CN109726631A - 基于红外识别的人体感应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于红外识别的人体感应系统，包括：盒式除尘设备，包括亮度感应器、障碍物碰撞感应器、行走驱动机构、直流电动机和电动机负荷感应器，所述电动机负荷感应器与所述直流电动机连接，所述行走驱动机构包括速度控制器和驱动轮；所述行走驱动机构还包括转向控制器，用于在接收到前方人体指令时，执行即时转向处理，还用于在接收到前方无人体指令，保持当前行驶方向不变；红外识别设备，用于对即时提升碎片执行基于人体红外图像特征的人体对象识别，并在识别到人体对象且所述人体对象的景深小于预设景深阈值时，发出前方人体指令。通过本发明，提升了盒式除尘设备行走反应的灵敏度。

Description

基于红外识别的人体感应系统

技术领域

本发明涉及盒式除尘设备领域，尤其涉及一种基于红外识别的人体感应系统。

背景技术

按照作用的原理，盒式除尘设备可以分为以下5种：

1、干式机械除尘设备，主要指应用粉尘惯性作用、重力作用而设计的除尘设备，如沉降室、惰性除尘设备、旋风除尘设备等高浓度的除尘设备等，主要针对高浓度粗颗粒径粉尘的分离或浓集而采用。

2、湿式除尘设备依靠水力亲润来分离、捕集粉尘颗粒的除尘装置，如喷淋塔、洗涤器、冲击式除尘设备、文氏管等，在处理生产过程中发生的高浓度、大风量的含尘气体场合采用较多。对较粗的，亲水性粉尘的分离效率比干式机械除尘设备要高。

3、颗粒层除尘设备以不同粒度的颗粒材料堆积层为滤料来阻隔过滤气溶中所含粉尘的设备。主要用在建材、冶金等生产过程中的排尘点，经常是过滤浓度高、颗粒粗、温度较高的含尘烟气。

4、袋式除尘设备，该过滤器是以纤维织造物或填充层为过滤介质的除尘装置，他的用途、形式、除尘风量规模和作用效率各方面都有宽阔的范围，主要用在捕集微细粉尘的场所，即在排气除尘系统上应用，又在进风系统上应用。近年来，由于新型滤材的不断开发，纤维过滤技术的发展也随之加速，新产品的不断出现，应用领域也日益的扩宽。

5、电除尘设备该除尘设备是把含尘气流导入静电场，在高压电场的作用下，气体发生电离，产生电子和正离子，他们分别向正负两极移动，当粉尘颗粒在流经工作电场时负上电荷，以一定的速度向与它们所负电荷符号相反的沉降极板移去，并在那里沉降下来，从而脱离开气流，被收集于电除尘设备中。这种除尘设备的除尘效率高，阻力低，维护和管理方便。它在捕集细小的粉尘颗粒方面与袋式除尘设备有异曲同工之效。

发明内容

为了解决当前盒式除尘设备对人体感应速度慢的技术问题，本发明提供了一种基于红外识别的人体感应系统，利用了图像分布越均匀，图像熵值越大的特点，从图像的各个图像碎片中挑选出熵值最小的图像碎片用于后续分析，以节约分析时间；更关键的是，在盒式除尘设备中采用红外成像机制和红外识别机制对前方人体及其景深进行分析，以确定相应的行走躲避策略。

根据本发明的一方面，提供了一种基于红外识别的人体感应系统，所述系统包括：

盒式除尘设备，包括亮度感应器、障碍物碰撞感应器、行走驱动机构、直流电动机和电动机负荷感应器；在所述盒式除尘设备中，所述电动机负荷感应器与所述直流电动机连接，所述亮度感应器设置在所述障碍物碰撞感应器的附近，所述行走驱动机构包括速度控制器和驱动轮。

