CN106885614A - 双模式水位检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双模式水位检测系统，包括第一检测设备，用于基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；第二检测设备，用于基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；逃离判断设备，用于接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号。通过本发明，能够快速判断轿车上的乘客是否需要进行逃离，从而避免重大人员伤亡的事件发生。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种双模式水位检测系统。
背景技术
轿车，某些地区称房车或私家车，美国英语称为Sedan，在英国则称为Saloon，通常指用于人员以及行李运输的汽车。轿车除乘客厢外，外观上可见明显长度的车头与车尾，因此可从外形上清晰分辨出引擎室，人员乘坐室以及行李舱(某些地区对这种外形的分类称之为三厢)。轿车其外型类似古代轿子(英格兰称轿子为Sedan chairs)乘客厢前后有长握柄，故名为“轿车”。
通常的轿车是一种有四门或两门的、封闭式车身、固定顶盖和一个车厢的汽车，一般包括司机在内可乘坐四至七人。
当前，轿车坠水的事故频见报端，随着在轿车坠水时，由于浮力的原因，坠水的速度并不快，但由于轿车缺乏坠水状况的检测以及坠水发生后的紧急应对，导致轿车内的人员短时间内很难从轿车内部脱身，从而容易造成严重的人员伤亡事故。
因此，需要一种坠水状况检测应对机制，能够在轿车缺乏坠水状况的检测以及坠水发生后的紧急应对两方面做出努力，从而尽可能挽救车内人员的生命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种双模式水位检测系统及方法，首先，通过基于对车内外第一水位信息和第二水位信息的检测以及相应权重信息确定水位风险系数，当水位风险系数大于等于预设风险系数时，确定轿车当前需要进入乘客逃离模式，当水位风险系数小于预设风险系数时，确定轿车当前退出乘客逃离模式；并在发送逃离启动信号后还包括以下步骤：在轿车四个车门对应的车锁已被自动打开后，对轿车四个车门进行气压式缓推，气压式缓推的方向为朝向轿车车外。从而在预警的同时还采取了主动的气压式推门的方式，帮助轿车内的乘客快速撤离。
根据本发明的一方面，提供了一种双模式水位检测系统，所述系统包括：
第一检测设备，用于基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；
第二检测设备，用于基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；
逃离判断设备，用于接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号；
自动开锁设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动打开轿车四个车门对应的车锁；
玻璃升降设备，用于在接收到脱离启动信号时，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃；
其中，轿车在进入乘客逃离模式时，由轿车的备用电源进行供电，轿车在退出乘客逃离模式时，由轿车的蓄电池替换备用电源进行供电。
更具体地，在所述双模式水位检测系统中，还包括：存储设备，用于预先存储基准车体侧面图像以及与轿车水位检测相关的各项阈值数据和各项权重数据；
其中，各项阈值数据包括预设风险系数，各项权重数据包括第一水位权重和第二水位权重；
其中，基准车体侧面图像为预先在干燥路面上对轿车车体侧面进行拍摄并进行灰度化处理而获得的灰度化图像。
更具体地，在所述双模式水位检测系统中，所述第一检测设备具体包括以下器件：
微处理器、电极公共端、多个垂直分布且垂直竖立在车内底板上的电极，在某一个电极接触水面时，该电极与电极公共端之间有电流通过；微处理器与电极公共端和多个电极连接，用于根据接收到的电流的大小来确定车内的水面高度以作为第一水位信息输出；
其中，微处理器接收到的电流越大，则其输出的实时车内水位越高。
更具体地，在所述双模式水位检测系统中，所述第二检测设备具体包括以下器件：
高清摄像头，用于对车辆车体侧面进行拍摄以获得侧面高清图像；
