本发明涉及人体位置识别领域及空调控制领域，尤其涉及人体位置识别方法、装置、立式空调器及其控制方法。
背景技术：
对于空调控制领域而言，若想真正实现立式空调器防直吹、无风感功能，需要先识别人体位置。
当前应用于人体位置识别的方法包括：图像分析处理技术、红外检测方法。一般来说，基于图像分析的算法，其软件运算处理较为复杂，对硬件资源开销巨大，导致其硬件设备配置要求都会较高，相应的硬件成本随之也高，不利于家电设备大规模应用。而采用红外检测，由于易受灯光、阳光等光线干扰，容易出现误判问题，影响检测效率和检测结果。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种人体位置识别方法、装置、立式空调器及其控制方法，旨在降低人体位置识别方法的难度和硬件成本，并实现立式空调器防直吹、无风感功能。
为实现上述目的，本发明提供一种人体位置识别方法，应用于人体位置识别装置，在所述人体位置识别装置上设置红外传感器及分布于不同方位的超声波传感器，其中，各所述超声波传感器均具有超声波发送和接收功能，所述人体位置识别方法包括以下步骤：
当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
优选地，所述获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值，将返回的所述超声波信号的时间值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置的步骤包括：
在各所述超声波传感器发射超声波信号后分别启动计时，统计各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间；
比较各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间长短，得到比较结果；
将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
优选地，所述获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置的步骤包括：
确定各所述超声波传感器到返回的所述超声波信号的强度值；
将返回的所述超声波信号的强度值转化为对应的电压信号值；
比较各电压信号值，得到比较结果；
将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
优选地，所述当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号的步骤之前还包括：
通过所述红外传感器检测人体活动信号，当所述红外传感器检测到人体活动信号时，执行步骤：触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
当所述红外传感器未检测到人体活动信号时，控制各所述超声波传感器维持等待状态。
此外，本发明还提供一种人体位置识别装置，所述人体位置识别装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的人体位置识别程序，其中：
所述人体位置识别程序被所述处理器执行时实现如上所述的人体位置识别方法的步骤。
此外，本发明还提供一种立式空调器，所述立式空调器上设置有如上所述的人体位置识别装置。
此外，本发明还提供一种立式空调器控制方法，在立式空调器上设置有左右风向导风条及上下风向导风条，所述立式空调器控制方法包括以下步骤：
确认当前所述立式空调器所处的控制模式；
基于所述人体位置识别装置确定的人体所在区域位置情况及当前所述立式空调器所处的控制模式，对所述左右风向导风条及/或所述上下风向导风条执行对应的控制操作，及/或调整所述空调器的出风风速。
优选地，所述基于所述人体位置识别装置确定的人体所在区域位置情况及当前所述立式空调器所处的控制模式，对所述左右风向导风条执行对应的控制操作的步骤包括：
控制所述左右风向导风条的摆风角度转向无人分布区域，或者关闭所述左右风向导风条。
优选地，所述基于所述人体位置识别装置确定的人体所在区域位置情况及当前所述立式空调器所处的控制模式，对所述上下风向导风条执行对应的控制操作的步骤还包括：
若当前所述空调器处于制冷模式，则控制所述上下风向导风条摆风角度调整固定至向上最大摆风角度；
若当前所述空调器处于制热模式，则控制所述上下风向导风条摆风角度调整固定至向下最大摆风角度。
本发明实施例提出的一种人体位置识别方法、装置、立式空调器及其控制方法，通过使用红外传感器检测到人体活动信号后，触发处于不同方位的各超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号，统计和比较各超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间或者信号强度值，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，最终确定人体所在区域位置。根据人体分布情况，对立式空调器的上下、左右风向导风条执行对应的控制操作，真正实现立式空调器防直吹、无风感的功能。该方法结合红外传感器和超声波传感器的优点，具有简便实用、可靠性强、成本较低的特点。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的装置运行环境结构示意图；
