CN115153339A - 一种交互式三体系雷达感应控制系统及智能马桶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交互式三体系雷达感应控制系统及智能马桶，包括：手势感应模块，包括用于感应第一手势信号的第一手势感应雷达、以及用于感应第二手势信号的第二手势感应雷达；脚部感应模块，用于感应脚部动作并生成脚部感应信号；落座感应模块，用于感应落座压力并生成落座信号；以及逻辑控制模块，逻辑控制模块连接于手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块，逻辑控制模块获取第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号，根据第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号切换至对应的工作模式。本发明设有三个体系的雷达感应模块，各个模块之间相互配合，实现多个工作模式的切换，满足不同使用场景的需求。

Description

一种交互式三体系雷达感应控制系统及智能马桶

技术领域

本发明涉及智能卫浴/智能马桶的隔空动作控制技术领域，尤其是涉及一种交互式三体系雷达感应控制系统及智能马桶。

背景技术

市面上的智能马桶具有雷达手势感应功能，这种智能马桶实现的功能是：当使用者需要控制智能马桶的座圈和上盖板开关时，分别需要用手势来控制上盖板和坐垫圈的开关，将上盖板和坐垫圈分别打开或是关闭，使用者需要抬起手在智能马桶雷达感应区域内挥手，智能马桶内嵌的雷达模组就会做出相应的开关动作和反应。

但是，现有的智能马桶控制模式复杂，动作不准确，控制命令的可靠性不高，使用者需要不断训练马桶里面的MCU算法，由于MCU算法无法穷尽所有的误触发状态进行屏蔽，造成日常使用中，控制系统非常容易被误触发，例如当不想使用马桶，只是在马桶附件打扫卫生和拿去东西等动作。

同时，现有的智能马桶只能实现简单的盖板和坐垫圈打开关闭动作，无法满足更多不同的应用场景，例如在实际应用中，存在男士、女士、小便、大便、以及腿脚不便人群使用等各种不同的情况，要求智能马桶对应地切换不同的工作模式，目前的智能马桶控制系统无法实现上述要求，不能满足不同群体用户对马桶智能化的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互式三体系雷达感应控制系统及智能马桶，通过设置三个体系的雷达感应模块，各个模块之间相互配合，从而实现多个工作模式的切换，满足不同使用场景的需求。

一种交互式三体系雷达感应控制系统，应用于智能马桶手势感应控制，包括：手势感应模块，包括用于感应第一手势信号的第一手势感应雷达、以及用于感应第二手势信号的第二手势感应雷达；脚部感应模块，用于感应脚部动作并生成脚部感应信号；落座感应模块，用于感应落座压力并生成落座信号；以及逻辑控制模块，所述逻辑控制模块连接于所述手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块，所述逻辑控制模块获取所述第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号，根据所述第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号切换至对应的工作模式。

在上述技术方案中，通过手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块配合，分别感应使用者的手势、脚部动作、以及落座动作，并生成对应的感应信号，从而实现系统的多种输出，逻辑控制模块根据获取到的不同感应信号，从而切换不同的工作模式，丰富了智能马桶的功能，使智能马桶能够适用于不同情境，提升了智能马桶在无接触模式的体验感和便捷性。同时马桶控制单元只接受预设的控制逻辑信号和脉冲时序命令，对其他误动作自然产生屏蔽，减少了使用者在马桶附件有其他活动时，误触发的情况发生。

进一步的，所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达均包括第一雷达单元和第二雷达单元，所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达设于同一安装面，所述第一雷达单元和第二雷达单元分别检测所述安装面正反两侧的空间范围内的动目标。

在上述技术方案中，通过第一雷达单元和第二雷达单元分别感应安装面正反两侧的空间范围内的动目标，使得盖板或坐垫圈无论处于水平状态或竖立状态，都可以保持良好的雷达辐射波的区域覆盖，有利于精准实现手势控制动作的信号识别，保证控制模块对接收信号处理的准确性。

