CN111928307A - 一种具有伸缩机构的抽油烟机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有伸缩机构的抽油烟机，包括油烟机本体以及设置在油烟机本体内的集烟腔，还包括下伸壳体和前伸壳体，所述伸缩机构至少能使所述抽油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸壳体相对于油烟机本体向下伸出，所述前伸壳体相对于下伸壳体向前伸出；处于第二状态时，所述前伸壳体缩回下伸壳体内部；所述下伸壳体缩回油烟机本体内部；所述前伸壳体的底部设置有进风口，所述进风口通过前伸壳体的内部空间以及下伸壳体的内部空间与集烟腔连通。

Description

一种具有伸缩机构的抽油烟机及其控制方法

技术领域

本发明涉及油烟机领域，具体涉及一种具有伸缩机构的抽油烟机及其控制方法。

背景技术

烹饪过程中会产生大量的油烟，长时间暴露在烹饪油烟中会直接影响身体健康，烹饪过程中如能实时检测出油烟，则能更加智能的控制抽油烟机的风量或者吸烟位置，给用户带来更好的体验和健康的烹饪环境。

现有技术中针对烹饪油烟的检测，多采用油烟传感器、温度传感器，或者通用油烟识别方法等对油烟进行检测，但基于油烟传感器、温度传感器的油烟检测，精度较低，能够检测的范围较少，对于油烟整体情况较难准确描述；基于图像的通用油烟识别方法，能够较好的识别出油烟的扩散范围，但是无法检测油烟的厚度，对油烟的空间浓度无法做出准确评估。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有伸缩机构的抽油烟机及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有伸缩机构的抽油烟机，包括油烟机本体以及设置在油烟机本体内的集烟腔，还包括下伸壳体和前伸壳体，所述伸缩机构至少能使所述抽油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸壳体相对于油烟机本体向下伸出，所述前伸壳体相对于下伸壳体向前伸出；处于第二状态时，所述前伸壳体缩回下伸壳体内部；所述下伸壳体缩回油烟机本体内部；所述前伸壳体的底部设置有进风口，所述进风口通过前伸壳体的内部空间以及下伸壳体的内部空间与集烟腔连通。

进一步地，所述伸缩机构包括能够使前伸壳体相对下伸壳体做前后方向运动的前伸机构，以及能够使下伸壳体相对油烟机本体做上下方向运动的下伸机构。

进一步地，所述前伸机构包括设置于下伸壳体两侧内壁且沿前后方向延伸的前后导轨母槽、固设于前伸壳体两侧外壁且与前后导向母槽配合的前后导向公槽，以及沿前后方向设置的前伸推杆电机；所述前伸推杆电机的固定端与下伸壳体的内壁固定连接，其移动端与前伸壳体固定连接。

进一步地，所述下伸机构包括设置于油烟机本体两侧内壁且沿上下方向延伸的上下导轨母槽、固设于下伸壳体两侧外壁且与上下导轨母槽配合的上下导轨公槽，以及沿上下方向设置的下伸推杆电机；所述下伸推杆电机的固定端与油烟机本体的内部固定连接，其移动端与下伸壳体固定连接。

进一步地，还包括吊柜；所述油烟机本体设置在吊柜内，且油烟机本体的底部与吊柜的底部平齐；处于第二状态时，所述下伸壳体的底面与吊柜的底部平齐。

一种具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像；

步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像；将实时油烟图像中各像素点红色通道、绿色通道以及蓝色通道中的最小通道值，作为暗通道图像各对应像素点的暗通道值；

步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程。

具体地，步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Image_{realtime_gray}，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Image_{refer_gray}，则差分图像Image_smoke1各像素点的灰度值

其中gray_diff＝Image_{realtime_gray}(i，j)-Image_{refer_gray}(i，j)，Image_{realtime_gray}(i，j)为实时灰度图像在(i，j)点的灰度值，Image_{refer_gray}(i，j)为基准灰度图像在(i，j)点的灰度值。

具体地，步骤三中，将差分图像和暗通道图像进行变亮混合时，所述暗通道图像为Image_dark，则合成图像Image_smoke2各像素点的灰度值

Image_smoke2(i，j)＝max[Image_dark(i，j)，Image_smoke1(i，j)]。

具体地，步骤三中，根据合成图像Image_smoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积

油烟的厚度

油烟浓度

其中count_nonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_dark_i为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。

