CN107065686B - 车内环境调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车内环境调节方法，该方法包括提供并使用车内环境多参数调节系统，所述系统包括风速检测设备、遮风板设备、遮风控制设备以及嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备分别与所述风速检测设备和所述遮风控制设备连接，所述风速检测设备包括光电耦合电路、遮光板、风杯组件和微控制器，用于实现对车窗的挡风操作；所述遮风控制设备与所述遮风板设备连接，用于驱动所述遮风板设备以为车窗提供不同幅度的遮风操作；所述嵌入式处理设备用于接收所述实时风速，并基于所述实时风速控制发送给所述遮风控制设备的遮风幅度值。

Description

车内环境调节方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种车内环境调节方法。

背景技术

车窗通常分为前后风窗、通风窗、隔热侧窗、遮阳顶窗四种。

第一，前后风窗，汽车的前、后风窗通常采用有利于视野而又美观的曲面玻璃，轿车的前后风窗又称前后风挡玻璃。

第二，通风窗，为便于自然通风，某些汽车在车门上设有三角通风窗，三角通风窗可绕垂直轴旋转，窗的前部向车内转动而后部向车外转动，使空气在其附近形成涡流并绕车窗循环流动。

第三，隔热侧窗，侧窗玻璃采用茶色或带有隔热层，可使室内保温并有安闲宁静的舒适感。具有完善的冷气、暖气、通风及空调设备的高级客车常常将侧窗设计成不可开启式，以提高车身的密封性。

第四，遮阳顶窗，遮阳顶窗(也称汽车天窗)及其他车窗开启时可使汽车室内与外界连通，接近敞篷车的性能，以便乘员在风和日丽的季节里充分享受明媚的阳光和新鲜的空气。遮阳顶窗不但可以增加室内的光照度，而且也是一种较有效的自然通风装置。

为了方便通风透气以及满足车内去雾需求，有的家庭在自家车辆的车窗上沿安装了遮风板，从而使得在雨天也能够保持车内的空气流通环境，实现挡风操作，避免车内人员出现晕车呕吐的情况。但是，现有技术中并没有与遮风板相关的控制方案，导致遮风板控制模式过于死板。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种车内环境调节方法，能够对车内图像中的目标进行基于预设人体运动轨迹的识别，以确定所述车内图像中的人体目标，输出与人体目标对应的、从所述车内图像处分割出来的人体子图像，并对所述人体子图像进行呕吐姿态检测以输出对应的呕吐程度等级，还能够基于所述呕吐程度等级以及所述实时风速确定所述遮风幅度值，其中，所述呕吐程度等级越高，所述遮风幅度值越小，所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大。

根据本发明的一方面，提供了一种车内环境调节方法，该方法包括：

1)提供一种车内环境多参数调节系统，包括风速检测设备、遮风板设备、遮风控制设备以及嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备分别与所述风速检测设备和所述遮风控制设备连接，所述风速检测设备包括光电耦合电路、遮光板、风杯组件和微控制器，风杯组件随风旋转时会带动遮光板旋转，由于遮光板旋转导致光电耦合电路接收的光信号的不同而输出的不同的电信号，微控制器用于基于不同的电信号输出不同的实时风速；所述遮风板设备设置在车窗的上方，用于实现对车窗的挡风操作；

其中，所述遮风控制设备与所述遮风板设备连接，用于驱动所述遮风板设备以为车窗提供不同幅度的遮风操作；

其中，所述嵌入式处理设备用于接收所述实时风速，并基于所述实时风速控制发送给所述遮风控制设备的遮风幅度值；

2)运行所述系统。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中：所述遮风控制设备接收所述遮风幅度值，并基于所述遮风幅度值发出相应的驱动控制信号以驱动所述遮风板设备以为车窗提供所述遮风幅度值的遮风操作。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中：所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大，所述实时风速越小，所述遮风幅度值越小。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中，还包括：

高清摄影机，设置在车体内，用于对车体内的人员进行高清摄像操作，以获得视频流；

初始建模设备，对视频流的第一帧图像进行5像素×5像素滤波模板的中值滤波，获取中值滤波图像，并将中值滤波图像作为初始化的背景图像输出；

背景更新设备，每接收到视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；所述背景更新设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

前景分割设备，与所述背景更新设备连接，用于将视频流的新的一帧图像减去所述背景更新设备基于视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

二值化处理设备，与所述前景分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行二值化处理以获得二值化图像；

