基于电性曲线的电动沙发的防夹方法与流程

本发明涉智能家电技术领域，尤其涉及一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法。

背景技术：

当前家具行业智能化成为一种趋势，各种电动沙发，电动躺椅产品不断涌现。而电动沙发躺椅等在为我们带来舒适的同时也隐藏着危险。电动沙发等设备一旦夹到人或动物将造成很严重的伤害。然而当今市场上大部分电动沙发电动躺椅等不具有防夹功能。

现有技术中，已见用红外感应的方式检测是否有物体侵入。然后采取防夹动作。这种方式有以下几个缺点：

1.误检测率较高，红外感应技术特性决定具有一定误检测率，且红外感应根本无法区分物体时沙发附件还是侵入物体。且无法判定侵入物体是否被夹住；

2.受环境影响大。红外感应技术的基础是红外感应器传感器。这种传感器受光照影响很大，且本身老化也有影响，因而无法保证长期的稳定性；

3.对原有电动沙发改造较大，安装复杂。红外感应方案需要安装调试传感器探头，对沙发结构有较大改动，明显加大生产调试难度。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提出一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法来解决现有的电动沙发的防夹功能不佳的难题。

第一方面，本发明提出一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，所述防夹方法包括：

获取所述电动沙发的电机的原始电流波形数据；

根据所述原始电流波形数据通过电流计算、微分电流计算或积分电流计算提取当前特征电流波形；

根据相似度计算公式对所述当前特征电流波形与标准库的电流波形进行匹配，并选取微分电流标准波形与积分电流标准波形；

根据局部曲线拟合对所述当前特征电流波形与标准库的电流波形和所述微分电流标准波形与积分电流标准波形通过差异公式计算波形差异值；

其中，当所述波形差异值大于阈值时，发出警报信息。

进一步地，在“获取所述电动沙发的电机的原始电流波形数据”中，所述防夹方法包括：

通过定时器、模数转换器及直接内存存取控制器获取所述原始电流波形数据，由所述直接内存存取控制器将所述原始电流波形数据传送至中央控制器，其中，所述中央控制器接收的所述原始电流波形数据包括第一数量的数据点于第一预设时间范围内。

进一步地，在“获取所述电动沙发的电机的原始电流波形数据”后，所述防夹方法还包括：

执行数据流预处理，所述数据流预处理包括：

通过快迭代排序法对所述原始电流波形数据进行滤波降噪，将所述原始电流波形的第二数量的中值滤波采样进行滤波降噪后得到第三数量中值滤波，提取所述第二数量的中值滤波的平均值为有效数据点以产生降低容量及降低异常毛刺的原始电流波形数据；

