智能控制器內(nèi)的自動存在檢測及與存在相關(guān)的控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利申請涉及機器學(xué)習(xí)和智能控制器，特別地，涉及智能控制器和并入在智能 控制器內(nèi)的機器學(xué)習(xí)方法，其確定一種或多種實體在受智能控制器控制的區(qū)域、容區(qū)或環(huán) 境內(nèi)的存在并相對于一個或多個實體的存在或缺失修改控制操作。
【背景技術(shù)】
[0002] 控制系統(tǒng)和控制理論是高度發(fā)展的研發(fā)領(lǐng)域，其已經(jīng)對大量系統(tǒng)和技術(shù)的設(shè)計和 發(fā)展產(chǎn)生深遠影響，上述系統(tǒng)和技術(shù)從飛機、航天器、以及其它車輛和運輸系統(tǒng)到計算機 系統(tǒng)、工業(yè)制造和操作設(shè)施、機器工具、加工機械和消費者設(shè)備?？刂评碚摪瑢嶋H的系 統(tǒng)-控制-設(shè)計原理的大的主體，但也是理論與應(yīng)用數(shù)學(xué)的重要分支。在許多不同應(yīng)用領(lǐng) 域中通常采用各種不同類型的控制器，從簡單的閉環(huán)反饋控制器到復(fù)雜的、自適應(yīng)的、狀態(tài) 空間的且基于微分方程的受處理器控制的控制系統(tǒng)。
[0003] 許多控制器被設(shè)計成基于控制模型和來自系統(tǒng)的傳感器反饋向系統(tǒng)的各種動態(tài) 部件輸出控制信號。許多系統(tǒng)被設(shè)計成呈現(xiàn)預(yù)定的行為或操作模式，這類系統(tǒng)的控制部件 因此被設(shè)計成（通過傳統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化技術(shù)）確保在常規(guī)操作情況下發(fā)生預(yù)定的系統(tǒng)行為。 在某些情況下，可以具有用于系統(tǒng)的各種不同的操作模式，并且系統(tǒng)的控制部件因此需要 為系統(tǒng)選擇當(dāng)前操作模式并控制系統(tǒng)符合所選的操作模式。許多不同類型的控制器和自動 系統(tǒng)的理論家、研宄員和開發(fā)者繼續(xù)尋找用于控制器設(shè)計的方法，用以產(chǎn)生具有靈活性和 智能性的控制器以控制系統(tǒng)從不同的可能的操作模式中選擇當(dāng)前操作模式，然后提供控制 輸出以驅(qū)動受控系統(tǒng)產(chǎn)生所選的操作模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請涉及智能控制器，該智能控制器使用傳感器輸出和電子存儲的信息來確定 一種或多種實體是否存在于受智能控制器監(jiān)控的區(qū)域、容區(qū)或環(huán)境內(nèi)，上述電子存儲的信 息包括電子存儲的規(guī)則、參數(shù)和指令中的一種或多種。智能控制器選擇操作模式并相對于 一個或多個實體的存在或缺失修改控制調(diào)度。智能控制器采用反饋信息來連續(xù)地調(diào)整電子 存儲的參數(shù)和規(guī)則，以便相對于一個或多個實體的存在或缺失最小化錯誤推斷的數(shù)量且以 便最大化受智能控制器控制的各種系統(tǒng)執(zhí)行所選的操作模式的效率。
【附圖說明】
[0005] 圖1示出智能家庭環(huán)境。
[0006] 圖2示出智能家庭設(shè)備與遠程設(shè)備及系統(tǒng)的集成。
[0007] 圖3示出圖2中所示的相互通信的實體的環(huán)境內(nèi)的信息處理。
[0008] 圖4示出本申請所涉及的一大類智能控制器。
[0009] 圖5示出智能控制器的附加內(nèi)部特征。