人体检测设备，与所述二值化处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像中的目标进行基于预设人体运动轨迹的识别，以确定所述二值化图像中的人体目标，输出与人体目标对应的、从所述二值化图像处分割出来的人体子图像，并对所述人体子图像进行呕吐姿态检测以输出对应的呕吐程度等级；

所述嵌入式处理设备还与所述人体检测设备连接，用于基于所述呕吐程度等级以及所述实时风速确定所述遮风幅度值，其中，所述呕吐程度等级越高，所述遮风幅度值越小，所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中：所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备被集成在同一块集成电路板上。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中：所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备都被设置在车体内的前端仪表盘内。

更具体地，在所述车内环境多参数调节系统中：所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备分别采用不同的片上芯片SOC来实现。

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车内环境多参数调节系统的结构方框图。

附图标记：1风速检测设备；2遮风板设备；3遮风控制设备；4嵌入式处理设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。

车窗，是整个车身的重要组成部分，是为了满足车内采光、通风及司乘人员视野的需要而设计的。

车窗按玻璃安装位置不同有：前、后风窗，侧窗和门窗。车窗的造型结构及质量对驾驶员的视野、乘客的舒适感、外形的美观以及空气动力特性等方面有较大的影响。车窗结构通常为曲面封闭式，在车身的车窗框与车窗玻璃之间，用橡胶密封条连接。密封条起密封和缓冲作用，以防止因车身受力使窗框变形时不致损坏风窗玻璃。

当前，很多车辆都安装了车窗遮风板，它的优点在下雨天的时候表现的尤其挺明显的。第一，下雨天的时候它可以使车内的空气流通，这样就不会显得太闷，对于晕车的人来说就是一大福利；第二，如果驾驶员是一个爱抽烟的人，那下雨天的时候就不用担心车内散烟慢的问题了；第三：就是在下雨天的时候它可以消除雾气；第四，在高温的夏天，停车的时候不要把车窗关死，可以留一条小小的缝，安装了遮风板设备之后，正好可以遮住这个小缝，如果不仔细看的话是看不出来的。

虽然存在一些缺点，但都属于可承担范围内。例如，缺点一：不够美观，很多人都觉得它让汽车显得比较低端，但是有些人也觉得它相当高级，实际上外观方面还是可以让人接受；缺点二：会有噪音，尤其是在高速行车的时候，这个遮风板会增大汽车的风噪；缺点三：阻挡视线，装上遮风板之后会轻微的增大A柱的盲区，但是实际上也不用过于担心，因为影响其实也不是很大；缺点四：卸除遮风板的问题，卸除的时候就发现留了很多的胶痕在这个车的上面，解决方式是在安装的时候可以选择用不留痕胶来粘。

当前，遮风板是采用胶粘接在车窗的上沿上，其安装方式和使用方式都是固定的，无法根据周围环境和车内人员的具体情况进行调整，灵活性差，无法满足车内人员的各种需求。为了克服上述不足，本发明搭建了一种车内环境调节方法，用于解决上述技术问题。

本发明提供一种车内环境调节方法，该方法包括：1)提供一种车内环境多参数调节系统；2)运行所述系统。图1为根据本发明实施方案示出的车内环境多参数调节系统的结构方框图，所述系统包括风速检测设备、遮风板设备、遮风控制设备以及嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备分别与所述风速检测设备和所述遮风控制设备连接，所述风速检测设备包括光电耦合电路、遮光板、风杯组件和微控制器；风杯组件随风旋转时会带动遮光板旋转，由于遮光板旋转导致光电耦合电路接收的光信号的不同而输出的不同的电信号，微控制器用于基于不同的电信号输出不同的实时风速；所述遮风板设备设置在车窗的上方，用于实现对车窗的挡风操作；其中，所述遮风控制设备与所述遮风板设备连接，用于驱动所述遮风板设备以为车窗提供不同幅度的遮风操作；其中，所述嵌入式处理设备用于接收所述实时风速，并基于所述实时风速控制发送给所述遮风控制设备的遮风幅度值。

接着，继续对本发明的车内环境多参数调节系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述车内环境多参数调节系统中：

所述遮风控制设备接收所述遮风幅度值，并基于所述遮风幅度值发出相应的驱动控制信号以驱动所述遮风板设备以为车窗提供所述遮风幅度值的遮风操作。

在所述车内环境多参数调节系统中：

所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大，所述实时风速越小，所述遮风幅度值越小。

在所述车内环境多参数调节系统中，还包括：

高清摄影机，设置在车体内，用于对车体内的人员进行高清摄像操作，以获得视频流；

初始建模设备，对视频流的第一帧图像进行5像素×5像素滤波模板的中值滤波，获取中值滤波图像，并将中值滤波图像作为初始化的背景图像输出；

背景更新设备，每接收到视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；所述背景更新设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

