CN112854950A - 基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法及系统。该方法包括如下步骤：获取汽车内外的车辆环境信息，包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度；当检测到车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度调整；当检测到车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭；当检测到车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。解决车辆在室外停车期间发生恶劣天气导致的因车窗未关闭或未完全关闭造成车内环境污染、及乘车感受不良的问题，提升车辆的智能程度及舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车窗控制技术领域，特别涉及一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法及系统。
背景技术
随着人民生活水平及消费能力的提高，以及对舒适生活的美好追求，汽车逐渐成为家庭消费必需品。我国人口基数庞大带来的国内汽车保有量越来越高，然而国内具备遮蔽功能的室内停车场数量及面积的增长速度却不能与新增汽车保有量相匹配。可以发现，在不具备室内停车的条件下，车辆只能室外停车。然而，很多车主在停车落锁时会发生车窗未关闭或未完全关闭的情况，在车辆停止于某一位置的时间阶段内若发生雨、雪、沙尘等恶劣天气，会导致车内进水、沙尘等破坏物，一方面污染车辆内部环境，需要额外付出人力进行清理，另一方面车主及乘客再次乘车时会产生不舒适的乘车感，影响乘车感受。
目前汽车车窗升降控制主要采取车窗按钮为输入，少部分也采用远程终端控制发送指令，驱动相应车窗电机总成控制车窗上升或下降。其输入均需乘客手动操作，在车辆停车状态下无法应对上述的车窗开启遇恶劣天气的情况，无法完成自动关闭车窗的动作。
发明内容
本发明提供一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法及系统，解决了车辆在室外停车期间发生恶劣天气导致的因车窗未关闭或未完全关闭造成车内环境污染，及乘车感受不良的问题，提升了车辆的智能程度及舒适性效果。
第一方面，本发明提供了一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，包括如下步骤：
获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度；
当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
在一些实施例中，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度未超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、且非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小。
在一些实施例中，所述“当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
根据预设间隔时间多次获取的车内监测温度，得到车内平均温度；
当检测到所述车内平均温度大于等于预设最高温度时，控制汽车车窗的开度增大；
当检测到所述车内平均温度小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度减小。
在一些实施例中，所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气，获取当前降雨量或当前降雪量；
当检测到当前降雨量超过小雨等级降雨量、或当前降雪量超过小雪等级降雪量时，则判断降水较强，控制汽车车窗关闭。
在一些实施例中，所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括如下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气，获取当前沙尘颗粒物浓度或当前PM2.5颗粒物浓度；
当检测到当前沙尘颗粒物浓度达到扬沙天气范围颗粒物浓度、或当前PM2.5颗粒物浓度超过预设PM2.5颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
在一些实施例中，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括如下步骤：
根据获得的车辆前向天气图像信息，采用CNN卷积神经网络算法进行计算，获得识别后的当前环境天气图像；
其中，所述当前环境天气图像包括降雨天气图像、晴天天气图像、降雪天气图像、雾霾天气图像或沙尘天气图像。
在一些实施例中，所述“获取汽车内外的车辆环境信息”步骤，具体包括如下步骤：
获取车辆运行工况信息；
当检测到车辆处于停止状态时，获取车辆的落锁信息；