更具体地，在所述基于红外识别的人体感应系统中：所述行走驱动机构还包括转向控制器，用于在接收到所述前方人体指令时，执行即时转向处理，还用于在接收到所述前方无人体指令，保持当前行驶方向不变。

更具体地，在所述基于红外识别的人体感应系统中，还包括：

红外成像设备，设置在所述盒式除尘设备的盒体上，用于对所述盒式除尘设备前方进行红外成像操作，以获得前方红外图像。

更具体地，在所述基于红外识别的人体感应系统中，还包括：

信号去噪设备，与所述红外成像设备连接，用于基于所述前方红外图像中的噪声分布情况对所述前方红外图像执行去噪处理，以获得相应的信号去噪图像；分辨率检测设备，与所述信号去噪设备连接，用于接收所述信号去噪图像，检测并输出所述信号去噪图像的即时分辨率；碎片捕获设备，与所述分辨率检测设备连接，用于接收所述即时分辨率，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割，以获得多个图像碎片；参数分辨设备，与所述碎片捕获设备连接，用于接收所述多个图像碎片，对每一个图像碎片执行熵值分辨，以获得所述图像碎片的即时熵值；参数比对设备，与所述参数分辨设备连接，用于接收各个图像碎片的即时熵值，并对各个图像碎片的即时熵值进行排序，将即时熵值最小的图像碎片作为有效碎片输出；滤波处理设备，与所述参数比对设备连接，用于接收所述有效碎片，并对所述有效碎片执行非线性滤波处理，以获得对应的非线性滤波碎片，并输出所述非线性滤波碎片；增强处理设备，与所述滤波处理设备连接，用于对所述非线性滤波碎片执行对比度增强处理，以获得相应的即时增强碎片；对比度提升设备，与所述增强处理设备连接，用于接收所述即时增强碎片，对所述即时增强碎片进行对比度提升，以获得相应的即时提升碎片，并输出所述即时提升碎片；红外识别设备，分别与所述转向控制器和所述对比度提升设备连接，用于对所述即时提升碎片执行基于人体红外图像特征的人体对象识别，并在识别到人体对象且所述人体对象的景深小于预设景深阈值时，发出前方人体指令，否则，发出前方无人体指令；其中，在所述碎片捕获设备中，所述即时分辨率越低，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割所获得的图像碎片的数量越少。

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红外识别的人体感应系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于红外识别的人体感应系统的实施方案进行详细说明。

盒式除尘设备是除尘器的一种重要分支类型。除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施。通过管道气路将含尘气体输送到除尘装置中，在其中进行气固分离后，将粉尘收集于该除尘装置内，而清洁的气体被引入总管或直接排入大气的整套设备，即是除尘系统，而除尘器是该系统中的重要组部分。从通风除尘的角度看，粉尘就是能够较长时间呈浮游状态存在于空气中的一切固体小颗粒，是一种分散体系，叫做气溶胶，其中空气为分散介质，固体颗粒为分散相。除尘器就是把这种固体小颗粒从气溶胶中分离出来的设备。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于红外识别的人体感应系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的基于红外识别的人体感应系统的结构示意图，所述系统包括：

盒式除尘设备，包括吸尘盒体1、连接线缆2、清洁盒体3、亮度感应器、障碍物碰撞感应器、行走驱动机构、直流电动机和电动机负荷感应器；

在所述盒式除尘设备中，所述电动机负荷感应器与所述直流电动机连接，所述亮度感应器设置在所述障碍物碰撞感应器的附近，所述行走驱动机构包括速度控制器和驱动轮。

接着，继续对本发明的基于红外识别的人体感应系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述基于红外识别的人体感应系统中：所述行走驱动机构还包括转向控制器，用于在接收到所述前方人体指令时，执行即时转向处理，还用于在接收到所述前方无人体指令，保持当前行驶方向不变。

