CN114294793A - 一种空调的控制方法、装置、空调和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调的控制方法、装置、空调和存储介质，该方法包括：控制空调上的FMWC毫米波雷达系统启动；获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数；根据使用者的特征参数，确定使用者的当前位置和使用者的当前人数中的至少之一；根据使用者的当前位置，对空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使空调根据经降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制；根据使用者的当前人数，对空调的压缩机频率、空调的进风口风机频率和空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。该方案，通过利用FMCW毫米波雷达，能够较方便地确定室内人数和室内人体位置，进而提升空调的使用效果。
Description
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调的控制方法、装置、空调和存储介质，尤其涉及一种FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)毫米波雷达自适应降噪和调频的语音新风空调系统的实现方法、装置、空调和存储介质。
背景技术
一般情况下，对于空调而言，语音空调都会受到周围环境其他噪音的影响，使得获取语音指令的精准性无法掌控，所以，需要对人体位置进行检测，以通过对检测到的人体位置处的声音信息，更为精准地对语音指令进行获取。相关方案中，对人体的位置检测，一般是采用光学检测方式进行检测，即，利用光学摄像头采集人体信息，利用采集到的人体信息进行对人体位置信息检测。但光学图像检测方式的成本较高、且受光照影响较大。
另外，对于新风空调而言，若能根据室内人数来控制新风空调压缩机频率和新风空调进出口风机频率，则会提高对室内温度和空气质量调节的有效性，且有利于节能。而在家居环境中，需要一定的隐私保护，所以，确定室内人数时不能采用上述光学图像检测方式来检测室内人数。也就是说，当用新风空调时，不能判断室内人数来有效控制新风空调压缩机频率和新风空调进出口风机频率。
可见，对于兼具语音功能和新风功能的空调(如语音新风空调系统)而言，确定室内人数和室内人体位置的难度较大。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种空调的控制方法、装置、空调和存储介质，以解决空调确定室内人数和室内人体位置的难度较大，影响了空调的使用效果的问题，达到通过利用FMCW毫米波雷达，能够较方便地确定室内人数和室内人体位置，进而提升空调的使用效果的效果。
本发明提供一种空调的控制方法中，所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机；在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统；所述空调的控制方法，包括：控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动；获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数；所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者；所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一；根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一；根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制；根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。
在一些实施方式中，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块；其中，所述功分模块，基于调制信号输出本振信号；所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波；所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号；所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号；获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
在一些实施方式中，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一，包括：对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数；将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
在一些实施方式中，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。
在一些实施方式中，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种空调的控制装置中，所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机；在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统；所述空调的控制装置，包括：控制单元，被配置为控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动；获取单元，被配置为获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数；所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者；所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一；所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一；所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制；所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。
