一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶技术方案

本发明专利技术涉及一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶，方法包含以下步骤：响应于马桶盖关闭时，将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式；发射FSK调频信号并接收反射回的FSK调频信号，判断是否有运动的目标靠近马桶，若是则将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式；发射FMCW调频信号并接收反射回的FMCW调频信号，判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区，若是则输出开盖指令。本发明专利技术采用先FSK模式再采用FMCW模式，与单FSK或单FMCW方案相比，提高可靠性降低误判率，避免单FSK方案的高误触和单FMCW的响应不一致。FSK方案的高误触和单FMCW的响应不一致。FSK方案的高误触和单FMCW的响应不一致。

A toilet control method, system and toilet based on millimeter wave radar

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶


[0001]本专利技术涉及马桶控制领域，具体指有一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶。

技术介绍

[0002]智能马桶能够实现对马桶盖的无接触开盖、开圈，其原理基于人体识别，当人体靠近或离去时，智能马桶做出相应的动作指令。为了准确地识别人体靠近或离开，智能马桶设置有感应范围，目标需要在感应范围内才发出开盖指令。
[0003]现有的智能马桶一般采用毫米波雷达实现上述功能，其多采用一发一收的设计，波形一般用FSK(Frequency Shift Keying，频移键控)或者FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)。采用单FSK或单FMCW的方案具有以下缺点：
[0004]FSK雷达：1、只能检测运动物体，不能检测静止物体，无法持续检测人体微动；2、距离为与雷达的径向距离，无法控制左右两边的感应范围。
[0005]FMCW雷达：1、无法精确测量距离；2、受人员的身高体型影响，导致不同人的开盖响应不一致。
[0006]针对上述的现有技术存在的问题设计一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶是本专利技术研究的目的。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术在于提供一种基于毫米波雷达的马桶控制方法、系统以及马桶，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
[0008]本专利技术的技术方案是：
[0009]一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，包含以下步骤：
[0010]响应于马桶盖关闭时，将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式；
[0011]发射FSK调频信号并接收反射回的FSK调频信号，判断是否有运动的目标靠近马桶，若是则将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式；
[0012]发射FMCW调频信号并接收反射回的FMCW调频信号，判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区，若是则输出开盖指令。
[0013]进一步地，所述判断是否有运动的目标靠近马桶包括：
[0014]对所述反射回的FSK调频信号进行FFT运算，根据相位差计算目标的距离，当所述目标的距离处于第一阈值区间时，判定为目标靠近马桶。
[0015]进一步地，所述第一阈值区间为0－0.4m。
[0016]进一步地，所述判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区包括：
[0017]对N帧所述反射回的FMCW调频信号进行二维FFT运算，计算得到第一个距离维，计算第一个距离维的幅值方差；
[0018]若所述幅值方差大于第二阈值，判定为所述目标处于马桶感应区。
[0019]进一步地，定义所述毫米波雷达的帧率为M，N＝0.2M－1M之间的正整数。
[0020]进一步地，所述第二阈值为5000－15000。
[0021]进一步地，所述判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区，若是则输出开盖指令之后，执行以下步骤：
[0022]若否，则将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式。
[0023]进一步地，所述判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区包括：
[0024]对N帧所述反射回的FMCW调频信号进行二维FFT运算，计算得到第一个距离维，计算第一个距离维的幅值方差；
[0025]若所述幅值方差小于第三阈值，判定为马桶感应区不存在目标，所述第三阈值为800－1200。
[0026]进一步提供一种基于毫米波雷达的马桶控制系统，包括：
[0027]FSK切换模块，用于响应于马桶盖关闭时，将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式；
