CN107220613B - 基于图像处理的多功能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像处理的车窗多功能控制方法，所述方法包括：检测车外的雨量以输出实时雨量；检测车外的风速以输出实时风速；对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度。

Description

基于图像处理的多功能控制方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于图像处理的多功能控制方法。

背景技术

车窗材料以玻璃为主。早在80多年前，玻璃已装在美国福特厂出产的T型车上，当时是用平板玻璃装在车厢的前端，使驾车者免除风吹雨打之苦。从这以后的几十年间，玻璃业逐步涉足汽车工业，创造了多种安全玻璃－夹层玻璃、钢化玻璃和区域钢化玻璃等品种，极大地改善了汽车玻璃的性能。

其中夹层玻璃是指用一种透明可粘合性塑料膜贴在二层或三层玻璃之间，将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。钢化玻璃是指将普通玻璃淬火使内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到加强，在受到冲击破碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成伤害。而区域钢化玻璃是钢化玻璃的一种新品种，它经过特殊处理，能够在受到冲击破裂时，其玻璃的裂纹仍可以保持一定的清晰度，保证驾驶者的视野区域不受影响。目前汽车前挡风玻璃以夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。

现代轿车外型的发展与玻璃工艺的发展息息相关。早在40多年前，轿车前挡风玻璃已经采用单件式弯曲挡风玻璃，并逐渐抛弃了平面型的挡风玻璃。今天的轿车挡风玻璃一般都做成整体一幅式的大曲面型，上下左右都有一定的弧度。这种曲面玻璃不论从加工过程还是从装嵌的配合来看，都是一种技术要求十分高的产品，因为它涉及到车型、强度、隔热、装配等诸多问题。

轿车挡风玻璃采用曲面玻璃，首先从空气动力学的角度出发。因为现代轿车的正常时速大都超过100公里，迎面气流流过曲面玻璃能减少涡流和紊流，从而减少空气阻力。加上窗框边缘与车身表面平滑过渡，玻璃与车身浑然成一体，从视觉上既感到整体的协调和美观，又可以降低整车的风阻系数。另外，曲面玻璃具有较高的强度，可以采用较薄的玻璃，对轿车轻量化有一定的意义。

现代轿车的曲面挡风玻璃要做到弯曲拐角处的平整度要高，不能出现光学上的畸变，从驾驶座上的任何角度观看外面的物体均不变形不眩目。以前轿车玻璃通常用整齐的条带沿玻璃边缘修饰或保护，现在轿车上的玻璃都采用陶瓷釉，即所谓“黑边框”。有许多轿车挡风玻璃还镀膜，采用反射涂层工艺或改善玻璃的成分，只让太阳可见光进入车厢内，挡住紫外线和红外线，在很大程度上减轻了乘员受到的炎热之苦。这种称为“绿色玻璃”的现代轿车玻璃，已经广泛使用。

汽车挡风玻璃的安全性能是非常重要的。且不说如果安全性能低它对乘员身体的危险程度，就是对汽车本身，如果档风玻璃出现裂纹或者有明显庇点，就好像人脸破相一样，严重损害整车的外观形象。因此，汽车挡风玻璃的安全性要求要十分高。

与车窗配套使用的设备之一是车窗遮板，能够在车辆行驶过程中起到遮风、防雨、通风透气等效果，还能有效去除驾驶人员以及车内人员的疲惫程度。但是，现有技术中的遮板是固定在车窗上方的，无法灵活确定是否启动遮板以及无法自动调整遮板的开启幅度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于图像处理的多功能控制方法，能够检测车内人体图像中的人体烦躁程度，并在人体烦躁程度对应等级大于等于预设等级阈值时，发出烦躁报警信号，并将人体烦躁程度对应等级作为目标烦躁等级输出，更为关键的是，所述遮板控制设备基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度包括：所述雨量越大，所述下降高度越多，所述实时风速越大，所述下降高度越多，所述目标烦躁等级越高，所述下降高度越少。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的车窗多功能控制方法，所述方法包括：

检测车外的雨量以输出实时雨量；

检测车外的风速以输出实时风速；

对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；

接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；

接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度。

更具体地，在所述基于图像处理的车窗多功能控制方法中，还包括：通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心。

更具体地，在所述基于图像处理的车窗多功能控制方法中，还包括：预先存储第一长度阈值、第二长度阈值、人体颜色直方图特征以及预设等级阈值。

更具体地，在所述基于图像处理的车窗多功能控制方法中，还包括：

使用平滑处理设备，用于接收高清图像，对所述高清图像执行平滑处理以获得平滑图像；

使用自适应均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑图像，并对所述平滑图像执行自适应均衡处理以获得自适应均衡图像；

