CN109915935B - 电热型自控空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电热型自控空调器，包括：空调主体，由室内机、室外机、连接管道和遥控器组成，所述遥控器用于控制所述室内机，所述室内机带动所述室外机，所述连接管道用于连接所述室内机和所述室外机；高清摄像设备，设置在所述室内机的上方，用于对所述室内机周围环境进行高清图像数据采集，用于输出相应的室内机环境图像；环境检测设备，设置在所述高清摄像设备的周围，用于对所述高清摄像设备所在环境进行亮度检测，以获得并输出对应的现场环境亮度。通过本发明，进一步减少了家用空调器的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及家用空调领域，尤其涉及一种电热型自控空调器。
背景技术
空调器制冷降温，空调的外形都大同小异，不过，它的控制板布置形式及采用的方法不尽相同，功能的设置有多有少。应当熟悉空调器的各种功能及使用，以便正确掌握空调器开机和停机方法。
发明内容
为了进一步解决室内空调能耗高的技术问题，本发明提供了一种电热型自控空调器，在室内识别到人体的情况下，才启动室内机的运行，从而节省空调设备的功耗，为实现于此，基于高清摄像设备的光学特性和所述现场环境亮度计算所述高清摄像设备输出图像的背景亮度，将实际的图像整体亮度与所述背景亮度进行比较，以确定高清摄像设备的当前遮挡情况；在对图像进行目标轮廓的粗略检测的基础上，获取对图像的区域划分策略，在此基础上，对剥离背景后的目标图像进行高精度获取；基于像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点，并基于图像的边缘点的总数确定是否启动相应的特征强化处理，以避免出现边缘弱化的待处理图像。
根据本发明的一方面，提供了一种电热型自控空调器，所述空调器包括：
空调主体，由室内机、室外机、连接管道和遥控器组成，所述遥控器用于控制所述室内机，所述室内机带动所述室外机，所述连接管道用于连接所述室内机和所述室外机。
更具体地，在所述电热型自控空调器中，还包括：
高清摄像设备，设置在所述室内机的上方，用于对所述室内机周围环境进行高清图像数据采集，用于输出相应的室内机环境图像；环境检测设备，设置在所述高清摄像设备的周围，用于对所述高清摄像设备所在环境进行亮度检测，以获得并输出对应的现场环境亮度。
更具体地，在所述电热型自控空调器中，还包括：
背景定光设备，分别与所述高清摄像设备和所述环境检测设备连接，用于获取所述高清摄像设备的光学特性以及接收所述现场环境亮度，并基于所述高清摄像设备的光学特性和所述现场环境亮度计算所述高清摄像设备输出图像的背景亮度；实景定光设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，并获取所述室内机环境图像的各个像素点的像素值，基于所述室内机环境图像的各个像素点的像素值确定所述室内机环境图像的整体亮度以作为实景亮度，并输出所述实景亮度；定光匹配设备，分别与所述背景定光设备和所述实景定光设备连接，用于接收所述背景亮度和所述实景亮度，并将所述背景亮度和所述实景亮度进行匹配，当所述实景亮度在所述背景亮度的百分之八十到所述背景亮度百分之一百二十之间时，发出存在遮挡信号，否则，发出不存在遮挡信号；液晶显示屏，与所述定光匹配设备连接，设置在所述高清摄像设备的机身上，用于在接收到所述存在遮挡信号时，播放与所述存在遮挡信号对应的红色高亮字符串，还用于在接收到所述不存在遮挡信号时，播放与所述不存在遮挡信号对应的蓝色字符串；区域处理设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，对所述室内机环境图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述室内机环境图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述室内机环境图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述室内机环境图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述室内机环境图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；高斯滤波设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，并对所述目标图像执行与所述目标图像噪声幅值成正比的相应次数的高斯滤波处理，以获得对应的自适应滤波图像；边缘点提取设备，与所述高斯滤波设备连接，用于接收所述自适应滤波图像，获取所述自适应滤波图像中的每一个像素点的红色分量值，针对每一个像素点执行以下操作：基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点；其中，在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点包括：计算所述像素点周围像素点的红色分量值的均值，确定所述均值与所述像素点的红色分量值的差值，并在所述差值的绝对值超限时，判断所述像素点为边缘点；边缘点分析设备，与所述边缘点提取设备连接，用于确定所述自适应滤波图像中的边缘点的数量，并确定所述自适应滤波图像中的像素点的数量，