洗衣机振动检测方法、装置、系统、存储介质及洗衣机与流程

1.本发明涉及振动检测技术，具体涉及一种洗衣机振动检测方法、装置、系统、存储介质及洗衣机。


背景技术：

2.洗衣机的形式多种多样，但一般都有一个承载衣服且会转动的内桶(也称为洗衣机脱水桶)以及一个用于盛水的外桶(也称为洗衣机盛水桶)。受内桶内衣服放置不均匀、脱水速率大等因素影响，内桶在转动过程中容易发生偏心，进而影响外桶偏心，带来振动和噪音，极端情况甚至会导致洗衣机移动，影响用户体验。为了减小振动和噪音，目前常由专业的检测人员人工判断桶的偏心或振动情况，不仅效率低下，而且受人工经验等主观因素影响精确度也难以保证。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种洗衣机振动检测方法、装置、系统、存储介质和一种洗衣机，能够实现自动对洗衣机振动情况进行检测。
4.为实现上述目的，本技术提供的洗衣机振动检测方法，包括：控制设置于洗衣机内第一部件上的雷达发射电磁波；采集所述雷达接收的经洗衣机内的电磁波反射部件反射回的回波信号；其中，所述第一部件或所述反射部件为振动源；根据所述回波信号确定所述振动源的振动情况。
5.优选地，所述反射部件为具有导电性能的材质。
6.优选地，所述反射部件具有金属材质。
7.优选地，所述第一部件为作为振动源的盛水桶，所述反射部件为洗衣机外壁；或，所述第一部件为洗衣机外壁，所述反射部件为作为振动源的盛水桶。
8.优选地，所述雷达为毫米波雷达。
9.优选地，所述雷达为调频连续波fmcw雷达；根据所述回波信号确定所述振动源的振动情况，包括：确定所述回波信号的相位，根据所述相位确定所述雷达和所述反射部件间的距离；确定振动源静止时所述雷达和反射部件间的基准距离，根据所述距离与所述基准距离的差值确定所述振动源的振动位移。
10.优选地，确定所述回波信号的相位，包括：根据所述基准距离和雷达的距离分辨率确定距离量化单元；从回波信号样本中选择与所述距离量化单元对应的样本信号确定所述相位。
11.优选地，所述雷达为连续波cw雷达，根据所述回波信号确定所述振动源的振动情况，包括：对所述回波信号进行频域分析，根据频域信号的波动情况确认所述振动源的振动情况。
12.优选地，所述雷达为连续波cw雷达，根据所述回波信号确定所述振动源的振动情况，包括：对所述回波信号进行时域分析，根据时域信号的波动情况确认所述振动源的振动
情况。
13.优选地，所述方法还包括：确认所述振动源的振动情况后，根据所述振动源的振动情况判断所述振动是否在正常振动范围内；对于在非正常振动范围内的振动，进行振动干预，所述振动干预包括以下一种或多种：振动报警；振动控制。
14.本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的方法。
15.本技术还提供了一种洗衣机振动检测装置，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现如上所述的方法。
16.本技术还提供了一种洗衣机振动检测系统，所述系统包括：
17.雷达，设置在洗衣机内第一部件上，设置为发射电磁波；反射部件，设置为反射所述电磁波，与所述雷达配合使得经过反射的回波信号被所述雷达接收；如上所述的洗衣机振动检测装置；其中，所述第一部件或所述反射部件为振动源。
18.本技术还提供了一种洗衣机，包括如上所述的振动检测系统。
19.本技术技术方案中，控制设置于洗衣机内第一部件上的雷达发射电磁波，以及采集所述雷达接收的经洗衣机内的电磁波反射部件反射回的回波信号，所述第一部件或所述反射部件为振动源，根据所述回波信号确认所述振动源的振动情况，实现了自动对洗衣机振动情况进行检测。由于电磁波信号受脏污、塑料件遮挡、潮湿环境、安装空间等因素影响小，本技术技术方案基于电磁波完成振动检测，提高了技术方案的适用性以及提高了获得的振动源振动情况的准确性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例提供的一种应用于洗衣机的振动检测方法流程图；
22.图2为本技术实施例提供的内部安装有雷达的滚筒洗衣机的正视图图；