进一步的，所述逻辑控制模块根据所述第一手势信号和第二手势信号的输出时间差、脉冲次序、以及驻留时间切换工作模式。

在上述技术方案中，利用双通道雷达单元的对手势动作时间脉冲差的识别功能，通过两个雷达模块的组合方式，能够通过手势控制命令实现多种输出，如向左挥手和向右挥手分别对应不同的功能，提高了系统的智能性和易操作性。

进一步的，若所述第一手势信号早于所述第二手势信号，且两者的时间差在预设范围内，所述逻辑控制模块启动第一工作模式；若所述第二手势信号早于所述第一手势信号，且两者的时间差在预设范围内，所述逻辑控制模块启动第二工作模式。

在上述技术方案中，通过判断和对比第一手势信号和第二手势信号的触发时间，进而判断使用者的挥手方向，能够实现用比较简单、可靠的逻辑对智能马桶上盖板和坐垫圈的应用控制。

进一步的，所述脚部感应模块包括至少一个脚部感应雷达，所述脚部感应雷达感应第一区域内的脚部动作以生成脚部感应信号。

在上述技术方案中，通过脚部感应雷达能够感应使用者的脚部动作，并根据脚部动作启动对应的工作模式，丰富了系统的功能和可操作性。

进一步的，所述脚部感应信号包括存在信号和触发信号，当所述逻辑控制模块获取所述触发信号，启动第三工作模式。

在上述技术方案中，存在信号即感应第一区域内是否存在动目标，从而判断是否有使用者，触发信号即通过脚部触碰马桶，并根据触碰启动对应的工作模式，如使用时先用脚部触碰马桶，系统在接收到触发信号后，启动男士小便模式，盖板和坐垫圈同时翻起，操作简单方便。

进一步的，当所述逻辑控制模块处于第三工作模式，若再次获取触发信号，或在预设时间内无存在信号，退出第三工作模式。

在上述技术方案中，通过触发信号和存在信号配合，能够进一步完善系统的工作逻辑，提高系统的智能化，例如，系统处于第三工作模式（男士小便模式），当使用者再次用脚接触马桶，则系统退出第三工作模式，盖板和坐垫圈同时落下，若使用者直接离开，系统在预设时间内没有检测到存在信号，退出第三工作模式，盖板和坐垫圈同时落下。

进一步的，所述落座感应模块包括落座传感器，所述落座传感器检测落座压力并生成落座信号，所述逻辑控制模块根据落座信号启动或退出第四工作模式。

在上述技术方案中，落座感应模块能够感应人体的落座信号，控制模块通过接受落座信号自动切换工作状态，使得系统更加智能化，提高使用体验。

一种交互式三体系雷达感应控制智能马桶，包括上述的交互式三体系雷达感应控制系统，还包括马桶座、盖板、以及垫圈，所述脚部感应模块设于所述马桶座靠近下端处，所述手势感应模块和落座感应模块设于所述盖板或垫圈，所述逻辑控制模块设于所述马桶座内。

在上述技术方案中，坐垫圈或上盖内部结构简单，手势感应模块设于其中，能够减少误触发操作，提升控制精准度；脚部感应模块设于马桶座靠近下端处，能够方便使用者用脚进行触碰动作，方便使用；落座感应模块设于盖板或垫圈，能够准确感应使用者的落座压力。

进一步的，所述盖板上设有第一指示灯组和第二指示灯组，所述第一指示灯组和第二指示灯组分别连接于所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达。

在上述技术方案中，通过第一指示灯组和第二指示灯组分别显示第一手势感应雷达和第二手势感应雷达的触发情况，从而使得使用者能够直观地了解手势是否被感应到，进而提高应用体验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块配合，分别感应使用者的手势、脚部动作、以及落座动作，并生成对应的感应信号，从而实现系统的多种输出，逻辑控制模块根据获取到的信号切换不同的工作模式，丰富了智能马桶的功能，使智能马桶能够适用于不同情境，提升了智能马桶在无接触模式的体验感和便捷性。对使用者的手势、脚部和落座信号进行具体化的场景定义，来代替比较复杂的功能算法，实现用比较简单、可靠的逻辑对智能马桶上盖板和坐垫圈的应用控制。

