智能追踪台灯需求文档

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一、项目背景

设计一款具备人体感知与动态追踪能力的智能台灯，实现以下核心目标：

1. 自动开关：检测到人体活动时自动开启光源，无人时关闭以节省能耗。
2. 主动追踪：通过机械结构实时调整光照方向，确保用户始终处于最佳照明区域。

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二、核心功能需求

1. 人体检测与识别

• 检测范围：
  • 有效半径≥3米，水平覆盖角度≥120°（建议使用广角摄像头或雷达）。
  • 支持穿墙检测（如隔断、窗帘遮挡场景）。
• 识别精度：
  • 误检率≤5%（区分人与宠物/动态物体）。
  • 支持多人场景下的主目标锁定（例如：优先追踪移动速度最快或距离最近的目标）。

2. 光源控制

• 自动开关逻辑：
  • 触发条件：检测到人体持续存在≥2秒（避免短暂路过误触发）。
  • 关闭条件：目标离开检测区域持续≥5分钟（可配置时长）。
• 动态追踪：
  • 响应时间：从检测到位置变化到光源调整完成≤0.3秒。
  • 定位精度：光照中心与人体中心偏差≤10厘米（测试距离1.5米）。

3. 机械运动控制

• 运动范围：
  • 水平旋转：0°~340°（避免线缆缠绕）。
  • 俯仰角度：-30°（向下）~+60°（向上）。
• 运动平滑性：
  • 禁止急停/抖动，需通过加速度控制算法实现平滑转向。
  • 支持手动锁定位置模式（用户可固定照射角度）。

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三、非功能性需求

1. 性能需求

指标	要求	测试方法
系统延迟	摄像头到舵机响应≤200ms	高速摄像+时间戳分析
续航能力	插电版本支持24小时连续工作	温升测试（≤55℃）
抗干扰性	强光（>1000lux）/弱光（<10lux）下正常检测	环境模拟箱测试

2. 用户体验需求

• 隐私保护：摄像头数据本地处理，禁止云端传输（需提供物理遮挡开关）。
• 噪音控制：机械运转噪音≤30dB（A计权）。
• 自适应亮度：根据环境光自动调节LED亮度（范围50-1000lux）。

3. 安全需求

• 硬件安全：
  • 过热保护（温度≥70℃自动断电）。
  • 电流过载保护（堵转检测+自恢复保险丝）。
• 数据安全：
  • 摄像头画面不存储、不上传，仅用于实时计算。

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四、扩展需求（可选）

1. 多设备联动：
   • 支持Wi-Fi/蓝牙与智能家居系统（如HomeKit、米家）联动。
   • 语音控制（如“跟踪模式”、“关闭追踪”）。
2. 节能模式：
   • 雷达辅助检测（LD2410模块），无人时摄像头休眠以降低功耗。
3. 个性化学习：
   • 记录用户常用位置，生成“高频照明区域”并优先覆盖。

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五、技术约束

项目	约束条件
硬件成本	整机BOM成本≤¥600（不含研发费用）
开发周期	原型机验证≤3个月，量产准备≤6个月
合规认证	需通过CCC认证、FCC/CE电磁兼容测试

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六、交付物要求

1. 硬件交付：
   • 可量产的结构设计图纸（含散热风道设计）。
   • 电路原理图、PCB布局文件（符合EMC设计规范）。
2. 软件交付：
   • 嵌入式控制代码（C++/Python）、算法模型（ONNX格式）。
   • 手机APP控制端源码（可选，Android/iOS）。
3. 文档交付：
   • 用户手册（含安全警告、故障排查指南）。
   • API接口文档（若支持第三方开发）。

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七、验收标准

1. 功能验收：
   • 在10人参与的场景测试中，追踪成功率≥95%。
   • 连续48小时压力测试无死机/复位现象。
2. 用户体验验收：
   • 90%测试用户认为“操作直观无需学习”。
   • 噪音、发热等主观评分≥4分（5分制）。

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八、风险与应对

风险	应对方案
摄像头隐私争议	提供物理滑盖遮挡，默认关闭人脸识别功能
复杂环境误追踪	多传感器融合（摄像头+毫米波雷达+红外）
机械结构寿命短	采用金属齿轮舵机+10万次耐久性测试

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