CN110398998A - 基于温差检测的加热控制平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于温差检测的加热控制平台，包括：第一温度测量设备，用于测量车体外壳处的温度以作为第一实时温度输出；第二温度测量设备，用于测量车辆的发动机附近的温度以作为第二实时温度输出；指令转换设备，用于在所述第二实时温度减去所述第一实时温度而获得的温差超限时，发出第一驱动指令。本发明的基于温差检测的加热控制平台设计紧凑、具有一定的针对性。由于在车辆发动机附近温度与车辆外部温度相差不大时，不需要对玻璃水容器进行额外的加热操作，依靠发动机带来的热量对玻璃水容器进行加热，相反，则根据玻璃水容器内冰块存在情况决定是否启动额外的定制加热操作，从而提升了车辆温度的控制水准。

Description

基于温差检测的加热控制平台

技术领域

本发明涉及自控领域，尤其涉及一种基于温差检测的加热控制平台。

背景技术

自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的。随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

发明内容

本发明至少具有以下两个重要发明点：

(1)在车辆发动机附近温度与车辆外部温度相差不大时，不需要对玻璃水容器进行额外的加热操作，依靠发动机带来的热量对玻璃水容器进行加热，相反，则根据玻璃水容器内冰块存在情况决定是否启动额外的定制加热操作；

(2)对图像中各个对象像素拟合成的图案执行图像模糊处理，对所述图像中所述图案之外的图像区域不执行图像模糊处理，以获得所述图像对应的针对性模糊图像。

根据本发明的一方面，提供了一种基于温差检测的加热控制平台，所述平台包括：第一温度测量设备，设置在车辆的车体外壳上，用于测量车体外壳处的温度以作为第一实时温度输出。

更具体地，在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：第二温度测量设备，设置在车辆的发动机附近，用于测量车辆的发动机附近的温度以作为第二实时温度输出。

更具体地，在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：指令转换设备，分别与所述第一温度测量设备和所述第二温度测量设备连接，用于在所述第二实时温度减去所述第一实时温度而获得的温差超限时，发出第一驱动指令，否则，发出第二驱动指令。

更具体地，在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：加温调节设备，与所述指令转换设备连接，用于在接收到第一辨识信号时，启动对玻璃水容器下方的加热操作，且加热强度与所述温差成正比；所述加温调节设备还用于在接收到所述第二辨识信号时，停止对玻璃水容器下方的加热操作；微型采集设备，位于车辆的机盖上，设置在玻璃水容器的上方，与所述指令转换设备连接，用于在接收到所述第一驱动指令时，启动对玻璃水容器进行即时采集操作，以获得即时容器图像，还用于在接收到所述第二驱动指令时，停止对玻璃水容器进行的即时采集操作；几何均值滤波设备，设置在车辆的仪表盘内，与所述微型采集设备连接，用于接收所述即时容器图像，对所述即时容器图像执行基于几何均值滤波处理，以获得并输出相应的几何均值滤波图像；双线性插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对所述几何均值滤波图像执行双线性插值处理，以获得并输出相应的双线性插值图像；复杂度辨识设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像，并分析所述几何均值滤波图像的复杂度，以基于所述几何均值滤波图像的复杂度选择对应的图像锐化算法；定制锐化设备，与复杂度辨识设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像以及接收选择的图像锐化算法，并对所述几何均值滤波图像执行选择的图像锐化算法，以获得对应的定制锐化图像。

本发明的基于温差检测的加热控制平台设计紧凑、具有一定的针对性。由于在车辆发动机附近温度与车辆外部温度相差不大时，不需要对玻璃水容器进行额外的加热操作，依靠发动机带来的热量对玻璃水容器进行加热，相反，则根据玻璃水容器内冰块存在情况决定是否启动额外的定制加热操作，从而提升了车辆温度的控制水准。

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温差检测的加热控制平台所应用的玻璃水容器加玻璃水的场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于温差检测的加热控制平台的实施方案进行详细说明。