当检测到车辆处于落锁状态时，获取汽车内外的车辆环境信息。
在一些实施例中，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
获取汽车内的红外光谱信息；
根据检测到的红外光谱信息，判断汽车内的人员存在信息；
当检测到汽车内无人员存在时，判断分析车辆环境信息。
在一些实施例中，所述“控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息；
当检测到汽车车窗处于关闭状态，并接受到控制汽车车窗的开度增大的指令时，控制汽车车窗的开度增大；
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗的开度减小的指令时，控制汽车车窗的开度减小；
所述“控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息；
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗关闭的指令时，控制汽车车窗关闭。
第二方面，本发明提供一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统，包括：
温度传感器，用于安设在汽车内、并用于获取车内温度；
雨量传感器，用于安设在汽车前挡风玻璃外、并用于获取汽车前挡风玻璃的车外雨雪量；
颗粒物传感器，用于安设在汽车外、并用于获取车辆周边颗粒物浓度；
汽车前置摄像设备，用于安设在汽车挡风玻璃下、并用于获取车辆前向天气图像信息；
控制处理器，与所述温度传感器、所述雨量传感器、所述颗粒物传感器及所述车前置摄像设备均通信连接，用于获取所述车内温度、所述车外雨雪量、所述车辆周边颗粒物浓度及所述车辆前向天气图像信息，并用于发出对汽车车窗的开度进行调控的指令；以及，
车窗电机总成，与所述控制处理器通信连接，用于根据所述控制处理器发出对汽车车窗的开度进行调控的指令、对汽车车窗的开度进行调整。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，适用于车辆停止于室外、车主忘记关闭或未完全关闭车窗的情况，通过本发明所述的方法，使车窗在无人的情况下也可自动关闭，解决了传统技术进行车窗升降控制时对人工操作的要求；本发明公开的汽车车窗自适应升降方法不局限于基于车内温度的控制方式，可使汽车在室外遭遇雨雪、沙尘、雾霾等恶劣天气下智能关闭车窗，防止车内环境因恶劣天气而被破坏或污染，影响再次乘坐的舒适体验，解决了现有技术对单一环境下车窗控制的局限性；本发明所公开的汽车车窗自适应升降方法是基于多感知融合的结果，不同传感器可搭配合作，使多场景下的环境识别更精确，保证车窗控制的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法的步骤流程示意图；
图2为本发明一个实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法的步骤S100的详细步骤流程示意图；
图3为本发明另一个实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法的步骤流程示意图；
图4为本发明一个实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法所涉及的CNN卷积神经网络算法的示意图；
图5为本发明实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统的结构示意框图；
图6为本发明实施例所述基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统的逻辑判断示意图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
本发明提供一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法及系统，解决了车辆在室外停车期间发生恶劣天气导致的因车窗未关闭或未完全关闭造成车内环境污染，及乘车感受不良的问题，提升了车辆的智能程度及舒适性效果。
具体地，如图1所示，本发明提供了一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，包括如下步骤：
S100、获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度；
S200、当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
S300、当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭；
S400、当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
