一种交互式三体系雷达感应系统及其智能坐便器技术方案

本发明专利技术涉及智能马桶控制技术领域，且公开了一种交互式三体系雷达感应系统及其智能坐便器，该系统包括：信息感知单元、数据分析单元、智能控制单元及家庭电脑服务器；其中，信息感知单元，用于感知雷达信号，识别用户的姿态状态；数据分析单元，用于处理信息感知单元采集的数据，并分析用户的姿态状态；智能控制单元，用于根据用户的姿态状态智能控制坐便器的功能；家庭电脑服务器，用于存储和管理用户的数据，以及提供对系统的远程控制和管理。本发明专利技术具备高度智能化的特点，可以通过身体姿态控制的方式完成操作，提升了用户使用的便捷性和舒适度，同时对用户的数据进行存储管理，能够便于用户实时获取智能坐便器在使用时的数据。便于用户实时获取智能坐便器在使用时的数据。便于用户实时获取智能坐便器在使用时的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种交互式三体系雷达感应系统及其智能坐便器


[0001]本专利技术涉及智能马桶控制
，具体来说，涉及一种交互式三体系雷达感应系统及其智能坐便器。

技术介绍

[0002]智能坐便器是一种集安全、卫生、健康、舒适于一体的智能卫浴设备。相对于传统马桶，它具有更多的功能和智能化特点，例如：温水清洗：智能坐便器内置水箱或者与水源连接，可以通过遥控器或按钮开启温水清洗。可以根据需要调节喷头位置、流量等参数，也可以选择温暖的气流干燥。双重消毒：智能坐便器设计有紫外线消毒和离子喷射器两种方式的双重消毒功能，有效去除细菌和病毒，保持卫生。暖风干燥：经过清洗后，可以使用功能强大的暖风干燥系统，让用户在坐便器上感觉更加舒适和放松；座圈加热：智能坐便器还配备了座圈加热功能，保证冬日需要不会因为坐到冰凉马桶而不适；声光提示：智能坐便器还针对不同年龄层的用户推出了定制化服务，例如语音提示、夜灯等智能服务，方便老年用户使用。
[0003]智能坐便器是一种具备创新性技术的卫浴设备，它将传感器、处理器、图像识别技术和智能控制系统等技术融合在一起，以实现对使用者环境、姿态等的侦测分析，从而自动调节喷水量，提供健康舒适的个人体验。雷达感应系统是智能坐便器的关键组成部分。雷达(Radar)全称是“无线电检测与定向”，它是一种使用高频电磁波进行遥感探测和跟踪的无线电技术。在智能坐便器中，雷达传感器负责收集用户的各种信息，通过精确的姿态识别算法，即可判断用户相应的使用状态，如入座、起身、转身等，进而控制坐便器的喷洒水流方向和强度。在智能坐便器的开发中，还涉及到了语音识别技术、数据存储处理技术、智能控制技术等多种相关技术的应用。
[0004]目前，智能坐便器在进行使用的过程中，需要对臀部或者下身进行清洁时，往往是通过固定的参数设置，通过喷水装置来对用户的臀部或者下身进行清洁，但是由于每个人在每次如厕时的落座位置不同以及每个人的体型不同，导致用户在进行落座时的位置不同，从而会出现喷水装置不能精确的对用户的下身进行清洁，进而会降低用户在使用智能坐便器时的用户体验和服务。
[0005]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种交互式三体系雷达感应系统及其智能坐便器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0007]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0008]根据本专利技术的一方面，提供了一种交互式三体系雷达感应系统，该系统包括：信息感知单元、数据分析单元、智能控制单元及家庭电脑服务器；
[0009]其中，所述信息感知单元，用于感知雷达信号，识别用户的姿态状态；
