CN115342477A - 一种雷达阈值自适应控制算法、控制装置、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一种雷达阈值自适应控制算法、控制装置、空调器。所述雷达的阈值根据用户的运动速度进行调整，利用公式

对雷达的阈值进行匹配，其中x为用户的运动速度，y为根据用户运动速度匹配获得的雷达阈值。由于雷达的阈值是根据雷达监测到的用户的活动情况不断变化着，不论用户的运动速度较高还是较低，都能精准识别，并有效避免了阈值过低带来的虚景干扰。本发明的雷达阈值自适应控制算法可以根据用户的动作幅度及活动情况来自动调整雷达的阈值，从而有效提高雷达识别用户的微动状态的精准度。雷达把监测到的情况反馈给空调器，使空调器根据用户的活动情况合理调整其运行状态，为用户提供一个舒适的使用环境。

Description

一种雷达阈值自适应控制算法、控制装置、空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种雷达阈值自适应控制算法、控制装置、空调器。

背景技术

雷达是可以利用电磁波探测目标的设备，用于识别物体。雷达的发射天线将高频电流信号或导行波转化为可在空间传输的具有某种特定极化方式的电磁波沿着预设方向发射，当电磁波在前进方向遇到障碍物后，部分电磁波就会沿发射方向的反方向反射回去。此时，雷达的接收天线可以接收反射的电磁波，并将其转换为高频电流信号或传输线导行波，通过对得到的回波信号进行后续处理，可以提取目标的距离、速度和角度等状态信息。不论是运动着的物体或是静止的物体都可以利用雷达进行识别，因此雷达已广泛应用在汽车、飞机和空调等领域，用于对人员安全、户外环境等进行监测。采用雷达识别具有保护隐私、测量准确度高、可全天候工作的优点。

在空调器领域利用雷达进行监测时，需要检测室内用户的人数、活动情况等。静止的物体其实是一种干扰。因此对于雷达的应用，难点就在于不动环境下阈值的设定问题。通过适宜的阈值设定，不仅可以保证雷达识别到运动的物体，而且不会因为阈值过低导致雷达把静止的物体也识别出来，造成虚景干扰，从而影响空调的运行过程，并给用户带来不良的使用体验。此外，当用户的运动速度很小或很慢，即用户在微动状态下，若雷达设备的阈值设置不合适，也无法识别出用户的微动状态。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种雷达阈值自适应控制算法、控制装置、空调器，可以根据用户的动作幅度及活动情况来自动调整雷达的阈值，从而有效提高雷达识别用户的微动状态的精准度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种雷达阈值自适应控制算法，所述雷达的阈值根据用户的运动速度进行调整，利用公式

对雷达的阈值进行匹配，其中x为用户的运动速度，y为根据用户运动速度匹配获得的雷达阈值。采用此公式是由于根据此公式绘制的曲线具有先快速上升然后缓慢上升的趋势，在运动速度x较小时，对应得到的雷达阈值也较大。当用户的运动速度较低时，根据公式匹配得到的雷达阈值会有一个较大的上升，防止运动速度较低时雷达阈值也较低，并把静止的室内物品也识别出来，造成虚景干扰。

进一步的，所述雷达阈值自适应控制算法包括如下步骤：

S1.空调器运行，开启雷达；

S2.对房间内的物体进行监测；

S3.雷达传回T1时间段内用户的平均运动速度x1，并获得对应的雷达阈值y1；

S4.雷达传回T2时间段内用户的平均运动速度x2；

S5.判断是否|x1-x2|≥B，若是，根据x2获得对应的雷达阈值y2，并返回步骤S2；

S6.空调器停止运行。

采用本发明的一种雷达阈值自适应控制算法，通过不断的进入下一轮的监测，使得雷达设备的阈值也在不断的更新，更加稳定并具有实时性。由于雷达的阈值是根据雷达监测到的用户的活动情况不断变化着，不论用户的运动速度较高还是较低，都能精准识别，并有效避免了阈值过低带来的虚景干扰。

进一步的，步骤S2中，在初始时刻，将雷达的初始阈值设置为160。在初始时刻即进行第一轮监测时，将雷达的初始阈值设置为160，便于雷达能监测并识别出来绝大部分情况下用户不同运动速度的状态。

进一步的，步骤S4中，将所述步骤S3中匹配得到的雷达阈值y1作为接下来T2时间段的雷达阈值。y1是根据在T1时间段内用户的平均运动速度x1，将获取得到的x1代入公式