滤波选择处理单元，包括信号分析子单元、滤波数据存储子单元、滤波模式选择子单元和滤波执行子单元，信号分析子单元与高清摄像头连接，用于接收侧面高清图像，并对侧面高清图像进行干扰成分分析以确定其中的第一主要噪声类型和第二主要噪声类型，
滤波数据存储子单元用于预先存储各种图像滤波模式，滤波模式选择子单元分别与信号分析子单元和滤波数据存储子单元连接，用于从滤波数据存储子单元中选择分别与第一主要噪声类型和第二主要噪声类型对应的第一图像滤波模式和第二图像滤波模式，
滤波执行子单元分别与滤波模式选择子单元和信号分析子单元连接，用于采用第一图像滤波模式对侧面高清图像执行滤波处理以获得第一滤波图像，还用于采用第二图像滤波模式对第一滤波图像执行滤波处理以获得第二滤波图像；
边缘增强单元，与滤波选择处理单元的滤波执行子单元连接，用于对第二滤波图像执行自适应边缘增强处理以获得自适应增强图像；灰度化单元，与边缘增强单元连接，用于对自适应增强图像执行灰度化处理以获得侧面灰度化图像；
水深检测单元，分别与灰度化单元和存储设备连接，用于将侧面灰度化图像与基准车体侧面图像进行匹配，以确定车体侧面浸水深度并作为第二水位信息输出；
其中，在逃离判断设备中，基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式包括：基于第一水位信息、第一水位权重、第二水位信息和第二水位权重确定水位风险系数，当水位风险系数大于等于预设风险系数时，确定轿车当前需要进入乘客逃离模式，当水位风险系数小于预设风险系数时，确定轿车当前退出乘客逃离模式；
其中，第一水位信息越高，水位风险系数越大，第二水位信息越高，水位风险系数越大；
其中，所述系统还包括气压式缓推设备，用于在接收到脱离启动信号且轿车四个车门对应的车锁已被自动打开后，对轿车四个车门进行气压式缓推，气压式缓推的方向为朝向轿车车外。
更具体地，在所述双模式水位检测系统中，还包括：语音报警设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
更具体地，在所述双模式水位检测系统中：当逃离判断设备确定轿车当前退出乘客逃离模式时，停止自动打开轿车四个车门对应的车锁，停止自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃，停止对轿车四个车门进行气压式缓推，以及停止自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的双模式水位检测系统的结构方框图。
图2为根据本发明实施方案示出的双模式水位检测方法的步骤流程图。
附图标记：1第一检测设备；2第二检测设备；3逃离判断设备；4自动开锁设备；5玻璃升降设备；S101基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；S102基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；S103接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号；S104在接收到逃离启动信号时，自动打开轿车四个车门对应的车锁；S105在接收到脱离启动信号时，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的双模式水位检测方法的实施方案进行详细说明。
当前，对轿车而言，由于成本原因，制造商很少在其上增加水位检测设备和检测机制，即使有，也是基于简单的、粗糙的检测原理，很难达到有效预警的效果，更不用说主动帮助乘客撤离轿车的内部环境。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种双模式水位检测系统及方法，在采用不同的检测原理对车内外水位进行测量，基于上述测量数据，引入权重模式确定是否需要进入预警状态，重要的是，在进入预警状态后，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃，对轿车四个车门进行气压式缓推，从而避免严重的溺亡事故的发生。
图1为根据本发明实施方案示出的双模式水位检测系统的结构方框图，所述系统包括第一检测设备，用于基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；
第二检测设备，用于基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；
逃离判断设备，用于接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号；