通过对车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度等车辆环境信息进行实时监测，使得车辆在室外停放期间，监测和判断车内温度是否过高或过低，车外是否有降雨或降雪、且降雨量或降雪量是否过大，车外是否有沙尘或雾霾、沙尘或雾霾的颗粒物浓度是否过大等等，并根根这些车辆环境信息对汽车车窗的开度进行调整(如增大汽车车窗的开度、或减小汽车车窗的开度、或关闭汽车车窗、或完全打开汽车车窗)，以方便对汽车内部进行散热、或者防止雨雪侵入车内损坏汽车内饰、或者防止沙尘雾霾污染车内环境等等。
本发明实施例提供的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，适用于车辆停止于室外、车主忘记关闭或未完全关闭车窗的情况，通过本发明所述的方法，使车窗在无人的情况下也可自动关闭，解决了传统技术进行车窗升降控制时对人工操作的要求；本发明公开的汽车车窗自适应升降方法不局限于基于车内温度的控制方式，可使汽车在室外遭遇雨雪、沙尘、雾霾等恶劣天气下智能关闭车窗，防止车内环境因恶劣天气而被破坏或污染，影响再次乘坐的舒适体验，解决了现有技术对单一环境下车窗控制的局限性；本发明所公开的汽车车窗自适应升降方法是基于多感知融合的结果，不同传感器可搭配合作，使多场景下的环境识别更精确，保证车窗控制的精确性。
而且，如图2所示，上述步骤S100中的所述“获取汽车内外的车辆环境信息”步骤，具体包括如下步骤：
S110、获取车辆运行工况信息。即需要根据车辆的运行工况信息，判断车辆是处于运行状态还是处于停止状态(即停车状态)。
S120、当检测到车辆处于停止状态时，获取车辆的落锁信息。即在确认车辆处于停车状态时，还需要检测车辆是否落锁。
当检测到车辆处于运行状态时，不启动对汽车内外的车辆环境信息进行监测功能，也无需检测车辆是否落锁。
S130、当检测到车辆处于落锁状态时，获取汽车内外的车辆环境信息。
当检测到车辆处于非落锁状态时，不启动对汽车内外的车辆环境信息进行监测的功能。
即在检测到车辆处于停车落锁状态时，就开始获取车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度等信息。在车辆停车落锁后才进行供电以对汽车内外的车辆环境信息进行监测，可以避免车辆在行驶过程中触发监测功能，减少了长期启动的能源消耗，也保证了行车安全性。
此外，上述步骤S100即所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
S140、获取汽车内的红外光谱信息；
S150、根据检测到的红外光谱信息，判断汽车内的人员存在信息；
S160、当检测到汽车内无人员存在时，判断分析车辆环境信息。
通过检测汽车内的红外光谱信息，通过信号对比分析判断车舱内部是否有人员存在。若在设定时间内均判断车内无人员存在，则开始对获取的车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度等车辆环境信息进行分析判断、以对车窗进行升降控制。这样，可避免有人在车内时的误触发和人在车内时非期望的车窗控制效果，避免对车内人员造成惊吓。
此外，上述步骤S100即所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括如下步骤：
根据获得的车辆前向天气图像信息，采用CNN卷积神经网络算法进行计算，获得识别后的当前环境天气图像；
其中，所述当前环境天气图像包括降雨天气图像、晴天天气图像、降雪天气图像、雾霾天气图像或沙尘天气图像。
天气条件信息经摄像头拍照后形成具备特定像素大小的车辆前向天气图像信息，经转化为2进制数据存储于特定大小的存储空间，该存储空间可储存多个(如10个)该像素大小的2进制数据，每次获取到新的天气信息像素数据，采取入栈出栈的方式进行储存。而且，每获得一次新的天气信息数据，识别算法按照CNN卷积神经网络算法对车辆前向天气图像信息进行计算，消除外部噪声，输出经识别后的当前环境天气图像并输出标签代号(1：降雨，2：晴天，3：降雪，4：雾霾或沙尘，5：其他)。
如图4所示，所述的CNN卷积神经网络算法如下，将获取的外部天气数据(车辆前向天气图像信息)以n*n格式储存，采用CNN卷积核kernel为3*3，噪声过滤后的输出也为n*n。输入数据的第i行第j列(i，j＜＝n)记为ai，输出数据的第i行第j列记为cij，则有如下关系：
cij＝a(i-1)(j-1)*b11+a(i-1)j*b12++a(i-1)(j+1)*b13+a(i)(j-1)*b21+a(i)j*b22++a(i)(j+1)*b23+a(i+1)(j-1)*b31+a(i+1)j*b32++a(i+1)(j+1)*b33
其中的卷积核为内置参数，应用该算法前已经经大量数据训练(此处不赘述相关机器学习训练方法)，标签识别准确率＞97％。
根据上述CNN卷积神经网络算法输出计算后的数据，并判断此次天气信息的标签值为wk(wk＝1，2，3，4，5)，并与前9次的标签值进行比较，若10个标签值中超过8项具备相同标签值，则判断此时车辆所处的气候环境为该标签值代表的天气。
此外，上述步骤S200即所述“当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
S210、根据预设间隔时间多次获取的车内监测温度，得到车内平均温度；
S220、当检测到所述车内平均温度大于等于预设最高温度时，控制汽车车窗的开度增大；
