一种智能防盗门及门体姿态检测方法技术

本发明专利技术公开了一种智能防盗门及门体姿态检测方法。所述智能防盗门包括：防盗门本体、闭门装置、门体姿态检测装置和控制装置；其中，防盗门本体包括门框和门扇；门体姿态检测装置设置于门扇内；控制装置分别与闭门装置和门体姿态检测装置通信连接；控制装置用于在用户进出门后控制闭门装置动作以驱动门扇关闭，确定门扇关闭所需的转动角度值，实时获取门体姿态检测装置的输出结果并据此确定门扇的偏航角，据此计算门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制闭门装置继续动作直到门扇的转动角度差值为零。本发明专利技术采用反馈机制来调整门体姿态，能够使门体完全准确地回到初始位置，避免了防盗门闭合不完全导致的安全问题。

An intelligent anti-theft door and its attitude detection method

【技术实现步骤摘要】
一种智能防盗门及门体姿态检测方法
本专利技术涉及姿态检测
，具体涉及一种智能防盗门及门体姿态检测方法。
技术介绍
电动闭门器采用平开门拉杆及推杆，拉杆适用于内开门，推杆适用于外开门，还采用自动门微电脑控制器来接收传感器或者其他开关的检测信号，用来驱动马达控制门体按照合适的方式运动。目前，家用防盗门采用闭门器来自动关门，可以保证门被开启后，准确、及时地关闭到初始位置。但是，闭门器无法保证门在关闭时能够完全准确地回到初始位置，并且目前市场上有少量能够用来开门的闭门器，其无法保证门能够打开到一个安全的角度，有可能会夹到人给人身安全带来一定风险，缺乏相应的反馈机制来调整门体姿态。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种智能防盗门及门体姿态检测方法。一方面，本专利技术提供一种智能防盗门，包括：防盗门本体、闭门装置、门体姿态检测装置和控制装置；其中，所述防盗门本体包括门框和门扇，所述门扇的一侧与所述门框通过合页相铰接，所述门扇绕着合页的中心轴线做相对转动运动；所述门体姿态检测装置设置于所述门扇内；所述控制装置分别与所述闭门装置和门体姿态检测装置通信连接；所述控制装置用于在用户进出门后控制所述闭门装置动作以驱动所述门扇关闭，确定所述门扇关闭所需的转动角度值，实时获取所述门体姿态检测装置的输出结果并据此确定所述门扇的偏航角，据此计算所述门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制所述闭门装置继续动作直到所述门扇的转动角度差值为零。优选地，所述控制装置还用于在用户进出门前控制所述闭门装置动作以驱动所述门扇打开，确定所述门扇打开所需的转动角度值，实时获取所述门体姿态检测装置的输出结果并据此确定所述门扇的偏航角，据此计算所述门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制所述闭门装置继续动作直到所述门扇的转动角度差值处于预设范围内。优选地，所述闭门装置包括闭门器和驱动臂，所述闭门器位于所述门框上部且通过驱动臂与所述门扇连接。优选地，所述门体姿态检测装置包括加速度计、磁力计和陀螺仪。优选地，还包括身份识别装置、按钮和门锁机构，所述身份识别装置设置于所述门扇外侧，所述按钮设置于所述门扇内侧，所述门锁机构包括门锁和门锁驱动机构，所述控制装置还分别与所述身份识别装置、按钮和门锁驱动装置通信连接；所述控制装置还用于接收所述身份识别装置的身份验证结果，在身份认证结果为验证通过后控制所述门锁驱动机构动作以打开所述门锁；在接收到所述按钮的触发信号时控制所述门锁驱动机构动作以打开所述门锁；以及在所述门扇关闭后控制所述门锁驱动机构动作以关闭所述门锁。另一方面，本专利技术还提供一种智能防盗门的门体姿态检测方法，包括以下步骤：建立以智能防盗门的门扇在关闭状态下的长、宽和高的方向作为x轴、y轴和z轴的参考坐标系，获取所述门扇在x轴和y轴方向的加速度、在x轴和y轴方向的角速度以及在x轴、y轴和z轴方向的磁场强度；根据前一时刻的姿态四元数以及当前时刻的加速度和磁场强度确定当前时刻的姿态梯度；根据当前时刻的加速度对应的特征函数确定加速度计梯度增益；以及，根据当前时刻的磁场强度对应的特征函数确定磁力计梯度增益；根据所述加速度计梯度增益和磁力计梯度增益对所述当前时刻的姿态梯度进行修正，得到修正后的当前时刻的姿态梯度；根据所述前一时刻的姿态四元数、所述修正后的当前时刻的姿态梯度和确定的当前时刻的角速度确定所述门扇当前时刻的姿态四元数，并求解偏航角。优选地，还包括以下步骤：根据修正后的当前时刻的姿态梯度确定角速度误差；根据所述角速度误差对当前时刻的角速度进行补偿，得到补偿后的当前时刻的角速度，并将其作为所述确定的当前时刻的角速度。优选地，在确定所述当前时刻的姿态梯度之前，还包括以下步骤：对所述加速度、角速度和磁场强度进行低通滤波。优选地，在确定所述当前时刻的姿态梯度之前，还包括以下步骤：对所述加速度、角速度和磁场强度进行均值滤波。优选地，利用加速度计获取所述加速度，利用陀螺仪获取所述角速度，以及利用磁力计获取所述磁场强度。本专利技术的有益效果体现在：1)本专利技术提供的智能防盗门能够在用户进出门后控制闭门装置动作来驱动门扇关闭，在关闭过程中对门体实时姿态进行检测并得到门扇的偏航角，通过门扇关闭所需的转动角度值与该偏航角之间的转动角度差值调节闭门装置动作，直到转动角度差值为零。本专利技术采用反馈机制来调整门体姿态，能够使门体完全准确地回到初始位置，避免了防盗门闭合不完全导致的安全问题。2)本专利技术提供的智能防盗门能够在用户进出门前控制闭门装置动作来驱动门扇打开，在打开过程中对门体实时姿态进行检测并得到门扇的偏航角，通过门扇打开所需的转动角度值与该偏航角之间的转动角度差值调节闭门装置动作，直到转动角度差值处于预设范围内。本专利技术采用反馈机制来调整门体姿态，能够使门体打开到一个安全的角度，可以防止门体夹到人，避免了对人身安全产生的风险。3)本专利技术提供的门体姿态检测方法，通过确定加速度计梯度增益和磁力计梯度增益，对姿态梯度进行修正，然后根据前一时刻的姿态四元数、修正后的当前时刻的姿态梯度和确定的当前时刻的角速度确定门扇当前时刻的姿态四元数，并据此求解偏航角。本专利技术能够对姿态梯度进行修正，加快了姿态梯度的收敛速度，进而根据修正后的姿态梯度确定门扇当前时刻的姿态四元数，能够加快偏航角收敛速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术实施例一的智能防盗门的结构组成示意图；图2为本专利技术实施例二的门体姿态检测方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例一图1为本专利技术实施例一的智能防盗门的结构组成示意图。如图1所示，智能防盗门包括防盗门本体1、闭门装置2、门体姿态检测装置3和控制装置4。防盗门本体1包括门框和门扇，门扇的一侧与门框通过合页相铰接，门扇绕着合页的中心轴线做相对转动运动。闭门装置2包括闭门器和驱动臂，闭门器位于门框上部且通过驱动臂与门扇连接。门体姿态检测装置3包括加速度计、磁力计和陀螺仪，均设置于门扇内。控制装置4是智能防盗门的核心控制部件，其设置于门扇内，分别与闭门装置2和门体姿态检测装置3通信连接。在用户进出门前门扇处于关闭状态，控制装置4用于控制闭门装置2动作以驱动门扇从初始位置(门扇关闭时的位置)开始转动，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能防盗门，其特征在于，包括：防盗门本体、闭门装置、门体姿态检测装置和控制装置；/n其中，所述防盗门本体包括门框和门扇，所述门扇的一侧与所述门框通过合页相铰接，所述门扇绕着合页的中心轴线做相对转动运动；所述门体姿态检测装置设置于所述门扇内；所述控制装置分别与所述闭门装置和门体姿态检测装置通信连接；/n所述控制装置用于在用户进出门后控制所述闭门装置动作以驱动所述门扇关闭，确定所述门扇关闭所需的转动角度值，实时获取所述门体姿态检测装置的输出结果并据此确定所述门扇的偏航角，据此计算所述门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制所述闭门装置继续动作直到所述门扇的转动角度差值为零。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能防盗门，其特征在于，包括：防盗门本体、闭门装置、门体姿态检测装置和控制装置；
其中，所述防盗门本体包括门框和门扇，所述门扇的一侧与所述门框通过合页相铰接，所述门扇绕着合页的中心轴线做相对转动运动；所述门体姿态检测装置设置于所述门扇内；所述控制装置分别与所述闭门装置和门体姿态检测装置通信连接；
所述控制装置用于在用户进出门后控制所述闭门装置动作以驱动所述门扇关闭，确定所述门扇关闭所需的转动角度值，实时获取所述门体姿态检测装置的输出结果并据此确定所述门扇的偏航角，据此计算所述门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制所述闭门装置继续动作直到所述门扇的转动角度差值为零。