前景分割设备，与所述背景更新设备连接，用于将视频流的新的一帧图像减去所述背景更新设备基于视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

二值化处理设备，与所述前景分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行二值化处理以获得二值化图像；

人体检测设备，与所述二值化处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像中的目标进行基于预设人体运动轨迹的识别，以确定所述二值化图像中的人体目标，输出与人体目标对应的、从所述二值化图像处分割出来的人体子图像，并对所述人体子图像进行呕吐姿态检测以输出对应的呕吐程度等级；

所述嵌入式处理设备还与所述人体检测设备连接，用于基于所述呕吐程度等级以及所述实时风速确定所述遮风幅度值，其中，所述呕吐程度等级越高，所述遮风幅度值越小，所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大。

在所述车内环境多参数调节系统中：

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备被集成在同一块集成电路板上。

在所述车内环境多参数调节系统中：

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备都被设置在车体内的前端仪表盘内。

在所述车内环境多参数调节系统中：

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备分别采用不同的片上芯片SOC来实现。

另外，所述高清摄影机包括CMOS图像传感器。CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的车内环境多参数调节系统，针对现有技术中车窗遮风板无法自适应控制的技术问题，通过引入风速检测设备、有针对性的图像处理设备以及车窗遮风板控制设备，获取车内人员呕吐程度等级以及窗外实时风速，并基于车内人员呕吐程度等级以及窗外实时风速确定所述遮风幅度值，从而实现了对车窗遮风板的自适应控制。

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 (3)

1.一种车内环境调节方法，该方法包括：

1)提供一种车内环境多参数调节系统，

2)运行所述系统；

所述车内环境多参数调节系统包括：

风速检测设备、遮风板设备、遮风控制设备以及嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备分别与所述风速检测设备和所述遮风控制设备连接，所述风速检测设备包括光电耦合电路、遮光板、风杯组件和微控制器，风杯组件随风旋转时会带动遮光板旋转，由于遮光板旋转导致光电耦合电路接收的光信号的不同而输出的不同的电信号，微控制器用于基于不同的电信号输出不同的实时风速；所述遮风板设备设置在车窗的上方，用于实现对车窗的挡风操作；

其中，所述遮风控制设备与所述遮风板设备连接，用于驱动所述遮风板设备以为车窗提供不同幅度的遮风操作；

其中，所述嵌入式处理设备用于接收所述实时风速，并基于所述实时风速控制发送给所述遮风控制设备的遮风幅度值；

所述遮风控制设备接收所述遮风幅度值，并基于所述遮风幅度值发出相应的驱动控制信号以驱动所述遮风板设备以为车窗提供所述遮风幅度值的遮风操作；

所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大，所述实时风速越小，所述遮风幅度值越小；

其特征在于，还包括：

高清摄影机，设置在车体内，用于对车体内的人员进行高清摄像操作，以获得视频流；

初始建模设备，对视频流的第一帧图像进行5像素×5像素滤波模板的中值滤波，获取中值滤波图像，并将中值滤波图像作为初始化的背景图像输出；

背景更新设备，每接收到视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；所述背景更新设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

前景分割设备，与所述背景更新设备连接，用于将视频流的新的一帧图像减去所述背景更新设备基于视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

二值化处理设备，与所述前景分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行二值化处理以获得二值化图像；

人体检测设备，与所述二值化处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像中的目标进行基于预设人体运动轨迹的识别，以确定所述二值化图像中的人体目标，输出与人体目标对应的、从所述二值化图像处分割出来的人体子图像，并对所述人体子图像进行呕吐姿态检测以输出对应的呕吐程度等级；

所述嵌入式处理设备还与所述人体检测设备连接，用于基于所述呕吐程度等级以及所述实时风速确定所述遮风幅度值，其中，所述呕吐程度等级越高，所述遮风幅度值越小，所述实时风速越大，所述遮风幅度值越大；

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备分别采用不同的片上芯片SOC来实现；

其中，所述高清摄影机包括CMOS图像传感器，CMOS图像传感器由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口和控制接口组成，这些部分都被集成在同一块硅片上；在CMOS图像传感器上还能够集成其他数字信号处理电路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备被集成在同一块集成电路板上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述初始建模设备、所述背景更新设备、所述前景分割设备、所述二值化处理设备以及所述人体检测设备都被设置在车体内的前端仪表盘内。