在一些实施方式中，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块；其中，所述功分模块，基于调制信号输出本振信号；所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波；所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号；所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号；所述获取单元，获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一，包括：对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数；将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。
在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种空调，包括：以上所述的空调的控制装置。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的空调的控制方法。
由此，本发明的方案，通过采用FMCW毫米波雷达，检测空调的室内空间的使用者数量和使用者位置，根据检测到的使用者位置对除该位置之外的声音信息作为噪音信息进行降噪处理，并根据检测到的使用者数量对空调的压缩机频率和空调的新风进出风口的送风频率进行控制，从而，通过利用FMCW毫米波雷达，能够较方便地确定室内人数和室内人体位置，进而提升空调的使用效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的空调的控制方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明的方法中确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一的一实施例的流程示意图；
图3为本发明的空调的控制装置的一实施例的结构示意图；
图4为FMWC毫米波雷达系统的一实施例的结构示意图；
图5为FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节方法的一实施例的流程示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
102-获取单元；104-控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种空调的控制方法，如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机。在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统。所述空调的控制方法，包括：步骤S110至步骤S150。
在步骤S110处，在所述空调上电并启动的情况下，控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动。
在步骤S120处，获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数。所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者。所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一。
在一些实施方式中，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块，功分模块如功分器，发射模块如发射天线，接收模块如接收天线，混频模块如混频器。
其中，所述功分模块，基于调制信号输出本振信号。所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波。所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号。所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号。
步骤S120中获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
图4为FMWC毫米波雷达系统的一实施例的结构示意图。如图4所示，FMWC毫米波雷达系统，包括：发射模块、处理器和接收模块。发射模块，包括：VCO(压控振荡器)、功分器和功率放大器。接收模块，包括：接收子模块和处理器。接收子模块的数量为N个，N为正整数，如N为3。每个接收子模块，包括：接收天线和混频器。
其中，调制信号是由发射天线发射得到的。该调制信号，经VCO和功分器后，输出本振信号。该本振信号，一方面经功率放大器后再输出至发射天线，由发射天线发射出电磁波。该本振信号，另一方面输入至每个接收子模块中的混频器。VCO、功分器和功率放大器，与天线可以是设置在一起的；VCO、功分器和功率放大器对信号进行处理，处理完了再用天线发送。
发射天线发射出去的发射电磁波，在空调的室内空间中遇到目标(如用户)后进行反射，得到反射电磁波。该反射电磁波，被每个接收子模块中的接收天线接收后，作为目标回波信号，输入至相应接收子模块中的混频器。
在混频器中，本振信号与目标回波信号混频获得差拍信号，该差拍信号包含目标的运动参数、微动特征等信息。微动特征，是指如用户呼吸、心跳等特征信息。混频器输出的差拍信号，输入至处理器。其中，处理器对差拍信号进行雷达信号处理，具体是处理差拍信号中目标回波信号等的相位差等信息，通过回波进行计算测距等信息。
具体地，回波信号为发射信号的时延复本，而回波时延与差拍频率成线性关系，通过差拍频率即可计算回波时延，从而计算出目标距离，相位差是发送发射信号和反射信号之间比较出现波形偏差形成相位差。其中，差拍频率包含了多普勒频移，测距时需要减去多普勒频移fd。
在步骤S130处，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
在一些实施方式中，步骤S130中根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一的具体过程，参见以下示例性说明。