[0010] 圖6示出一般性計算機架構(gòu)，該計算機架構(gòu)代表可以包括在智能控制器、服務(wù)器 計算機和其它基于處理器的智能設(shè)備及系統(tǒng)中的計算機器的類型的示例。
[0011] 圖7示出本申請涉及的該一大類智能控制器中的一種智能控制器的特征和特性。
[0012] 圖8示出智能控制器在其中操作的典型控制環(huán)境。
[0013] 圖9示出傳感器輸出的一般特性。
[0014] 圖10A-圖10D示出智能控制器在控制操作期間所處理和產(chǎn)生的信息。
[0015] 圖11示出分布式控制環(huán)境。
[0016] 圖12示出與環(huán)境內(nèi)的一組多個控制器中的每個控制器相關(guān)聯(lián)的感測和推斷區(qū) 域。
[0017] 圖13示出受多個智能控制器控制的環(huán)境內(nèi)的控制領(lǐng)域。
[0018] 圖14A-圖14C示出在一個或多個智能控制器和/或一個或多個智能控制器可訪 問的遠程計算機系統(tǒng)內(nèi)的各種電子存儲的存在概率信息。
[0019] 圖14D示出一部分時間線，計算的標(biāo)量存在概率值沿著該部分時間線被示出成時 間間隔上方的圓柱。
[0020] 圖15示出許多不同類型的接收的和電子存儲的信息中的一些，智能控制器可使 用這些信息來確定人在整個環(huán)境中或在環(huán)境的子區(qū)域內(nèi)或某些點處存在的概率。
[0021] 圖16示出智能控制器的操作的控制流程圖。
[0022] 圖17A-圖17B示出存在/不存在模型的變型。
[0023] 圖18A-圖18B提供用于智能控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，該智能控制器根據(jù)在圖17A中 所示的雙態(tài)轉(zhuǎn)換圖來操作。
[0024] 圖19和圖20示出三種存在狀態(tài)的智能控制器，其使用與在圖17A和圖18A中所 用的圖示慣例相類似的圖示慣例。
[0025] 圖21示出關(guān)于環(huán)境內(nèi)的多個智能控制器的智能控制的變化的分布程度。
[0026] 圖22A-圖22C示出三種不同類型的控制調(diào)度。
[0027] 圖23A-圖23G示出即時控制輸入的圖示，該即時控制輸入可被智能控制器接收并 執(zhí)行，然后記錄并覆蓋到控制調(diào)度（例如上文參照圖22A-圖22C所討論的控制調(diào)度）上， 作為自動控制調(diào)度學(xué)習(xí)的一部分。
[0028] 圖24A-圖24D示出不存在事件及其對控制調(diào)度的影響。
[0029] 圖25示出許多不同類型的信息，智能控制器可使用這些信息來確定一個或多個 人在受控環(huán)境或在受控環(huán)境的區(qū)域或子容區(qū)內(nèi)的存在和/或缺失。
[0030] 圖26A-圖28B分別提供在圖16中提供的控制流程圖的步驟1618和步驟1622中 調(diào)用的傳感器和存在例行程序的控制流程圖。
[0031] 圖27A提供在控制流程圖的步驟1622中調(diào)用的存在例行程序的控制流程圖。
[0032] 圖27B提供執(zhí)行在圖27A中提供的控制流程圖的步驟2702中調(diào)用的累積的基于 傳感器的存在概率計算的例行程序的控制流程圖。
[0033] 圖27C提供在圖27A中提供的控制流程圖的步驟2704中調(diào)用的基于規(guī)則修改的 例行程序的控制流程圖。
[0034] 圖28A-圖28B示出調(diào)度調(diào)整例行程序的示例實現(xiàn)。
[0035] 圖29A-圖29D示出各種與存在相關(guān)的調(diào)度調(diào)整。
[0036] 圖30A-圖30C示出在從傳感器的輸出計算存在概率時的各種考慮中的某些。