对所述原始电流波形数据的波头进行识别与消隐，以避免所述电机启动后在第二预设时间范围内产生的异常波形。

进一步地，在“根据所述原始电流波形数据通过电流计算、微分电流计算或积分电流计算提取当前特征电流波形”中，所述防夹方法包括：

所述电流计算为计算所述电动沙发于动作时的力度；所述微分电流计算为计算所述电动沙发于动作时的力度的突变；所述积分电流计算为计算所述电动沙发于动作时的异常累计事件。

进一步地，在“根据相似度计算公式对所述当前特征电流波形与标准库的电流波形进行匹配，并选取微分电流标准波形与积分电流标准波形”中，所述防夹方法包括：

记录所述当前特征电流波形之前第四数量的数据点于第三预设时间范围内；

分别计算所述当前特征电流波形和所述标准库的每一组电流波形之间的相似度值x，所述相似度值x为：

a、b分别为所述当前特征电流波形与所述标准库的电流波形；

选取所述当前特征电流波形与所述标准库的电流波形中最接近的所述相似度值作为所述微分电流标准波形与所述积分电流标准波形。

进一步地，在“根据局部曲线拟合对所述当前特征电流波形与标准库的电流波形和所述微分电流标准波形与积分电流标准波形通过差异公式计算波形差异值”中，所述防夹方法包括：

获取所述当前特征电流波形的第五数量的数据点形成的标准曲线；

对所述标准曲线进行二次拟合取得拟合曲线方程式y：

y＝ax²+bx+c；

计算所述拟合曲线方程式的第六数量的数据点；

根据所述第六数量的数据点计算所述波形差异值x：

进一步地，当所述电动沙发完成一次完全的收回动作，且该次完全的收回动作中间无防夹触发时，该次波形为样本特征波形加入所述标准库的电流波形，所述防夹方法还包括：

判定所述样本特征波形的完整性；

对所述样本特征波形进行滤波处理；

计算并由寻找所述标准库的所述微分电流标准波形与所述积分电流标准波形中查找最接近的标准曲线；

根据所述标准曲线的权值计算平均值并进行叠加；

对叠加后的所述标准曲线的平均值再进行滤波处理；

根据再进行滤波处理后的所述标准曲线的平均值更新所述标准库的所述微分电流标准波形与所述积分电流标准波形。

第二方面，一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，所述防夹方法包括：

获取所述电动沙发的电机的原始电压波形数据；

根据所述原始电压波形数据通过电压计算、微分电压计算或积分电压计算提取当前特征电压波形；

根据相似度计算公式对所述当前特征电压波形与标准库的电压波形进行匹配，并选取微分电压标准波形与积分电压标准波形；

根据局部曲线拟合对所述当前特征电压波形与标准库的电压波形和所述微分电压标准波形与积分电压标准波形通过差异公式计算波形差异值；

其中，当所述波形差异值大于阈值时，发出警报信息。

第三方面，一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，所述防夹方法包括：

获取所述电动沙发的电机的原始功率波形数据；

根据所述原始功率波形数据通过功率计算、微分功率计算或积分功率计算提取当前特征功率波形；

根据相似度计算公式对所述当前特征功率波形与标准库的功率波形进行匹配，并选取微分功率标准波形与积分功率标准波形；

根据局部曲线拟合对所述当前特征功率波形与标准库的功率波形和所述微分功率标准波形与积分功率标准波形通过差异公式计算波形差异值；

其中，当所述波形差异值大于阈值时，发出警报信息。

根据本发明的又一个实施方式，提供一种计算机终端，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机终端执行根据上述的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法。

本发明通过一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，包括：获取电动沙发的电机的原始电流波形数据；根据原始电流波形数据通过电流计算、微分电流计算或积分电流计算提取当前特征电流波形；根据相似度计算公式对当前特征电流波形与标准库的电流波形进行匹配，并选取微分电流标准波形与积分电流标准波形；根据局部曲线拟合对当前特征电流波形与标准库的电流波形和微分电流标准波形与积分电流标准波形通过差异公式计算波形差异值；其中，当波形差异值大于阈值时，发出警报信息。本发明提出的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，有效实现电动沙发的防夹功能。

此外，通过快迭代排序法产生降低容量及降低异常毛刺的原始电流波形数据，增加电性曲线的精确度。此外，当电动沙发完成一次完全的收回动作，且无防夹触发时，该次波形为样本特征波形加入标准库的电流波形，以动态更新标准库的电流波形，增加数据更新的灵活性。此外，上述计算方法简单，易实现，能满足实时性要求很高的应用于电性曲线，可充分利用现有的系统资源，提高了电动沙发防夹效率及灵活性，并降低开发成本。

本申请的产品安装调试简单。因为本申请硬件只在控制器电路板上增加一个电性检测电路(包括检测电流、电压或功率)，不对沙发本体结构做任何修改。因此能无感的替代传统控制器，而不对生产流程产生任何影响，不会导致产品成本(安装调试成本)明显增加。

本申请受环境影响小，稳定性高。因为本申请采用电流特征检测，只是检测内部电流异常使用模式匹配的方式判定故障，基本不会受使用环境影响。且本申请有缓变学习机制能有效适应产品使用过程中的各种零件老化。

本申请可以有效规避检测不到的现象。从原理上说电动座椅夹到物体时电流必定增加。若使用工况影响只会降低灵敏度而不会出现检测不到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明实施例的某些实施例，因此不应被看作是对本发明实施例范围的限定。

图1是本发明实施例1的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法的方法流程图；

图1a是本发明实施例1的基于电性曲线的电流、微分电流及积分电流的对比示意图；

图1b是本发明实施例1的基于电性曲线的曲线匹配示意图；

图2是本发明实施例2的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法的方法流程图；

图2a是本发明实施例2的基于电性曲线的中值滤波和局部放大示意图；

图2b是本发明实施例2的基于电性曲线的波头示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明实施例的范围，而是仅仅表示本发明实施例的选定实施例。基于本发明实施例的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

