智能控制器内的自动存在检测及与存在相关的控制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本专利申请涉及机器学习和智能控制器，特别地，涉及智能控制器和并入在智能 控制器内的机器学习方法，其确定一种或多种实体在受智能控制器控制的区域、容区或环 境内的存在并相对于一个或多个实体的存在或缺失修改控制操作。
【背景技术】
[0002] 控制系统和控制理论是高度发展的研发领域，其已经对大量系统和技术的设计和 发展产生深远影响，上述系统和技术从飞机、航天器、以及其它车辆和运输系统到计算机 系统、工业制造和操作设施、机器工具、加工机械和消费者设备。控制理论包含实际的系 统-控制-设计原理的大的主体，但也是理论与应用数学的重要分支。在许多不同应用领 域中通常采用各种不同类型的控制器，从简单的闭环反馈控制器到复杂的、自适应的、状态 空间的且基于微分方程的受处理器控制的控制系统。
[0003] 许多控制器被设计成基于控制模型和来自系统的传感器反馈向系统的各种动态 部件输出控制信号。许多系统被设计成呈现预定的行为或操作模式，这类系统的控制部件 因此被设计成（通过传统设计和优化技术）确保在常规操作情况下发生预定的系统行为。 在某些情况下，可以具有用于系统的各种不同的操作模式，并且系统的控制部件因此需要 为系统选择当前操作模式并控制系统符合所选的操作模式。许多不同类型的控制器和自动 系统的理论家、研宄员和开发者继续寻找用于控制器设计的方法，用以产生具有灵活性和 智能性的控制器以控制系统从不同的可能的操作模式中选择当前操作模式，然后提供控制 输出以驱动受控系统产生所选的操作模式。
【发明内容】
[0004] 本申请涉及智能控制器，该智能控制器使用传感器输出和电子存储的信息来确定 一种或多种实体是否存在于受智能控制器监控的区域、容区或环境内，上述电子存储的信 息包括电子存储的规则、参数和指令中的一种或多种。智能控制器选择操作模式并相对于 一个或多个实体的存在或缺失修改控制调度。智能控制器采用反馈信息来连续地调整电子 存储的参数和规则，以便相对于一个或多个实体的存在或缺失最小化错误推断的数量且以 便最大化受智能控制器控制的各种系统执行所选的操作模式的效率。
【附图说明】
[0005] 图1示出智能家庭环境。
[0006] 图2示出智能家庭设备与远程设备及系统的集成。
[0007] 图3示出图2中所示的相互通信的实体的环境内的信息处理。
[0008] 图4示出本申请所涉及的一大类智能控制器。
[0009] 图5示出智能控制器的附加内部特征。
[0010] 图6示出一般性计算机架构，该计算机架构代表可以包括在智能控制器、服务器 计算机和其它基于处理器的智能设备及系统中的计算机器的类型的示例。
[0011] 图7示出本申请涉及的该一大类智能控制器中的一种智能控制器的特征和特性。
[0012] 图8示出智能控制器在其中操作的典型控制环境。
[0013] 图9示出传感器输出的一般特性。
[0014] 图10A-图10D示出智能控制器在控制操作期间所处理和产生的信息。
[0015] 图11示出分布式控制环境。
[0016] 图12示出与环境内的一组多个控制器中的每个控制器相关联的感测和推断区 域。
[0017] 图13示出受多个智能控制器控制的环境内的控制领域。
[0018] 图14A-图14C示出在一个或多个智能控制器和/或一个或多个智能控制器可访 问的远程计算机系统内的各种电子存储的存在概率信息。
[0019] 图14D示出一部分时间线，计算的标量存在概率值沿着该部分时间线被示出成时 间间隔上方的圆柱。
[0020] 图15示出许多不同类型的接收的和电子存储的信息中的一些，智能控制器可使 用这些信息来确定人在整个环境中或在环境的子区域内或某些点处存在的概率。
[0021] 图16示出智能控制器的操作的控制流程图。