具体地，步骤三中，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程时，所述下伸壳体的下伸行程

其中3代表下伸壳体位于预设最低位置，2代表下伸壳体位于预设中间位置，1代表下伸壳体位于预设最高位置。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.本发明解决了现有技术方案中只能检测油烟扩散范围，无法评估油烟浓度的问题；其通过油烟的厚度和扩散范围，估测油烟的空间浓度，并将油烟的空间浓度量化成相应的油烟机控制策略，提升了油烟机的油烟处理能力和吸烟效果。

2.通过伸缩机构，使油烟机在未使用状态下可以集成到吊柜中，便于油烟机的收纳，在油烟机不使用时可以增加厨房空间。

附图说明

图1为本发明下伸壳体的结构示意图；

图2为本发明前伸壳体的结构示意图；

图3为本发明集成在吊柜中的结构示意图；

图4为本发明处于第一状态时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1-4所示，一种具有伸缩机构的抽油烟机，包括油烟机本体5以及设置在油烟机本体内的集烟腔，还包括下伸壳体51和前伸壳体52，所述伸缩机构至少能使所述抽油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸壳体相对于油烟机本体向下伸出，所述前伸壳体相对于下伸壳体向前伸出；处于第二状态时，所述前伸壳体缩回下伸壳体内部；所述下伸壳体缩回油烟机本体内部；所述前伸壳体的底部设置有进风口521，所述进风口通过前伸壳体的内部空间以及下伸壳体的内部空间与集烟腔连通。

涡轮55安装在集烟腔内，用于在集烟腔内产生负压。

所述伸缩机构包括能够使前伸壳体相对下伸壳体做前后方向运动的前伸机构，以及能够使下伸壳体相对油烟机本体做上下方向运动的下伸机构。

如图1和2所示，所述前伸机构包括设置于下伸壳体两侧内壁且沿前后方向延伸的前后导轨母槽531、固设于前伸壳体两侧外壁且与前后导向母槽配合的前后导向公槽532，以及沿前后方向设置的前伸推杆电机533；所述前伸推杆电机的固定端与下伸壳体的内壁固定连接，其移动端与前伸壳体固定连接。所述前伸壳体内部固设有前伸固定块534，前伸推杆电机的移动端实际上与前伸固定块连接。

如图1和2所示，所述下伸机构包括设置于油烟机本体两侧内壁且沿上下方向延伸的上下导轨母槽541、固设于下伸壳体两侧外壁且与上下导轨母槽配合的上下导轨公槽542，以及沿上下方向设置的下伸推杆电机543；所述下伸推杆电机的固定端与油烟机本体的内部固定连接，其移动端与下伸壳体固定连接。所述下伸壳体的外壁固设有下伸固定块544，下伸推杆电机的移动端实际上与下伸固定块连接。

所述前伸推杆电机和下伸推杆电机均包括固定端，以及能够相对固定端做伸缩运动的移动端。

如图3和4所示，还包括吊柜3；所述油烟机本体设置在吊柜内，且油烟机本体的底部与吊柜的底部平齐；处于第二状态时，所述下伸壳体的底面与吊柜的底部平齐。

如图3和4所示，1为厨房中的地柜，2和4分别为布置在吊柜3两侧的橱柜，橱柜内部中空，可以放置厨房用具。

吊柜3的底部无底板，抽油烟机处于第二状态时，下伸壳体的底面充当吊柜3的底板。

一种具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像。

具体地，步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Image_{realtime_gray}，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Image_{refer_gray}，则差分图像Image_smoke1各像素点的灰度值

其中gray_diff＝Image_{realtime_gray}(i，j)-Image_refer-gray(i，j)，Image_{realtime_gray}(i，j)为实时灰度图像在(i，j)点的灰度值，Image_{refer_gray}(i，j)为基准灰度图像在(i，j)点的灰度值。

threshold为设定阈值，灰度差值在阈值范围内，则差分图像在该像素点的灰度值视为0；灰度差值在阈值范围外，则差分图像在该像素点的灰度值为该灰度差值。

基准图像无油烟，如灶台区域内产生油烟，则会使实时图像部分区域灰度值发生变化，对两个图像进行差分处理，能够将油烟的分布体现出来。

步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像；将实时油烟图像中各像素点红色通道、绿色通道以及蓝色通道中的最小通道值，作为暗通道图像各对应像素点的暗通道值。

