CN117007180A - 一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法及装置 - Google Patents

一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)，获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；步骤(2)，判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；步骤(3)，判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足三条件；步骤(4)，确认步骤(2)、步骤(3)是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发，能有效的避免侧面敲击和低频波动的检测输出和误触发输出，并且成本低。

Description

一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法及装置
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体的，涉及一种敲击传感器算法及其敲击传感器。
背景技术
现有的敲击传感器，是将振动传感器模组与被检测物体固定在一起，应用能检测瞬时加速度的基本特性，来感知敲击信号，当振动传感器模组感知到敲击信号时，输出一个脉冲信号，通知主控。其中，振动传感器通常为三轴加速度传感器，它是基于加速度的基本原理去实现工作的，加速度是个空间矢量，一方面，要准确了解物体的运动状态，必须测得其三个坐标轴上的分量；另一方面，在预先不知道物体运动方向的场合下，只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。并且，三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映物体的运动性质，因此，三轴加速度传感器在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到广泛的应用。
应用三轴加速度传感器的敲击传感器，当有正面敲击和侧面敲击时，都会检测输出，当有缓慢重压或者喇叭等低频波动时，也会检测输出，但是，敲击传感器在实际使用时要求：只有正面敲击时，才能检测输出；侧面敲击时，不能检测输出，以及低频波动时，不能误触发输出。
一方面，由于三轴加速度传感器本身具有感知正面和两个侧面，一共三个方向的敲击信号的能力，所以难以避免侧面敲击时不进行检测输出；另一方面，敲击传感器采用MCU实时采集三轴加速度传感器数据并进行数据处理，但是目前的MCU没有进行低频波动过滤、或者没有有效的进行低频波动过滤，导致还是会有误触发输出。
有鉴于此，本发明提供一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法及装置，能有效的避免侧面敲击和低频波动的检测输出和误触发输出，并且成本低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法及装置，能有效的避免侧面敲击和低频波动的检测输出和误触发输出，并且成本低。
一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)，获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
步骤(2)，判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
步骤(3)，判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4])；
步骤(4)，确认步骤(2)、步骤(3)是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
进一步的，所述正面敲击，为洗碗机的门板的正面被手指敲击、或者被物体撞击的信号。
进一步的，在步骤(3)中，若实时加速度值与上一时刻加速度值的差值未超过设定阈值且不在等待输出脉冲信号期间，则更新移动平均值。
进一步的，更新移动平均值采用滑窗法，滑窗法能够进行实时数据的采集，不受其传感器所属环境的限制，精确度较高。
在一些实施例中，当正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值未超过设定阈值的条件时，如果其他轴的实时加速度值与上一时刻加速度值的差值超过设定阈值的条件,则判断为误触发，直接忽略本次敲击，并且增加本次敲击与下次敲击的间隔时间。
进一步的，增加本次敲击到下次有效敲击的间隔时间在160ms。
进一步的，通过计算连续多次实时值与最新移动平均值的差值之和，哪个轴的差值之和最大，说明哪个轴发生了敲击，正面轴的差值之和最大，说明正面轴发生了敲击。
进一步的，所述实时采集一次三轴加速度传感器数据、并进行数据运算及处理的时间周期为2ms。
一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的装置，其特征在于：包括以下模块：
获取模块，用于获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
第一判断模块，用于判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
第二判断模块，用于判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4])；
确认模块，用于确认第一判断模块和第二判断模块是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
进一步的，所述正面敲击，为洗碗机的门板的正面被手指敲击、或者被物体撞击的信号。
进一步的，在第二判断模块中，若实时加速度值与上一时刻加速度值的差值未超过设定阈值且不在等待输出脉冲信号期间，则更新移动平均值。
进一步的，更新移动平均值采用滑窗法，滑窗法能够进行实时数据的采集，不受其传感器所属环境的限制，精确度较高。
在一些实施例中，当正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值未超过设定阈值的条件时，如果其他轴的实时加速度值与上一时刻加速度值的差值超过设定阈值的条件,则判断为误触发，直接忽略本次敲击，并且增加本次敲击与下次敲击的间隔时间。
进一步的，增加本次敲击到下次有效敲击的间隔时间在160ms。
进一步的，通过计算连续多次实时值与最新移动平均值的差值之和，哪个轴的差值之和最大，说明哪个轴发生了敲击，正面轴的差值之和最大，说明正面轴发生了敲击。