温度是生产工艺过程中最基本、最重要的控制参数之一，关系到生产条件的建立，产品的产量、质量、效率，以及生产设备的寿命与安全等。温度是物体冷热程度的表现参数。温度测量仪的由感温元件帮助完成检测。产业上常见的温度检测仪表主要有双金属温度计、热电偶、热电阻和辐射式温度计。

热电偶、热电阻和辐射式温度计可用于温度信号的在线丈量，其中热电阻和热电偶是产业上最常用的两种测温仪表，前者适用于丈量500度以下的中、低温度，后者更适用于丈量500～1800度范围的中、高温度。辐射式温度计一般用于2000度以上的高温丈量。

现有技术中，用于清洁挡风玻璃的玻璃水一旦结冰，就无法完成应用的清洗功能，解决上述问题的最有效的方法是对玻璃水进行加温，然而，现有技术中并不存在对玻璃水进行加温的温度控制机制，更不用说去建立根据车内外温差的智能化玻璃水加温机制。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于温差检测的加热控制平台，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温差检测的加热控制平台所应用的玻璃水容器加玻璃水的场景示意图。

根据本发明实施方案示出的基于温差检测的加热控制平台包括：

第一温度测量设备，设置在车辆的车体外壳上，用于测量车体外壳处的温度以作为第一实时温度输出。

接着，继续对本发明的基于温差检测的加热控制平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

第二温度测量设备，设置在车辆的发动机附近，用于测量车辆的发动机附近的温度以作为第二实时温度输出。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

指令转换设备，分别与所述第一温度测量设备和所述第二温度测量设备连接，用于在所述第二实时温度减去所述第一实时温度而获得的温差超限时，发出第一驱动指令，否则，发出第二驱动指令。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

加温调节设备，与所述指令转换设备连接，用于在接收到第一辨识信号时，启动对玻璃水容器下方的加热操作，且加热强度与所述温差成正比；

所述加温调节设备还用于在接收到所述第二辨识信号时，停止对玻璃水容器下方的加热操作；

微型采集设备，位于车辆的机盖上，设置在玻璃水容器的上方，与所述指令转换设备连接，用于在接收到所述第一驱动指令时，启动对玻璃水容器进行即时采集操作，以获得即时容器图像，还用于在接收到所述第二驱动指令时，停止对玻璃水容器进行的即时采集操作；

几何均值滤波设备，设置在车辆的仪表盘内，与所述微型采集设备连接，用于接收所述即时容器图像，对所述即时容器图像执行基于几何均值滤波处理，以获得并输出相应的几何均值滤波图像；

双线性插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对所述几何均值滤波图像执行双线性插值处理，以获得并输出相应的双线性插值图像；

复杂度辨识设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像，并分析所述几何均值滤波图像的复杂度，以基于所述几何均值滤波图像的复杂度选择对应的图像锐化算法；

定制锐化设备，与复杂度辨识设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像以及接收选择的图像锐化算法，并对所述几何均值滤波图像执行选择的图像锐化算法，以获得对应的定制锐化图像；

灰度值处理设备，用于检测所述几何均值滤波图像的每一个像素的灰度值是否落在冰块灰度阈值范围内，如果落在冰块灰度阈值范围之内，则将该像素确定为冰块像素，如果落在更新后的冰块灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非冰块像素；

针对性模糊设备，与所述灰度值处理设备连接，用于对所述几何均值滤波图像中各个冰块像素拟合成的图案执行图像模糊处理，对所述几何均值滤波图像中所述图案之外的图像区域不执行图像模糊处理，以获得所述几何均值滤波图像对应的针对性模糊图像；

色阶调整设备，与所述针对性模糊设备连接，用于接收所述针对性模糊图像，并对所述针对性模糊图像执行多次色彩指数提升处理，以获得并输出对应的多次提升图像；

冰块辨识设备，分别与所述加温调节设备和所述色阶调整设备连接，用于基于冰块成像特征对所述多次提升图像中是否存在冰块进行辨识，以在存在冰块时，发出第一辨识信号，否则，发出第二辨识信号。