通道是图像的组成部分；本发明中各图像均为RGB模式，其有四个通道，包括一个复合通道、一个红色通道、一个绿色通道、一个蓝色通道。

暗通道先验原理：在绝大多数非天空的局部区域里，某一些像素总会有至少一个颜色通道具有很低的值，换言之，该区域光的三个通道强度的最小值是个很小的数。

对于任意的输入图像J，其暗通道值可以用下式表达：

其中J^c表示图像每个像素的每个通道，r、g、b分别表示红色通道、绿色通道和蓝色通道；暗通道先验原理指出：

J^dark→0

而对于存在油烟的图像，其暗通道值会发生变化，将不再接近于0，在后续处理中，将利用暗通道值来估算油烟的厚度，即暗通道值越高，油烟在竖直方向上叠加越多，即油烟的厚度越大。

步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程。

具体地，步骤三中，将差分图像和暗通道图像进行变亮混合时，所述暗通道图像为Image_dark，则合成图像Image_smoke2各像素点的灰度值

Image_smoke2(i，j)＝max[Image_dark(i，j)，Image_smoke1(i，j)]。

具体地，步骤三中，根据合成图像Image_smoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积

油烟的厚度

油烟浓度

其中count_nonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_dark_i为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。

本发明中油烟浓度用来表征在特定三维空间内油烟总量；油烟分布在三维空间内，但图像是二维的，需要用油烟的厚度与油烟的扩散面积来表征油烟的浓度，即s*depth；最后利用sigmoid函数将油烟的浓度进行归一化处理，映射到0和1之间，便于量化。

具体地，在基准图像中灶台所在区域作为有效检测范围，步骤一中生成差分图像时、步骤二中生成暗通道图像时、步骤三中生成合成图像时，所述基准图像、实时油烟图像、差分图像以及暗通道图像各自在有效检测范围内的图像数据参与计算。

烹饪区域较为复杂，除了灶台外还包括其他干扰区域，如果将图像中这些区域的数据信息参与到计算中，不仅计算量大，同时会降低识别方法的准确性。

本发明通过固定在油烟机上的摄像头对各种图像进行采集，由于摄像头的位置和姿态保持不变，所以各图像的大小相同，且边缘对齐。

为了减少计算量并提高计算准确度，在获得基准图像后，标注灶台的位置，灶台的俯视图一般为矩形，故将基准图像中灶台的范围作为有效检测范围，有效检测范围左上角坐标为A(x₁，y₁)，右下角坐标为B(x₂，y₂)，由于其他各图像的边缘与基准图像对齐，故可以在其他图像中利用A点和B点坐标，获得各图像的有效检测范围。

本发明中为了减少计算量，提高识别准确度，各图像在有效检测范围内的数据参与到各种计算中，而不在有效监测范围内的数据不参与计算；例如计算差分图像各像素点的灰度值时，计算合成图像各像素点的灰度值时，i∈[x₁，x₂]，j∈[y₁，y₂]；计算油烟浓度时，width＝x₂-x₁+1；height＝y₂-y₁+1。

计算得到油烟浓度后，将油烟浓度对应到烟机的风量或者下伸壳体的下伸行程。

具体地，步骤三中，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程时，所述下伸壳体的下伸行程

其中3代表下伸壳体位于预设最低位置，2代表下伸壳体位于预设中间位置，1代表下伸壳体位于预设最高位置。

同样地，也可以根据油烟浓度调整进风口的风量

其中3代表最大风量，2代表中间风量，1代表最小风量。

下伸壳体的下伸行程可以配合进风口的风量同时进行控制，也可以单独控制下伸行程或者风量。

下伸壳体的下伸行程可以量化为三种预设高度，3代表最低位置，2代表中间位置，1代表最高位置；油烟产生后，温度较高，向上运动速度较快，其向四周扩散的范围较小；随着油烟温度的降低，其向上运动速度变慢，其向四周扩散的范围变大，进风口离油烟产生处越近，吸油烟效果越好；当油烟浓度较大时，下伸壳体运动到最低位置，此时进风口同样位于最低位置；当油烟浓度较小时，下伸壳体运动到最高位置，此时进风口同样位于最高位置，油烟浓度较小时，进风口位于最高位置即可较好地完成吸油烟，且对烹饪动作的妨碍较小。