[0010]所述数据分析单元，用于处理信息感知单元采集的数据，并分析用户的姿态状态；
[0011]所述智能控制单元，用于根据用户的姿态状态智能控制坐便器的功能；
[0012]所述家庭电脑服务器，用于存储和管理用户的数据，以及提供对系统的远程控制和管理。
[0013]进一步的，所述信息感知单元包括手势感应模块、脚部感应模块、手部感应模块、落座压力感应模块及尿液感应模块；
[0014]其中，所述手势感应模块，用于手势感应雷达感应用户手势动作并生成手势感应信号；
[0015]所述脚部感应模块，用于通过脚部感应雷达感应用户脚部动作并生成脚部感应信号；
[0016]所述手部感应模块，用于通过手部感应雷达感应用户手部握紧动作并生产手部感应信号；
[0017]所述落座压力感应模块，用于通过阵列式压力传感器感知用户在落座时的压力信号，得到压力数据；
[0018]所述尿液感应模块，用于通过光电传感器感知用户如厕时的尿液。
[0019]进一步的，所述数据分析单元包括数据预处理模块、坐姿位置识别模块，尿液成分分析模块及落座计时模块；
[0020]具体的，所述数据预处理模块基于所述标准化的压力数据计算压力中心位置，具体包括：所述信息感知单元采集布置在所述智能座便器的口沿部的多个压力传感器的压力信息，确定受压范围及压力分布情况，基于所述受压范围及压力分布情况确定平均压力中心。
[0021]其中，所述数据预处理模块，用于对用户落座时的压力数据进行数据处理，得到标准化的压力数据；
[0022]所述坐姿位置识别模块，用于对用户落座时坐姿位置进行识别；
[0023]所述尿液成分分析模块，用于基于近红外光谱技术对用户的尿液成分进行分析；
[0024]所述落座计时模块，用于对用户落座后进行计时。
[0025]进一步的，所述数据预处理模块包括异常值处理子模块、平滑处理子模块、采样率转换子模块、数据缺少补充子模块及数据标准化子模块；
[0026]其中，所述异常值处理子模块，用于通过箱线图法对压力数据进行异常值的判断和滤除；
[0027]所述平滑处理子模块，用于通过正态分布加权邻域均值法对滤除后的压力数据进行平滑处理；
[0028]所述采样率转换子模块，用于对平滑处理后的压力数据进行采样率转换；
[0029]所述数据缺失补充子模块，用于通过插值法对压力数据中的缺失数据进行补充；
[0030]所述数据标准化子模块，用于通过Z
‑
score标准化法对补充后压力数据进行标准化处理。
[0031]进一步的，所述坐姿位置识别模块包括特征提取子模块及坐姿分类子模块；
[0032]其中，所述特征提取子模块，用于对标准化的压力数据进行特征的提取；
[0033]所述坐姿分类子模块，用于改进的随机森林分类器对用户的坐姿进行识别分类。
[0034]进一步的，所述对标准化的压力数据进行特征的提取包括时域特征提取和频域特征提取。
[0035]进一步的，所述智能控制单元包括站立如厕控制模块、坐立如厕控制模块、排污控制模块及清洗控制模块；
[0036]其中，所述站立如厕控制模块，用于在感应到脚部感应信号后，将坐便器的翻盖翻起，进入到站立如厕的模式；
[0037]坐立如厕控制模块，用于在感应到手势感应信号后，将坐便器的翻盖和坐垫圈同时翻起，并进入到坐立如厕模式；
[0038]所述排污控制模块，用于在感应到手部感应信号后，使坐便器进入到排污模式；
[0039]所述清洗控制模块、用于在感应到手部感应信号且同时感应到落座压力信号时，使坐便器进入到排污和清洗模式，并根据识别的用户坐姿位置，判断需要对用户臀部和下身清洗的位置；具体包括以下步骤：
[0040]步骤S1、将所述数据预处理模块提供的使用者的平均压力中心匹配为初始躯干中心位置，并将所述初始躯干中心位置匹配为冲洗目标区域；