附图说明

图1为本发明实施例的交互式三体系雷达感应控制系统示意图。

图2为本发明实施例的交互式三体系雷达感应控制系统的手势感应模块、脚部感应模块的安装位置示意图。

图3为本发明实施例的交互式三体系雷达感应控制系统的手势感应模块的安装位置示意图。

图4为本发明实施例的控制逻辑真值表说明表。

附图标号说明：手势感应模块1、第一手势感应雷达11、第二手势感应雷达12、脚部感应模块2、落座感应模块3、逻辑控制模块4。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

请参考图1至图4，图1给出了本发明实施例的交互式三体系雷达感应控制系统示意图，图2给出了本发明实施例的手势感应模块、脚部感应模块的安装位置示意图，图3给出了本发明实施例的手势感应模块的安装位置示意图，图4给出了本发明实施例的控制逻辑真值表说明表。

下面结合图1至图4，对本发明实施例提供的交互式三体系雷达感应控制系统进行说明。

本发明提供一种交互式三体系雷达感应控制系统，应用于智能马桶手势感应控制，包括手势感应模块、脚部感应模块、落座感应模块、以及逻辑控制模块。

其中，手势感应模块包括第一手势感应雷达和第二手势感应雷达，第一手势感应雷达和第二手势感应雷达分别用于感应第一手势信号和第二手势信号。脚部感应模块用于感应使用者的脚部动作，并根据使用者脚部存在或触碰生成脚部感应信号。落座感应模块用于感应使用者落座的压力，并根据落座压力生成落座信号。

逻辑控制模块连接于手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块，逻辑控制模块获取第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号，根据第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号切换至对应的工作模式。

通过手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块配合，分别感应使用者的手势、脚部动作、以及落座动作，并生成对应的感应信号，从而实现系统的多种输出，逻辑控制模块根据获取到的信号切换不同的工作模式，丰富了智能马桶的功能，使智能马桶能够适用于不同情境，提升了智能马桶在无接触模式的体验感和便捷性。

具体的，第一手势感应雷达和第二手势感应雷达设于同一安装面，在实际应用中，第一手势感应雷达和第二手势感应雷达可安装在马桶的盖板或坐垫圈内，且两者对称设于盖板或坐垫圈的两侧，其中，盖板或坐垫圈所在的平面即为安装面。

第一手势感应雷达和第二手势感应雷达均包括第一雷达单元和第二雷达单元，第一雷达单元和第二雷达单元分别检测安装面正反两侧的空间范围内的动目标。示例性的，第一雷达单元和第二雷达单元采用微带天线结构的X波段（8GHz~12GHz）或K波段（24GHz）的雷达系统，第一雷达单元和第二雷达单元的朝向相反，两者通过板对板连接器连接，第一雷达单元朝向安装面的正侧，其用于检测安装面正侧的空间范围的动目标，第二雷达单元朝向安装面的反侧，其用于检测安装面反侧的空间范围的动目标。

上述结构使得盖板或坐垫圈无论处于水平状态或竖立状态，都可以保持良好的雷达辐射波的区域覆盖，有利于手势控制动作的信号识别，保证控制模块对接收信号处理的准确性。

逻辑控制模块根据第一手势信号和第二手势信号的输出时间差、脉冲次序、以及驻留时间切换工作模式。具体的，若第一手势信号早于第二手势信号，且两者的时间差在预设范围内，逻辑控制模块启动第一工作模式；若第二手势信号早于第一手势信号，且两者的时间差在预设范围内，逻辑控制模块启动第二工作模式。

需要说明的是，驻留时间为第一手势信号或第二手势信号的存在时间，例如，当第一手势信号存在时间超过预设时间，则启动第一工作模式；当第二手势信号存在时间超过预设时间，则启动第二工作模式。

利用双通道雷达单元的对手势动作时间差、脉冲次序、以及驻留时间的识别功能，通过两个雷达模块的组合方式，能够通过手势实现多种输出，如向左挥手和向右挥手分别对应不同的功能，提高了系统的智能性和操作性。

