一种基于毫米波雷达的智能厕所系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，该系统在利用毫米波雷达监测厕所的使用情况，通过利用毫米波雷达监测厕所使用情况，实现对厕所的智慧保洁、自动开关灯、地面积水报警、自动换气、厕所使用情况显示、流量统计等智能应用；本发明专利技术包括用于挂在厕所墙面的毫米波雷达，以及根据毫米波雷达数据处理结果控制的智慧保洁系统、自动换气设备、自动开灯设备、智慧统计显示设备。本发明专利技术适用于智慧城市领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的智能厕所系统


[0001]本专利技术涉及智慧城市
，特别涉及一种基于毫米波雷达的智能厕所系统。

技术介绍

[0002]小厕所，大民生，厕所虽小，却折射了民生。厕所是衡量文明的重要标志，改善厕所卫生状况直接关系到这些国家人民的健康和环境状况。随着生活水平的改善和健康水平的提高，公厕的环境卫生也更能体现一个城市的建设水平，而一个国家的厕所状况，则更能体现国家的文化和国家的文明程度。从这个意义上看，公厕设施的改善、卫生入厕等行为的形成、健康厕所文化的树立，既是个人和家庭的私事，也是国家和民族的大事。
[0003]目前，城市公共厕所存在以下几个问题：
[0004]1随着城市化发展，越来越多人集中在城市。城市人员聚集地方，比如商场、办公楼等常常存在厕所紧缺问题。
[0005]2厕所的保洁和养护也经常耗费大量的人力。由于对厕所使用情况缺乏了解，保洁人员需要经常去查看并清洁厕所位。
[0006]3由于厕所耗水大，地面经常存在积水问题，容易使人滑倒，需要及时处理。
[0007]4厕所由于是公共区域，缺乏负责人，厕所灯光以及排风扇经常24小时运转照成能源大量浪费。
[0008]由于厕所涉及到隐私问题，常规的摄像头无法在厕所环境中使用。无隐私问题的红外和激光应用范围有限，需要安装在每个厕所位的上方，准确性低和施工难度大，且激光和红外镜头类似摄像头，易让人产生担忧。毫米波雷达可以监测人员位置与运动情况，以及地面积水情况，可以完美地解决上述问题。同时，毫米波雷达存在检测准确率高，不管是静止、微运动还是运动人员都可以实现准确检测；无隐私、敏感问题，无镜头设计；超低功耗，辐射量仅为蓝牙十分之一，对人体安全无害；检测距离远，适配各种安装高度；可自由设定检测范围，适用于不同大小和形状的空间区域；不受环境障碍物影响，如烟雾，污垢遮挡、低光照，热源等，不需要任何维护；美观、可隐藏在木材或塑料天花板等非金属材料后等优点。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，以克服现有技术中的不足。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]本申请公开了一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，包括毫米波雷达、雷达信号处理模块和智能应用终端，所述毫米波雷达和雷达信号处理模块安装于厕所墙面上，所述毫米波雷达与雷达信号处理模块相连接，所述雷达信号处理模块与智能应用终端相连接，所述控制方法包括如下步骤：
[0012]S1、毫米波雷达通过发射电磁波对厕所环境进行感知，电磁波遇到目标后反射形成雷达回波，毫米波雷达接收雷达回波并对雷达回波进行解调；
[0013]S2、雷达信号处理模块对解调后的雷达回波进行距离维的快速傅里叶变换提取回波频率得到对应的距离维信息，再对距离维信息进行快速傅里叶变换进行速度提取得到速度维信息；
[0014]S3、根据速度维信息，利用CFAR算法判断是否有人员进入厕所；若有人员则进入下一步；反之，回到步骤S1；
[0015]S4、毫米波雷达通过监测厕所内人员位置与速度，确定厕所是否被使用，并判断使用厕所具体位置，对其使用情况以及使用时间进行统计；
[0016]S5、毫米波雷达通过监测厕所位内人员是否转身和下蹲判断进入厕所位的人员的目的。
[0017]作为优选，所述步骤S4具体包含如下子步骤：
[0018]S41、根据进入厕所的人员的雷达回波进行到达角估计得到方位信息；
[0019]S42、根据入厕所的人员的距离维信息和方位信息确定进入厕所位的编号；
[0020]S43、对该厕所位的使用状态信息进行标记；
[0021]S44、统计该厕所位的使用频次。
[0022]作为优选，所述步骤S5具体包含如下子步骤：
[0023]S51、根据厕所位内的人员的雷达回波的点云数据的强度和水平方向微多普勒变化符合度提取出转身概率；所述转身概率的值大于等于0小于等于1；