自动开锁设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动打开轿车四个车门对应的车锁；
玻璃升降设备，用于在接收到脱离启动信号时，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃；
其中，轿车在进入乘客逃离模式时，由轿车的备用电源进行供电，轿车在退出乘客逃离模式时，由轿车的蓄电池替换备用电源进行供电
接着，继续对本发明的双模式水位检测系统的具体结构进行进一步的说明。
所述双模式水位检测系统中还可以包括：存储设备，用于预先存储基准车体侧面图像以及与轿车水位检测相关的各项阈值数据和各项权重数据；
其中，各项阈值数据包括预设风险系数，各项权重数据包括第一水位权重和第二水位权重；
其中，基准车体侧面图像为预先在干燥路面上对轿车车体侧面进行拍摄并进行灰度化处理而获得的灰度化图像。
另外，在所述双模式水位检测系统中，所述第一检测设备具体包括以下器件：
微处理器、电极公共端、多个垂直分布且垂直竖立在车内底板上的电极，在某一个电极接触水面时，该电极与电极公共端之间有电流通过；微处理器与电极公共端和多个电极连接，用于根据接收到的电流的大小来确定车内的水面高度以作为第一水位信息输出；
其中，微处理器接收到的电流越大，则其输出的实时车内水位越高。
另外，在所述双模式水位检测系统中，所述第二检测设备具体包括以下器件：
高清摄像头，用于对车辆车体侧面进行拍摄以获得侧面高清图像；
滤波选择处理单元，包括信号分析子单元、滤波数据存储子单元、滤波模式选择子单元和滤波执行子单元，信号分析子单元与高清摄像头连接，用于接收侧面高清图像，并对侧面高清图像进行干扰成分分析以确定其中的第一主要噪声类型和第二主要噪声类型，
滤波数据存储子单元用于预先存储各种图像滤波模式，滤波模式选择子单元分别与信号分析子单元和滤波数据存储子单元连接，用于从滤波数据存储子单元中选择分别与第一主要噪声类型和第二主要噪声类型对应的第一图像滤波模式和第二图像滤波模式，
滤波执行子单元分别与滤波模式选择子单元和信号分析子单元连接，用于采用第一图像滤波模式对侧面高清图像执行滤波处理以获得第一滤波图像，还用于采用第二图像滤波模式对第一滤波图像执行滤波处理以获得第二滤波图像；
边缘增强单元，与滤波选择处理单元的滤波执行子单元连接，用于对第二滤波图像执行自适应边缘增强处理以获得自适应增强图像；灰度化单元，与边缘增强单元连接，用于对自适应增强图像执行灰度化处理以获得侧面灰度化图像；
水深检测单元，分别与灰度化单元和存储设备连接，用于将侧面灰度化图像与基准车体侧面图像进行匹配，以确定车体侧面浸水深度并作为第二水位信息输出；
其中，在逃离判断设备中，基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式包括：基于第一水位信息、第一水位权重、第二水位信息和第二水位权重确定水位风险系数，当水位风险系数大于等于预设风险系数时，确定轿车当前需要进入乘客逃离模式，当水位风险系数小于预设风险系数时，确定轿车当前退出乘客逃离模式；
其中，第一水位信息越高，水位风险系数越大，第二水位信息越高，水位风险系数越大；
其中，所述系统还包括气压式缓推设备，用于在接收到脱离启动信号且轿车四个车门对应的车锁已被自动打开后，对轿车四个车门进行气压式缓推，气压式缓推的方向为朝向轿车车外。
所述双模式水位检测系统中还可以包括：语音报警设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
另外，在所述双模式水位检测系统中：当逃离判断设备确定轿车当前退出乘客逃离模式时，停止自动打开轿车四个车门对应的车锁，停止自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃，停止对轿车四个车门进行气压式缓推，以及停止自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
图2为根据本发明实施方案示出的双模式水位检测方法的步骤流程图，所述方法包括以下步骤：
基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；
基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；
接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号；
在接收到逃离启动信号时，自动打开轿车四个车门对应的车锁；
在接收到脱离启动信号时，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃；