示例性的，第一手势感应雷达和第二手势感应雷达分别设于盖板或坐垫圈的左右两侧，当使用者从左向右挥手，第一手势感应雷达首先感应到挥手动作并生成第一手势信号，随后第二手势感应雷达感应到挥手动作并生成第二手势信号，将第一手势信号和第二手势信号的时间差与预设时间对比，若时间差在预设范围内，则判断为使用者的主动控制信号，逻辑控制模块启动第一工作模式。在具体应用中，第一工作模式可以是大便或女用模式，当启动第一工作模式，盖板翻起，坐垫圈自动加热，马桶进行预冲水。

当使用者从右向左挥手，系统通过相同方式对第一手势信号和第二手势信号进行判断，若判断为使用者的主动控制信号，逻辑控制模块启动第二工作模式。在具体应用中，第二工作模式可以是男性小便模式，当启动第二工作模式，盖板和坐垫圈同时翻起，马桶进行预冲水。

当使用者的手部停留在马桶的左上方，即第一手势感应雷达的感应范围内，且超过预设时间，则启动第一工作模式；当使用者的手部停留在马桶的右上方，即第二手势感应雷达的感应范围内，且超过预设时间，则启动第二工作模式。

通过判断和对比第一手势信号和第二手势信号的触发时间，进而判断使用者的挥手方向，能够实现用比较简单、可靠的逻辑对智能马桶上盖板和坐垫圈的应用控制。

脚部感应模块包括至少一个脚部感应雷达，脚部感应雷达感应第一区域内的脚部动作以生成脚部感应信号。需要说明的是，第一区域为马桶座前端的区域。通过脚部感应雷达能够感应使用者的脚部动作，并根据脚部动作启动对应的工作模式，丰富了系统的功能和可操作性。

其中，脚部感应信号包括存在信号和触发信号，存在信号即感应第一区域内是否存在动目标，从而判断是否有使用者，触发信号即通过脚部触碰马桶，当逻辑控制模块获取触发信号，启动第三工作模式。当逻辑控制模块处于第三工作模式，若再次获取触发信号，或在预设时间内无存在信号，退出第三工作模式。通过触发信号和存在信号配合，能够进一步完善系统的工作逻辑，提高系统的智能化。

示例性的，用户在使用时先用脚部触碰马桶，系统在接收到触发信号后，启动第三工作模式，在实际应用中，第三工作模式可以是男士小便模式，第三工作模式启动后，盖板和坐垫圈同时翻起，马桶进行预冲水。系统处于第三工作模式（男士小便模式），当使用者再次用脚接触马桶，则系统退出第三工作模式，盖板和坐垫圈同时落下，马桶冲水。若使用者直接离开，系统在预设时间内没有检测到存在信号，自动退出第三工作模式，盖板和坐垫圈同时落下，马桶冲水。

落座感应模块包括落座传感器，落座传感器用于检测落座压力并生成落座信号，逻辑控制模块根据落座信号启动或退出第四工作模式。落座感应模块能够感应人体的落座信号，控制模块通过接受落座信号自动切换工作状态，使得系统更加智能化，提高使用体验。

示例性的，落座感应模块设于盖板或坐垫圈内，当人体落座后，落座传感器感应到人体压力后生成落座信号，逻辑控制模块启动第四工作模式，具体应用时，第四工作模式可以是大便或女性使用模式，此时系统执行智能马桶中央控制程序，当人体起立后，落座传感器的压力消失，系统自动推出第四工作模式，马桶进行冲水等动作。

在本实施例中，第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号均包括高电平信号和低电平信号。通过高电平信号和低电平信号进行通信，不同信号组合对应不同输出，以此实现多个工作模式之间的灵活切换。

本申请还提供一种交互式三体系雷达感应控制智能马桶，包括上述的交互式三体系雷达感应控制系统，还包括马桶座、盖板、以及垫圈，脚部感应模块设于马桶座靠近下端处，手势感应模块和落座感应模块设于盖板或垫圈，逻辑控制模块设于马桶座内。