S230、当检测到所述车内平均温度小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度减小。
车内温度识别采取算数平均值法获得，设根据预设间隔时间每次获取的车内监测温度表示为T，每t1时间监控一次，设定一个温度监控次数m，m数值可根据需要标定获得。当监控次数为k次(k＜m)，则获取前k次的车内平均温度为车内温度，当k>＝m，则取前m次的车内平均温度为车内温度，计算完成的车内温度记为T1_mean。
设置一个预设最高温度T2(可使得T2＝25℃)，设置一个预设最低温度为T3(可使得T3＝10℃)。若T1_mean-T2>＝5，则可判定车内温度过高，此时控制汽车车窗的开度增大，即控制汽车车窗下降，以提升车内的散热效果，降低车内气温；若T1_mean-T3<＝-5，则可判定车内温度过低，此时控制汽车车窗的开度减小，即控制汽车车窗上升，以降低车内的散热效果，提高车内气温。
此外，上述步骤S300即所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
S310、当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气，获取当前降雨量或当前降雪量；
S320、当检测到当前降雨量超过小雨等级降雨量、或当前降雪量超过小雪等级降雪量时，则判断降水较强，控制汽车车窗关闭。
根据我国规定的降水等级，可对当前降雨量的大小或当前降雪量的大小进行判断，若当前降雨量超过小雨等级降雨量(即1天(或24h)降雨量小于10mm)或当前降雪量超过小雪等级降雪量(即12小时内降雪量小于1.0mm或24小时内降雪量小于2.5mm的降雪过程)，则判断降水较强需要关窗，即可控制汽车车窗关闭。
此外，上述步骤S400即所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括如下步骤：
S410、当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气，获取当前沙尘颗粒物浓度或当前PM2.5颗粒物浓度；
S420、当检测到当前沙尘颗粒物浓度达到扬沙天气范围颗粒物浓度、或当前PM2.5颗粒物浓度超过预设PM2.5颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
根据当前沙尘颗粒物浓度判断是否处于沙尘天气，并根据沙尘天气的级别判断是否需要关窗。可知，沙尘天气的分级与沙尘颗粒物浓度ρ的关系如下：浮尘天气(1.0<＝ρ<2.0mg/m3)，扬沙天气(2.0<＝ρ<5.0mg/m3)，沙尘暴天气(5.0<＝ρ<9.0mg/m3)，强沙尘暴(ρ>＝9.0mg/m3)。当当前沙尘颗粒物浓度达到扬沙天气范围颗粒物浓度时，则判断需要进行关窗，即控制汽车车窗关闭。
此外，根据当前PM2.5颗粒物浓度判断是否处于雾霾天气，并根据雾霾等级判定是否需要关窗。雾霾等级可分为轻度霾、中度霾、重度霾和严重霾。当当前PM2.5颗粒物浓度达到中度霾等级的PM2.5颗粒物浓度(即预设PM2.5颗粒物浓度)时，就需要进行关窗，即控制汽车车窗关闭。
而且，如图3所示，上述步骤S100即所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
S500、当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、或者检测到所述车辆前向天气图像信息为非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度、或者检测到所述车内温度小于预设最高温度且大于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭。此时，不论检测到是否为沙尘天气或雾霾天气，均只考虑雨雪天气的情况。
S600、当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度小于预设最高温度且大于预设最低温度时，控制汽车车窗保持现状；
S700、当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、或者检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度、或者检测到所述车内温度小于预设最高温度且大于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭；
S800、当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、或者检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度未超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、或者检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度未超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度小于预设最高温度且大于预设最低温度时，控制汽车车窗保持现状；