在所述基于温差检测的加热控制平台中：

在所述色阶调整设备中，所述针对性模糊图像的最大噪声幅值越高，对所述针对性模糊图像执行的色彩指数提升处理的次数越多。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

平滑处理设备，与所述微型采集设备连接，用于接收所述即时容器图像，对所述即时容器图像执行图像平滑处理，以获得并输出对应的平滑处理图像；

直方图均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑处理图像，并对所述平滑处理图像执行现场直方图均衡处理，以输出现场均衡图像。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

数据切分设备，与所述直方图均衡设备连接，用于对所述现场均衡图像中各个目标的各个景深进行测量，以获得景深最浅的三个目标，并从所述现场均衡图像中切分出三个目标分别对应的三个目标图案；

图案测量设备，与所述数据切分设备连接，用于接收所述三个目标图案，获取每一个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量，对所述三个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量求均值以获得对应的像素点均值。

在所述基于温差检测的加热控制平台中，还包括：

分块解析设备，与所述图像测量设备连接，用于基于所述像素点均值确定与所述像素点均值最接近的图像分块，所述最接近的图像分块为一正方形且其像素点的总数与所述像素点均值最接近；

冗余度分析设备，分别与所述数据切分设备和所述分块解析设备连接，用于基于所述最接近的图像分块对所述现场均衡图像进行分块处理以获得多个分块碎片，对每一个分块碎片的冗余度进行测量，以将冗余度最小的分块碎片作为参考分块碎片。

在所述基于温差检测的加热控制平台中：

所述冗余度分析设备还与所述几何均值滤波设备连接，用于将所述参考分块碎片替换所述即时容器图像发送给所述几何均值滤波设备；

其中，当所述现场均衡图像中的目标小于三个时，所述图像测量设备接收所述各个目标图案，获取每一个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量，对所述各个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量求均值以获得对应的像素点均值。

在所述基于温差检测的加热控制平台中：

当所述现场均衡图像中的目标小于三个时，所述数据切分设备将所述现场均衡图像中的所有目标分别对应的各个目标图案发送给所述图像测量设备；

其中，所述数据切分设备、所述图像测量设备、所述分块解析设备和所述冗余度分析设备被集成在同一块CPLD器件内实现。

另外，CPLD具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。

CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。

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 (10)

1.一种基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，包括：

第一温度测量设备，设置在车辆的车体外壳上，用于测量车体外壳处的温度以作为第一实时温度输出。

2.如权利要求1所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

第二温度测量设备，设置在车辆的发动机附近，用于测量车辆的发动机附近的温度以作为第二实时温度输出。

3.如权利要求2所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

指令转换设备，分别与所述第一温度测量设备和所述第二温度测量设备连接，用于在所述第二实时温度减去所述第一实时温度而获得的温差超限时，发出第一驱动指令，否则，发出第二驱动指令。

4.如权利要求3所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

加温调节设备，与所述指令转换设备连接，用于在接收到第一辨识信号时，启动对玻璃水容器下方的加热操作，且加热强度与所述温差成正比；

所述加温调节设备还用于在接收到所述第二辨识信号时，停止对玻璃水容器下方的加热操作；

微型采集设备，位于车辆的机盖上，设置在玻璃水容器的上方，与所述指令转换设备连接，用于在接收到所述第一驱动指令时，启动对玻璃水容器进行即时采集操作，以获得即时容器图像，还用于在接收到所述第二驱动指令时，停止对玻璃水容器进行的即时采集操作；

几何均值滤波设备，设置在车辆的仪表盘内，与所述微型采集设备连接，用于接收所述即时容器图像，对所述即时容器图像执行基于几何均值滤波处理，以获得并输出相应的几何均值滤波图像；