同样地，油烟浓度较大时，进风口需要较大风量才能有效吸烟。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有伸缩机构的抽油烟机，包括油烟机本体(5)以及设置在油烟机本体内的集烟腔，其特征在于：还包括下伸壳体(51)和前伸壳体(52)，所述伸缩机构至少能使所述抽油烟机处于第一状态和第二状态；处于第一状态时，所述下伸壳体相对于油烟机本体向下伸出，所述前伸壳体相对于下伸壳体向前伸出；处于第二状态时，所述前伸壳体缩回下伸壳体内部；所述下伸壳体缩回油烟机本体内部；所述前伸壳体的底部设置有进风口(521)，所述进风口通过前伸壳体的内部空间以及下伸壳体的内部空间与集烟腔连通。

2.根据权利要求1所述的具有伸缩机构的抽油烟机，其特征在于：所述伸缩机构包括能够使前伸壳体相对下伸壳体做前后方向运动的前伸机构，以及能够使下伸壳体相对油烟机本体做上下方向运动的下伸机构。

3.根据权利要求2所述的具有伸缩机构的抽油烟机，其特征在于：所述前伸机构包括设置于下伸壳体两侧内壁且沿前后方向延伸的前后导轨母槽(531)、固设于前伸壳体两侧外壁且与前后导向母槽配合的前后导向公槽(532)，以及沿前后方向设置的前伸推杆电机(533)；所述前伸推杆电机的固定端与下伸壳体的内壁固定连接，其移动端与前伸壳体固定连接。

4.根据权利要求2所述的具有伸缩机构的抽油烟机，其特征在于：所述下伸机构包括设置于油烟机本体两侧内壁且沿上下方向延伸的上下导轨母槽(541)、固设于下伸壳体两侧外壁且与上下导轨母槽配合的上下导轨公槽(542)，以及沿上下方向设置的下伸推杆电机(543)；所述下伸推杆电机的固定端与油烟机本体的内部固定连接，其移动端与下伸壳体固定连接。

5.根据权利要求1所述的具有伸缩机构的抽油烟机，其特征在于：还包括吊柜(3)；所述油烟机本体设置在吊柜内，且油烟机本体的底部与吊柜的底部平齐；处于第二状态时，所述下伸壳体的底面与吊柜的底部平齐。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：采集无油烟状态下烹饪区域的图像作为基准图像，并将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理，得到差分图像；

步骤二：将实时油烟图像中各像素点的暗通道值作为该像素点的通道值，得到暗通道图像；将实时油烟图像中各像素点红色通道、绿色通道以及蓝色通道中的最小通道值，作为暗通道图像各对应像素点的暗通道值；

步骤三：将差分图像和暗通道图像进行变亮混合得到合成图像，根据合成图像的信息计算油烟浓度，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程。

7.根据权利要求6所述具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，其特征在于：步骤一中将实时油烟图像与基准图像进行灰度差分处理时，将实时油烟图像进行灰度处理生成实时灰度图像Image_{realtime_gray}，将基准图像进行灰度处理生成基准灰度图像Image_{refer_gray}，则差分图像Image_smoke1各像素点的灰度值

其中gray_diff＝Image_{realtime_gray}(i，j)-Image_{refer_gray}(i，j)，Image_{realtime_gray}(i，j)为实时灰度图像在(i，j)点的灰度值，Image_{refer_gray}(i，j)为基准灰度图像在(i，j)点的灰度值。

8.根据权利要求6所述具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，其特征在于：步骤三中，将差分图像和暗通道图像进行变亮混合时，所述暗通道图像为Image_dark，则合成图像Image_smoke2各像素点的灰度值

Image_smoke2(i，j)＝max[Image_dark(i，j)，Image_smoke1(i，j)]。

9.根据权利要求6所述具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，其特征在于：步骤三中，根据合成图像Image_smoke2的信息计算油烟浓度时，则油烟扩散面积

油烟的厚度

油烟浓度

其中count_nonzero为合成图像中具有非零灰度值的像素个数，width为合成图像的宽度，height为合成图像的高度；m为暗通道图像具有非零暗通道值的像素个数，pixel_dark_i为暗通道图像第i个具有非零暗通道值的像素的暗通道值。

10.根据权利要求9所述具有伸缩机构的抽油烟机的控制方法，其特征在于：步骤三中，根据油烟浓度调整下伸壳体的下伸行程时，所述下伸壳体的下伸行程

其中3代表下伸壳体位于预设最低位置，2代表下伸壳体位于预设中间位置，1代表下伸壳体位于预设最高位置。

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