S900、当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、且非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、且非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度小于预设最高温度且大于预设最低温度时，控制汽车车窗保持现状。
即可知，在上述步骤S200-步骤S900中，控制汽车车窗升降的条件具有一定的优先级顺序，其中“检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量”为第一优先级条件，“检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度”为第二优先级条件，“检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度”为第三优先级条件，因为雨雪侵入车内对汽车的损伤最大，沙尘或雾霾侵入车内对汽车的损伤相对较次，而气温对汽车内部的损伤相对最低。因此，在控制汽车车窗升降时，首先考虑雨雪天气，再次考虑沙尘天气或雾霾天气，最后考虑车内气温。因此，在检测到上述三个条件中的至少一个时，就需要对汽车车窗进行升降；而上述三个条件均未检测到时，就不需对汽车车窗进行升降。
此外，在上述步骤中，所述“控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息，即判断汽车车窗是处于关闭状态还是处于开启状态。
当检测到汽车车窗处于关闭状态，并接受到控制汽车车窗的开度增大的指令时，控制汽车车窗的开度增大；当检测到汽车车窗处于关闭状态，并接受到控制汽车车窗的开度减小的指令时，控制汽车车窗保持原状；
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗的开度减小的指令时，控制汽车车窗的开度减小。而且，在汽车车窗处于完全开启状态时，只能控制汽车车窗的开度减小；在汽车车窗处于部分开启状态时，即能控制汽车车窗的开度减小、也能控制汽车车窗的开度增大。
即在控制汽车车窗的开度增大或减小前，需要先判断汽车车窗是处于关闭状态还是处于开启状态。在汽车车窗处于关闭状态时，只能对汽车车窗的开度增大的指令产生响应；而在汽车车窗处于完全开启状态时，只能对汽车车窗的开度减小的指令产生响应；而在汽车车窗处于部分开启状态时，可对汽车车窗的开度减小的指令或对汽车车窗的开度增大的指令产生响应。
而且，在上述步骤中，所述“控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息，即判断汽车车窗是处于关闭状态还是处于开启状态。
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗的关闭的指令时，控制汽车车窗关闭；当检测到汽车车窗处于关闭状态，并接受到控制汽车车窗的关闭的指令时，控制汽车车窗保持原状。
同理，在控制汽车车窗关闭前，也需要先判断汽车车窗是处于关闭状态还是处于开启状态。在汽车车窗处于关闭状态时，不会对汽车车窗进行关闭的指令产生响应；而在在汽车车窗处于开启状态时，才会对汽车车窗进行关闭的指令产生响应。
此外，如图5所示，针对上述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，本发明提供一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统，包括用于安设在汽车内、并用于获取车内温度的温度传感器TPS(Temperature sensor)，用于安设在汽车前挡风玻璃外、并用于获取汽车前挡风玻璃的车外雨雪量的雨量传感器RSR(Rain sensor)，用于安设在汽车外、并用于获取车辆周边颗粒物浓度的颗粒物传感器PCS(Particulate concentrationsensor)，用于安设在汽车挡风玻璃下、并用于获取车辆前向天气图像信息的汽车前置摄像设备VFC(Vehicle Front Camera)，与所述温度传感器、所述雨量传感器、所述颗粒物传感器及所述车前置摄像设备均通信连接的控制处理器ECU(Electronic Controller Unit)，以及与所述控制处理器通信连接的车窗电机总成。控制处理器用于获取所述车内温度、所述车外雨雪量、所述车辆周边颗粒物浓度及所述车辆前向天气图像信息，并用于发出对汽车车窗的开度进行调控的指令；车窗电机总成用于根据所述控制处理器发出对汽车车窗的开度进行调控的指令、对汽车车窗的开度进行调整。
此外，上述基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统还包括用于置于车内以监测车内是否有人员活动的红外传感器IRS(Infrared sensor)，以及用于设置在汽车车窗处、以监测对应车窗的位置信息及开度信息的车窗位置传感器WPS(Window PositionSensor)，红外传感器IRS、车窗位置传感器WPS与控制处理器均通信连接。而且，上述控制处理器可包括信号处理模块，与信号处理模块通信连接的环境识别模块，以及与环境识别模块通信连接的车窗电机指令模块。其中，信号处理模块用于获取各传感器传递的感知信息，环境识别模块用于对获取的感知信息进行基于机器学习的环境判断，车窗电机指令模块用于根据判断结果输出车窗控制指令。此外，上述系统还包括置于车内的电源设备，用于给上述传感器、控制处理器ECU、车窗电机总成等设备供电。