使用图像膨胀设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述自适应均衡图像，对所述自适应均衡图像执行图像膨胀处理以联合所述自适应均衡图像中的相近背景像素点，连通所述自适应均衡图像中的相近目标，获得膨胀图像；

使用图像腐蚀设备，与所述图像膨胀设备连接，用于接收所述膨胀图像，对所述膨胀图像执行图像腐蚀处理以消除所述膨胀图像中的无用点，分离所述膨胀图像中轻微连接的目标，获得腐蚀图像；

使用第一剔除设备，与所述图像腐蚀设备连接，用于接收所述腐蚀图像，将所述腐蚀图像中目标长度大于等于第一长度阈值的目标剔除，以获得第一剔除图像；

使用第二剔除设备，与所述第一剔除设备连接，用于接收所述第一剔除图像，将所述第一剔除图像中目标长度小于等于第二长度阈值的目标剔除，以获得第二剔除图像，其中，所述第二长度阈值小于所述第一长度阈值；

使用图像识别设备，与所述第二剔除设备连接，用于接收所述第二剔除图像，将所述第二剔除图像中各个目标进行颜色直方图分析，将分析结果与人体颜色直方图特征相匹配的目标作为人体目标从所述第二剔除图像中分割出来，以获得人体子图像；

使用状态检测设备，与所述图像识别设备连接，用于检测所述人体子图像中的人体烦躁程度，并在人体烦躁程度对应等级大于等于预设等级阈值时，发出烦躁报警信号，并将人体烦躁程度对应等级作为目标烦躁等级输出；

其中，接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度包括：在接收到所述烦躁报警信号时，基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度，其中，所述雨量越大，所述下降高度越多，所述实时风速越大，所述下降高度越多，所述目标烦躁等级越高，所述下降高度越少。

更具体地，在所述基于图像处理的车窗多功能控制方法中：通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心还包括：在接收到所述烦躁报警信号时，将所述高清图像以及所述目标烦躁等级发送给车主亲属的移动终端上。

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基于图像处理的多功能控制系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的车窗多功能控制方法的步骤流程图。

附图标记：1雨量检测设备；2风速检测设备；3图像采集设备；4拍摄控制平台；5遮板控制设备；21检测车外的雨量以输出实时雨量；22检测车外的风速以输出实时风速；23对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；24接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；25接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度

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。

按使用方式划分，可将汽车划分为乘用车和商用车二种。乘用车在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和(或)临时物品，包括驾驶员座位在内，乘用车最多不超过9个座位。乘用车分为以下11种车型。主要有：普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、舱背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车。商用车在设计和技术特性上用于运送人员和货物，并且可以牵引挂车，但乘用车不包括在内。主要有：客车、半挂牵引车、货车。

无论汽车属于何种类型，车窗是必不可少的配套设施，车窗上的遮板与车窗结合使用，用于在提供车内亮度的同时调节车内环境，保证舒适的驾车体验。然而，当前的车窗遮板无法根据车内外环境进行自适应控制，导致车内环境满足不了人们日益增长的乘坐需求。为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像处理的多功能控制系统及方法，能够有效解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的多功能控制系统的结构方框图，所述系统包括：

雨量检测设备，用于检测车外的雨量以输出实时雨量；

风速检测设备，用于检测车外的风速以输出实时风速；

图像采集设备，用于对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；

拍摄控制平台，用于接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；

遮板控制设备，与所述雨量检测设备、所述风速检测设备以及所述图像采集设备连接，用于接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度。

接着，继续对本发明的基于图像处理的多功能控制系统的具体结构进行进一步的说明。

所述基于图像处理的多功能控制系统中还可以包括：

时分双工通信设备，用于通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心。

所述基于图像处理的多功能控制系统中还可以包括：

数据存储设备，用于预先存储第一长度阈值、第二长度阈值、人体颜色直方图特征以及预设等级阈值。

所述基于图像处理的多功能控制系统中还可以包括：

平滑处理设备，与所述图像采集设备连接，用于接收高清图像，对所述高清图像执行平滑处理以获得平滑图像；

自适应均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑图像，并对所述平滑图像执行自适应均衡处理以获得自适应均衡图像；

图像膨胀设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述自适应均衡图像，对所述自适应均衡图像执行图像膨胀处理以联合所述自适应均衡图像中的相近背景像素点，连通所述自适应均衡图像中的相近目标，获得膨胀图像；