进一步的，所述实时采集一次三轴加速度传感器数据、并进行数据运算及处理的时间周期为2ms。
本发明的敲击传感器算法及其敲击传感器，与现有技术相比，主要是优化了MCU对采集到的三轴加速度传感器数据，第一方面，实时加速度值与移动平均值的差值，表示相对于静止时的单次振动量，使用移动平均值作为基准，既可以去除数据漂移的影响，又可以过滤正常敲击引起的振动频率以下的低频波动和误操作，第二方面，连续多次差值之和，表示多次振动量的累加，也就是某个轴一段时间内总的振动量，识别率高，第三方面，当发生敲击时，单次振动量最大的那个轴不一定是敲击方向的那个轴，尤其当敲击方向与某个轴成一定夹角时，这种情况更为突出，但是根据能量守恒和转化定律，敲击方向的那个轴的振动量一定是累加最大的，因此，本申请的技术方案，能够准确的判断哪个轴发生了敲击，避免了现有技术的误判、识别率低、误操作多等技术问题，本发明中的算法经过大量的测试验证，表明可以获得更高的识别率和更低的误判，大大改善用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法的整体流程示意图。
具体实施方式
描述以下实施例以辅助对本发明的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本发明的保护范围。
在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。
此外，附图内的组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备来进行的间接连接或固定。
实施例1：
如图1所示，为本发明实施例1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法的整体流程示意图。
一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)，获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
步骤(2)，判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
步骤(3)，判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方,较为优选的,n1为600；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4]),较为优选的,n2为4；
步骤(4)，确认步骤(2)、步骤(3)是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
进一步的，所述正面敲击，为洗碗机的门板的正面被手指敲击、或者被物体撞击的信号。
进一步的，在步骤(3)中，若实时加速度值与上一时刻加速度值的差值未超过设定阈值且不在等待输出脉冲信号期间，则更新移动平均值。
进一步的，更新移动平均值采用滑窗法，滑窗法能够进行实时数据的采集，不受其传感器所属环境的限制，精确度较高。
在一些实施例中，当正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值未超过设定阈值的条件时，如果其他轴的实时加速度值与上一时刻加速度值的差值超过设定阈值的条件,则判断为误触发，直接忽略本次敲击，并且增加本次敲击与下次敲击的间隔时间。
进一步的，增加本次敲击到下次有效敲击的间隔时间在160ms。
进一步的，通过计算连续多次实时值与最新移动平均值的差值之和，哪个轴的差值之和最大，说明哪个轴发生了敲击，正面轴的差值之和最大，说明正面轴发生了敲击。
进一步的，所述实时采集一次三轴加速度传感器数据、并进行数据运算及处理的时间周期为2ms。
实施例2：
一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的装置，其特征在于：包括以下模块：
获取模块，用于获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
第一判断模块，用于判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
第二判断模块，用于判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方,较为优选的,n1为600；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4]),较为优选的,n2为4；
确认模块，用于确认第一判断模块和第二判断模块是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
进一步的，所述正面敲击，为洗碗机的门板的正面被手指敲击、或者被物体撞击的信号。
进一步的，在第二判断模块中，若实时加速度值与上一时刻加速度值的差值未超过设定阈值且不在等待输出脉冲信号期间，则更新移动平均值。
进一步的，更新移动平均值采用滑窗法，滑窗法能够进行实时数据的采集，不受其传感器所属环境的限制，精确度较高。
在一些实施例中，当正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值未超过设定阈值的条件时，如果其他轴的实时加速度值与上一时刻加速度值的差值超过设定阈值的条件,则判断为误触发，直接忽略本次敲击，并且增加本次敲击与下次敲击的间隔时间。
进一步的，增加本次敲击到下次有效敲击的间隔时间在160ms。
进一步的，通过计算连续多次实时值与最新移动平均值的差值之和，哪个轴的差值之和最大，说明哪个轴发生了敲击，正面轴的差值之和最大，说明正面轴发生了敲击。
进一步的，所述实时采集一次三轴加速度传感器数据、并进行数据运算及处理的时间周期为2ms。
本发明的敲击传感器算法及其敲击传感器，与现有技术相比，主要是优化了MCU对采集到的三轴加速度传感器数据，第一方面，加速度实时值与移动平均值的差值，表示相对于静止时的单次振动量，使用移动平均值作为基准，既可以去除数据漂移的影响，又可以过滤正常敲击引起的振动频率以下的低频波动和误操作，第二方面，连续多次差值之和，表示多次振动量的累加，也就是某个轴一段时间内总的振动量，识别率高，第三方面，当发生敲击时，单次振动量最大的那个轴不一定是敲击方向的那个轴，尤其当敲击方向与某个轴成一定夹角时，这种情况更为突出，但是根据能量守恒和转化定律，敲击方向的那个轴的振动量一定是累加最大的，因此，本申请的技术方案，能够准确的判断哪个轴发生了敲击，避免了现有技术的误判、识别率低、误操作多等技术问题，本发明中的算法经过大量的测试验证，表明可以获得更高的识别率和更低的误判，大大改善用户体验。
尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保护范围以权利要求为准。