2.根据权利要求1所述的智能防盗门，其特征在于，所述控制装置还用于在用户进出门前控制所述闭门装置动作以驱动所述门扇打开，确定所述门扇打开所需的转动角度值，实时获取所述门体姿态检测装置的输出结果并据此确定所述门扇的偏航角，据此计算所述门扇的转动角度差值，并根据该转动角度差值控制所述闭门装置继续动作直到所述门扇的转动角度差值处于预设范围内。


3.根据权利要求1或2所述的智能防盗门，其特征在于，所述闭门装置包括闭门器和驱动臂，所述闭门器位于所述门框上部且通过驱动臂与所述门扇连接。


4.根据权利要求1或2所述的智能防盗门，其特征在于，所述门体姿态检测装置包括加速度计、磁力计和陀螺仪。


5.根据权利要求4所述的智能防盗门，其特征在于，还包括身份识别装置、按钮和门锁机构，所述身份识别装置设置于所述门扇外侧，所述按钮设置于所述门扇内侧，所述门锁机构包括门锁和门锁驱动机构，所述控制装置还分别与所述身份识别装置、按钮和门锁驱动装置通信连接；
所述控制装置还用于接收所述身份识别装置的身份验证结果，在身份认证结果为验证通过后控制所述门锁驱动机构动作以打开所述门锁；在接收到所述按钮的触发信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢群斐，郑旭群，李娜，
申请(专利权)人：上海菲马仕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31