图像腐蚀设备，与所述图像膨胀设备连接，用于接收所述膨胀图像，对所述膨胀图像执行图像腐蚀处理以消除所述膨胀图像中的无用点，分离所述膨胀图像中轻微连接的目标，获得腐蚀图像；

第一剔除设备，与所述图像腐蚀设备连接，用于接收所述腐蚀图像，将所述腐蚀图像中目标长度大于等于第一长度阈值的目标剔除，以获得第一剔除图像；

第二剔除设备，与所述第一剔除设备连接，用于接收所述第一剔除图像，将所述第一剔除图像中目标长度小于等于第二长度阈值的目标剔除，以获得第二剔除图像，其中，所述第二长度阈值小于所述第一长度阈值；

图像识别设备，与所述第二剔除设备连接，用于接收所述第二剔除图像，将所述第二剔除图像中各个目标进行颜色直方图分析，将分析结果与人体颜色直方图特征相匹配的目标作为人体目标从所述第二剔除图像中分割出来，以获得人体子图像；

状态检测设备，与所述图像识别设备连接，用于检测所述人体子图像中的人体烦躁程度，并在人体烦躁程度对应等级大于等于预设等级阈值时，发出烦躁报警信号，并将人体烦躁程度对应等级作为目标烦躁等级输出；

其中，所述遮板控制设备在接收到所述烦躁报警信号时，基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度；

其中，所述遮板控制设备基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度包括：所述雨量越大，所述下降高度越多，所述实时风速越大，所述下降高度越多，所述目标烦躁等级越高，所述下降高度越少。

在所述基于图像处理的多功能控制系统中：

所述时分双工通信设备还与所述状态检测设备连接，还用于在通过所述状态检测设备接收到所述烦躁报警信号时，将所述高清图像以及所述目标烦躁等级发送给车主亲属的移动终端上。

图2为根据本发明实施方案示出的基于图像处理的车窗多功能控制方法的步骤流程图，所述方法包括：

检测车外的雨量以输出实时雨量；

检测车外的风速以输出实时风速；

对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；

接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；

接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度。

接着，继续对本发明的基于图像处理的车窗多功能控制方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述基于图像处理的车窗多功能控制方法还可以包括：

通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心。

所述基于图像处理的车窗多功能控制方法还可以包括：

预先存储第一长度阈值、第二长度阈值、人体颜色直方图特征以及预设等级阈值。

所述基于图像处理的车窗多功能控制方法还可以包括：

使用平滑处理设备，用于接收高清图像，对所述高清图像执行平滑处理以获得平滑图像；

使用自适应均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑图像，并对所述平滑图像执行自适应均衡处理以获得自适应均衡图像；

使用图像膨胀设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述自适应均衡图像，对所述自适应均衡图像执行图像膨胀处理以联合所述自适应均衡图像中的相近背景像素点，连通所述自适应均衡图像中的相近目标，获得膨胀图像；

使用图像腐蚀设备，与所述图像膨胀设备连接，用于接收所述膨胀图像，对所述膨胀图像执行图像腐蚀处理以消除所述膨胀图像中的无用点，分离所述膨胀图像中轻微连接的目标，获得腐蚀图像；

使用第一剔除设备，与所述图像腐蚀设备连接，用于接收所述腐蚀图像，将所述腐蚀图像中目标长度大于等于第一长度阈值的目标剔除，以获得第一剔除图像；

使用第二剔除设备，与所述第一剔除设备连接，用于接收所述第一剔除图像，将所述第一剔除图像中目标长度小于等于第二长度阈值的目标剔除，以获得第二剔除图像，其中，所述第二长度阈值小于所述第一长度阈值；

使用图像识别设备，与所述第二剔除设备连接，用于接收所述第二剔除图像，将所述第二剔除图像中各个目标进行颜色直方图分析，将分析结果与人体颜色直方图特征相匹配的目标作为人体目标从所述第二剔除图像中分割出来，以获得人体子图像；

使用状态检测设备，与所述图像识别设备连接，用于检测所述人体子图像中的人体烦躁程度，并在人体烦躁程度对应等级大于等于预设等级阈值时，发出烦躁报警信号，并将人体烦躁程度对应等级作为目标烦躁等级输出；

其中，接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度包括：在接收到所述烦躁报警信号时，基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度，其中，所述雨量越大，所述下降高度越多，所述实时风速越大，所述下降高度越多，所述目标烦躁等级越高，所述下降高度越少。

在所述基于图像处理的车窗多功能控制方法中：

通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心还包括：在接收到所述烦躁报警信号时，将所述高清图像以及所述目标烦躁等级发送给车主亲属的移动终端上。