图2为本发明一种人体位置识别方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明一种人体位置识别方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明一种人体位置识别方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明一种人体位置识别方法第四实施例的流程示意图；
图6为本发明一种立式空调器控制方法第一实施例的流程示意图；
图7为本发明一种人体位置识别装置超声波传感器接收返回超声波信号示意图；
图8为本发明一种立式空调器控制结构示意图。
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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于现有人体位置识别常用方法存在硬件成本高、检测易受干扰，本发明提供一种解决方案以解决上述问题。本发明实施例的主要解决方案是：在人体位置识别装置上设置红外传感器及分布于不同方位的超声波传感器，其中，各所述超声波传感器均具有超声波发送和接收功能，所述人体位置识别方法包括以下步骤：当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的人体位置识别装置运行环境的结构示意图。
本发明实施例的人体位置识别装置可以是pc，也可以是空调器、智能手机、平板电脑、便携计算机等具有红外传感功能及超声波发射接收功能的传感识别设备或装置。
如图1所示，该人体位置识别装置可包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
该人体位置识别装置包括红外传感器及附属检测组件、位于不同方位的超声波传感器、rf(radiofrequency，射频)电路，传感器、音频电路、wifi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及人体位置识别程序。
在图1所示的人体位置识别装置运行环境的结构中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的人体位置识别程序，并执行以下操作：
当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的人体位置识别程序，还执行以下操作：
在各所述超声波传感器发射超声波信号后分别启动计时，统计各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间；
比较各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间长短，得到比较结果；
将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的人体位置识别程序，还执行以下操作：
确定各所述超声波传感器到返回的所述超声波信号的强度值；
将返回的所述超声波信号的强度值转化为对应的电压信号值；
比较各电压信号值，得到比较结果；
将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的人体位置识别程序，还执行以下操作：
通过所述红外传感器检测人体活动信号，当所述红外传感器检测到人体活动信号时，执行步骤：触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
当所述红外传感器未检测到人体活动信号时，控制各所述超声波传感器维持等待状态。
参照图2，本发明第一实施例提供一种人体位置识别方法，所述人体位置识别方法包括：
步骤s10，当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
步骤s20，获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号的时间值或对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
在具体实施中，预先在人体位置识别装置上设置红外传感器及分布于不同方位的超声波传感器，其中，各所述超声波传感器均具有超声波发送和接收功能。在本发明各实施例中，所述红外传感器优选使用热释电红外传感器，且人体位置识别装置上至少使用处于不同方位的3个超声波传感器。通过热释电红外传感器，可以检测出检测区域范围内是否有人体活动。当检测到人体活动信号时，才触发处于不同方位的各所述超声波传感器采用轮询检测方式在有效检测范围内发出超声波，并被动接收超声波反馈信号，并分析反馈的超声波时间长度或者信号强度值以确定人员活动区域。
由于超声波传感器处于不同方位，故当检测区域内存在人体时，各超声波传感器与人体的相隔距离不尽相同，从而使得接收到某一超声波传感器发射的超声波信号对应的返回信号的时间值或者信号强度值不尽相同。因此可以通过比较各超声波传感器依次发射超声波后，各超声波传感器接收到对应返回信号的时间长短或者对应的电压信号值，综合判断出人体所在区域范围。
本实施例通过使用红外传感器检测到人体活动信号后，触发处于不同方位的各超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号，统计和比较各超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间或者信号强度值，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，最终确定人体所在区域位置，该方法结合红外传感器和超声波传感器的优点，具有简便实用、可靠性强、成本较低的特点。
