一种宠物互动意图判断与协同控制方法、装置及空气净化器与流程

本发明涉及智能家电控制领域，具体而言，涉及一种宠物互动意图判断与协同控制方法、装置及空气净化器。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，宠物已成为越来越多家庭的重要成员。宠物在室内活动时会产生毛发、皮屑、异味等污染物，催生了宠物专用空气净化器的市场需求。部分宠物空气净化器在传统净化功能的基础上增设了互动机构，如逗猫棒、激光点等，使空气净化器兼具宠物陪伴功能。

2、公开号为cn121795326a的专利文献公开了一种宠物互动与空气净化协同控制方法，通过红外传感器检测宠物呼吸频率，通过称重设备获取宠物体重数据，并根据呼吸生理参数和体重健康参数调节互动设备和空气净化设备的工作状态。然而，该方案基于宠物已有的活动状态进行被动响应，无法在宠物靠近时判断其是否有互动意愿。当宠物仅仅是路过或准备休息时，设备仍可能启动互动，导致互动缺乏针对性。同时，该方案以红外传感器为主要感知源，毫米波雷达仅作为冗余或补充感知源以检测胸腔微动。其主要根据呼吸生理参数和体重健康参数识别睡眠、静止、正常活动或剧烈活动等状态，未见明确公开基于宠物连续空间轨迹、靠近方向和试探响应来判断互动意图、休息意图或路过状态，检测精度和实时性受限。

3、公开号为cn109006555b的专利文献公开了一种基于雷达测距的宠物玩具工作控制方法，通过检测物体进入预设距离范围直接驱动逗件动作。该方案采用纯距离阈值触发，未对宠物行为状态进行识别，更未判断宠物靠近时是否有互动意图。直接以全强度启动互动机构可能导致胆小宠物受惊逃离，且无法区分宠物是想要互动还是仅路过或准备休息。

4、因此，现有技术中存在无法区分宠物靠近时互动意图与休息意图、直接全强度互动惊吓宠物、对不同意图采用相同控制策略导致互动效果差或打扰宠物休息等技术问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提出一种宠物互动意图判断与协同控制方法、装置及空气净化器，可以解决现有技术中无法区分宠物靠近时的互动意图与休息意图、直接全强度互动惊吓宠物、对不同意图采用相同控制策略导致互动效果差或打扰宠物休息的技术问题。

2、为了解决技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种宠物互动意图判断与协同控制方法，用于带有互动设备的空气净化设备的控制，所述方法包括获取宠物参数，并基于所述宠物参数协同调节互动设备和空气净化设备工作；所述方法还包括：当宠物靠近空气净化器时，控制所述空气净化器的互动机构执行第一强度试探动作；在执行所述第一强度试探动作后的预设响应窗口内，检测宠物是否产生响应；根据所述响应的检测结果，判断宠物具有互动意图或休息意图；根据意图判断结果，将所述互动机构切换至第二强度互动动作，或暂停所述互动机构并进入休息保护状态。

4、上述技术方案中，当宠物靠近空气净化器时，设备先基于宠物状态特征判断互动意图和休息意图；仅当两者均未确认时，才以较低强度的试探动作观察宠物反应；当已满足预设休息倾向条件时，跳过试探动作并直接进入休息保护状态。预设响应窗口内，若宠物产生靠近、追随、速度增大等响应行为，则判定宠物具有互动意图，将互动机构切换至第二强度互动动作以满足宠物的互动需求；若宠物保持静止、位置稳定且未对试探动作产生响应，则判定宠物具有休息意图，暂停互动机构并进入休息保护状态。这一闭环控制机制，使空气净化器能够在宠物靠近时基于可观测行为特征判断其互动倾向或休息倾向，并据此采取差异化的控制策略，既避免直接全强度互动惊吓宠物，又确保互动的针对性和休息保护的有效性。