[0022] 图17A-图17B示出存在/不存在模型的变型。
[0023] 图18A-图18B提供用于智能控制器的状态转换图，该智能控制器根据在图17A中 所示的双态转换图来操作。
[0024] 图19和图20示出三种存在状态的智能控制器，其使用与在图17A和图18A中所 用的图示惯例相类似的图示惯例。
[0025] 图21示出关于环境内的多个智能控制器的智能控制的变化的分布程度。
[0026] 图22A-图22C示出三种不同类型的控制调度。
[0027] 图23A-图23G示出即时控制输入的图示，该即时控制输入可被智能控制器接收并 执行，然后记录并覆盖到控制调度（例如上文参照图22A-图22C所讨论的控制调度）上， 作为自动控制调度学习的一部分。
[0028] 图24A-图24D示出不存在事件及其对控制调度的影响。
[0029] 图25示出许多不同类型的信息，智能控制器可使用这些信息来确定一个或多个 人在受控环境或在受控环境的区域或子容区内的存在和/或缺失。
[0030] 图26A-图28B分别提供在图16中提供的控制流程图的步骤1618和步骤1622中 调用的传感器和存在例行程序的控制流程图。
[0031] 图27A提供在控制流程图的步骤1622中调用的存在例行程序的控制流程图。
[0032] 图27B提供执行在图27A中提供的控制流程图的步骤2702中调用的累积的基于 传感器的存在概率计算的例行程序的控制流程图。
[0033] 图27C提供在图27A中提供的控制流程图的步骤2704中调用的基于规则修改的 例行程序的控制流程图。
[0034] 图28A-图28B示出调度调整例行程序的示例实现。
[0035] 图29A-图29D示出各种与存在相关的调度调整。
[0036] 图30A-图30C示出在从传感器的输出计算存在概率时的各种考虑中的某些。
[0037] 图31示出在基于单个传感器输出的概率估计的可信度的确定。
[0038] 图32A-图32B不出隔开存在到不存在事件和不存在到存在事件的时间间隔的长 度可以确定后一事件是否被视为校正事件的事实。
[0039] 图33示出对于校正的不存在到存在事件中的因素以及在存在概率确定和与存在 概率确定相关的调度调整中的其它信息，智能控制器可使用的与存在相关的调度调整和存 在概率确定的各种变化。
[0040] 图34示出在各种不同的时间段上所确定的存在模式的示例。
[0041] 图35A示出智能恒温器的透视图。
[0042] 图35B-图35C示出正被用户控制的智能恒温器。
[0043] 图36示出智能恒温器和耦合HVAC的壁插接器的分解透视图。
[0044] 图37A-图37B示出智能恒温器的分解的正面和背面透视图。
[0045] 图38A-图38B分别不出机头单兀的分解的正面和背面透视图。
[0046] 图39A-图39B分别不出机头单兀正面组件的分解的正面和背面透视图。
[0047] 图40A-图40B分别不出背板单兀的分解的正面和背面透视图。
[0048] 图41示出部分组装的机头单元的透视图。
[0049] 图42示出机头单元电路板。
[0050] 图43示出背板电路板的后视图。
[0051] 图44A-图44D示出自动离开/自动到达方法的示例操作所对应的标准设定点温 度调度的时间图对比实际工作的设定点图。
[0052] 图45是示出受制约的圈占地可分类成的各种状态的示意图。
[0053] 图46A-图46F示出自动离开/自动到达方法的操作所对应的标准控制调度的时 间图对比实际工作的设定点图。
[0054] 图47A-图47D示出基于与自动离开和/或自动到达触发的重复实例相关联的占 用模式和/或校正的手动输入模式的控制调度修改的一个示例。
[0055] 图48是示出受制约的圈占地可分类成的各种状态的示意图。
[0056] 图49示出涉及基于来自大量实际家里人的经验数据对最佳时间阈值的确定的图 4910和图4920,最佳时间阈值用于（1)触发自动离开状态；和（2)在进入自动离开状态时 暂时抑制自动到达状态。
