CN111795795B - 应用信号分析的电子辅助选择系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用信号分析的电子辅助选择系统，包括：出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；内容转换机构，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量。本发明还涉及一种应用信号分析的电子辅助选择方法。本发明的应用信号分析的电子辅助选择系统及方法设计紧凑、安全稳定。由于能够基于现场人员数量自适应随机选择运行的出风口的数量，同时在人员位置过高时及时削弱出风强度，从而增加了风洞项目管理的自适应水准。
Description
技术领域
本发明涉及自适应控制领域，尤其涉及一种应用信号分析的电子辅助选择系统及方法。
背景技术
自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，这里所谓的“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。
任何一个实际系统都具有不同程度的不确定性，这些不确定性有时突出在系统内部，有时突出在系统的外部。从系统内部来讲，描述被控对象的数学模型的结构和参数，设计者事先并不一定能准确知道。作为外部环境对系统的影响，可以等效地用许多扰动来表示。这些扰动通常是不可预测的。此外，还有一些测量时产生的不确定因素进入系统。面对这些客观存在的各式各样的不确定性，如何设计适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最优或者近似最优，这就是自适应控制所要研究解决的问题。
自适应控制和常规的反馈控制和最优控制一样，也是一种基于数学模型的控制方法，所不同的只是自适应控制所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中去不断提取有关模型的信息，使模型逐步完善。具体地说，可以依据对象的输入输出数据，不断地辨识模型参数，这个过程称为系统的在线辨识。随着生产过程的不断进行，通过在线辨识，模型会变得越来越准确，越来越接近于实际。既然模型在不断的改进，显然，基于这种模型综合出来的控制作用也将随之不断的改进。在这个意义下，控制系统具有一定的适应能力。比如说，当系统在设计阶段，由于对象特性的初始信息比较缺乏，系统在刚开始投入运行时可能性能不理想，但是只要经过一段时间的运行，通过在线辨识和控制以后，控制系统逐渐适应，最终将自身调整到一个满意的工作状态。再比如某些控制对象，其特性可能在运行过程中要发生较大的变化，但通过在线辨识和改变控制器参数，系统也能逐渐适应。
常规的反馈控制系统对于系统内部特性的变化和外部扰动的影响都具有一定的抑制能力，但是由于控制器参数是固定的，所以当系统内部特性变化或者外部扰动的变化幅度很大时，系统的性能常常会大幅度下降，甚至是不稳定。所以对那些对象特性或扰动特性变化范围很大，同时又要求经常保持高性能指标的一类系统，采取自适应控制是合适的。但是同时也应当指出，自适应控制比常规反馈控制要复杂的多，成本也高的多，因此只是在用常规反馈达不到所期望的性能时，才会考虑采用。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种应用信号分析的电子辅助选择系统及方法，能够基于现场人员数量自适应随机选择运行的出风口的数量，同时在人员位置过高时及时削弱出风强度，从而增加了风洞项目管理的自适应水准。
为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：
(1)对风洞内的人员数量进行现场统计，基于统计出来的现场人数自适应确定出风口阵列中随机开启的出风口的数量，以在现场人员过多时，加大风洞的出风强度和出风范围；
(2)在检测到风洞内的人员当前高度过高时，执行对风洞的出风强度的削弱操作，以避免相关安全事故发生。
根据本发明的一方面，提供了一种应用信号分析的电子辅助选择系统，所述系统包括：
出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
根据本发明的另一方面，还提供了一种应用信号分析的电子辅助选择方法，所述方法包括：
使用出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
使用电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
使用信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
使用即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
使用数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
使用内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
本发明的应用信号分析的电子辅助选择系统及方法设计紧凑、安全稳定。由于能够基于现场人员数量自适应随机选择运行的出风口的数量，同时在人员位置过高时及时削弱出风强度，从而增加了风洞项目管理的自适应水准。
具体实施方式
下面将对本发明的应用信号分析的电子辅助选择系统及方法的实施方案进行详细说明。