进一步地，如图3所示，本发明第二实施例提供一种人体位置识别方法，基于上述图2所示的实施例，所述获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间值，将返回的所述超声波信号的时间值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置的步骤包括：
步骤s21，在各所述超声波传感器发射超声波信号后分别启动计时，统计各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间；
步骤s22，比较各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号的时间长短，得到比较结果；
步骤s23，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
举例来说，某一人体位置识别装置上设置有根据a、b、c三个超声波传感器，并根据a、b、c三个超声波传感器的作用范围划分为三个区域，分别为q1、q2、q3。当触发a、b、c超声波传感器使用轮询方式进行超声波发射时，从a超声波传感器的发射超声波时立即开始计时，同时a、b、c超声波接收器打开接收功能，当其中一个超声波接收器接收到反射波时记录时间。假设第一次a超声波发射时，示意如图7，a、b、c三个超声波接收器接收到反射波记录的记录时间分别为：ta-a1、tb-a1、tc-a1；b超声波传感器第一次发射时，a、b、c三个超声波接收器接收到反射波记录的记录时间分别为：ta-b1、tb-b1、tc-b1；c超声波传感器第1次发射时，各超声波接收器接收到反射波记录的记录时间分别为：ta-c1、tb-c1、tc-c1；c超声波传感器第1次发射时，各超声波接收器接收到反射波记录的记录时间分别为：ta-c1、tb-c1、tc-c1；c超声波传感器第3次发射时，各超声波接收器接收到反射波记录的记录时间分别为：ta-c3、tb-c3、tc-c3，以此类推。进一步地，通过比较超声波反射接收的时间长短，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。需要说明的是，每一次的比较结果是a、b、c三个超声波传感器在同一次发射超声波信号后得到的比较结果。具体预设人体区域位置判定规则如表1所示。
假设a、b、c第1次发射超声波信号时，ta-a1、tb-a1、tc-a1均超时，且tb-b1最小，ta-b1、tc-b1均超时或接近超时，且ta-c1、tb-c1、tc-c1均超时，根据表1判定人体处于q2区域。需要说明的是，为了滤除环境和人为因素的干扰、准确有效检测有效范围内人体的位置，对每一个区域的判断需同时判断n次，此处n≤3。此外，还可以通过多次测量，判定是否存在有多个人体处于不同区域，例如q1、q3区域分别存在人体。
表1人体区域位置判定规则
本实施例通过比较各所述超声波传感器到返回的超声波信号的时间长短，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，最终确定人体所在区域位置，方法简便快捷，具有实用可靠的特点。
进一步地，如图4所示，本发明第三实施例提供一种人体位置识别方法，基于上述图2所示的实施例，所述获取各所述超声波传感器接收到返回的所述超声波信号对应的电压信号值，将返回的所述超声波信号对应的电压信号值与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置的步骤包括：
步骤s24，确定各所述超声波传感器到返回的所述超声波信号的强度值；
步骤s25，将返回的所述超声波信号的强度值转化为对应的电压信号值；
步骤s26，比较各电压信号值，得到比较结果；
步骤s27，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。
在具体实施时，本实施例通过增加一个转换电路，实现将接收的超声波返回信号强度值转化为电压信号值，并通过比较各电压信号值大小判断人的位置。
举例来说，如图7所示，假设第一次a超声波发射时，a、b、c三个超声波接收器接收到返回的超声波信号对应的电压信号值分别为va-a1、vb-a1、vc-a1；b超声波传感器第一次发射时，a、b、c三个超声波接收器接收到返回的超声波信号对应的电压信号值分别为：va-b1、vb-b1、vc-b1；c超声波传感器第1次发射时，各超声波接收器接收到返回的超声波信号对应的电压信号值分别为：va-c1、vb-c1、vc-c1,以此类推。进一步地，通过比较超声波接收到返回的超声波信号对应的电压信号值，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，确定人体所在区域位置。需要说明的是，每一次的比较结果是a、b、c三个超声波传感器在同一次发射超声波信号后得到的比较结果。具体预设人体区域位置判定规则如表2所示。
假设a、b、c第1次发射超声波信号时，va-a1、vb-a1均小于vc-a1，且va-b1、vb-b1均小于vc-b1，且va-c1、vb-c1均小于vc-c1，根据表2判定人体处于q1和q2之间的中心线上。需要说明的是，为了滤除环境和人为因素的干扰、准确有效检测有效范围内人体的位置，对每一个区域的判断需同时判断n次，此处n≤3。此外，还可以通过多次测量，判定是否存在有多个人体处于不同区域，例如q1、q3区域分别存在人体。