[0024]S52、根据厕所位内的人员的雷达回波点云上下变化以及垂直方位的微多普勒变化，提取出下蹲概率；所述下蹲概率的值大于等于0小于等于1；
[0025]S53、根据转身概率和下蹲概率，判断厕所位内的人员的目的；
[0026]作为优选，所述步骤S53具体判断过程如下：计算转身概率和下蹲概率之和，若转身概率和下蹲概率之和小于等于1，则判断为打扫卫生；若转身概率和下蹲概率之和大于1，则判断为使用厕所。
[0027]作为优选，所述智能应用终端包括地面积水报警装置，所述控制方法还包括步骤S6、毫米波雷达根据雷达回波的强度判断厕所地面是否存在积水；具体操作如下：
[0028]S61、训练测试不同纹理材质厕所地面的雷达回波数据，得到相应的雷达强度阈值；
[0029]S62、当厕所地面的雷达回波的强度低于雷达强度阈值时，判断厕所地面存在积水；反之判断厕所地面不存在积水；
[0030]S63、当判断厕所地面存在积水时，地面积水报警装置呼叫保洁进行打扫。
[0031]作为优选，所述智能应用终端包括自动开关灯和自动排风扇，所述步骤S3中判断为有人员进入厕所后，则开启自动开关灯和自动排风扇。
[0032]本专利技术的有益效果：
[0033]本专利技术可以在不侵犯隐私的前提下，实现对厕所使用情况的监控与智能管理。本系统的应用可以改善人员密集区域厕所紧缺排队问题，也可以减少保洁人员工作内容，提高厕所保洁效果，同时减小厕所由于没人关灯关排气扇带来的能源浪费；
[0034]本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
[0035]图1是本专利技术一种基于毫米波雷达的智能厕所系统的平面示意图；
[0036]图2是本专利技术一种基于毫米波雷达的智能厕所系统的控制流程图；
[0037]图3是雷达解调回波经过一次FFT后得到的距离
‑
时间图；
[0038]图4是雷达解调回波经过二次FFT后得到的距离
‑
速度图。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0040]参阅图1，本专利技术提出一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，该系统可以安装在厕所墙壁上实现对厕所使用情况的智能管理和控制，包括毫米波雷达、雷达信号处理数字电路、无线物联模块，以及智能无线控制灯泡、智能排气扇、无线喇叭、以及包含配套的智慧保洁、厕所使用情况显示、流量统计等功能的智能移动终端；其中，毫米波雷达和雷达信号处理数字电路位于厕所上方墙面，检测不同位置人员运动情况、地面积水情况。
[0041]参阅图2，本专利技术一种基于毫米波雷达的智能厕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，其特征在于，包括毫米波雷达、雷达信号处理模块和智能应用终端，所述毫米波雷达和雷达信号处理模块安装于厕所墙面上，所述毫米波雷达与雷达信号处理模块相连接，所述雷达信号处理模块与智能应用终端相连接，所述控制方法包括如下步骤：S1、毫米波雷达通过发射电磁波对厕所环境进行感知，电磁波遇到目标后反射形成雷达回波，毫米波雷达接收雷达回波并对雷达回波进行解调；S2、雷达信号处理模块对解调后的雷达回波进行距离维的快速傅里叶变换提取回波频率得到对应的距离维信息，再对距离维信息进行快速傅里叶变换进行速度提取得到速度维信息；S3、根据速度维信息，利用CFAR算法判断是否有人员进入厕所；若有人员则进入下一步；反之，回到步骤S1；S4、毫米波雷达通过监测厕所内人员位置与速度，确定厕所是否被使用，并判断使用厕所具体位置，对其使用情况以及使用时间进行统计；S5、毫米波雷达通过监测厕所位内人员是否转身和下蹲判断进入厕所位的人员的目的。2.如权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，其特征在于，所述步骤S4具体包含如下子步骤：S41、根据进入厕所的人员的雷达回波进行到达角估计得到方位信息；S42、根据入厕所的人员的距离维信息和方位信息确定进入厕所位的编号；S43、对该厕所位的使用状态信息进行标记；S44、统计该厕所位的使用频次。3.如权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的智能厕所系统，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾玉明，杨李杰，卢昊，励翔东，沈思逸，邓庆文，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：