另外，时分双工是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收和传送信道。移动通信目前正向第三代发展，中国于1997年6月提交了第三代移动通信标准草案(TD-SCDMA)，其TDD模式及智能天线新技术等特色受到高度评价并成三个主要候选标准之一。在第一代和第二代移动通信系统中FDD模式一统天下，TDD模式没有引起重视。但由于新业务的需要和新技术的发展，以及TDD模式的许多优势，TDD模式将日益受到重视。

时分双工的工作原理如下：TDD是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收与传送信道(或上下行链路)。TDD模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙，用保证时间来分离接收与传送信道；而FDD模式的移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离接收与传送信道。

采用不同双工模式的移动通信系统特点与通信效益是不同的。TDD模式的移动通信系统中上下行信道用同样的频率，因而具有上下行信道的互惠性，这给TDD模式的移动通信系统带来许多优势。

在TDD模式中，上行链路和下行链路中信息的传输可以在同一载波频率上进行，即上行链路中信息的传输和下行链路中信息的传输是在同一载波上通过时分实现的。

采用本发明的基于图像处理的多功能控制系统及方法，针对现有技术中车窗遮板难以精确控制的技术问题，通过引入高精度的车内图像处理设备以及实时雨量检测设备、实时风速检测设备，获取车内人员的烦躁程度以及实时雨量、实时风速，并基于车内人员的烦躁程度以及实时雨量、实时风速确定遮板的下降高度，还引入了遮板控制设备用于驱动遮板实现上述下降高度的实时控制。

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 (2)

1.一种基于图像处理的车窗多功能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

检测车外的雨量以输出实时雨量；

检测车外的风速以输出实时风速；

对车内环境进行高清图像数据采集，以获得高清图像；

接收所述高清图像，并基于所述高清图像的内容控制所述图像采集设备的拍摄方向，使得所述图像采集设备拍摄的高清图像始终以车内人体为中心；

接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度；

还包括：

通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心；

预先存储第一长度阈值、第二长度阈值、人体颜色直方图特征以及预设等级阈值；

使用平滑处理设备，用于接收高清图像，对所述高清图像执行平滑处理以获得平滑图像；

使用自适应均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑图像，并对所述平滑图像执行自适应均衡处理以获得自适应均衡图像；

使用图像膨胀设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述自适应均衡图像，对所述自适应均衡图像执行图像膨胀处理以联合所述自适应均衡图像中的相近背景像素点，连通所述自适应均衡图像中的相近目标，获得膨胀图像；

使用图像腐蚀设备，与所述图像膨胀设备连接，用于接收所述膨胀图像，对所述膨胀图像执行图像腐蚀处理以消除所述膨胀图像中的无用点，分离所述膨胀图像中轻微连接的目标，获得腐蚀图像；

使用第一剔除设备，与所述图像腐蚀设备连接，用于接收所述腐蚀图像，将所述腐蚀图像中目标长度大于等于第一长度阈值的目标剔除，以获得第一剔除图像；

使用第二剔除设备，与所述第一剔除设备连接，用于接收所述第一剔除图像，将所述第一剔除图像中目标长度小于等于第二长度阈值的目标剔除，以获得第二剔除图像，其中，所述第二长度阈值小于所述第一长度阈值；

使用图像识别设备，与所述第二剔除设备连接，用于接收所述第二剔除图像，将所述第二剔除图像中各个目标进行颜色直方图分析，将分析结果与人体颜色直方图特征相匹配的目标作为人体目标从所述第二剔除图像中分割出来，以获得人体子图像；

使用状态检测设备，与所述图像识别设备连接，用于检测所述人体子图像中的人体烦躁程度，并在人体烦躁程度对应等级大于等于预设等级阈值时，发出烦躁报警信号，并将人体烦躁程度对应等级作为目标烦躁等级输出；

其中，接收所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像，并基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述高清图像确定遮板的下降高度包括：在接收到所述烦躁报警信号时，基于所述实时雨量、所述实时风速以及所述目标烦躁等级确定遮板的下降高度，其中，所述雨量越大，所述下降高度越多，所述实时风速越大，所述下降高度越多，所述目标烦躁等级越高，所述下降高度越少。

2.如权利要求1所述的基于图像处理的车窗多功能控制方法，其特征在于：

通过双向时分双工通信链路将所述实时雨量和所述实时风速发送给附近的交管控制中心还包括：在接收到所述烦躁报警信号时，将所述高清图像以及所述目标烦躁等级发送给车主亲属的移动终端上。