23.图3为本技术实施例提供的内部安装有雷达的波轮洗衣机的俯视图；
24.图4为本技术实施例提供的另一种内部安装有雷达的滚筒洗衣机的正视图；
25.图5为本技术实施例提供的根据回波信号相位确认洗衣机中的振动源的振动情况原理示意图；
26.图6为本技术实施例提供的另一种应用于洗衣机的振动检测方法流程图；
27.图7为本应用示例提供的一种洗衣机振动检测方法流程图；
28.图8a为本应用示例提供的采集的雷达接收的经洗衣机盛水桶反射回的回波信号示意图；
29.图8b为本应用示例提供的对回波信号进行fft计算后的信号示意图；
30.图8c为本应用示例提供的振动位移随时间的变化示意图；
31.图9为本应用示例提供的另一种洗衣机振动检测方法流程图；
32.图10为本技术实施例提供的应用于洗衣机的振动检测装置结构图；
33.图11为本技术实施例提供的应用于洗衣机的振动检测系统结构图；
34.图12为本技术实施例提供的洗衣机的结构图。
35.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
38.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
41.为了优化用户体验，减小振动和噪音，本技术实施例提供了一种自动检测振动的方法，请参照图1，该方法应用于洗衣机，该方法包括以下步骤：
42.步骤s101控制设置在洗衣机内的雷达发射电磁波，所述雷达设置在洗衣机内的第一部件上；
43.步骤s102控制所述雷达接收回波信号，所述回波信号为经该洗衣机内的电磁波反射部件反射回的信号，并对所述回波信号进行采集；
44.本技术实施例中所述雷达所在的部件为振动源，或者用于反射电磁波的反射部件为振动源；
45.步骤s103对采集的所述回波信号进行分析，根据分析结果确认洗衣机中的振动源的振动情况。
46.本技术实施例技术方案中，控制设置在洗衣机内的雷达发射电磁波，所述雷达设置在洗衣机内的第一部件上，以及控制所述雷达接收回波信号，所述回波信号为经该洗衣机内的电磁波反射部件反射回的信号，并对所述回波信号进行采集，所述第一部件或所述反射部件为振动源，对采集的所述回波信号进行分析，根据分析结果确认洗衣机中的振动
源的振动情况，实现了自动对洗衣机振动情况进行检测。由于电磁波信号受脏污、塑料件遮挡、潮湿环境、安装空间等因素影响小，本技术技术方案基于电磁波完成振动检测，提高了技术方案的适用性以及提高了获得的振动源振动情况的准确性。
47.在本技术的一优选实施例中，为了实现对电磁波的反射，避免电磁波穿透造成电磁波泄露，本技术实施例中的反射部件具有导电性能的材质。优选的，所述反射部件具有金属材质。此外，具有导电性能的材质还可以为导电性塑料。
48.作为一示例，所述具有金属材质的反射部件可以为洗衣机中的金属部件；
49.比如在洗衣机外壁为金属材质的情况下，可以将洗衣机外壁作为反射部件。
50.图2为内部安装有雷达的滚筒洗衣机的正视图，图中201为雷达，202为洗衣机外壁，203为洗衣机盛水桶，204为洗衣机脱水桶。盛水桶203为洗衣机振动源，洗衣机外壁202为反射部件。
51.图3为内部安装有雷达的波轮洗衣机的俯视图；图中，301为雷达，302为洗衣机外壁，303为洗衣机盛水桶，304为洗衣机脱水桶。盛水桶303为洗衣机振动源，洗衣机外壁302为反射部件。
52.基于图2和图3所示的示意图，本技术实施例所述的应用于洗衣机的振动检测方法即为控制设置于洗衣机盛水桶的雷达发射电磁波，再由该雷达接收经洗衣机外壁反射回的回波信号；通过对该回波信号的分析结果确认洗衣机中的振动源的振动情况。
53.如果洗衣机盛水桶为金属材质，也可以将洗衣机盛水桶作为反射部件，此时的反射部件为洗衣机振动源，雷达安装在洗衣机外壁。
54.作为另一示例，所述具有金属材质的反射部件可以为贴有金属膜的部件，如洗衣机盛水桶本身为非金属材质，可以在洗衣机盛水桶面对洗衣机外壁的面上贴金属膜(如铜箔，铝箔等)，贴有金属膜的盛水桶为反射部件，该反射部件也为洗衣机振动源，雷达安装在洗衣机外壁。