5、该方法具体包括以下步骤：s1中通过毫米波雷达采集检测区域内的雷达数据，包括点云数据、目标距离、方位角、速度、反射强度和微动特征等。s2中基于雷达数据识别宠物目标，生成宠物运动轨迹和宠物状态标识。宠物状态标识可包括靠近、意图未确认、试探互动、互动意图、休息意图、路过、追逐、受扰远离、远离和目标丢失等多种状态，用于刻画宠物在检测区域内的行为模式。在识别宠物目标之前，还可判断候选目标是否为无生命静态物体，当候选目标在连续多个检测帧内位置基本不变、速度持续低于静止速度阈值且不具有呼吸微动或周期性相位变化时，将其识别为无生命静态物体并排除，避免家具、纸箱等物体误触发互动。s3当宠物靠近空气净化器，且互动意图和休息意图均未确认时，控制所述互动机构执行第一强度试探动作，并在预设响应窗口内检测宠物是否产生响应；当宠物满足包括位置稳定、低活动量、持续生命体微动和位于休息候选区域在内的预设休息倾向条件时，跳过所述第一强度试探动作并进入休息保护状态；s4根据所述响应的检测结果，并结合宠物运动轨迹、位置稳定性、活动量、生命体微动特征及所在区域中的至少一种，确定宠物具有互动意图、具有休息意图或处于意图未确认状态；其中，当在预设响应窗口内未检测到响应时，进一步结合位置稳定性、活动量和生命体微动特征中的至少一种确定宠物是否具有休息意图；当处于意图未确认状态时，控制风机维持低噪运行，暂不启动第二强度互动动作并继续采集雷达数据；s5当判定宠物具有互动意图时，将所述互动机构切换至第二强度互动动作，并协同控制风机模块、所述互动机构和净化模块；s6当判定宠物具有休息意图时，暂停所述互动机构并进入休息保护状态；s3至s6执行试探-响应-意图判断-控制切换的核心闭环。s7当宠物离开后，可根据宠物活动期间累积的活动量指数决定是否进入离开后增强净化模式，若活动量指数超过增强净化阈值，则控制风机提高至中档或高档、净化模块增强运行，持续预设时间后恢复常态，实现宠物活动后的自动深度清洁。

6、互动意图和休息意图的判断可能存在冲突场景，需要设定冲突处理规则予以应对。当互动意图和休息意图均未达到对应判断条件时，生成意图未确认状态，维持风机低噪运行，暂不启动高强度互动，并持续观察宠物轨迹。当宠物目标已满足位置稳定、低活动量、持续生命体微动和位于休息候选区域等休息倾向条件时，不执行第一强度试探动作，直接进入休息保护状态，避免对明显处于休息倾向的宠物进行不必要的试探。当宠物对第一强度试探动作产生明显响应时，优先判定为互动意图，因为响应行为是互动意愿的直接体现。当宠物位于休息候选区域且满足位置稳定、低活动量、持续生命体微动和对试探动作无响应时，优先判定为休息意图，确保休息保护不受距离因素干扰。

7、当判定宠物具有互动意图后，执行控制风机进入或保持宠物友好低噪档、将互动机构由第一强度切换至第二强度等控制动作。宠物友好低噪档确保互动过程中风机噪音不干扰宠物，第二强度互动动作相比第一强度具有更高的摆动频率、更大的摆动角度、更长的互动周期或更明显的随机动作，以充分满足宠物的互动需求。在具体实现中，还可根据宠物速度调整互动机构动作频率、根据宠物距离调整动作幅度、根据宠物轨迹曲率调整动作方向或随机性，使互动更加自然流畅。

8、当判定宠物具有休息意图后，进入休息保护状态，暂停或关闭互动机构。休息保护状态下，还可禁止互动机构突然启动、控制风机维持低噪运行并限制最高转速和转速变化率、关闭或降低互动灯光及声音提示，以及当空气质量恶化时采用缓慢升档或间歇净化方式，确保宠物休息不受打扰。当宠物离开休息候选区域或活动量重新升高时，退出休息保护状态，恢复正常控制模式。