下面结合具体的实施例对本发明实施例进行详细说明。

实施例1

请参照图1，图1是本发明实施例1的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法(以下简称“防夹方法”)的方法流程图。防夹方法包括：

s101、获取电动沙发的电机的原始电流波形数据。

进一步来说，在电动沙发的电机在运作转动时，由控制组件获取电动沙发的电机的原始电流波形数据。控制组件可以包括通过定时器、模数转换器、直接内存存取控制器及中央控制器。

在一实施例中，通过定时器、模数转换器及直接内存存取控制器(dma,directmemoryaccess)获取原始电流波形数据，由直接内存存取控制器将原始电流波形数据传送至中央控制器，其中，中央控制器接收的原始电流波形数据包括第一数量的数据点于第一预设时间范围内。例如，第一数量可以为200，第一预设时间范围可以为100ms，采用定时器和直接内存存取控制器配合模数转换器获取原始电流波形数据，尽量让中央控制器不参与获取原始电流波形数据的过程，有效降低中央控制器的运算量。

s103、根据原始电流波形数据通过电流计算、微分电流计算或积分电流计算提取当前特征电流波形。

电流计算为计算电动沙发的电机于动作时的力度。微分电流计算为计算电动沙发的电机于动作时的力度的突变。积分电流计算为计算所述电动沙发的电机于动作时的异常累计事件。

请参照图1a，图1a是本发明实施例1的基于电性曲线的电流、微分电流及积分电流的对比示意图。依次由上到下是电流、微分电流及积分电流的对比示意图。曲线r为正常电流波形，曲线b为异常电流波形。本申请采用当前电流特征波形匹配的方式识别出沙发夹到物体。即不断记录电动推杆电流值并和标准库中的正常电流波形对比识别出异常电流，从而判定沙发是否夹异物。在图1a可以得出，x轴在1.4-1.7时，产生电流、微分电流及积分电流的异常事件，曲线r与曲线b不匹配，可以看出正常、异常情况下电流微分值、电流值由明显差异，本申请只要在程序中用特定算法稳定准确的识别这些差异就能完成防夹判定，进而采取防夹措施，例如，防夹措施可以暂停电机，或使电机倒转以令电动沙发松开被夹住的物体。

s105、根据相似度计算公式对当前特征电流波形与标准库的电流波形进行匹配，并选取微分电流标准波形与积分电流标准波形。防夹方法包括：

记录当前特征电流波形之前第四数量的数据点于第三预设时间范围内；

分别计算当前特征电流波形和标准库的每一组电流波形之间的相似度值x，相似度值x为：

a、b分别为当前特征电流波形与标准库的电流波形；

选取当前特征电流波形与标准库的电流波形中最接近的相似度值作为微分电流标准波形与积分电流标准波形；

重复上述步骤分别选出微分电流标准波形与积分电流标准波形。

在一实施例中，由中央控制器根据当前特征电流波形与标准库的电流波形之间的相似度进行匹配，并选取标准库中相似度最高的微分电流标准波形与积分电流标准波形。例如，第四数量可以为200，第三预设时间范围可以为2s。换言之，曲线形状匹配主要用来在一次动作曲线的前2s内找出两个数据段的曲线走势是否一致，用来从标准波形组中选取一条和当前工况最符合的曲线作为对比曲线。其中，若多次选取结果不一致则选取默认波形对比。

请参照图1b，图1b是本发明实施例1的基于电性曲线的曲线匹配示意图。在图1b中，曲线的a-b段走势上是基本一致的，曲线匹配采用相关性计算来评估两条曲线的相似性。假设有两段各n点的曲线求相似度值x。例如，相似度值求法也使用滑动迭代的方式求出相似性曲线，并比较相似性程度来判定当前曲线最匹配的相关曲线。根据公式n点分段时算法时间复杂度o：

o(n)＝4n²；

这里可以采用抽点的方式降低n值，从而降低中央控制器的计算量。

s107、根据局部曲线拟合对当前特征电流波形与标准库的电流波形和微分电流标准波形与积分电流标准波形通过差异公式计算波形差异值。防夹方法包括：

获取当前特征电流波形的第五数量的数据点形成的标准曲线；

对标准曲线进行二次拟合取得拟合曲线方程式y：

y＝ax²+bx+c；

计算拟合曲线方程式的第六数量的数据点；

根据第六数量的数据点计算波形差异值x：

重复上述步骤计算波形差异值x。

其中，当波形差异值x大于阈值时，发出警报信息。

在一实施例中，曲线相关性求解的目的是实时的求出当前特征电流波形和标准库的电流波形和微分电流标准波形与积分电流标准波形的差异值，当差异值过大时判定为异常波形。例如，第五数量可以为100，第六数量可以为100。本申请根据当前应用场景每10ms计算一次最近100ms的数据差异值并判断当前特征电流波形是否异常。