在所述基于红外识别的人体感应系统中，还包括：

红外成像设备，设置在所述盒式除尘设备的盒体上，用于对所述盒式除尘设备前方进行红外成像操作，以获得前方红外图像。

在所述基于红外识别的人体感应系统中，还包括：

信号去噪设备，与所述红外成像设备连接，用于基于所述前方红外图像中的噪声分布情况对所述前方红外图像执行去噪处理，以获得相应的信号去噪图像；

分辨率检测设备，与所述信号去噪设备连接，用于接收所述信号去噪图像，检测并输出所述信号去噪图像的即时分辨率；

碎片捕获设备，与所述分辨率检测设备连接，用于接收所述即时分辨率，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割，以获得多个图像碎片；

参数分辨设备，与所述碎片捕获设备连接，用于接收所述多个图像碎片，对每一个图像碎片执行熵值分辨，以获得所述图像碎片的即时熵值；

参数比对设备，与所述参数分辨设备连接，用于接收各个图像碎片的即时熵值，并对各个图像碎片的即时熵值进行排序，将即时熵值最小的图像碎片作为有效碎片输出；

滤波处理设备，与所述参数比对设备连接，用于接收所述有效碎片，并对所述有效碎片执行非线性滤波处理，以获得对应的非线性滤波碎片，并输出所述非线性滤波碎片；

增强处理设备，与所述滤波处理设备连接，用于对所述非线性滤波碎片执行对比度增强处理，以获得相应的即时增强碎片；

对比度提升设备，与所述增强处理设备连接，用于接收所述即时增强碎片，对所述即时增强碎片进行对比度提升，以获得相应的即时提升碎片，并输出所述即时提升碎片；

红外识别设备，分别与所述转向控制器和所述对比度提升设备连接，用于对所述即时提升碎片执行基于人体红外图像特征的人体对象识别，并在识别到人体对象且所述人体对象的景深小于预设景深阈值时，发出前方人体指令，否则，发出前方无人体指令；

其中，在所述碎片捕获设备中，所述即时分辨率越低，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割所获得的图像碎片的数量越少。

在所述基于红外识别的人体感应系统中：在所述对比度提升设备中，对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度与所述即时增强碎片的当前对比度成反比。

在所述基于红外识别的人体感应系统中：对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度与所述即时增强碎片的当前对比度成反比包括：所述即时增强碎片的当前对比度越高，对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度越小。

在所述基于红外识别的人体感应系统中：所述信号去噪设备用于接收所述前方红外图像，对所述前方红外图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述前方红外图像的质量等级，在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述前方红外图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的递归滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得信号去噪图像，所述信号去噪设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述前方红外图像整体执行单次递归滤波处理以获得单次信号去噪图像；基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的递归滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越小，选择的递归滤波处理的次数越多。

在所述基于红外识别的人体感应系统中，还包括：

频分双工通信设备，与所述信号去噪设备连接，用于接收所述信号去噪图像，并通过双向频分双工通信链路无线发送所述信号去噪图像。

在所述基于红外识别的人体感应系统中：所述信号去噪设备为无片内ROM型MCU芯片，所述无片内ROM型MCU芯片外接EPROM芯片；

其中，所述信号去噪设备与所述频分双工通信设备通过并行通信接口进行连接。

另外，MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用(典型芯片为8031)。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型(典型芯片为87C51)、MASK片内掩模ROM型(典型芯片为8051)、片内FLASH型(典型芯片为89C51)等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM(One Time Programming,OTP)的芯片(典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FLASH ROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

采用本发明的基于红外识别的人体感应系统，针对现有技术中盒式除尘设备行走时对人体反应不敏感的技术问题，通过利用图像分布越均匀，图像熵值越大的特点，从图像的各个图像碎片中挑选出熵值最小的图像碎片用于后续分析，以节约分析时间；更关键的是，在盒式除尘设备中采用红外成像机制和红外识别机制对前方人体及其景深进行分析，以确定相应的行走躲避策略；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 (9)