坐垫圈或上盖内部结构简单，手势感应模块设于其中，能够减少误触发操作，提升控制精准度；脚部感应模块设于马桶座靠近下端处，能够方便使用者用脚进行触碰动作，方便使用；落座感应模块设于盖板或垫圈，能够准确感应使用者的落座压力。

作为一种优选的实施方式，盖板上设有第一指示灯组和第二指示灯组，第一指示灯组和第二指示灯组分别连接于所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达。具体的，第一指示灯组和第二指示灯组分别设于盖板的两侧，第一指示灯组和第二指示灯组可分别包括若干不同颜色的指示灯，实际使用时，当用户触发第一手势感应雷达时，第一指示灯组对应的指示灯点亮，当用户触发第二手势感应雷达时，第二指示灯组对应的指示灯点亮，从而使得用户能够直观地了解手势是否被感应到，进一步提高使用体验。

作为一种优选的实施方式，还包括声音提示模块，声音提示模块可采用现有的语音装置，其设于盖板或马桶座内部，声音提示模块连接于手势感应模块，当手势感应模块感应到手势信号，声音提示模块发出对应的提示音，或系统进入不同工作模式时，声音提示模块发出对应的提示音，从而便于视觉障碍的人群使用，提高产品的适用性。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种交互式三体系雷达感应控制系统，应用于智能马桶手势感应控制，其特征在于，包括：

手势感应模块，包括用于感应第一手势信号的第一手势感应雷达、以及用于感应第二手势信号的第二手势感应雷达；

脚部感应模块，用于感应脚部动作并生成脚部感应信号；

落座感应模块，用于感应落座压力并生成落座信号；以及

逻辑控制模块，所述逻辑控制模块连接于所述手势感应模块、脚部感应模块、以及落座感应模块，所述逻辑控制模块获取所述第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号，根据所述第一手势信号、第二手势信号、脚部感应信号、以及落座信号切换至对应的工作模式。

2.根据权利要求1所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达均包括第一雷达单元和第二雷达单元，所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达设于同一安装面，所述第一雷达单元和第二雷达单元分别检测所述安装面正反两侧的空间范围内的动目标。

3.根据权利要求1所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，所述逻辑控制模块根据所述第一手势信号和第二手势信号的输出时间差、脉冲次序、以及驻留时间切换工作模式。

4.根据权利要求3所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，若所述第一手势信号早于所述第二手势信号，且两者的时间差在预设范围内，所述逻辑控制模块启动第一工作模式；若所述第二手势信号早于所述第一手势信号，且两者的时间差在预设范围内，所述逻辑控制模块启动第二工作模式。

5.根据权利要求1所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，所述脚部感应模块包括至少一个脚部感应雷达，所述脚部感应雷达感应第一区域内的脚部动作以生成脚部感应信号。

6.根据权利要求5所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，所述脚部感应信号包括存在信号和触发信号，当所述逻辑控制模块获取所述触发信号，启动第三工作模式。

7.根据权利要求6所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，当所述逻辑控制模块处于第三工作模式，若再次获取触发信号，或在预设时间内无存在信号，退出第三工作模式。

8.根据权利要求1所述的交互式三体系雷达感应控制系统，其特征在于，所述落座感应模块包括落座传感器，所述落座传感器检测落座压力并生成落座信号，所述逻辑控制模块根据落座信号启动或退出第四工作模式。

9.一种交互式三体系雷达感应控制智能马桶，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的交互式三体系雷达感应控制系统，还包括马桶座、盖板、以及垫圈，所述脚部感应模块设于所述马桶座靠近下端处，所述手势感应模块和落座感应模块设于所述盖板或垫圈，所述逻辑控制模块设于所述马桶座内。

10.根据权利要求9中所述的交互式三体系雷达感应控制智能马桶，其特征在于，所述盖板上设有第一指示灯组和第二指示灯组，所述第一指示灯组和第二指示灯组分别连接于所述第一手势感应雷达和第二手势感应雷达。

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