风洞又称为风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。这种实验方法，流动条件容易控制。实验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得实验数据。
为使实验结果准确，实验时的流动必须与实际流动状态相似，即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制，在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的，通常是按所要研究的课题，选择一些影响最大的相似参数进行模拟。
此外，风洞实验段的流场品质，如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准，并定期进行检查测定。
目前，风洞管理水平主要依靠于风洞管理人员的历史经验和反应速度，本身缺乏一些必要的电子辅助管理机制。例如，无论处于风洞内部的人员数量的多寡，出风口数量是固定的，出风强度也是固定的，导致在参与人数较多时，出风强度相对较弱，无法达到应用的悬浮高度。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用信号分析的电子辅助选择系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的应用信号分析的电子辅助选择系统包括：
出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
接着，继续对本发明的应用信号分析的电子辅助选择系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述应用信号分析的电子辅助选择系统中：
所述即时增强设备、所述数量鉴别设备和所述内容转换机构分别设置在所述信号抓取机构的周围位置；
其中，检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出包括：基于人体外形轮廓检测所述即时增强图像中的每一个人体目标。
在所述应用信号分析的电子辅助选择系统中还可以包括：
高度识别机构，与所述即时增强设备连接，用于在检测到所述即时增强图像中存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出人体过高指令；
其中，所述高度识别机构还用于在检测到所述即时增强图像中不存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出高度可靠指令。
所述应用信号分析的电子辅助选择系统中还可以包括：
风力调控设备，所述出风口阵列的每一个出风口的尾部设置一个，用于调控对应出风口的出风速率；
其中，每一个风力调控设备都与所述高度识别机构连接。
在所述应用信号分析的电子辅助选择系统中：
所述风力调控设备用于在接收到所述人体过高指令时，削弱其出风功率；
其中，所述风力调控设备还用于在接收到所述高度可靠指令时，不执行其出风功率的削弱操作。
根据本发明实施方案示出的应用信号分析的电子辅助选择方法包括：
使用出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
使用电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
使用信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
使用即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
使用数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
使用内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
接着，继续对本发明的应用信号分析的电子辅助选择方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述应用信号分析的电子辅助选择方法中：
所述即时增强设备、所述数量鉴别设备和所述内容转换机构分别设置在所述信号抓取机构的周围位置；
其中，检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出包括：基于人体外形轮廓检测所述即时增强图像中的每一个人体目标。
所述应用信号分析的电子辅助选择方法中还可以包括：
使用高度识别机构，与所述即时增强设备连接，用于在检测到所述即时增强图像中存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出人体过高指令；
其中，所述高度识别机构还用于在检测到所述即时增强图像中不存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出高度可靠指令。
所述应用信号分析的电子辅助选择方法中：
使用风力调控设备，所述出风口阵列的每一个出风口的尾部设置一个，用于调控对应出风口的出风速率；
其中，每一个风力调控设备都与所述高度识别机构连接。
所述应用信号分析的电子辅助选择方法中：
所述风力调控设备用于在接收到所述人体过高指令时，削弱其出风功率；
其中，所述风力调控设备还用于在接收到所述高度可靠指令时，不执行其出风功率的削弱操作。