如图6所示，电源设备以停车落锁为激活信号开始为本系统所述的组件供电。而且，上述传感器组件温度传感器TPS/雨量传感器RSR/汽车前置摄像设备VFC/颗粒物传感器PCS分别获取对应的车辆环境信息，并传输至控制处理器ECU内部的信号处理模块。信号处理模块内置了与相关传感器组件对应的解码算法，通过对应的解码算法获取本系统所需的车内温度、车外雨雪量、车辆周边颗粒物浓度及车辆前向天气图像信息等。
而且，置于车内的红外传感器IRS监测车内的红外光谱信号，并将信号发送至控制处理器ECU，ECU内置了适用于人体识别的红外热成像判断技术，通过信号对比判断是否有人员在车内。若在设定时间内均判断车内无人员存在，则激活控制处理器ECU内部的机器学习功能的环境识别模块；经控制处理器ECU内的信号处理模块得到的车辆环境信息传递至环境识别模块。环境识别模块内置了基于多传感器信息融合的车外环境识别学习算法，并根据本系统采集的信息进行当前的车辆外部环境的识别，判断当前是否需要进行汽车车窗上升或下降。而且，环境识别模块的识别判断过程可以参见上述基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法的内容，在此不再赘述。
此外，上述控制处理器ECU内部的电机指令模块存在逻辑判断机制，用于共同处理多个传感器信号判断的结果，其中雨量传感器RSR与汽车前置摄像设备VFC的共同判断结果输出为J1(1-上升、0-不处理、-1下降)，颗粒物传感器PCS与汽车前置摄像设备VFC的共同判断结果输出为J2(1-上升、0-不处理、-1下降)，温度传感器TPS的判断结果输出为J3(1-上升、0-不处理、-1下降)。当J1、J2、J3均不为0，按照优先级为J1>J2>J3，将判断结果输出到车窗电机指令模块。当J1、J2、J3至少有一个为0时，输出J1、J2、J3中不为0的判断结果并按照优先级输出到车窗电机指令模块。控制处理器ECU中的车窗电机指令模块输出不同情况下的针对不同车窗的独立的玻璃升降指令，其指令含有三种情况：1-上升、0-停止、-1下降。指令的输出与两个因素相关：一是环境识别模块的判断结果，二是车窗的位置信息(开度信息)。
当环境识别模块判断当前车辆环境需进行车窗关闭时，ECU内的车窗电机指令模块根据车窗位置传感器采集的信息识别出开度信息>0％的车窗，并输出各车窗独立的上升指令，当某一车窗开度减小为0％时，对应汽车车窗的电机指令变为停止。而且，不同开度车窗关闭前后指令的变化不受其他车窗关闭指令的影响。ECU内的车窗电机指令模块将独立的车窗控制指令发送至对应的车窗电机总成，车窗电机总成根据指令控制相应车窗上升或下降，实现不同环境下的车窗自适应升降的功能。不同车窗在上升或下降过程中，采取相同速度控制方式，即车窗上升或下降的速度相同。此外，车窗电机总成的数量与汽车车窗的数量相同。而汽车车窗数量与是否有天窗相关，若无天窗，则为4个，若有天窗，则为5个，本实施例以含车窗进行描述。而且，车窗位置传感器WPS的数量与汽车车窗的数量相同。
本发明所设计的方案，可在车辆无人介入的情况下根据环境情况对汽车车窗自动进行升降控制，避免了现有的按钮或远程终端控制方式下对人工介入的需求，减小了人员劳动和人力成本，且自动识别和控制的智能程度更高；车辆环境信息的识别采取多传感器信息融合判断的方法，可识别雨雪、晴天、沙尘、雾霾、气温等多种天气条件，突破了传统技术仅根据气温条件进行车窗控制，使自适应车窗控制的适用范围更加广泛；多传感器信息处理与判断及优先级设定的机制，保证了汽车在进行自适应车窗控制过程中车辆环境信息识别采取多条件共同判断取优先级的控制方式，避免了无判断的情况，提升了识别的精确性；基于控制指令和车窗开度的双重条件控制方式，及各车窗独立控制的方式，一方面避免了仅有控制指令无车窗开度信息的控制方式下，车窗运动到顶部或底部时无中断措施，使车窗在同一位置堵转造成电机堵转烧毁的现象，另一方面独立控制方式使各个车窗控制不受其他控制指令影响，控制的准确度更高。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Ra ndomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CP U)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal P rocessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Ci rcuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模型，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模型，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(F lash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度；