Claims (9)

1.一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)，获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
步骤(2)，判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
步骤(3)，判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4])；
步骤(4)，确认步骤(2)、步骤(3)是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
2.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，所述正面敲击，为洗碗机的门板的正面被手指敲击、或者被物体撞击的信号。
3.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，在步骤(3)中，若实时加速度值与上一时刻加速度值的差值未超过设定阈值且不在等待输出脉冲信号期间，则更新移动平均值。
4.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，更新移动平均值采用滑窗法，滑窗法能够进行实时数据的采集，不受其传感器所属环境的限制，精确度较高。
5.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，当正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值未超过设定阈值的条件时，如果其他轴的实时加速度值与上一时刻加速度值的差值超过设定阈值的条件,则判断为误触发，直接忽略本次敲击，并且增加本次敲击与下次敲击的间隔时间。
6.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，增加本次敲击到下次有效敲击的间隔时间在160ms。
7.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，通过计算连续多次实时值与最新移动平均值的差值之和，哪个轴的差值之和最大，说明哪个轴发生了敲击，正面轴的差值之和最大，说明正面轴发生了敲击。
8.如权利要求1所述的应用于洗碗机门板的敲击传感器的操作执行方法，其特征在于，所述实时采集一次三轴加速度传感器数据、并进行数据运算及处理的时间周期为2ms。
9.一种应用于洗碗机门板的敲击传感器的装置，其特征在于：包括以下模块：
获取模块，用于获取传感器采集到的实时传感器数据，传感器至少包括三轴加速度传感器；
第一判断模块，用于判断实时加速度值与上一时刻加速度值的差值是否有超过设定阈值，超过设定阈值，则满足条件；
第二判断模块，用于判断实时加速度值与移动平均值的差值是否同时满足以下三条件：
A、连续多次的正面轴的实时加速度值与移动平均值的差值之和最大；
B、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的n1倍(n1∈[600,800])分别都大于其他轴的差值之和的平方；
C、连续多次的正面轴的实时加速度值与最新移动平均值的差值之和的平方大于其他两个轴的差值之和的平方的和的n2倍(n2∈[2,4])；
确认模块，用于确认第一判断模块和第二判断模块是否均满足条件，若满足，则洗碗机发生振动，打开洗碗机门板；若不满足，则判断为误触发。
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