表2人体区域位置判定规则
本实施例通过比较各所述超声波传感器到返回的超声波信号对应的电压信号值，将比较结果与预设人体区域位置判定规则进行匹配，最终确定人体所在区域位置，方法简便快捷，具有实用可靠的特点。
进一步地，如图5所示，本发明第四实施例提供一种人体位置识别方法，基于上述图2所示的实施例，所述当所述红外传感器检测到人体活动信号时，触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号的步骤之前还包括：
步骤s30，通过所述红外传感器检测人体活动信号，当所述红外传感器检测到人体活动信号时，执行步骤s10：触发各所述超声波传感器通过轮询方式依次发射超声波信号；
如图5所示，在步骤s30之后，选择性地执行步骤s40：当所述红外传感器未检测到人体活动信号时，控制各所述超声波传感器维持等待状态。
这样，结合红外传感器的检测特点，当红外传感器未检测到人体活动信号，使超声波传感器维持等待状态，不发射超声波信号；只有当红外传感器检测到人体活动信号时，才触发超声波传感器发射超声波信号，增强了人体识别方法的针对性和准确性。
进一步地，如图6所示，本发明提供一种立式空调器控制方法的第一实施例，立式空调器上设置有如上所述人体位置识别装置，且所述立式空调器设置有左右风向导风条及上下风向导风条，所述立式空调器控制方法包括以下步骤：
步骤s50，确认当前所述立式空调器所处的控制模式；
步骤s60，基于所述人体位置识别装置确定的人体所在区域位置情况及当前所述立式空调器所处的控制模式，对所述左右风向导风条及/或所述上下风向导风条执行对应的控制操作，及/或调整所述空调器的出风风速。
在具体实施时，当检测到人体活动信号时，才触发处于不同方位的各所述超声波传感器采用轮询检测方式在有效检测范围内发出超声波，并被动接收超声波反馈信号，立式空调器的微控制器通过分析反馈的超声波从而确定人员活动区域，如图8所示。通过本发明所提供的人体位置识别方法识别人体所在检测区域范围，并为立式空调器增加一种防冷风、防直吹功能。
具体地，先确认当前所述立式空调器所处的控制模式，例如制冷模式、制热模式；然后控制所述左右风向导风条的摆风角度转向无人分布区域，或者关闭所述左右风向导风条。若当前所述空调器处于制冷模式，则控制所述上下风向导风条摆风角度调整固定至向上最大摆风角度；若当前所述空调器处于制热模式，则控制所述上下风向导风条摆风角度调整固定至向下最大摆风角度。结合图7所示的人体位置识别装置示意图，所述人体位置识别装置设置于立式空调器的出风区域，具体的控制方案如下：
a)当人位于区域q1，则将空调器的左右风向导风条转向区域q2或q3；在制冷模式下，将上下风向导风条摆风角度调整固定至向上最大摆风角；在制热模式下，则将上下风向导风条摆风角度调整固定至向下最大摆风角度；
b)当人位于区域q2，则将空调器的左右风向导风条转向区域q1或q3，上下风向导风条控制同方法a；
c)当人位于区域q3，则将空调器的左右风向导风条转向区域q1或q2，上下风向导风条控制同方法a；
d)当区域q1、q2同时有人时，则将空调器的左右风向导风条转向区域q3，上下风向导风条控制同方法a；
e)当区域q2、q3同时有人时，则将空调器的左右风向导风条转向区域q1，上下风向导风条控制同方法a；
f)当区域q1、q3或三个区域同时有人时，则将空调器的左右风向导风条按关闭角度关闭，风速降至低风档；
例如，人体热释电红外传感器先行检测是否有人在检测区域活动，并触发超声波传感器轮询检测人员的活动区域。三个超声波传感器采用轮询检测方式在有效检测范围内发出超声波，并被动接收超声波反馈信号，微控制器通过分析反馈的超声波时间长度确定人员活动区域。本发明所述的防冷风、防直吹功能通过遥控器、或空调面板上的按键、或手机app进行开启或关闭。当开启防冷风、防直吹功能时，空调器首先通过人体热释电红外传感器实时检测是否有人员在检测范围内活动。假设检测区域内仅有一人，如在区域q1内时，空调器的左右风向导风条转向q2或q3，如当前运行制冷，则上下风向导风条执行到至上限角度后静止；如当前运行制热，则上下风向导风条执行至下限角度后静止。假设区域q1、q2同时有人，q3区域无人时，空调器的左右风向导风条转向q3，如当前运行制冷，则上下风向导风条执行到至上限角度后静止；如当前运行制热，则上下风向导风条执行至下限角度后静止。以此类推。
通过采用本发明提供的人体位置识别方法及装置，确定检测有效区域内是否存在人体、人体的分布区域，并进一步对左右风向导风条及/或上下风向导风条执行对应的控制操作，最终实现防冷风、防直吹功能，提高用户的体验，降低用户因使用空调器导致患感冒的可能性。
此外，本发明还提供一种立式空调器，所述立式空调器上设置有如上所述的人体位置识别装置，即该立式空调器至少包括有三个超声波传感器和一个人体热释电红外传感器。通过本发明所提供的人体位置识别装置识别人体所在检测区域范围，为立式空调器增加一种防冷风、防直吹功能。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上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，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。