CN105298289A - 一种智能车窗控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能车窗控制系统，包括位移传感器、光电传感器、图像采集器、信号调理电路、主控制器、存储模块、车窗电机位置检测模块、车窗电机驱动模块，位移传感器、光电传感器和图像采集器均通过信号调理电路与主控制器连接，主控制器还分别与存储模块、车窗电机位置检测模块和车窗电机驱动模块连接。本发明还公开了基于前述车窗控制系统的控制方法。本发明能够随着天气变化或车内情况自适应地控制车窗的启闭，简化人为操作，提高驾车安全性。
Description
技术领域
本发明属于自动化传感技术领域，特别涉及了一种车窗控制系统和方法。
背景技术
随着工业及交通运输业的不断发展、城市人口的不断增多，车辆也不断增多。时常有人在下车时忘记关车窗，带来严重的安全隐患，更坏的情况下还会导致车内物品失窃。遇到雨雪天气，还可能会使得车内变得潮湿不堪，给车辆的安全、舒适驾驶带来不便。另外，在驾车图中突然下雨，车主需要手段关窗，从而分心驾驶，有可能会造成车祸。
车窗的自动化和智能化问题已经成为很多汽车制造企业面临和待攻克的难题。中国大中型汽车企业面临着这么一个公共问题，但是车窗自动化控制是个艰难而长久的难题。所以，如何在复杂的天气环境下，减少不良天气带来的影响成了关键。欧美等发达国家工业化速度较快，在车辆智能化方面起步较早，已经拥有了一些基本的车窗智能化控制系统。在此之前，已经产生了众多的车窗控制系统，但是，现有的系统没有办法做到智能化、自动化地控制车窗。因此，采用现代先进科技技术对汽车上的车窗进行智能的控制，尤其是对于一些粗心大意的车主来说，是十分有必要的。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种智能车窗控制系统及其控制方法，能够随着天气变化或车内情况自适应地控制车窗的启闭，简化人为操作，提高驾车安全性。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种智能车窗控制系统，包括位移传感器、光电传感器、图像采集器、信号调理电路、主控制器、存储模块、车窗电机位置检测模块、车窗电机驱动模块，所述位移传感器、光电传感器和图像采集器均通过信号调理电路与主控制器连接，所述主控制器还分别与存储模块、车窗电机位置检测模块和车窗电机驱动模块连接，所述光电传感器包括一对光接收器和光发射器，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上。
基于上述技术方案的一种优选方案，所述图像采集器采用摄像机。
基于上述技术方案的一种优选方案，所述信号调理电路包括滤波电路和AD转换器，所述滤波电路的输入端分别与位移传感器、光电传感器和图像采集器连接，滤波电路的输出端连接AD转换器的输入端，AD转换器的输出端连接主控制器。
基于上述技术方案的一种优选方案，所述主控制器采用ARM处理器。
本发明还包括基于上述控制系统的控制方法，位移传感器、光电传感器和图像采集器分别同频率、周期性地检测相应信号，并传送给信号调理电路；信号调理电路将接收到的信号依次经滤波和模数转换处理后传送给主控制器；主控制器根据接收到的信号判断车辆是否行驶、车内是否有人以及车窗是否打雨；若主控制器判断车内有人且车辆静止，则系统不执行操作，否则主控制器控制车窗电机位置检测模块采集车窗位置；若检测到车窗处于打开状态，则主控制器向车窗电机驱动模块发送驱动信号，车窗电机驱动模块根据驱动信号控制车窗电机运转，将车窗关闭。
基于上述技术方案的一种优选方案，主控制器判断车内是否有人的具体过程为，预先通过图像采集器获取车内有人时的图像和无人时的图像，主控制器将有人时的图像和无人时的图像转换成相同大小的图像后作差，得到标准对比图A，并将图A存储于存储模块；正式测量时，图像采集器周期性采集车内图像，主控制器将该图像转换成与前述采集的无人时图像大小相同的图像后，与无人时的图像作差，得到图B，调用图A，利用公式求出直方图相似度的定量度量Sim(G,S)，若Sim(G,S)在预设的阈值范围内，则说明车内有人，其中，N表示图像灰度值的分布数量，Ai、Bi分别表示图A、B中灰度值为i的像素数量，Max(Ai,Bi)表示取Ai、Bi中较大的值。
基于上述技术方案的一种优选方案，主控制器判断车窗是否打雨的具体过程为，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上，若车窗打雨，光发射器发出的光线因雨水发生折射，此时光接收器接收不到光线而发出低电平信号，主控制器根据低电平信号判断出车窗正在打雨。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明采用光电传感器、图像采集器和位移传感器，分别用于检测是否车窗是否淋雨、车内是否有人以及车辆是否在行驶，根据这些检测结果来判断是否需要打开或者闭合车窗，可以实现车辆无人时自动关闭车窗和车辆行驶时自动操作车窗的功能，防止车内财物丢失、被雨水打湿以及驾车时分心操作车窗等情况发生。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图。