55.图4为内部安装有雷达的滚筒洗衣机的正视图，图中401为雷达，402为洗衣机外壁，403为洗衣机盛水桶，404为洗衣机脱水桶，405为金属膜。
56.基于图4所示的示意图，本技术实施例所述的洗衣机的振动检测方法即为控制设置于洗衣机外壁的雷达发射电磁波，再由该雷达接收经贴在洗衣机盛水桶上的金属膜反射回的回波信号；通过对该回波信号的分析结果确认洗衣机中的振动源的振动情况。
57.在本技术的一优选实施例中，上述雷达可以为毫米波雷达。由于毫米波雷达使用的天线大多为印刷电路板pcb天线，尺寸小，适用于在洗衣机内部安装；功耗低(大部分为mw级别的功耗)，有利于洗衣机的节能设计。且毫米波雷达的波长可达1mm，能够将0.01mm级别的位置变化量检测出来，可实现对微弱振动的检测。
58.在本技术的一优选实施例中，上述雷达可以为调频连续波(frequency modulated continuous wave，fmcw)雷达；使用fmcw雷达对采集的回波信号进行分析，根据分析结果确认洗衣机中的振动源的振动情况，包括：
59.确定采集到的经反射部件反射的回波信号的相位；
60.根据所述相位确定雷达和反射部件之间的距离；其中，将振动源静止时，雷达和反射部件之间的距离设置为基准距离；所述基准距离可以作为洗衣机出厂参数写入存储器，也可以在洗衣机为进行脱水操作前根据实时获得的回波信号的相位获得；
61.判断根据相位确定的雷达和反射部件之间的距离和所述基准距离的差值，根据该差值确定洗衣机振动源的振动位移。
62.在本技术的一优选实施例中，确定采集到的经反射部件反射的回波信号的相位，包括：
63.根据基准距离和雷达的距离分辨率确定距离量化单元(range bin)；
64.从采集到的回波信号样本中选择与所述距离量化单元对应的样本信号确定经所述反射部件反射的回波信号的相位。
65.fmcw雷达发射电磁波，电磁波经过反射部件的反射返回fmcw雷达。当fmcw雷达与反射部件之间的距离不变时，回波信号到雷达的相位保持不变；当振动源发生振动，fmcw雷达与反射部件之间的距离改变，回波信号到雷达的相位将发生变化。
66.根据回波信号相位确认洗衣机中的振动源的振动情况的原理如图5所示，假设501为设置在洗衣机外壁的fmcw雷达，502为振动源洗衣机盛水桶，振动源静止时位于a位置，fmcw雷达与洗衣机盛水桶之间的距离为d(基准距离)，此时回波信号的矢量表示为503中的矢量a；当振动源发生振动从a位置移动到b位置，此时回波信号的矢量表示为503中的矢量b，位置的变化值为d，位置的变化值d与矢量a和矢量b的相位差θ线性相关，d＝λ*θ/4π，λ为电磁波的波长。获得d后，即可得知振动源的振动位移。
67.本技术实施例基于相位获得振动源的振动位移，由于相位可以周期表示，因此理论上可以获得较大范围的振动位移，如超10cm；本技术实施例根据获得的相位差直接计算振动位移，可提高获得的振动位移的准确性。
68.在本技术的一优选实施例中，上述雷达可以为连续波(continuous wave，cw)雷达；使用cw雷达对采集的回波信号进行分析，根据分析结果确认洗衣机中的振动源的振动情况，可以包括以下两种方式：
69.一种方式，对使用cw雷达对采集的回波信号进行时域分析，根据获得的时域信号的波动情况确认振动源的振动情况。当振动源静止时，可以获得恒定电压值的时域信号；当振动源发生瞬间振动时，时域信号也产生瞬间振动，电压幅值发生突变；当振动源发生周期振动时，时域信号产生周期振动；
70.另一种方式，对使用cw雷达对采集的回波信号进行频域分析，与前一种方式类似，也可以根据频域信号的波形情况确认振动源的振动情况。
71.利用cw雷达，可以根据回波信号的波动获得振动源是否发生振动，以及振动的强弱程度(如获得的时域信号或频域信号的幅值越大，振动越强)，当发生周期振动时，还可以获得振动周期，但是不能获得振动源的具体振动位移。
72.在本技术的一优选实施例中，如图6所示，上述方法还可以包括：
73.步骤104，确认振动源的振动情况后，根据振动源的振动情况判断是否为正常振动；
74.所述正常振动为满足预设要求的振动，如振动源的振动位移在预设范围内，则确定为正常振动；或反映振动强度的回波信号的幅值在预设范围内，则确定为正常振动；