[0028]FMCW切换模块，用于发射FSK调频信号并接收反射回的FSK调频信号，判断是否有运动的目标靠近马桶，若是则将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式；
[0029]判断模块，用于发射FMCW调频信号并接收反射回的FMCW调频信号，判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区，若是则输出开盖指令。
[0030]进一步提供一种基于毫米波雷达的马桶，包括马桶，所述马桶设置有马桶盖，包括所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制系统，所述马桶盖通过所述一种基于毫米波雷达的马桶控制系统控制。
[0031]因此，本专利技术提供以下的效果和/或优点：
[0032]本专利技术通过毫米波雷达的一发一收制式，采用先FSK模式判断是否有活动的目标靠近，再采用FMCW模式判断目标是否静止与感应区，从人员的接近和微动检测，进而判定人员是否需要使用马桶并控制马桶圈的开启。与单 FSK或单FMCW方案相比，提高可靠性降低误判率，避免单FSK方案的高误触和单FMCW的响应不一致。
[0033]本申请只需要一发一收毫米波即可实现，无需复杂的天线设计。
[0034]应当明白，本专利技术的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本专利技术的进一步的解释。
附图说明
[0035]图1为本流程示意图。
[0036]图2为逻辑示意图。
[0037]图3为马桶感应区的示意图。
具体实施方式
[0038]为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本专利技术的结构作进一步详细描述：应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别说明其顺序的，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行，
[0039]参考图1－2，一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，包含以下步骤：
[0040]S1，响应于马桶盖关闭时，将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式；
[0041]本实施例的步骤1从马桶盖关闭后开始工作，FSK模式下，具体为毫米波雷达向四周发送频率差为20MHz的FSK调频信号。本实施例中，就本文使用的而言，术语“FSK模式”可被认为与以下术语同义和/或被称为：FSK 调制从而产生FSK信号，最简单的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换，从而交错产生两种不同频率的波形。
[0042]S2，发射FSK调频信号并接收反射回的FSK调频信号，判断是否有运动的目标靠近马桶，若是则将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式；
[0043]通过接收反射回的FSK调频信号，可以计算得到活动的目标与雷达之间的距离变化，从而得到活动的目标当前与雷达之间的距离。其中，计算当前目标与雷达之间的距离属于现有技术。
[0044]由于目标(例如人体)靠近马桶的过程中，目标往往是活动的从而靠近马桶，本实施例通过雷达的FSK模式可以计算出运动目标的距离后，即可判断是否有运动的目标靠近马桶，如果有目标靠近马桶，则目标在靠近马桶后往往会开始静止或者轻微活动，此时雷达的FSK模式无法继续感知目标。因此，本步骤将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式。
[0045]S3，发射FMCW调频信号并接收反射回的FMCW调频信号，判断是否有静止或微小移动的目标处于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，其特征在于：包含以下步骤：响应于马桶盖关闭时，将毫米波雷达的工作方式切换为FSK模式；发射FSK调频信号并接收反射回的FSK调频信号，判断是否有运动的目标靠近马桶，若是则将所述毫米波雷达的工作方式切换为FMCW模式；发射FMCW调频信号并接收反射回的FMCW调频信号，判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区，若是则输出开盖指令。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，其特征在于：所述判断是否有运动的目标靠近马桶包括：对所述反射回的FSK调频信号进行FFT运算，根据相位差计算目标的距离，当所述目标处于马桶前侧的距离在第一阈值区间时，判定为目标靠近马桶。3.根据权利要求2所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，其特征在于：所述第一阈值区间为0－0.4m。4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，其特征在于：所述判断是否有静止或微小移动的目标处于马桶感应区包括：对N帧所述反射回的FMCW调频信号进行二维FFT运算，计算得到第一个距离维，计算第一个距离维的幅值方差；若所述幅值方差大于第二阈值，判定为所述目标处于马桶感应区。5.根据权利要求4所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制方法，其特征在于：定义所述毫米波雷达的帧率为M，N＝0.2M－1M之间的正整数。6.根据权利要求4所述的一种基于毫米波雷达的马桶控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰洪祥，张谅，
申请(专利权)人：厦门精益远达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：