[0037] 圖31示出在基于單個傳感器輸出的概率估計的可信度的確定。
[0038] 圖32A-圖32B不出隔開存在到不存在事件和不存在到存在事件的時間間隔的長 度可以確定后一事件是否被視為校正事件的事實。
[0039] 圖33示出對于校正的不存在到存在事件中的因素以及在存在概率確定和與存在 概率確定相關(guān)的調(diào)度調(diào)整中的其它信息，智能控制器可使用的與存在相關(guān)的調(diào)度調(diào)整和存 在概率確定的各種變化。
[0040] 圖34示出在各種不同的時間段上所確定的存在模式的示例。
[0041] 圖35A示出智能恒溫器的透視圖。
[0042] 圖35B-圖35C示出正被用戶控制的智能恒溫器。
[0043] 圖36示出智能恒溫器和耦合HVAC的壁插接器的分解透視圖。
[0044] 圖37A-圖37B示出智能恒溫器的分解的正面和背面透視圖。
[0045] 圖38A-圖38B分別不出機頭單兀的分解的正面和背面透視圖。
[0046] 圖39A-圖39B分別不出機頭單兀正面組件的分解的正面和背面透視圖。
[0047] 圖40A-圖40B分別不出背板單兀的分解的正面和背面透視圖。
[0048] 圖41示出部分組裝的機頭單元的透視圖。
[0049] 圖42示出機頭單元電路板。
[0050] 圖43示出背板電路板的后視圖。
[0051] 圖44A-圖44D示出自動離開/自動到達方法的示例操作所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定點溫 度調(diào)度的時間圖對比實際工作的設(shè)定點圖。
[0052] 圖45是示出受制約的圈占地可分類成的各種狀態(tài)的示意圖。
[0053] 圖46A-圖46F示出自動離開/自動到達方法的操作所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)控制調(diào)度的時 間圖對比實際工作的設(shè)定點圖。
[0054] 圖47A-圖47D示出基于與自動離開和/或自動到達觸發(fā)的重復(fù)實例相關(guān)聯(lián)的占 用模式和/或校正的手動輸入模式的控制調(diào)度修改的一個示例。
[0055] 圖48是示出受制約的圈占地可分類成的各種狀態(tài)的示意圖。
[0056] 圖49示出涉及基于來自大量實際家里人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對最佳時間閾值的確定的圖 4910和圖4920,最佳時間閾值用于（1)觸發(fā)自動離開狀態(tài)；和（2)在進入自動離開狀態(tài)時 暫時抑制自動到達狀態(tài)。
[0057] 圖50A示出特定圈占地，例如家庭，其具有連接到兩個不同的HVAC系統(tǒng)的三個恒 溫器。
[0058] 圖50B示出用于多恒溫器安裝設(shè)置的自動離開功能的實現(xiàn)的示例。
【具體實施方式】
[0059] 本申請涉及一大類智能控制器，該類智能控制器確定一種或多種實體在受智能控 制器控制的一個或多個系統(tǒng)所影響的一個或多個區(qū)域、容區(qū)或環(huán)境內(nèi)的存在和缺失，并且 包括許多不同特定類型的智能控制器，這些智能控制器可以應(yīng)用到和并入在許多不同類型 的設(shè)備、機器、系統(tǒng)和組織中。智能控制器控制設(shè)備、機器、系統(tǒng)和組織的操作，反過來，設(shè) 備、機器、系統(tǒng)和組織操作以影響一個或多個區(qū)域、容區(qū)或環(huán)境內(nèi)任何各種參數(shù)。