下面结合图2所示本发明的方法中确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一的具体过程，包括：步骤S210和步骤S220。
步骤S210，对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数。
步骤S220，将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
图5为FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节方法的一实施例的流程示意图。如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节方法的流程，包括：
步骤11、建立行人模型，具体是基于Boulic模型的人体运动模型，之后执行步骤12。
步骤12、建立FMWC毫米波雷达行人回波模型，之后执行步骤23。
在图4所示的处理器中，对差拍信号进行雷达信号处理，实现不同的探测目的FMCW毫米波雷达采集行人回波，将真实行人回波的时频图与FMCW毫米波雷达行人回波模型的时频图进行对比实验，验证FMCW毫米波雷达行人回波模型的正确性。具体可以是真实试验场景和已知目标距离来验证测出距离进行作对比，目的验证测距精度等因素。
步骤21、启动FMWC毫米波雷达系统，之后执行步骤22。
步骤22、运动目标的信息进行预滤波处理，如过滤掉运动目标的信息中不同频率和不同幅度的波形，之后执行步骤23。
步骤23、进行多普勒和非线性相位补偿，之后执行步骤24。
步骤24、利用信号判决器进行信号判决，之后执行步骤25。
在步骤23和步骤24中，其中多普勒补偿根据运动目标检测模块中估计的速度参数实现，非线性相位补偿由模型构建模块实现，信号判决器是对补偿处理前后的信号进行条件判决，满足条件则判决为人和数量以及位置信息。
在步骤S140处，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制。
在一些实施方式中，步骤S140中根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。否则，则对所述空调所在室内空间中所有声音信息进行过滤处理，即不执行所述空调所在室内空间中所有声音信息中的语音指令。
如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节方法的流程，还包括：
步骤25、得出用户人数和位置，之后执行步骤31和步骤41。其中，通过角度和距离信息，能够获得用户位置信息。
步骤31、确定人体位置信息，之后执行步骤32。
步骤32、通过麦克风声音方位与人体位置信息做匹配，之后执行步骤33。
步骤33、识别匹配声音方位和过滤其它方位的声音。
下面对新风语音空调降噪处理进行示例性说明。
根据距离，麦克风阵列的距离，分为近场模型和远场模型。近场模型，将声波看成球面波，它考虑麦克风阵元接收信号间的幅度差。远场模型，则将声波看成平面波，它忽略各阵元接收信号间的幅度差，近似认为各接收信号之间是简单的时延关系。假设入射波形是平行的，如果入射角度不与麦克风阵列垂直(90度)，那么声源到达每个麦克风就会有延时，延时大小由入射角度而定。将各阵元采集来的信号进行加权求和形成波束算成声源位置，即基于波束形成的声源定位算法获取声源方位。由于2个麦克风之间的位置信息已经固定并形成麦克风阵列，通过声音方向和2个麦克风基线形成一定的夹角就能够判断声源方向，所以通过2个麦克风就可以判断出声源方向。通过麦克风阵列，确定唤醒新风空调的声源方向与FMCW毫米波雷达检测出的用户方位做匹配，匹配成功表示唤醒声音方位就是该用户用语音唤醒空调的用户，对其他方位语音进行过滤处理，等用户与语音空调交互完毕后又从新匹配上述过程。
其中，过麦克风阵列确定唤醒新风空调声源方向与FMCW毫米波雷达检测出用户方位做匹配，就是麦克风阵列计算出用户的方位和FMCW毫米雷达波计算出距离进行做交集匹配。麦克风阵列能够计算出用户的方位或者相对麦克风角度；距离是通过FMCW毫米波雷达测出的；用户的声音传到麦克风阵列来确定用户处于哪些角度范围和毫米波雷达测距不同区域距离做交集处理。
对其他方位语音进行过滤处理，包括：对于计算出的声源方位中、没有FMCW毫米波雷达检测出用户的位置就做过滤处理，就是其他语音空调接受到用户用唤醒词唤醒空调不做响应处理。
在步骤S150处，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。
本发明的方案，提供一种FMCW毫米波雷达自适应降噪和调频的语音新风空调系统的实现方案，通过一种FMCW毫米波雷达，来判断室内人数和方位，以根据方位有效对语音进行降噪处理，并根据室内人数对新风空调压缩机和新风空调进出风口送风频率(即空调进出风口风机运行频率)进行控制。
具体地，在本发明的方案中，通过FMCW毫米波雷达检测空间内检测出室内用户数量和位置信息，通过FMCW毫米波雷达解析出用户位置信息与语音空调麦克风阵列匹配进行降噪处理，并通过FMCW毫米波雷达解析出用户数量来自适应调节新风空调的压缩机频率和与外界新风进出口风机运行频率。从而，对语音方面通过判断人体位置进行有效降噪，对新风空调新风方面通过室内人数判断自适应调节空调压缩机频率和新风进出口风机频率，有效控制室内温度和空气质量，同时也达到节能目的。
在一些实施方式中，步骤S150中根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节方法的流程，还包括：
步骤41、确定用户数量，之后执行步骤42和步骤43。
步骤42、通过用户数量，来自适应调节新风调节压缩机频率。
步骤43、通过用户数量，自适应调节新风空调新风进出风口风机频率。
其中，新风空调自适应调节压缩机频率和进出风口风机运行频率，具体是通过MCW毫米波雷达检测出室内用户人数，通过人数变动自适应调节新风空调压缩机运行频率，室内用户人数数量反馈给新风空调主控来调节新风空调新风(与外界相连接)进出风机运行频率，通过这样的方式实施自适应调节新风出风风量和自适应调节压缩机频率，来控制新风空调出风的制冷量。
本发明的方案，通过FMCW毫米波雷达对检测范围内进行人体数量和位置检测，通过解析出人体在室内的位置，与麦克风阵列进行对室内其他方位的语音进行噪音消除，实现语音自适应降噪。解析出室内人数，自适应调节新风空调的压缩机频率和新风空调新风进出风口风机运行频率，即通过室内人数控制新风空调送风自适应压缩机运行频率和进出风口风机运行频率，实现自适应调节新风系统，能够提升用户体验。