[0057] 图50A示出特定圈占地，例如家庭，其具有连接到两个不同的HVAC系统的三个恒 温器。
[0058] 图50B示出用于多恒温器安装设置的自动离开功能的实现的示例。
【具体实施方式】
[0059] 本申请涉及一大类智能控制器，该类智能控制器确定一种或多种实体在受智能控 制器控制的一个或多个系统所影响的一个或多个区域、容区或环境内的存在和缺失，并且 包括许多不同特定类型的智能控制器，这些智能控制器可以应用到和并入在许多不同类型 的设备、机器、系统和组织中。智能控制器控制设备、机器、系统和组织的操作，反过来，设 备、机器、系统和组织操作以影响一个或多个区域、容区或环境内任何各种参数。本申请涉 及的该一大类智能控制器包括多个部件，这些部件允许智能控制器使用来自一个或多个传 感器的一个或多个输出直接感测一个或多个实体的存在和/或缺失，从基于传感器的确定 以及各种类型的电子存储的数据、规则和参数来推断一个或多个实体在地区、区域、容区内 或在地区、区域、容区内的点处的存在和/或缺失，以及基于关于一个或多个实体在地区、 区域、容区内的存在和/或缺失的推断来调整控制调度。本专利说明书的主题涉及以下共 同转让的申请的主题（每个申请通过引用并入在本文中）：2011年10月7日递交的序列号 为13/269,501的美国申请；2011年10月21日递交的序列号为61/550, 345的美国临时申 请；以及2011年10月17日递交的序列号为13/279, 151的美国申请。
[0060] 除了用于存在和/或缺失检测和对应的控制调整的方法和实现外，本申请还公开 了智能恒温控制器或智能恒温器的具体示例以及存在和/或缺失检测和对应的控制调度 调整的具体示例，该示例作为本申请涉及的该一大类智能控制器所采用的存在和/或缺失 检测和控制调整方法的详细示例。智能恒温器是智能家庭设备的示例。
[0061] 详细描述包括三个分部：（1)智能家庭环境的概述；（2)智能控制器执行的存在和 /或缺失检测和控制调整；和（3)在智能恒温器背景下的存在和/或缺失检测和控制调整。 第一分部提供一个技术区域的描述，该技术区域对于用于检测一个或多个实体的存在和/ 或缺失和用于对应地调整一个或多个系统的控制的方法的应用和并入提供了许多机会。第 二分部提供该一大类智能控制器的详细描述，这些智能控制器确定一个或多个实体的存在 和/或缺失并基于所确定的一个或多个实体的存在和/或缺失对应地调整一个或多个系统 的控制，包括第一常规实现。第三分部提供并入在智能恒温器中的存在和/或缺失检测和 对应的控制调整方法的具体示例。
[0062] 智能家庭环培的概沐
[0063] 图1示出智能家庭环境。智能家庭环境100包括多个智能的、多传感的、连接网络 的设备。这些智能家庭设备在智能家庭环境内互相通信且集成在一起。智能家庭设备也可 以与基于云的智能家庭控制和/或数据处理系统通信，以便分布控制功能、访问更高能力 的且更可靠的计算设施、以及将特定智能家庭集成到较大的、多家庭的或地理的基于智能 家庭设备的聚集体中。
[0064] 智能家庭设备可以包括一个或多个智能恒温器102、一个或多个智能危险检测单 元104、一个或多个智能入口通道界面设备106、智能开关（包括智能壁式开关108)、智能功 用接口或其它服务接口（例如智能壁式插座接口 110)、和各种各样智能的、多传感的、连接 网络的器件112,上述器件112包括冰箱、电视、洗衣机、干燥机、灯、音频系统、对讲机系统、 机械驱动器、壁挂式空调、泳池加热单元、灌溉系统和许多其它类型的智能器件和系统。
[0065] 通常，智能家庭设备包括一个或多个不同类型的传感器、一个或多个控制器和/ 或驱动器、和一个或多个通信接口，上述通信接口将智能家庭设备连接到本地智能家庭环 境内的其它智能家庭设备、路由器、桥接器和集线器，连接到各种不同类型的