其中，轿车在进入乘客逃离模式时，由轿车的备用电源进行供电，轿车在退出乘客逃离模式时，由轿车的蓄电池替换备用电源进行供电。
接着，继续对本发明的双模式水位检测方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述双模式水位检测方法中还可以包括：
预先存储基准车体侧面图像以及与轿车水位检测相关的各项阈值数据和各项权重数据；
其中，各项阈值数据包括预设风险系数，各项权重数据包括第一水位权重和第二水位权重；
其中，基准车体侧面图像为预先在干燥路面上对轿车车体侧面进行拍摄并进行灰度化处理而获得的灰度化图像。
另外，在所述双模式水位检测方法中，所述基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息具体包括以下步骤：
使用微处理器、电极公共端、多个垂直分布且垂直竖立在车内底板上的电极进行轿车的第一水位信息的获取，在某一个电极接触水面时，该电极与电极公共端之间有电流通过；
其中，微处理器与电极公共端和多个电极连接，用于根据接收到的电流的大小来确定车内的水面高度以作为第一水位信息输出；
其中，微处理器接收到的电流越大，则其输出的实时车内水位越高。
另外，在所述双模式水位检测方法中，所述基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息具体包括以下步骤：
对车辆车体侧面进行拍摄以获得侧面高清图像；
接收侧面高清图像，并对侧面高清图像进行干扰成分分析以确定其中的第一主要噪声类型和第二主要噪声类型；
选择分别与第一主要噪声类型和第二主要噪声类型对应的第一图像滤波模式和第二图像滤波模式；
采用第一图像滤波模式对侧面高清图像执行滤波处理以获得第一滤波图像，还采用第二图像滤波模式对第一滤波图像执行滤波处理以获得第二滤波图像；
对第二滤波图像执行自适应边缘增强处理以获得自适应增强图像；
对自适应增强图像执行灰度化处理以获得侧面灰度化图像；
将侧面灰度化图像与基准车体侧面图像进行匹配，以确定车体侧面浸水深度并作为第二水位信息输出；
其中，预先存储各种图像滤波模式；
其中，基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式包括：基于第一水位信息、第一水位权重、第二水位信息和第二水位权重确定水位风险系数，当水位风险系数大于等于预设风险系数时，确定轿车当前需要进入乘客逃离模式，当水位风险系数小于预设风险系数时，确定轿车当前退出乘客逃离模式；
其中，第一水位信息越高，水位风险系数越大，第二水位信息越高，水位风险系数越大；
其中，在发送逃离启动信号后还包括以下步骤：在轿车四个车门对应的车锁已被自动打开后，对轿车四个车门进行气压式缓推，气压式缓推的方向为朝向轿车车外。
所述双模式水位检测方法中还可以包括：在发送逃离启动信号后，自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
另外，在所述双模式水位检测方法中：当确定轿车当前退出乘客逃离模式时，停止自动打开轿车四个车门对应的车锁，停止自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃，停止对轿车四个车门进行气压式缓推，以及停止自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
同时，自适应滤波存在于信号处理、控制、图像处理等许多不同领域，他是一种更智能更有针对性的滤波方法，通常用于去噪。在图像处理中，自适应滤波是指在一张图像的不同区域具有各自的图像特性时，分别针对这些不同特性选取最优的、各不相同的参数、滤波器或滤波方法进行滤波。在信号与系统等其他领域中，他可以在无需先验知识的条件下，通过自学习，适应或跟踪外部环境的非平稳随机变化，并最终逼近维纳滤波器或卡尔曼滤波器的最优滤波性能。
自适应滤波可适用于通信、控制、雷达、声呐、地震、生物等多个领域。自适应滤波器使用期望和反馈来调整滤波器系数以及频率响应。常用的自适应滤波技术有：自适应LMS(最小均方)滤波器、自适应格型滤波器、自适应递归滤波器、频域和子带自适应滤波器、自适应无限脉冲响应滤波器、盲自适应滤波器、神经网络非线性自适应滤波器等。
采用本发明的双模式水位检测系统及方法，针对现有技术中浸水轿车内乘客难以及时、快速脱离的技术问题，通过精确的轿车内外水位检测，确定轿车的当前浸水状态，并在当前浸水状态异常时，采用各种主动控制方式帮助乘客脱离困境，从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种双模式水位检测系统，其特征在于，所述系统包括：