本申請涉 及的該一大類智能控制器包括多個部件，這些部件允許智能控制器使用來自一個或多個傳 感器的一個或多個輸出直接感測一個或多個實體的存在和/或缺失，從基于傳感器的確定 以及各種類型的電子存儲的數(shù)據(jù)、規(guī)則和參數(shù)來推斷一個或多個實體在地區(qū)、區(qū)域、容區(qū)內(nèi) 或在地區(qū)、區(qū)域、容區(qū)內(nèi)的點處的存在和/或缺失，以及基于關(guān)于一個或多個實體在地區(qū)、 區(qū)域、容區(qū)內(nèi)的存在和/或缺失的推斷來調(diào)整控制調(diào)度。本專利說明書的主題涉及以下共 同轉(zhuǎn)讓的申請的主題（每個申請通過引用并入在本文中）：2011年10月7日遞交的序列號 為13/269,501的美國申請；2011年10月21日遞交的序列號為61/550, 345的美國臨時申 請；以及2011年10月17日遞交的序列號為13/279, 151的美國申請。
[0060] 除了用于存在和/或缺失檢測和對應(yīng)的控制調(diào)整的方法和實現(xiàn)外，本申請還公開 了智能恒溫控制器或智能恒溫器的具體示例以及存在和/或缺失檢測和對應(yīng)的控制調(diào)度 調(diào)整的具體示例，該示例作為本申請涉及的該一大類智能控制器所采用的存在和/或缺失 檢測和控制調(diào)整方法的詳細示例。智能恒溫器是智能家庭設(shè)備的示例。
[0061] 詳細描述包括三個分部：（1)智能家庭環(huán)境的概述；（2)智能控制器執(zhí)行的存在和 /或缺失檢測和控制調(diào)整；和（3)在智能恒溫器背景下的存在和/或缺失檢測和控制調(diào)整。 第一分部提供一個技術(shù)區(qū)域的描述，該技術(shù)區(qū)域?qū)τ谟糜跈z測一個或多個實體的存在和/ 或缺失和用于對應(yīng)地調(diào)整一個或多個系統(tǒng)的控制的方法的應(yīng)用和并入提供了許多機會。第 二分部提供該一大類智能控制器的詳細描述，這些智能控制器確定一個或多個實體的存在 和/或缺失并基于所確定的一個或多個實體的存在和/或缺失對應(yīng)地調(diào)整一個或多個系統(tǒng) 的控制，包括第一常規(guī)實現(xiàn)。第三分部提供并入在智能恒溫器中的存在和/或缺失檢測和 對應(yīng)的控制調(diào)整方法的具體示例。
[0062] 智能家庭環(huán)培的概沐
[0063] 圖1示出智能家庭環(huán)境。智能家庭環(huán)境100包括多個智能的、多傳感的、連接網(wǎng)絡(luò) 的設(shè)備。這些智能家庭設(shè)備在智能家庭環(huán)境內(nèi)互相通信且集成在一起。智能家庭設(shè)備也可 以與基于云的智能家庭控制和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信，以便分布控制功能、訪問更高能力 的且更可靠的計算設(shè)施、以及將特定智能家庭集成到較大的、多家庭的或地理的基于智能 家庭設(shè)備的聚集體中。
[0064] 智能家庭設(shè)備可以包括一個或多個智能恒溫器102、一個或多個智能危險檢測單 元104、一個或多個智能入口通道界面設(shè)備106、智能開關(guān)（包括智能壁式開關(guān)108)、智能功 用接口或其它服務(wù)接口（例如智能壁式插座接口 110)、和各種各樣智能的、多傳感的、連接 網(wǎng)絡(luò)的器件112,上述器件112包括冰箱、電視、洗衣機、干燥機、燈、音頻系統(tǒng)、對講機系統(tǒng)、 機械驅(qū)動器、壁掛式空調(diào)、泳池加熱單元、灌溉系統(tǒng)和許多其它類型的智能器件和系統(tǒng)。
[0065] 通常，智能家庭設(shè)備包括一個或多個不同類型的傳感器、一個或多個控制器和/ 或驅(qū)動器、和一個或多個通信接口，上述通信接口將智能家庭設(shè)備連接到本地智能家庭環(huán) 境內(nèi)的其它智能家庭設(shè)備、路由器、橋接器和集線器，連接到各種不同類型的