[0041]步骤S2、基于设置在所述智能座便器外部两侧、外壁前方及后侧水箱前外壁的距离传感器，对使用者的坐姿进行修订；具体包括以下步骤：
[0042]步骤S21、若所述智能座便器外部两侧的距离传感器所监测的使用者躯干位置的距离差异小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交互式三体系雷达感应系统，其特征在于，该系统用于智能座便器，包括：信息感知单元、数据分析单元、智能控制单元及家庭电脑服务器；其中，所述信息感知单元，用于感知雷达信号，识别用户的姿态状态；所述数据分析单元，用于处理信息感知单元采集的数据，并分析用户的姿态状态；所述数据分析单元包括数据预处理模块、坐姿位置识别模块；所述数据预处理模块，用于对用户落座时的压力数据进行数据处理，得到标准化的压力数据；所述数据预处理模块基于所述标准化的压力数据计算压力中心位置，具体包括：所述信息感知单元采集布置在所述智能座便器的口沿部的多个压力传感器的压力信息，确定受压范围及压力分布情况，基于所述受压范围及压力分布情况确定平均压力中心；所述坐姿位置识别模块包括特征提取子模块及坐姿分类子模块，用于对用户落座时坐姿位置进行识别；所述智能控制单元，用于根据用户的姿态状态智能控制坐便器的功能；所述智能控制单元包括清洗控制模块；所述清洗控制模块，用于在感应到手部感应信号且同时感应到落座压力信号时，使坐便器进入到排污和清洗模式，并根据识别的用户坐姿位置，判断需要对用户臀部和下身清洗的位置；具体包括：步骤S1、将所述数据预处理模块提供的使用者的平均压力中心匹配为初始躯干中心位置，并将所述初始躯干中心位置匹配为冲洗目标区域；步骤S2、基于设置在所述智能座便器外部两侧、外壁前方及后侧水箱前外壁的距离传感器，对使用者的坐姿进行修订；具体包括：步骤S21、若所述智能座便器外部两侧的距离传感器所监测的使用者躯干位置的距离差异小于第一预设值，则不对所述冲洗目标区域进行左右修正，并将冲洗水柱设置为集中冲洗模式；若大于等于第一阈值，则在座便器口沿宽度方向5％的范围内，向距离传感器检测值较小的一侧修正冲洗目标区域，并将冲洗水柱设置为左右摆动冲洗模式；步骤S22、若所述智能座便器外壁前方及后侧水箱前外壁的距离传感器所监测的使用者躯干位置的距离差异小于第二预设值，则不对所述冲洗目标区域进行前后修正，并将冲洗水柱设置为集中冲洗模式；若大于等于第二阈值，则在座便器口沿宽前后方向5％的范围内，向距离传感器检测值较小的一侧修正冲洗目标区域，并将冲洗水柱设置为前后摆动冲洗模式；步骤S23、若所述智能座便器外部两侧的距离传感器所监测的使用者躯干位置的距离差异大于等于第一预设值，且若所述智能座便器外壁前方及后侧水箱前外壁的距离传感器所监测的使用者躯干位置的距离差异大于等于第二预设值，则在座便器口沿宽宽度及前后方向5％的范围内，向距离传感器检测值较小的一侧修正冲洗目标区域，并将冲洗水柱设置为圆形摆动冲洗模式；所述家庭电脑服务器，用于存储和管理用户的数据，以及提供对系统的远程控制和管理。2.根据权利要求1所述的一种交互式三体系雷达感应系统，其特征在于，所述信息感知单元包括手势感应模块、脚部感应模块、手部感应模块、落座压力感应模块及尿液感应模块；其中，所述手势感应模块，用于手势感应雷达感应用户手势动作并生成手势感应信号；
所述脚部感应模块，用于通过脚部感应雷达感应用户脚部动作并生成脚部感应信号；所述手部感应模块，用于通过手部感应雷达感应用户手部握紧动作并生产手部感应信号；所述落座压力感应模块，用于通过阵列式压力传感器感知用户在落...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树栋，陈永明，陈晓璇，
申请(专利权)人：广东乐贤卫浴有限公司，
类型：发明
国别省市：