实施例2

请参照图2，图2是本发明实施例2的基于电性曲线的电动沙发的防夹方法(以下简称“防夹方法”)的方法流程图。s101、s103、s105、s107请参考实施例1的说明，在此不再赘述。防夹方法包括：

s102、执行数据流预处理，包括：

通过快迭代排序法对原始电流波形数据进行滤波降噪，将原始电流波形的第二数量的中值滤波采样进行滤波降噪后得到第三数量的中值滤波，提取第三数量的中值滤波的平均值为有效数据点以产生降低容量及降低异常毛刺的原始电流波形数据；

对原始电流波形数据的波头进行识别与消隐，以避免电机启动后在第二预设时间范围内产生的异常波形。

在一实施例中，第二数量可以为20，第三数量可以为10，第二预设时间范围可以为0.2s。

请参照图2a及图2b，图2a是本发明实施例2的基于电性曲线的中值滤波和局部放大示意图，图2b是本发明实施例2的基于电性曲线的波头示意图。

在一实施例中，曲线g为原始数据，曲线r为降噪后数据，本申请使用20点中值滤波对样本数据做滤波处理。滤波后采用10点平均滤波，即10点数据集求平均后作为一个有效数据点，主要是为了降低数据容量及降低异常毛刺。本申请中，每次电机启动时会有一次电机启动电流尖峰，这里称之为波头。波头是电机启动时导致的正常现象，但是其特征和防夹异常波形一致所以需要主动避开波头即每次电机启动的前0.2s不识别异常。

s106、当电动沙发完成一次完全的收回动作，且该次完全的收回动作中间无防夹触发时，该次波形为样本特征波形加入标准库的电流波形。防夹方法还包括：

判定样本特征波形的完整性；

对样本特征波形进行滤波处理；

计算并由寻找标准库的微分电流标准波形与积分电流标准波形中查找最接近的标准曲线；

根据标准曲线的权值计算平均值并进行叠加；

对叠加后的标准曲线的平均值再进行滤波处理；

根据再进行滤波处理后的标准曲线的平均值更新标准库的微分电流标准波形与积分电流标准波形。

在一实施例中，由中央处理器采用时间判定波形完整性，当用户将沙发完成一次完全的收回动作且中间无防夹触发是将本次波形做为一次样本加入样本特征波形。这样能跟踪电动沙发的各种特性缓变，而忽略危险的突变。按权值叠加即对波形逐个点求加权平均数。

优选的，本发明提出一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，所述防夹方法包括：

获取所述电动沙发的电机的原始电压波形数据；

根据所述原始电压波形数据通过电压计算、微分电压计算或积分电压计算提取当前特征电压波形；

根据相似度计算公式对所述当前特征电压波形与标准库的电压波形进行匹配，并选取微分电压标准波形与积分电压标准波形；

根据局部曲线拟合对所述当前特征电压波形与标准库的电压波形和所述微分电压标准波形与积分电压标准波形通过差异公式计算波形差异值；

其中，当所述波形差异值大于阈值时，发出警报信息。

优选的，本发明提出一种基于电性曲线的电动沙发的防夹方法，所述防夹方法包括：

获取所述电动沙发的电机的原始功率波形数据；

根据所述原始功率波形数据通过功率计算、微分功率计算或积分功率计算提取当前特征功率波形；

根据相似度计算公式对所述当前特征功率波形与标准库的功率波形进行匹配，并选取微分功率标准波形与积分功率标准波形；

根据局部曲线拟合对所述当前特征功率波形与标准库的功率波形和所述微分功率标准波形与积分功率标准波形通过差异公式计算波形差异值；

其中，当所述波形差异值大于阈值时，发出警报信息。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明实施例的多个实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个程序段或代码的一部分，所述程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，流程图中，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。