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值小于等于预设比例阈值时，发出需要特征强化信号；信号强化设备，与所述边缘点分析设备连接，用于在接收到所述需要特征强化信号时，对所述自适应滤波图像执行特征强化处理，以获得对应的特征强化图像，其中，所述信号强化设备对所述自适应滤波图像执行特征强化处理的力度与所述自适应滤波图像中的边缘点的数量成正比；数量比较设备，与所述信号强化设备连接，基于预设基准人体子图像从特征强化图像中提取出与所述预设基准人体子图像相同尺寸的待检测人体子图像，将所述待检测人体子图像与预设基准人体子图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第一预设像素数量阈值时，发出人体未识别信号；室内机自控设备，分别与所述数量比较设备和所述室内机连接，用于在接收到所述人体未识别信号时，控制所述室内机以停止其运行；其中，所述数量比较设备还用于当非零的像素的数量小于所述第一预设像素数量阈值时，发出人体识别信号；其中，所述室内机自控设备还用于在接收到所述人体识别信号时，控制所述室内机以恢复其运行。
更具体地，在所述电热型自控空调器中：所述液晶显示屏在接收到所述不存在遮挡信号时，播放的蓝色字符串为相对于所述红色高亮字符串低亮的字符串。
更具体地，在所述电热型自控空调器中：所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的FPGA芯片来实现。
更具体地，在所述电热型自控空调器中：在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点还包括：在所述差值的绝对值未超限时，判断所述像素点为背景点。
更具体地，在所述电热型自控空调器中：在所述边缘点分析设备中，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值大于所述预设比例阈值时，发出无需特征强化信号。
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电热型自控空调器的拆分结构图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的电热型自控空调器的实施方案进行详细说明。
空调器的结构，一般由以下四部分组成。
制冷系统：是空调器制冷降温部分，由制冷压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、电磁换向阀、过滤器和制冷剂等组成一个密封的制冷循环。
风路系统：是空调器内促使房间空气加快热交换部分，由离心风机、轴流风机等设备组成。
电气系统：是空调器内促使压缩机、风机安全运行和温度控制部分，由电动机、温控器、继电器、电容器和加热器等组成。
箱体与面板：是空调器的框架、各组成部件的支承座和气流的导向部分，由箱体、面板和百叶栅等组成。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种电热型自控空调器，能够解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的电热型自控空调器的拆分结构图，所述空调器包括鼓风设备2和灰尘滤板1，所述空调器还包括：
空调主体，由室内机、室外机、连接管道和遥控器组成，所述遥控器用于控制所述室内机，所述室内机带动所述室外机，所述连接管道用于连接所述室内机和所述室外机。
接着，继续对本发明的电热型自控空调器的具体结构进行进一步的说明。
在所述电热型自控空调器中，还包括：
高清摄像设备，设置在所述室内机的上方，用于对所述室内机周围环境进行高清图像数据采集，用于输出相应的室内机环境图像；
环境检测设备，设置在所述高清摄像设备的周围，用于对所述高清摄像设备所在环境进行亮度检测，以获得并输出对应的现场环境亮度。
在所述电热型自控空调器中，还包括：
背景定光设备，分别与所述高清摄像设备和所述环境检测设备连接，用于获取所述高清摄像设备的光学特性以及接收所述现场环境亮度，并基于所述高清摄像设备的光学特性和所述现场环境亮度计算所述高清摄像设备输出图像的背景亮度；
实景定光设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，并获取所述室内机环境图像的各个像素点的像素值，基于所述室内机环境图像的各个像素点的像素值确定所述室内机环境图像的整体亮度以作为实景亮度，并输出所述实景亮度；
定光匹配设备，分别与所述背景定光设备和所述实景定光设备连接，用于接收所述背景亮度和所述实景亮度，并将所述背景亮度和所述实景亮度进行匹配，当所述实景亮度在所述背景亮度的百分之八十到所述背景亮度百分之一百二十之间时，发出存在遮挡信号，否则，发出不存在遮挡信号；
液晶显示屏，与所述定光匹配设备连接，设置在所述高清摄像设备的机身上，用于在接收到所述存在遮挡信号时，播放与所述存在遮挡信号对应的红色高亮字符串，还用于在接收到所述不存在遮挡信号时，播放与所述不存在遮挡信号对应的蓝色字符串；
区域处理设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，对所述室内机环境图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述室内机环境图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述室内机环境图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述室内机环境图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；