图2是本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示本发明的系统组成框图，一种智能车窗控制系统，包括位移传感器、光电传感器、图像采集器、信号调理电路、主控制器、存储模块、车窗电机位置检测模块、车窗电机驱动模块，所述位移传感器、光电传感器和图像采集器均通过信号调理电路与主控制器连接，所述主控制器还分别与存储模块、车窗电机位置检测模块和车窗电机驱动模块连接，所述光电传感器包括一对光接收器和光发射器，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上。
在本实施例中，图像采集器采用摄像机。信号调理电路包括滤波电路和AD转换器，所述滤波电路的输入端分别与位移传感器、光电传感器和图像采集器连接，滤波电路的输出端连接AD转换器的输入端，AD转换器的输出端连接主控制器。主控制器采用ARM处理器。
如图2所示本发明的方法流程图，本发明还包括基于上述系统的控制方法，位移传感器、光电传感器和图像采集器分别同频率、周期性地检测相应信号，并传送给信号调理电路；信号调理电路将接收到的信号依次经滤波和模数转换处理后传送给主控制器；主控制器根据接收到的信号判断车辆是否行驶、车内是否有人以及车窗是否打雨；若主控制器判断车内有人且车辆静止，则系统不执行操作，否则主控制器控制车窗电机位置检测模块采集车窗位置；若检测到车窗处于打开状态，则主控制器向车窗电机驱动模块发送驱动信号，车窗电机驱动模块根据驱动信号控制车窗电机运转，将车窗关闭。
主控制器判断车内是否有人的具体过程为，预先通过图像采集器获取车内有人时的图像和无人时的图像，主控制器将有人时的图像和无人时的图像转换成相同大小的图像后作差，得到标准对比图A，并将图A存储于存储模块；正式测量时，图像采集器周期性采集车内图像，主控制器将该图像转换成与前述采集的无人时图像大小相同的图像后，与无人时的图像作差，得到图B，调用图A，利用公式求出直方图相似度的定量度量Sim(G,S)，若Sim(G,S)在预设的阈值范围内，则说明车内有人，其中，N表示图像灰度值的分布数量，Ai、Bi分别表示图A、B中灰度值为i的像素数量，Max(Ai,Bi)表示取Ai、Bi中较大的值。
主控制器判断车窗是否打雨的具体过程为，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上，若车窗打雨，光发射器发出的光线因雨水发生折射，此时光接收器接收不到光线而发出低电平信号，主控制器根据低电平信号判断出车窗正在打雨。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能车窗控制系统，其特征在于：包括位移传感器、光电传感器、图像采集器、信号调理电路、主控制器、存储模块、车窗电机位置检测模块、车窗电机驱动模块，所述位移传感器、光电传感器和图像采集器均通过信号调理电路与主控制器连接，所述主控制器还分别与存储模块、车窗电机位置检测模块和车窗电机驱动模块连接，所述光电传感器包括一对光接收器和光发射器，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上。
2.根据权利要求1所述一种智能车窗控制系统，其特征在于：所述图像采集器采用摄像机。
3.根据权利要求1所述一种智能车窗控制系统，其特征在于：所述信号调理电路包括滤波电路和AD转换器，所述滤波电路的输入端分别与位移传感器、光电传感器和图像采集器连接，滤波电路的输出端连接AD转换器的输入端，AD转换器的输出端连接主控制器。
4.根据权利要求1所述一种智能车窗控制系统，其特征在于：所述主控制器采用ARM处理器。
5.基于权利要求1所述车窗控制系统的控制方法，其特征在于：位移传感器、光电传感器和图像采集器分别同频率、周期性地检测相应信号，并传送给信号调理电路；信号调理电路将接收到的信号依次经滤波和模数转换处理后传送给主控制器；主控制器根据接收到的信号判断车辆是否行驶、车内是否有人以及车窗是否打雨；若主控制器判断车内有人且车辆静止，则系统不执行操作，否则主控制器控制车窗电机位置检测模块采集车窗位置；若检测到车窗处于打开状态，则主控制器向车窗电机驱动模块发送驱动信号，车窗电机驱动模块根据驱动信号控制车窗电机运转，将车窗关闭。
6.根据权利要求5所述控制方法，其特征在于：主控制器判断车内是否有人的具体过程为，预先通过图像采集器获取车内有人时的图像和无人时的图像，主控制器将有人时的图像和无人时的图像转换成相同大小的图像后作差，得到标准对比图A，并将图A存储于存储模块；正式测量时，图像采集器周期性采集车内图像，主控制器将该图像转换成与前述采集的无人时图像大小相同的图像后，与无人时的图像作差，得到图B，调用图A，利用公式求出直方图相似度的定量度量Sim(G,S)，若Sim(G,S)在预设的阈值范围内，则说明车内有人，其中，N表示图像灰度值的分布数量，Ai、Bi分别表示图A、B中灰度值为i的像素数量，Max(Ai,Bi)表示取Ai、Bi中较大的值。
7.根据权利要求5所述控制方法，其特征在于：主控制器判断车窗是否打雨的具体过程为，所述光发射器对准车窗某一位置，光接收器位于光发射器发出的光线经干燥车窗反射的光路上，若车窗打雨，光发射器发出的光线因雨水发生折射，此时光接收器接收不到光线而发出低电平信号，主控制器根据低电平信号判断出车窗正在打雨。
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