另外，可以采用可编程阵列逻辑PAL来实现所述即时增强设备。可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)器件是1977年美国MMI公司率先推出的，它由于输出结构种类很多，设计灵活，因而得到普遍使用。
PAL器件的基本结构是把一个可编程的与阵列的输出乘积项馈送到或阵列，PAL器件所实现的逻辑表达式具有积之和的形式，因而可以描述任意布尔传递函数。
PAL器件从内部结构上来说由五种基本类型构成：(1)基本阵列结构；(2)可编程I/O结构；(3)带反馈的寄存器输出结构；(4)异或结构：(5)算术功能结构。
最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种应用信号分析的电子辅助选择系统，其特征在于，所述系统包括：
出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
2.如权利要求1所述的应用信号分析的电子辅助选择系统，其特征在于：
所述即时增强设备、所述数量鉴别设备和所述内容转换机构分别设置在所述信号抓取机构的周围位置；
其中，检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出包括：基于人体外形轮廓检测所述即时增强图像中的每一个人体目标。
3.如权利要求2所述的应用信号分析的电子辅助选择系统，其特征在于，所述系统还包括：
高度识别机构，与所述即时增强设备连接，用于在检测到所述即时增强图像中存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出人体过高指令；
其中，所述高度识别机构还用于在检测到所述即时增强图像中不存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出高度可靠指令。
4.如权利要求3所述的应用信号分析的电子辅助选择系统，其特征在于，所述系统还包括：
风力调控设备，所述出风口阵列的每一个出风口的尾部设置一个风力调控设备，用于调控对应出风口的出风速率；
其中，每一个风力调控设备都与所述高度识别机构连接。
5.如权利要求4所述的应用信号分析的电子辅助选择系统，其特征在于：
所述风力调控设备用于在接收到所述人体过高指令时，削弱出风功率；
其中，所述风力调控设备还用于在接收到所述高度可靠指令时，不执行出风功率的削弱操作。
6.一种应用信号分析的电子辅助选择方法，其特征在于，所述方法包括：
使用出风口阵列，用作风洞的动力来源，包括多列多行并排设置的各个出风口构成，每两个相邻的出风口之间间距相等；
使用电子控制机构，与所述出风口阵列连接，用于基于接收到的现场开启数量控制所述出风口阵列中与所述现场开启数量一致数量的出风口；
使用信号抓取机构，设置在所述风洞的顶部的中央位置，用于对所述风洞内部环境执行图像信号抓取操作，以获得内部环境图像；
使用即时增强设备，与所述信号抓取机构连接，用于对接收到的内部环境图像执行边缘清晰度增强处理，以获得对应的即时增强图像；
使用数量鉴别设备，与所述即时增强设备连接，用于检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出；
使用内容转换机构，分别与所述数量鉴别设备和所述电子控制机构连接，用于基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量，并将所述现场开启数量发送给所述电子控制机构；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：接收到的实时人体数量越多，确定的对应的现场开启数量越多；
其中，基于接收到的实时人体数量确定对应的现场开启数量包括：当接收到的实时人体数量超过预设数量阈值时，确定的对应的现场开启数量等于所述出风口阵列中的所有出风口的数量；
其中，在所述出风口阵列中，所述电子控制机构开启的出风口的位置是随机确定的；
其中，在所述出风口阵列中，被开启的多个出风口的出风速率保持一致。
7.如权利要求6所述的应用信号分析的电子辅助选择方法，其特征在于：
所述即时增强设备、所述数量鉴别设备和所述内容转换机构分别设置在所述信号抓取机构的周围位置；
其中，检测所述即时增强图像中的人体目标的数量以作为实时人体数量输出包括：基于人体外形轮廓检测所述即时增强图像中的每一个人体目标。
8.如权利要求7所述的应用信号分析的电子辅助选择方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用高度识别机构，与所述即时增强设备连接，用于在检测到所述即时增强图像中存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出人体过高指令；
其中，所述高度识别机构还用于在检测到所述即时增强图像中不存在面积超过预设面积阈值的人体目标时，发出高度可靠指令。
9.如权利要求8所述的应用信号分析的电子辅助选择方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用风力调控设备，所述出风口阵列的每一个出风口的尾部设置一个风力调控设备，用于调控对应出风口的出风速率；
其中，每一个风力调控设备都与所述高度识别机构连接。
10.如权利要求9所述的应用信号分析的电子辅助选择方法，其特征在于：
所述风力调控设备用于在接收到所述人体过高指令时，削弱出风功率；
其中，所述风力调控设备还用于在接收到所述高度可靠指令时，不执行出风功率的削弱操作。
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