75.步骤105对于为非正常振动，可以进行振动报警，或振动控制，或同时进行振动报警和振动控制；
76.所述振动报警的方式可以为声音报警，或显示报警，或同时进行声音报警或显示
报警；
77.所述振动控制可采用现有的减小振动的方式进行振动控制；
78.步骤106对于正常振动，可以不进行任何操作。
79.下面以具体的应用示例对本技术实施例所述的应用于洗衣机的振动检测方法进行说明。
80.应用示例一
81.将雷达设置于洗衣机外壁，并将雷达的法线朝向洗衣机的振动方向；将雷达设置为fmcw工作模式；
82.本应用示例所示的洗衣机振动检测方法如图7所示；
83.步骤701控制雷达发射电磁波；
84.步骤702采集雷达接收的经洗衣机盛水桶反射回的回波信号，如图8a所示，图中横坐标为时间，纵坐标为电压幅值；
85.步骤703对回波信号进行fft计算，得到如图8b所示的信号，图中横坐标为距离量化单元range bin；
86.步骤704根据基准距离以及雷达的距离分辨率选择距离量化单元range bin；从采集到的回波信号样本中选择与选择的距离量化单元对应的样本信号；如基准距离为10cm，距离分辨率为3.75cm，则根据3.75*3《10《3.75*4＝3选择第3个range bin；
87.步骤705根据选择的样本信号确定相位；
88.步骤706根据相位随时间的变化信号，以及相位与振动位移之间的关系，获得振动位移随时间的变化信号，如图8c所示，图中横坐标为时间，纵坐标为位移。
89.应用示例二
90.将雷达设置于洗衣机外壁，并将雷达的法线朝向洗衣机的振动方向；将雷达设置为cw工作模式；
91.本应用示例所示的洗衣机振动检测方法如图9所示；
92.步骤901控制雷达发射电磁波；
93.步骤902采集雷达接收的经洗衣机盛水桶反射回的回波信号；
94.或执行步骤903对回波信号在时域下进行分析，根据时域信号的波动情况确认振动源的振动情况；
95.或执行步骤904对回波信号进行时频变换，在频域下进行分析，根据频域信号的波动情况确认振动源的振动情况。
96.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个程度或者多个程序，所述一个程序或者多个程序可被一个处理器或者多个处理器执行，以实现如前任一实施例所述的方法。
97.本技术实施例还提供了一种应用于洗衣机的振动检测装置，如图10所示，包括：存储器1001和处理器1002，该存储器1001存储有程序，该程序在被处理器1002读取执行时，实现如前任一实施例所述的方法。由于本振动检测装置采用了上述实施例所述的洗衣机振动检测方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
98.本技术还提供了一种应用于洗衣机的振动检测系统，如图11所示，所述系统可以
包括：
99.设置在洗衣机内第一部件上的雷达1100，设置为发射电磁波；
100.反射部件1101，设置为反射雷达发射的电磁波，并与所述雷达配合，使得经过反射的回波信号被所述雷达接收；
101.如前实施例所述的洗衣机振动检测装置1102；
102.本实施例中的所述第一部件或所述反射部件为振动源。
103.由于本洗衣机采用了上述实施例所述的洗衣机振动检测装置的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
104.本技术实施例还提供了一种洗衣机，如图12所示，包括如前实施例所述的应用于洗衣机的振动检测系统。由于本洗衣机采用了上述所有实施例所述的应用于洗衣机的振动检测系统的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
105.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
106.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
107.此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本技术实施例的精神和范围内。