采用本实施例的技术方案，通过采用FMCW毫米波雷达，检测空调的室内空间的使用者数量和使用者位置，根据检测到的使用者位置对除该位置之外的声音信息作为噪音信息进行降噪处理，并根据检测到的使用者数量对空调的压缩机频率和空调的新风进出风口的送风频率进行控制，从而，通过利用FMCW毫米波雷达，能够较方便地确定室内人数和室内人体位置，进而提升空调的使用效果。
根据本发明的实施例，还提供了对应于空调的控制方法的一种空调的控制装置。参见图3所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机。在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统。所述空调的控制装置，包括：获取单元102和控制单元104。
其中，控制单元104，被配置为在所述空调上电并启动的情况下，控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤S110。
获取单元102，被配置为获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数。所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者。所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一。该获取单元102的具体功能及处理参见步骤S120。
在一些实施方式中，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块，功分模块如功分器，发射模块如发射天线，接收模块如接收天线，混频模块如混频器。
其中，所述功分模块，基于调制信号输出本振信号。所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波。所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号。所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号。
所述获取单元102，获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：所述获取单元102，具体还被配置为获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
图4为FMWC毫米波雷达系统的一实施例的结构示意图。如图4所示，FMWC毫米波雷达系统，包括：发射模块、处理器和接收模块。发射模块，包括：VCO(压控振荡器)、功分器和功率放大器。接收模块，包括：接收子模块和处理器。接收子模块的数量为N个，N为正整数，如N为3。每个接收子模块，包括：接收天线和混频器。
其中，调制信号是由发射天线发射得到的。该调制信号，经VCO和功分器后，输出本振信号。该本振信号，一方面经功率放大器后再输出至发射天线，由发射天线发射出电磁波。该本振信号，另一方面输入至每个接收子模块中的混频器。
发射天线发射出去的发射电磁波，在空调的室内空间中遇到目标(如用户)后进行反射，得到反射电磁波。该反射电磁波，被每个接收子模块中的接收天线接收后，作为目标回波信号，输入至相应接收子模块中的混频器。
在混频器中，本振信号与目标回波信号混频获得差拍信号，该差拍信号包含目标的运动参数、微动特征等信息。混频器输出的差拍信号，输入至处理器。其中，处理器对差拍信号进行雷达信号处理，具体是处理差拍信号中目标回波信号等的相位差等信息，通过回波进行计算测距等信息。
所述控制单元104，还被配置为根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S130。
在一些实施方式中，所述控制单元104，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一，包括：
所述控制单元104，具体还被配置为对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S210。
所述控制单元104，具体还被配置为将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S220。
图5为FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节装置的一实施例的流程示意图。如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节装置的流程，包括：
步骤11、建立行人模型，具体是基于Boulic模型的人体运动模型，之后执行步骤12。
步骤12、建立FMWC毫米波雷达行人回波模型，之后执行步骤23。
在图4所示的处理器中，对差拍信号进行雷达信号处理，实现不同的探测目的FMCW毫米波雷达采集行人回波，将真实行人回波的时频图与FMCW毫米波雷达行人回波模型的时频图进行对比实验，验证FMCW毫米波雷达行人回波模型的正确性。
步骤21、启动FMWC毫米波雷达系统，之后执行步骤22。
步骤22、运动目标预滤波处理，之后执行步骤23。
步骤23、进行多普勒和非线性相位补偿，之后执行步骤24。
步骤24、利用信号判决器进行信号判决，之后执行步骤25。
在步骤23和步骤24中，其中多普勒补偿根据运动目标检测模块中估计的速度参数实现，非线性相位补偿由模型构建模块实现，信号判决器是对补偿处理前后的信号进行条件判决，满足条件则判决为人和数量以及位置信息。
所述控制单元104，还被配置为根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S140。
在一些实施方式中，所述控制单元104，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：所述控制单元104，具体还被配置为确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。否则，则对所述空调所在室内空间中所有声音信息进行过滤处理，即不执行所述空调所在室内空间中所有声音信息中的语音指令。
如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节装置的流程，还包括：
步骤25、得出用户人数和位置，之后执行步骤31和步骤41。
步骤31、确定人体位置信息，之后执行步骤32。
步骤32、通过麦克风声音方位与人体位置信息做匹配，之后执行步骤33。
步骤33、识别匹配声音方位和过滤其它方位的声音。
下面对新风语音空调降噪处理进行示例性说明。