9、s1中通过毫米波雷达获取目标的点云数据和生命体微动特征，并按时间帧缓存目标位置数据。点云数据提供宠物空间坐标和速度向量，生命体微动特征包括呼吸、胸腹起伏、微多普勒或周期性相位变化，用于区分有生命体与无生命物体。s2中基于点云数据和微动特征识别宠物目标后，对识别为宠物的目标进行连续帧关联以生成宠物运动轨迹，并将所述点云数据、生命体微动特征和宠物运动轨迹融合构成状态向量。当宠物靠近但不具有互动意图或休息意图时，可生成路过状态标识，通过轨迹切向穿越、运动方向未朝向互动机构、停留时间小于阈值、未对试探产生响应等条件判断。当宠物在风机高档运行或互动机构动作后短时间内出现速度增大、方向转为远离等行为时，可生成受扰远离状态标识，暂停互动机构并降低后续试探强度。

10、检测区域的合理划分为互动倾向和休息倾向判断提供空间依据。以空气净化器为中心建立雷达检测坐标系，检测区域划分为外部观察区域、靠近判断区域、互动区域、休息候选区域和退出区域五个子区域。外部观察区域检测目标是否从远处进入设备周边；靠近判断区域判断宠物距离是否持续减小、运动方向是否朝向设备；互动区域与互动机构作用范围对应，宠物进入后先进入试探或意图判断阶段；休息候选区域位于侧方或低风扰区域，为休息意图判断提供空间依据；退出区域判断宠物是否远离设备。在区域边界设置上，进入互动区域可采用第一距离阈值d1，退出互动区域采用第二距离阈值d2且d2大于d1，形成滞回区间，状态进入需连续n帧确认，状态退出需连续m帧确认，防止状态频繁切换。

11、本发明还提供了一种宠物互动意图判断与协同控制装置，包括雷达数据获取单元、宠物识别与轨迹生成单元、试探互动控制单元、响应检测单元、意图判断单元和协同控制单元。雷达数据获取单元获取毫米波雷达采集的雷达数据；宠物识别与轨迹生成单元基于雷达数据识别宠物目标并生成运动轨迹；试探互动控制单元在宠物靠近且互动意图和休息意图均未确认时控制互动机构执行第一强度试探动作，并在宠物满足预设休息倾向条件时跳过所述第一强度试探动作；响应检测单元在预设响应窗口内检测宠物响应；意图判断单元根据响应结果，并结合宠物运动轨迹、位置稳定性、活动量、生命体微动特征及所在区域中的至少一种，确定宠物具有互动意图、具有休息意图或处于意图未确认状态；协同控制单元根据判断结果切换互动机构强度或进入休息保护状态，并协同控制风机、互动机构和净化模块。各单元相互配合，实现宠物互动意图判断与空气净化器协同控制的完整闭环。

12、本发明还提供了一种空气净化器，包括空气净化器本体、风机模块、净化模块、毫米波雷达模块、宠物互动机构、控制模块和存储模块。风机模块执行空气净化，净化模块过滤空气污染物，毫米波雷达模块采集目标雷达数据，宠物互动机构执行第一强度试探动作和第二强度互动动作，控制模块执行试探-响应-意图判断-控制切换的完整流程并协同控制各模块，存储模块存储计算机程序和宠物状态记录。在具体实现中，设备还可记录或上报宠物状态标识、意图判断结果、试探互动时间、响应结果、风机状态、互动强度、活动量等级和增强净化状态等信息，通过本地日志、应用程序页面或云端事件等方式呈现给用户。

13、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法各步骤。

14、本发明提供的技术方案中，通过在宠物靠近时执行第一强度试探动作并检测宠物响应，提高了对宠物互动倾向与休息倾向的区分能力，解决了现有技术无法判断宠物靠近时是否有互动意愿的问题。通过第一强度试探到第二强度互动的分级控制，避免了直接全强度互动惊吓宠物的问题，使互动更加自然温和。通过根据意图判断结果切换控制策略，互动意图时启动互动而休息意图时进入休息保护状态，解决了对不同意图采用相同控制策略导致互动效果差或打扰宠物休息的问题，实现了空气净化器对宠物行为的自适应响应。