双线性插值设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于对所述几何均值滤波图像执行双线性插值处理，以获得并输出相应的双线性插值图像；

复杂度辨识设备，与所述几何均值滤波设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像，并分析所述几何均值滤波图像的复杂度，以基于所述几何均值滤波图像的复杂度选择对应的图像锐化算法；

定制锐化设备，与复杂度辨识设备连接，用于接收所述几何均值滤波图像以及接收选择的图像锐化算法，并对所述几何均值滤波图像执行选择的图像锐化算法，以获得对应的定制锐化图像；

灰度值处理设备，用于检测所述几何均值滤波图像的每一个像素的灰度值是否落在冰块灰度阈值范围内，如果落在冰块灰度阈值范围之内，则将该像素确定为冰块像素，如果落在更新后的冰块灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非冰块像素；

针对性模糊设备，与所述灰度值处理设备连接，用于对所述几何均值滤波图像中各个冰块像素拟合成的图案执行图像模糊处理，对所述几何均值滤波图像中所述图案之外的图像区域不执行图像模糊处理，以获得所述几何均值滤波图像对应的针对性模糊图像；

色阶调整设备，与所述针对性模糊设备连接，用于接收所述针对性模糊图像，并对所述针对性模糊图像执行多次色彩指数提升处理，以获得并输出对应的多次提升图像；

冰块辨识设备，分别与所述加温调节设备和所述色阶调整设备连接，用于基于冰块成像特征对所述多次提升图像中是否存在冰块进行辨识，以在存在冰块时，发出第一辨识信号，否则，发出第二辨识信号。

5.如权利要求4所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于：

在所述色阶调整设备中，所述针对性模糊图像的最大噪声幅值越高，对所述针对性模糊图像执行的色彩指数提升处理的次数越多。

6.如权利要求5所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

平滑处理设备，与所述微型采集设备连接，用于接收所述即时容器图像，对所述即时容器图像执行图像平滑处理，以获得并输出对应的平滑处理图像；

直方图均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述平滑处理图像，并对所述平滑处理图像执行现场直方图均衡处理，以输出现场均衡图像。

7.如权利要求6所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

数据切分设备，与所述直方图均衡设备连接，用于对所述现场均衡图像中各个目标的各个景深进行测量，以获得景深最浅的三个目标，并从所述现场均衡图像中切分出三个目标分别对应的三个目标图案；

图案测量设备，与所述数据切分设备连接，用于接收所述三个目标图案，获取每一个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量，对所述三个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量求均值以获得对应的像素点均值。

8.如权利要求7所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

分块解析设备，与所述图像测量设备连接，用于基于所述像素点均值确定与所述像素点均值最接近的图像分块，所述最接近的图像分块为一正方形且其像素点的总数与所述像素点均值最接近；

冗余度分析设备，分别与所述数据切分设备和所述分块解析设备连接，用于基于所述最接近的图像分块对所述现场均衡图像进行分块处理以获得多个分块碎片，对每一个分块碎片的冗余度进行测量，以将冗余度最小的分块碎片作为参考分块碎片。

9.如权利要求8所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于：

所述冗余度分析设备还与所述几何均值滤波设备连接，用于将所述参考分块碎片替换所述即时容器图像发送给所述几何均值滤波设备；

其中，当所述现场均衡图像中的目标小于三个时，所述图像测量设备接收所述各个目标图案，获取每一个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量，对所述各个目标图案在所述现场均衡图像中占据的像素点的数量求均值以获得对应的像素点均值。

10.如权利要求9所述的基于温差检测的加热控制平台，其特征在于：

当所述现场均衡图像中的目标小于三个时，所述数据切分设备将所述现场均衡图像中的所有目标分别对应的各个目标图案发送给所述图像测量设备；

其中，所述数据切分设备、所述图像测量设备、所述分块解析设备和所述冗余度分析设备被集成在同一块CPLD器件内实现。