根据距离，麦克风阵列的距离，分为近场模型和远场模型。近场模型，将声波看成球面波，它考虑麦克风阵元接收信号间的幅度差。远场模型，则将声波看成平面波，它忽略各阵元接收信号间的幅度差，近似认为各接收信号之间是简单的时延关系。假设入射波形是平行的，如果入射角度不与麦克风阵列垂直(90度)，那么声源到达每个麦克风就会有延时，延时大小由入射角度而定。将各阵元采集来的信号进行加权求和形成波束算成声源位置，即基于波束形成的声源定位算法获取声源方位。由于2个麦克风之间的位置信息已经固定并形成麦克风阵列，通过声音方向和2个麦克风基线形成一定的夹角就能够判断声源方向，所以通过2个麦克风就可以判断出声源方向。通过麦克风阵列，确定唤醒新风空调的声源方向与FMCW毫米波雷达检测出的用户方位做匹配，匹配成功表示唤醒声音方位就是该用户用语音唤醒空调的用户，对其他方位语音进行过滤处理，等交互完毕后又从新匹配上述过程。
其中，过麦克风阵列确定唤醒新风空调声源方向与FMCW毫米波雷达检测出用户方位做匹配，就是麦克风阵列计算出用户的方位和FMCW毫米雷达波计算出距离进行做交集匹配。
对其他方位语音进行过滤处理，包括：对于计算出的声源方位中、没有FMCW毫米波雷达检测出用户的位置就做过滤处理，就是其他语音空调接受到用户用唤醒词唤醒空调不做响应处理。
所述控制单元104，还被配置为根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S150。
本发明的方案，提供一种FMCW毫米波雷达自适应降噪和调频的语音新风空调系统的实现方案，通过一种FMCW毫米波雷达，来判断室内人数和方位，以根据方位有效对语音进行降噪处理，并根据室内人数对新风空调压缩机和新风空调进出风口送风频率(即空调进出风口风机运行频率)进行控制。
具体地，在本发明的方案中，通过FMCW毫米波雷达检测空间内检测出室内用户数量和位置信息，通过FMCW毫米波雷达解析出用户位置信息与语音空调麦克风阵列匹配进行降噪处理，并通过FMCW毫米波雷达解析出用户数量来自适应调节新风空调的压缩机频率和与外界新风进出口风机运行频率。从而，对语音方面通过判断人体位置进行有效降噪，对新风空调新风方面通过室内人数判断自适应调节空调压缩机频率和新风进出口风机频率，有效控制室内温度和空气质量，同时也达到节能目的。
在一些实施方式中，所述控制单元104，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：所述控制单元104，具体还被配置为根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
如图5所示，FMWC毫米波雷达进行语音降噪和自适应新风空调压缩机及风机频率调节装置的流程，还包括：
步骤41、确定用户数量，之后执行步骤42和步骤43。
步骤42、通过用户数量，来自适应调节新风调节压缩机频率。
步骤43、通过用户数量，自适应调节新风空调新风进出风口风机频率。
其中，新风空调自适应调节压缩机频率和进出风口风机运行频率，具体是通过MCW毫米波雷达检测出室内用户人数，通过人数变动自适应调节新风空调压缩机运行频率，室内用户人数数量反馈给新风空调主控来调节新风空调新风(与外界相连接)进出风机运行频率，通过这样的方式实施自适应调节新风出风风量和自适应调节压缩机频率，来控制新风空调出风的制冷量。
本发明的方案，通过FMCW毫米波雷达对检测范围内进行人体数量和位置检测，通过解析出人体在室内的位置，与麦克风阵列进行对室内其他方位的语音进行噪音消除，实现语音自适应降噪。解析出室内人数，自适应调节新风空调的压缩机频率和新风空调新风进出风口风机运行频率，即通过室内人数控制新风空调送风自适应压缩机运行频率和进出风口风机运行频率，实现自适应调节新风系统，能够提升用户体验。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
采用本发明的技术方案，通过采用FMCW毫米波雷达，检测空调的室内空间的使用者数量和使用者位置，根据检测到的使用者位置对除该位置之外的声音信息作为噪音信息进行降噪处理，并根据检测到的使用者数量对空调的压缩机频率和空调的新风进出风口的送风频率进行控制，能够有效控制室内温度和空气质量，同时也达到节能目的。
根据本发明的实施例，还提供了对应于空调的控制装置的一种空调。该空调可以包括：以上所述的空调的控制装置。
由于本实施例的空调所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
采用本发明的技术方案，通过采用FMCW毫米波雷达，检测空调的室内空间的使用者数量和使用者位置，根据检测到的使用者位置对除该位置之外的声音信息作为噪音信息进行降噪处理，并根据检测到的使用者数量对空调的压缩机频率和空调的新风进出风口的送风频率进行控制，能够提升用户体验。
根据本发明的实施例，还提供了对应于空调的控制方法的一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的空调的控制方法。
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
采用本发明的技术方案，通过采用FMCW毫米波雷达，检测空调的室内空间的使用者数量和使用者位置，根据检测到的使用者位置对除该位置之外的声音信息作为噪音信息进行降噪处理，并根据检测到的使用者数量对空调的压缩机频率和空调的新风进出风口的送风频率进行控制，能提升语音新风空调系统的使用体验。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种空调的控制方法，其特征在于，所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机；在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统；所述空调的控制方法，包括：
控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动；
获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数；所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者；所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一；
根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一；
