述空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

也就是说，在图4所示的实施方式中，雷达在检测到人员的方位角度α后发送给空调，角度传感器在检测所述雷达的转动角度β后也发送给空调，空调根据接收到的方位角度α和转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β，然后再根据所述真实方位角度C运行预设的风向控制逻辑。

下面参阅图5来描述第二种方案。如图5所示，该方案的具体工作流程如下：

通过转动雷达来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

所述雷达检测人员的方位角度α，所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β并发送给雷达；

所述雷达通过自身检测到的方位角度α和从角度传感器接收到的转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β，并发送给空调；

所述空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

由此可见，图5的方案2与图4的方案1的区别为，通过角度传感器检测雷达的转动角度β，并将检测结果发送给雷达，雷达根据检测到的人员方位角度α与收到的来自角度传感器检测到的雷达转动角度β自行计算目标的真实方位角度C＝α+β，并将真实方位角度C反馈给空调。也就是说，在图5所示的实施方式中，真实方位角度的计算由雷达进行，空调仅根据从雷达接收的数据来进行风向控制。

需要说明的是，尽管上面按照特定顺序描述了本发明的空调控制方法，但是，上述步骤顺序并不是限制性的。在不偏离本发明的原理的情况下，本领域技术人员可以根据需要对所述顺序作出调整。例如，尽管图3、4和5的实施例都将“通过所述雷达检测人员的方位角度α”和“通过所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β”两个操作描述成在一个步骤中同时执行，但是，这并不是限制性的。本领域技术人员显然可以根据需要先于“通过所述雷达检测人员的方位角度α”执行“通过所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β”。具体地，可以在使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域之后就通过所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β，然后再通过所述雷达检测人员的方位角度α。这种调整并没有偏离本发明的原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。

此外，尽管图4的实施方式中将空调计算真实方位角度与运行风向逻辑控制描述成两个独立的步骤，这也不是限制性的，这两个操作也可以在一个步骤中一次性执行。

另外，上述基于方位传感器定位校准的空调控制方法，也可结合云端服务器一起使用。

下面结合图6来描述第三种方案。如图6所示，该方案与图4所示的第一种解决方案的区别是：进行真实角度计算和运行风向控制逻辑的主体均是云端服务器。

该方案的具体工作流程如下：

通过转动雷达来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

所述雷达检测人员的方位角度α并发送给云端服务器，所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β并发送给云端服务器；

云端服务器通过接收到的方位角度α和转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β；

所述云端服务器控制空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

也就是说，在图6所示的实施方式中，雷达在检测到人员的方位角度α后发送给云端服务器，角度传感器在检测所述雷达的转动角度β后也发送给云端服务器，云端服务器根据接收到的方位角度α和转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β，然后再根据所述真实方位角度C控制空调运行预设的风向控制逻辑。

下面结合图7来描述第四种方案。如图7所示，该方案与图5所示的第二种解决方案的区别是：运行风向控制逻辑的主体是云端服务器。

该方案的具体工作流程如下：

通过转动雷达来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

使所述雷达从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

所述雷达检测人员的方位角度α，所述角度传感器检测所述雷达的转动角度β并发送给雷达；

所述雷达通过自身检测到的方位角度α和从角度传感器接收到的转动角度β计算得到人员的真实方位角度C＝α+β，并发送给云端服务器；

所述云端服务器控制空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

也就是说，在图7所示的实施方式中，通过角度传感器检测雷达的转动角度β，并将检测结果发送给雷达，雷达根据检测到的人员方位角度α与收到的来自角度传感器检测到的雷达转动角度β自行计算目标的真实方位角度C＝α+β，并将真实方位角度C反馈给云端服务器。也就是说，在图7所示的实施方式中，真实方位角度的计算由雷达进行，云端服务器根据从雷达接收的数据控制空调运行风向控制逻辑。

通过云端服务器进行方位角的计算可以简化传感器的功能。这样的使用方式不但可以降低传感器的设计成本，而且在日常的使用过程中便于对传感器的管理和维护。同时，通过云端服务器的方式也便于根据需要快速及时地修改调整控制逻辑。

通过云端服务器控制空调运行相应风向控制逻辑的方法，可以使用户通过云端服务器调整风向控制逻辑，方便用户远程操作，便于用户无需到现场也可对空调的控制逻辑进行调整。尤其是对于设备分布较远、不经常到现场管理的情况下，如郊区厂房空调设备、无人管理的银行自动取款区域的空调设备等，需要实现远程控制管理功能的场景。

通过云端服务器控制的方式也有利于用户对空调进行集中管理。尤其是对于需要控制多台空调运行逻辑的场景，可以通过云端服务器统一管理。例如，对生产工作环境要求较高的场所如机房、厂房、档案室等场所的空调设备的集中控制管理。以及对酒店客房、学校教室、办公楼、医院、商业中心等场所空调的集中管理。

在另一个方面，本发明还保护一种空调，该空调包括控制器，所述控制器配置成能够执行上述控制方法。

需要说明的是，本申请中的“控制器”可以是任何类型的运算处理设备，可以包括硬件、软件或者两者的组合，并且可以包括多个模块。任一个模块又可以包括硬件电路、各种合适的感应器、通信端口、存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。

本领域技术人员能够理解的是，本发明解决了空调雷达的检测范围与实际检测范围不匹配而导致使用效果欠佳的问题，在提高了雷达安装灵活性的同时，保证了其检测结果的有效性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，所述方位传感器以可转动的方式设置在空调上，并且所述方位传感器与所述空调的连接位置设置有角度传感器，所述方法包括如下步骤：

S1：通过转动所述方位传感器来对整个房间进行扫描并因此确定房间内的人员活动区域；

S2：使所述方位传感器从初始安装位置转动成朝向所述人员活动区域；

S3：通过所述方位传感器检测人员的方位角度α，并通过所述角度传感器检测所述方位传感器的转动角度β；

S4：通过检测到的方位角度α和转动角度β确定人员的真实方位角度C＝α+β；

S5：所述空调根据所述真实方位角度C运行风向控制逻辑。

2.根据权利要求1所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述方位传感器和所述角度传感器分别将检测结果发送给所述空调，所述空调根据接收到的检测结果计算所述真实方位角度C。

3.根据权利要求1所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述角度传感器将检测到的转动角度β发送给所述方位传感器，所述方位传感器通过自身检测到的人员方位角度与接收到的转动角度计算所述真实方位角度；

相应地，在所述步骤S5中，所述空调根据从所述方位传感器接收到的真实方位角度来运行风向控制逻辑。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，当所述方位传感器的检测范围≥人员活动的最大范围时，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将房间内所有人能够到达的所有位置同时容纳进去的圆形区域。

5.根据权利要求4所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

使所述方位传感器从初始安装位置转动成其检测区域的中心线穿过所述圆形区域的中心。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，当人员活动的最大范围＞所述方位传感器的检测范围时，所述方位传感器周期性转动，所述步骤S1中的人员活动区域为能够将探测到的所有人同时容纳进去的最小圆形区域。

7.根据权利要求6所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

使所述方位传感器从初始位置转动成其检测区域的中心线穿过所述圆形区域的中心。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，所述方位传感器通过转轴安装在所述空调的室内机上，所述室内机上还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述转轴连接，在所述步骤S1中，通过所述驱动电机驱动所述转轴来使所述方位传感器转动。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的基于方位传感器定位校准的空调控制方法，其特征在于，所述方位传感器是雷达或摄像头。

10.一种空调，包括控制器，其特征在于，所述控制器配置成能够执行权利要求1-9中任一项所述的控制方法。

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