匹配得到适合运动速度x1的雷达阈值y1。

进一步的，步骤S4中，若满足|x1-x2|≥B，将雷达阈值按平均运动速度x2代入公式

得到和平均运动速度x2匹配的雷达阈值y2，并返回步骤S2进行下一轮的监测。若满足|x1-x2|≥B，说明相比T1时间段内用户的平均运动速度x1，在接下来的T2时间段内用户的平均运动速度x2变化较大，相应的需要更换雷达阈值。

进一步的，步骤S4中，若不满足|x1-x2|≥B，则保持雷达阈值y1不变，并返回步骤S2进行下一轮的监测。若不满足|x1-x2|≥B，说明相比T1时间段内用户的平均运动速度x1，在接下来的T2时间段内用户的平均运动速度x2无较大的改变，则保持雷达阈值y1不变，并返回步骤S2进行下一轮的监测。

进一步的，所述T1为2～5s，所述T2为5～8s。通过在相对较短的时间段内，利用雷达设备获取用户的平均运动速度，便于及时关注用户的活动情况。一旦用户的平均运动速度发生变化，就需要调整雷达的阈值，从而识别出不同运动状态的用户的情况。若T1或T2较长，也就意味着在较长一段时间段内，即便用户的活动情况发生变化仍保持不变的雷达阈值，不利于雷达识别监测的准确性。

进一步的，步骤S5中，当接收到用户的关机命令时，空调器停止运行，雷达系统停止监测。

采用本发明的一种雷达阈值自适应控制算法，由于雷达的阈值是根据雷达监测到的用户的活动情况不断变化着，不论用户的运动速度较高还是较低，都能精准识别，并有效避免了阈值过低带来的虚景干扰。可以根据用户的动作幅度及活动情况来自动调整雷达的阈值，从而有效提高雷达识别用户的微动状态的精准度。雷达把监测到的情况反馈给空调器，使空调器根据用户的活动情况合理调整其运行状态，为用户提供一个舒适的使用环境。

本发明的另一方面还提出一种雷达阈值自适应控制装置，所述雷达阈值自适应控制装置采用上述的一种雷达阈值自适应控制算法，所述雷达阈值自适应控制装置包括时间获取模块，用于获取时间信息；速度获取模块，用于根据雷达传回的信息获取用户的平均运动速度；控制模块，用于对雷达阈值自适应控制算法进行控制。

本发明的另一方面还提出一种空调器，所述空调器采用上述的一种雷达阈值自适应控制算法，所述空调器还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器。所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现所述雷达阈值自适应控制算法。

本发明的雷达阈值自适应控制装置、空调器与上述雷达阈值自适应控制装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再进行赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的一种雷达阈值自适应控制算法的流程图；

图2为公式

对应的曲线。

具体实施方式

下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

空调器上安装的雷达设备，在使用时雷达设备的阈值通常在0～200。但是不合适的雷达阈值会干扰监测结果，导致监测结果准确度低。例如当雷达阈值为0时，雷达识别到的所有物体的回波数据信息都会被传输回来，并反馈给空调器，无法区分出静止的室内摆放物体和运动的空调使用用户，造成空调器无法根据用户的活动情况来合理调整空调器的运行参数，从而影响了用户使用空调器的舒适感。

本申请提出一种雷达阈值自适应控制算法，在雷达设备工作的时候，不再采用一成不变的雷达阈值，而是根据用户的运动速度调整雷达阈值，避免出现监测不准确的情况。具体的，本申请利用公式

对雷达的阈值进行匹配，其中y为雷达阈值，a为系数，x为用户的运动速度，b为常数。在本申请中，用户的运动速度x是以单位为cm/s测量的。其中b由空调器厂商根据经验值确定，通常b为28～40。优选的，b为30。b为30为雷达阈值的底线。当用户的运动速度x改变时，雷达的阈值y也在改变。当雷达阈值为30时，是一个较低的可以区分雷达监测范围内物体动静的阈值。即便用户不活动或者运动速度很小，根据公式

匹配得到的雷达阈值也≥30，不至于出现雷达无法识别和区分用户运动速度很低时的情况。

采用此公式是由于根据此公式绘制的曲线具有先快速上升然后缓慢上升的趋势，在运动速度x较小时，对应得到的雷达阈值也较大。如图2所示为公式

对应的曲线，横坐标为用户的运动速度x，纵坐标为雷达阈值y。当用户的运动速度较低时，根据公式匹配得到的雷达阈值会有一个较大的上升，防止运动速度较低时雷达阈值也较低，并把静止的室内物品也识别出来，造成虚景干扰。更为具体的，利用雷达阈值最高为200，以正常人每秒移动130厘米的速度，且b为30时，代入上述公式计算得到系数a为14.9。对应的，本申请的公式为