根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制；
根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。
2.根据权利要求1所述的空调的控制方法，其特征在于，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块；其中，
所述功分模块，基于调制信号输出本振信号；
所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波；
所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号；
所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号；
获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：
获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
3.根据权利要求1所述的空调的控制方法，其特征在于，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一，包括：
对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数；
将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调的控制方法，其特征在于，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：
确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的空调的控制方法，其特征在于，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：
根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
6.一种空调的控制装置，其特征在于，所述空调为语音空调，所述语音空调，具有压缩机、进风口风机和出风口风机；在所述语音空调上，设置有FMWC毫米波雷达系统；所述空调的控制装置，包括：
控制单元，被配置为控制所述空调上的FMWC毫米波雷达系统启动；
获取单元，被配置为获取由所述FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数；所述使用者，是所述空调所在室内空间中的至少一个使用者；所述使用者的特征参数，包括：所述使用者的运动参数和微动特征中的至少之一；
所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一；
所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，以使所述空调根据经所述降噪处理后的声音信息中的语音指令进行控制；
所述控制单元，还被配置为根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节。
7.根据权利要求6所述的空调的控制装置，其特征在于，所述FMWC毫米波雷达系统，包括：功分模块、发射模块、接收模块和混频模块；其中，
所述功分模块，基于调制信号输出本振信号；
所述发射模块，基于所述本振信号发射电磁波；
所述接收模块，接收所述空调所在室内空间的使用者对所述发射模块发射出的电磁波的反射电磁波，得到目标回波信号；
所述混频模块，基于所述本振信号和所述目标回波信号进行混频处理，得到所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号；
所述获取单元，获取由FMWC毫米波雷达系统采集到的使用者的特征参数，包括：
获取由所述混频模块输出的所述本振信号和所述目标回波信号的差拍信号，作为所述空调所在室内空间中使用者的特征参数。
8.根据权利要求6所述的空调的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述使用者的特征参数，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一，包括：
对所述使用者的特征参数进行滤波处理，得到滤波后的所述使用者的特征参数，记作滤波特征参数；
将所述滤波特征参数所对应的时频参数与预先建立的所述FMWC毫米波雷达系统的行人回波模型的时频参数进行对比，确定所述使用者的当前位置和所述使用者的当前人数中的至少之一。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的空调的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述使用者的当前位置，对所述空调所在室内空间中的声音信息进行降噪处理，包括：
确定所述空调的语音声源所在位置与所述使用者的当前位置是否一致，若一致，则确定所述空调的语音声源为所述空调的使用者发出的语音指令，并对所述空调所在室内空间中除所述使用者的当前位置之外的其它位置处的声音信息进行过滤处理。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的空调的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述使用者的当前人数，对所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一进行自适应调节，包括：
根据设定人数，与设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一的对应关系，将该对应关系中与所述使用者的当前人数相同的设定人数所对应的设定压缩机频率、设定进风口风机频率、设定出风口风机频率中的至少之一，对应地确定为与所述当前人数对应的压缩机频率、进风口风机频率、出风口风机频率中的至少之一，并控制所述空调按确定得到的所述空调的压缩机频率、所述空调的进风口风机频率和所述空调的出风口风机频率中的至少之一运行。
11.一种空调，其特征在于，包括：如权利要求6至10中任一项所述的空调的控制装置。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5中任一项所述的空调的控制方法。
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