第一检测设备，用于基于第一检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第一水位信息；
第二检测设备，用于基于第二检测原理对轿车进行水位检测，获取轿车的第二水位信息；
逃离判断设备，用于接收第一水位信息和第二水位信息，并基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式，在进入乘客逃离模式时，发送逃离启动信号；
自动开锁设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动打开轿车四个车门对应的车锁；
玻璃升降设备，用于在接收到脱离启动信号时，自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃；
其中，轿车在进入乘客逃离模式时，由轿车的备用电源进行供电，轿车在退出乘客逃离模式时，由轿车的蓄电池替换备用电源进行供电。
2.如权利要求1所述的双模式水位检测系统，其特征在于，所述系统还包括：
存储设备，用于预先存储基准车体侧面图像以及与轿车水位检测相关的各项阈值数据和各项权重数据；
其中，各项阈值数据包括预设风险系数，各项权重数据包括第一水位权重和第二水位权重；
其中，基准车体侧面图像为预先在干燥路面上对轿车车体侧面进行拍摄并进行灰度化处理而获得的灰度化图像。
3.如权利要求2所述的双模式水位检测系统，其特征在于，所述第一检测设备具体包括以下器件：
微处理器、电极公共端、多个垂直分布且垂直竖立在车内底板上的电极，在某一个电极接触水面时，该电极与电极公共端之间有电流通过；
微处理器与电极公共端和多个电极连接，用于根据接收到的电流的大小来确定车内的水面高度以作为第一水位信息输出；
其中，微处理器接收到的电流越大，则其输出的实时车内水位越高。
4.如权利要求3所述的双模式水位检测系统，其特征在于，所述第二检测设备具体包括以下器件：
高清摄像头，用于对车辆车体侧面进行拍摄以获得侧面高清图像；
滤波选择处理单元，包括信号分析子单元、滤波数据存储子单元、滤波模式选择子单元和滤波执行子单元，信号分析子单元与高清摄像头连接，用于接收侧面高清图像，并对侧面高清图像进行干扰成分分析以确定其中的第一主要噪声类型和第二主要噪声类型，滤波数据存储子单元用于预先存储各种图像滤波模式，滤波模式选择子单元分别与信号分析子单元和滤波数据存储子单元连接，用于从滤波数据存储子单元中选择分别与第一主要噪声类型和第二主要噪声类型对应的第一图像滤波模式和第二图像滤波模式，滤波执行子单元分别与滤波模式选择子单元和信号分析子单元连接，用于采用第一图像滤波模式对侧面高清图像执行滤波处理以获得第一滤波图像，还用于采用第二图像滤波模式对第一滤波图像执行滤波处理以获得第二滤波图像；
边缘增强单元，与滤波选择处理单元的滤波执行子单元连接，用于对第二滤波图像执行自适应边缘增强处理以获得自适应增强图像；
灰度化单元，与边缘增强单元连接，用于对自适应增强图像执行灰度化处理以获得侧面灰度化图像；
水深检测单元，分别与灰度化单元和存储设备连接，用于将侧面灰度化图像与基准车体侧面图像进行匹配，以确定车体侧面浸水深度并作为第二水位信息输出；
其中，在逃离判断设备中，基于第一水位信息和第二水位信息确定轿车当前是否需要进入乘客逃离模式包括：基于第一水位信息、第一水位权重、第二水位信息和第二水位权重确定水位风险系数，当水位风险系数大于等于预设风险系数时，确定轿车当前需要进入乘客逃离模式，当水位风险系数小于预设风险系数时，确定轿车当前退出乘客逃离模式；
其中，第一水位信息越高，水位风险系数越大，第二水位信息越高，水位风险系数越大；
其中，所述系统还包括气压式缓推设备，用于在接收到脱离启动信号且轿车四个车门对应的车锁已被自动打开后，对轿车四个车门进行气压式缓推，气压式缓推的方向为朝向轿车车外。
5.如权利要求4所述的双模式水位检测系统，其特征在于，所述系统还包括：
语音报警设备，用于在接收到逃离启动信号时，自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
6.如权利要求5所述的双模式水位检测系统，其特征在于：
当逃离判断设备确定轿车当前退出乘客逃离模式时，停止自动打开轿车四个车门对应的车锁，停止自动下降轿车四个车门对应的车窗玻璃，停止对轿车四个车门进行气压式缓推，以及停止自动播放与轿车入水相关的语音播放文件。
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