目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述室内机环境图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；
高斯滤波设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，并对所述目标图像执行与所述目标图像噪声幅值成正比的相应次数的高斯滤波处理，以获得对应的自适应滤波图像；
边缘点提取设备，与所述高斯滤波设备连接，用于接收所述自适应滤波图像，获取所述自适应滤波图像中的每一个像素点的红色分量值，针对每一个像素点执行以下操作：基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点；其中，在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点包括：计算所述像素点周围像素点的红色分量值的均值，确定所述均值与所述像素点的红色分量值的差值，并在所述差值的绝对值超限时，判断所述像素点为边缘点；
边缘点分析设备，与所述边缘点提取设备连接，用于确定所述自适应滤波图像中的边缘点的数量，并确定所述自适应滤波图像中的像素点的数量，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值小于等于预设比例阈值时，发出需要特征强化信号；
信号强化设备，与所述边缘点分析设备连接，用于在接收到所述需要特征强化信号时，对所述自适应滤波图像执行特征强化处理，以获得对应的特征强化图像，其中，所述信号强化设备对所述自适应滤波图像执行特征强化处理的力度与所述自适应滤波图像中的边缘点的数量成正比；
数量比较设备，与所述信号强化设备连接，基于预设基准人体子图像从特征强化图像中提取出与所述预设基准人体子图像相同尺寸的待检测人体子图像，将所述待检测人体子图像与预设基准人体子图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第一预设像素数量阈值时，发出人体未识别信号；
室内机自控设备，分别与所述数量比较设备和所述室内机连接，用于在接收到所述人体未识别信号时，控制所述室内机以停止其运行；
其中，所述数量比较设备还用于当非零的像素的数量小于所述第一预设像素数量阈值时，发出人体识别信号；
其中，所述室内机自控设备还用于在接收到所述人体识别信号时，控制所述室内机以恢复其运行。
在所述电热型自控空调器中：所述液晶显示屏在接收到所述不存在遮挡信号时，播放的蓝色字符串为相对于所述红色高亮字符串低亮的字符串。
在所述电热型自控空调器中：所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的FPGA芯片来实现。
在所述电热型自控空调器中：在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点还包括：在所述差值的绝对值未超限时，判断所述像素点为背景点。
以及在所述电热型自控空调器中：在所述边缘点分析设备中，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值大于所述预设比例阈值时，发出无需特征强化信号。
另外，所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的FPGA芯片来实现。所述不同型号的FPGA芯片都采用VHDL语言进行设计。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体(可以是一个元件，一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和内部(或称不可视部分)，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。
采用本发明的电热型自控空调器，针对现有技术中家用空调功耗仍居高不下的技术问题，在室内识别到人体的情况下，才启动室内机的运行，从而节省空调设备的功耗，为实现于此，基于高清摄像设备的光学特性和所述现场环境亮度计算所述高清摄像设备输出图像的背景亮度，将实际的图像整体亮度与所述背景亮度进行比较，以确定高清摄像设备的当前遮挡情况；在对图像进行目标轮廓的粗略检测的基础上，获取对图像的区域划分策略，在此基础上，对剥离背景后的目标图像进行高精度获取；基于像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点，并基于图像的边缘点的总数确定是否启动相应的特征强化处理，以避免出现边缘弱化的待处理图像，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 (5)
1.一种电热型自控空调器，所述空调器包括：
空调主体，由室内机、室外机、连接管道和遥控器组成，所述遥控器用于控制所述室内机，所述室内机带动所述室外机，所述连接管道用于连接所述室内机和所述室外机；
高清摄像设备，设置在所述室内机的上方，用于对所述室内机周围环境进行高清图像数据采集，用于输出相应的室内机环境图像；