其中x为用户的运动速度，y为根据用户运动速度匹配获得的雷达阈值。在本申请中，根据用户的运动速度，通过公式

选择合适的雷达阈值对空调器使用区域内的用户情况进行识别，确保雷达设备识别的精准度，并反馈给空调器，以根据用户的具体情况调整空调器的运行参数。例如将雷达设备调整阈值对用户进行监测时，当雷达设备反馈用户的运动速度较大时候，说明用户在不停走动并会感觉到热，因此需要适当的降低空调器的制冷温度，使用户感到舒适。

由于雷达阈值和用户的运动速度有关，因此本申请的空调器在使用的时候，雷达阈值不是固定不变的，而是根据用户的运动情况进行不断调整的。

具体的，本申请的一种雷达阈值自适应控制算法包括如下步骤：

S1.空调器运行，开启雷达；

具体的，雷达设备可以设置在空调器上，用于对空调器控制房间内用户的情况进行监测。在接收到用户开启空调器的指令后，空调器开始运行，同步的，雷达开启，用于对房间内的物体进行监测，并反馈给空调器，以根据监测的情况合理调整空调器的出风方向、压缩机频率、出风大小等参数，使用户处于一个相对舒适的环境内。当空调器所在房间内有人时，雷达设备通过发射天线将监测区域内发射电磁波、并通过天线接收回波信号，并将接收到的回波信号进行处理。经过变频、滤波、放大、调解等处理手段后，接收机提取出用户的运动速度。利用雷达设备将监测到的情况反馈给空调器，空调器根据反馈情况对空调器的运行参数做出调整以更适合用户是现有技术，在此不再进行赘述。

S2.对房间内的物体进行监测；

具体的，在初始时刻即空调器刚运行，利用雷达设备进行第一轮监测时，将雷达的初始阈值设置为160，便于雷达能监测并识别出来绝大部分情况下用户的活动情况。不论用户是保持静止的或是在运动着，雷达设备的阈值为160都可以粗略的获得用户的活动情况。通过雷达获取的回波得到雷达监测区域内用户的运动速度是现有技术，在此不再详述。

S3.雷达传回T1时间段内用户的平均运动速度x1，并获得对应的雷达阈值y1；

具体的，在初始雷达阈值为160时对房间内的物体进行监测的情况，获取T1时间段内用户的平均运动速度x1。将获取得到的x1代入公式

匹配得到适合运动速度x1的雷达阈值y1。

S4.雷达传回T2时间段内用户的平均运动速度x2；

具体的，将匹配得到的雷达阈值y1作为接下来T2时间段的雷达阈值，并继续对房间内的物体进行监测。雷达根据监测的情况传回T2时间段内用户的平均运动速度x2。

考虑到用户在房间内会走动喝水、站立活动身体、进出房间等情况，设置T1为2～5s，T2为5～8s。通过在相对较短的时间段内，利用雷达设备获取用户的平均运动速度，便于及时关注用户的活动情况。一旦用户的平均运动速度发生变化，就需要调整雷达的阈值，从而识别出不同运动状态的用户的情况。若T1或T2较长，也就意味着在较长一段时间段内，即便用户的活动情况发生变化仍保持不变的雷达阈值，不利于雷达识别监测的准确性。通过T1时间段的设置，使得到的雷达阈值更加稳定。通过T2时间段的设置，监测并更新用户的运动情况，进而确定适宜的雷达阈值，提高了雷达的自适应能力。更为具体的，T1为3s，T2为6s。

S5.判断是否|x1-x2|≥B，若是，根据x2获得对应的雷达阈值y2，并返回步骤S2；

具体的，通过雷达传回T2时间段内用户的平均运动速度x2，并和T1时间段内用户的平均运动速度x1进行比较，以判断T1时间段内匹配得到的雷达阈值y1是否需要更新。

若满足|x1-x2|≥B，说明相比T1时间段内用户的平均运动速度x1，在接下来的T2时间段内用户的平均运动速度x2变化较大，相应的需要更换雷达阈值。由于每个用户都有自己的习惯行为，或者是在一段时间内保持站立、保持坐姿或保持平躺等无大幅度移动的状态，或者是在一段时间内不停的走动，也即用户的运动速度有可能是在不停变化着的，因此根据T1时刻的平均运动速度x1匹配得到的雷达阈值y1不一定适合后续时间段。将雷达阈值按平均运动速度x2代入公式