1.一种基于红外识别的人体感应系统，包括：

盒式除尘设备，包括亮度感应器、障碍物碰撞感应器、行走驱动机构、直流电动机和电动机负荷感应器；

在所述盒式除尘设备中，所述电动机负荷感应器与所述直流电动机连接，所述亮度感应器设置在所述障碍物碰撞感应器的附近，所述行走驱动机构包括速度控制器和驱动轮。

2.如权利要求1所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于：

所述行走驱动机构还包括转向控制器，用于在接收到所述前方人体指令时，执行即时转向处理，还用于在接收到所述前方无人体指令，保持当前行驶方向不变。

3.如权利要求2所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

红外成像设备，设置在所述盒式除尘设备的盒体上，用于对所述盒式除尘设备前方进行红外成像操作，以获得前方红外图像。

4.如权利要求3所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

信号去噪设备，与所述红外成像设备连接，用于基于所述前方红外图像中的噪声分布情况对所述前方红外图像执行去噪处理，以获得相应的信号去噪图像；

分辨率检测设备，与所述信号去噪设备连接，用于接收所述信号去噪图像，检测并输出所述信号去噪图像的即时分辨率；

碎片捕获设备，与所述分辨率检测设备连接，用于接收所述即时分辨率，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割，以获得多个图像碎片；

参数分辨设备，与所述碎片捕获设备连接，用于接收所述多个图像碎片，对每一个图像碎片执行熵值分辨，以获得所述图像碎片的即时熵值；

参数比对设备，与所述参数分辨设备连接，用于接收各个图像碎片的即时熵值，并对各个图像碎片的即时熵值进行排序，将即时熵值最小的图像碎片作为有效碎片输出；

滤波处理设备，与所述参数比对设备连接，用于接收所述有效碎片，并对所述有效碎片执行非线性滤波处理，以获得对应的非线性滤波碎片，并输出所述非线性滤波碎片；

增强处理设备，与所述滤波处理设备连接，用于对所述非线性滤波碎片执行对比度增强处理，以获得相应的即时增强碎片；

对比度提升设备，与所述增强处理设备连接，用于接收所述即时增强碎片，对所述即时增强碎片进行对比度提升，以获得相应的即时提升碎片，并输出所述即时提升碎片；

红外识别设备，分别与所述转向控制器和所述对比度提升设备连接，用于对所述即时提升碎片执行基于人体红外图像特征的人体对象识别，并在识别到人体对象且所述人体对象的景深小于预设景深阈值时，发出前方人体指令，否则，发出前方无人体指令；

其中，在所述碎片捕获设备中，所述即时分辨率越低，基于所述即时分辨率对所述信号去噪图像进行相应大小的碎片分割所获得的图像碎片的数量越少。

5.如权利要求4所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于：

在所述对比度提升设备中，对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度与所述即时增强碎片的当前对比度成反比。

6.如权利要求5所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于：

对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度与所述即时增强碎片的当前对比度成反比包括：所述即时增强碎片的当前对比度越高，对所述即时增强碎片进行对比度提升的强度越小。

7.如权利要求6所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于：

所述信号去噪设备用于接收所述前方红外图像，对所述前方红外图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述前方红外图像的质量等级，在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述前方红外图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的递归滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得信号去噪图像，所述信号去噪设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述前方红外图像整体执行单次递归滤波处理以获得单次信号去噪图像；基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的递归滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越小，选择的递归滤波处理的次数越多。

8.如权利要求7所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

频分双工通信设备，与所述信号去噪设备连接，用于接收所述信号去噪图像，并通过双向频分双工通信链路无线发送所述信号去噪图像。

9.如权利要求8所述的基于红外识别的人体感应系统，其特征在于：

所述信号去噪设备为无片内ROM型MCU芯片，所述无片内ROM型MCU芯片外接EPROM芯片；

其中，所述信号去噪设备与所述频分双工通信设备通过并行通信接口进行连接。