环境检测设备，设置在所述高清摄像设备的周围，用于对所述高清摄像设备所在环境进行亮度检测，以获得并输出对应的现场环境亮度；
背景定光设备，分别与所述高清摄像设备和所述环境检测设备连接，用于获取所述高清摄像设备的光学特性以及接收所述现场环境亮度，并基于所述高清摄像设备的光学特性和所述现场环境亮度计算所述高清摄像设备输出图像的背景亮度；
实景定光设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，并获取所述室内机环境图像的各个像素点的像素值，基于所述室内机环境图像的各个像素点的像素值确定所述室内机环境图像的整体亮度以作为实景亮度，并输出所述实景亮度；
定光匹配设备，分别与所述背景定光设备和所述实景定光设备连接，用于接收所述背景亮度和所述实景亮度，并将所述背景亮度和所述实景亮度进行匹配，当所述实景亮度在所述背景亮度的百分之八十到所述背景亮度百分之一百二十之间时，发出存在遮挡信号，否则，发出不存在遮挡信号；
液晶显示屏，与所述定光匹配设备连接，设置在所述高清摄像设备的机身上，用于在接收到所述存在遮挡信号时，播放与所述存在遮挡信号对应的红色高亮字符串，还用于在接收到所述不存在遮挡信号时，播放与所述不存在遮挡信号对应的蓝色字符串；
区域处理设备，与所述高清摄像设备连接，用于接收所述室内机环境图像，对所述室内机环境图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述室内机环境图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述室内机环境图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述室内机环境图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；
目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述室内机环境图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；
高斯滤波设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，并对所述目标图像执行与所述目标图像噪声幅值成正比的相应次数的高斯滤波处理，以获得对应的自适应滤波图像；
边缘点提取设备，与所述高斯滤波设备连接，用于接收所述自适应滤波图像，获取所述自适应滤波图像中的每一个像素点的红色分量值，针对每一个像素点执行以下操作：基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点；其中，在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点包括：计算所述像素点周围像素点的红色分量值的均值，确定所述均值与所述像素点的红色分量值的差值，并在所述差值的绝对值超限时，判断所述像素点为边缘点；
边缘点分析设备，与所述边缘点提取设备连接，用于确定所述自适应滤波图像中的边缘点的数量，并确定所述自适应滤波图像中的像素点的数量，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值小于等于预设比例阈值时，发出需要特征强化信号；
信号强化设备，与所述边缘点分析设备连接，用于在接收到所述需要特征强化信号时，对所述自适应滤波图像执行特征强化处理，以获得对应的特征强化图像，其中，所述信号强化设备对所述自适应滤波图像执行特征强化处理的力度与所述自适应滤波图像中的边缘点的数量成正比；
数量比较设备，与所述信号强化设备连接，基于预设基准人体子图像从特征强化图像中提取出与所述预设基准人体子图像相同尺寸的待检测人体子图像，将所述待检测人体子图像与预设基准人体子图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于第一预设像素数量阈值时，发出人体未识别信号；
室内机自控设备，分别与所述数量比较设备和所述室内机连接，用于在接收到所述人体未识别信号时，控制所述室内机以停止其运行；
其中，所述数量比较设备还用于当非零的像素的数量小于所述第一预设像素数量阈值时，发出人体识别信号；
其中，所述室内机自控设备还用于在接收到所述人体识别信号时，控制所述室内机以恢复其运行。
2.如权利要求1所述的电热型自控空调器，其特征在于：
所述液晶显示屏在接收到所述不存在遮挡信号时，播放的蓝色字符串为相对于所述红色高亮字符串低亮的字符串。
3.如权利要求2所述的电热型自控空调器，其特征在于：
所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的FPGA芯片来实现。
4.如权利要求3所述的电热型自控空调器，其特征在于：
在所述边缘点提取设备中，基于所述像素点的红色分量值与所述像素点周围像素点的红色分量值判断所述像素点是否为边缘点还包括：在所述差值的绝对值未超限时，判断所述像素点为背景点。
5.如权利要求4所述的电热型自控空调器，其特征在于：
在所述边缘点分析设备中，当所述自适应滤波图像中的边缘点的数量与所述自适应滤波图像中的像素点的数量的比值大于所述预设比例阈值时，发出无需特征强化信号。
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