得到和平均运动速度x2匹配的雷达阈值y2，并返回步骤S2进行下一轮的监测。在返回步骤S2后按照雷达阈值为y2对房间内的物体进行监测。

若不满足|x1-x2|≥B，说明相比T1时间段内用户的平均运动速度x1，在接下来的T2时间段内用户的平均运动速度x2无较大的改变，则可保持雷达阈值y1不变，雷达阈值y1依然可以精准识别用户的活动情况。保持雷达阈值y1不变，并返回步骤S2进行下一轮的监测。在返回步骤S2后按照雷达阈值为y1对房间内的物体进行监测。B由空调器厂商根据经验值确定的。更为具体的，B的取值范围为40～55。优选的，B为50。

需要说明的是，在初始时刻即空调器刚运行无法通过用户的运动速度并代入本发明的公式匹配合适的雷达阈值的情况下，设置初始雷达阈值为160。在后续通过雷达设备获得用户的平均运动速度，并返回步骤S2执行下一轮的监测时，将根据上一轮更新的雷达阈值设置为执行下一轮监测初始时雷达的阈值。

S6.空调器停止运行。

具体的，在采用本发明的一种雷达阈值自适应控制算法时，当接收到用户的关机命令时，空调器停止运行，雷达系统停止监测。

采用本发明的一种雷达阈值自适应控制算法，雷达阈值不再是固定不变的，而是根据监测对象的运动速度发生变化。雷达阈值根据

进行调整。通过不断的进入下一轮的监测，使得雷达设备的阈值也在不断的更新，更加稳定并具有实时性。由于雷达的阈值是根据雷达监测到的用户的活动情况不断变化着，不论用户的运动速度较高还是较低，都能精准识别，并有效避免了阈值过低带来的虚景干扰。雷达把监测到的情况反馈给空调器，使空调器根据用户的活动情况合理调整其运行状态，为用户提供一个舒适的使用环境。

在本发明中还提出一种雷达阈值自适应控制装置，采用上述的雷达阈值自适应控制算法，用于对空调器的雷达设备进行自适应控制。所述控制装置包括：时间获取模块，用于获取时间信息，例如T1、T2等；速度获取模块，用于根据雷达设备传回的信息获取用户的平均运动速度；控制模块，用于根据T1时间段内用户的平均运动速度x1、T2时间段内用户的平均运动速度x2等信息，对雷达阈值自适应控制算法进行控制。

在本发明中还提出一种空调器，采用上述的雷达阈值自适应控制算法。所述空调器还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现所述的雷达阈值自适应控制算法。空调器除了设置雷达设备外，还包括室内机室外机等其他的常规部件，具体部件结构及连接关系可以借鉴现有技术。此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现所述雷达阈值自适应控制算法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，所述雷达的阈值根据用户的运动速度进行调整，利用公式

对雷达的阈值进行匹配，其中x为用户的运动速度，y为根据用户运动速度匹配获得的雷达阈值。

2.根据权利要求1所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，所述雷达阈值自适应控制算法包括如下步骤：

S1.空调器运行，开启雷达；

S2.对房间内的物体进行监测；

S3.雷达传回T1时间段内用户的平均运动速度x1，并获得对应的雷达阈值y1；

S4.雷达传回T2时间段内用户的平均运动速度x2；

S5.判断是否|x1-x2|≥B，若是，根据x2获得对应的雷达阈值y2，并返回步骤S2；

S6.空调器停止运行。

3.根据权利要求2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，步骤S2中，在初始时刻，将雷达的初始阈值设置为160。

4.根据权利要求2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，步骤S4中，将所述步骤S3中匹配得到的雷达阈值y1作为接下来T2时间段的雷达阈值。

5.根据权利要求2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，步骤S4中，若满足|x1-x2|≥B，将雷达阈值按平均运动速度x2代入公式

得到和平均运动速度x2匹配的雷达阈值y2，并返回步骤S2进行下一轮的监测。

6.根据权利要求2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，步骤S4中，若不满足|x1-x2|≥B，则保持雷达阈值y1不变，并返回步骤S2进行下一轮的监测。

7.根据权利要2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，所述T1为2～5s，所述T2为5～8s。

8.根据权利要2所述的一种雷达阈值自适应控制算法，其特征在于，步骤S5中，当接收到用户的关机命令时，空调器停止运行，雷达系统停止监测。

9.一种雷达阈值自适应控制装置，其特征在于，所述雷达阈值自适应控制装置采用权利要求1～8任一项所述的一种雷达阈值自适应控制算法，所述雷达阈值自适应控制装置包括时间获取模块，用于获取时间信息；速度获取模块，用于根据雷达传回的信息获取用户的平均运动速度；控制模块，用于对雷达阈值自适应控制算法进行控制。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器采用权利要求1～8任一项所述的一种雷达阈值自适应控制算法，所述空调器还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器。

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