当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
2.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨雪量、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量未超过预设雨雪量，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗关闭；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度未超过预设颗粒物浓度，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小；
当检测到所述车辆前向天气图像信息为非雨雪天气、且非沙尘天气或非雾霾天气，并检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小。
3.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“当检测到所述车内温度大于等于预设最高温度或小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
根据预设间隔时间多次获取的车内监测温度，得到车内平均温度；
当检测到所述车内平均温度大于等于预设最高温度时，控制汽车车窗的开度增大；
当检测到所述车内平均温度小于等于预设最低温度时，控制汽车车窗的开度减小。
4.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气、且检测到所述车外雨雪量超过预设雨雪量时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为雨雪天气，获取当前降雨量或当前降雪量；
当检测到当前降雨量超过小雨等级降雨量、或当前降雪量超过小雪等级降雪量时，则判断降水较强，控制汽车车窗关闭。
5.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气、且检测到所述车辆周边颗粒物浓度超过预设颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括如下步骤：
当检测到所述车辆前向天气图像信息为沙尘天气或雾霾天气，获取当前沙尘颗粒物浓度或当前PM2.5颗粒物浓度；
当检测到当前沙尘颗粒物浓度达到扬沙天气范围颗粒物浓度、或当前PM2.5颗粒物浓度超过预设PM2.5颗粒物浓度时，控制汽车车窗关闭。
6.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括如下步骤：
根据获得的车辆前向天气图像信息，采用CNN卷积神经网络算法进行计算，获得识别后的当前环境天气图像；
其中，所述当前环境天气图像包括降雨天气图像、晴天天气图像、降雪天气图像、雾霾天气图像或沙尘天气图像。
7.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“获取汽车内外的车辆环境信息”步骤，具体包括如下步骤：
获取车辆运行工况信息；
当检测到车辆处于停止状态时，获取车辆的落锁信息；
当检测到车辆处于落锁状态时，获取汽车内外的车辆环境信息。
8.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“获取汽车内外的车辆环境信息，所述车辆环境信息包括车内温度、车外雨量信息、车辆前向天气图像信息、车辆周边颗粒物浓度”步骤之后，具体包括以下步骤：
获取汽车内的红外光谱信息；
根据检测到的红外光谱信息，判断汽车内的人员存在信息；
当检测到汽车内无人员存在时，判断分析车辆环境信息。
9.根据权利要求1所述的基于感知融合的汽车车窗自适应升降方法，其特征在于，所述“控制汽车车窗的开度增大或减小”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息；
当检测到汽车车窗处于关闭状态，并接受到控制汽车车窗的开度增大的指令时，控制汽车车窗的开度增大；
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗的开度减小的指令时，控制汽车车窗的开度减小；
所述“控制汽车车窗关闭”步骤，具体包括以下步骤：
获取汽车车窗的状态信息；
当检测到汽车车窗处于开启状态，并接受到控制汽车车窗关闭的指令时，控制汽车车窗关闭。
10.一种基于感知融合的汽车车窗自适应升降系统，其特征在于，包括：
温度传感器，用于安设在汽车内、并用于获取车内温度；
雨量传感器，用于安设在汽车前挡风玻璃外、并用于获取汽车前挡风玻璃的车外雨雪量；
颗粒物传感器，用于安设在汽车外、并用于获取车辆周边颗粒物浓度；
汽车前置摄像设备，用于安设在汽车挡风玻璃下、并用于获取车辆前向天气图像信息；
控制处理器，与所述温度传感器、所述雨量传感器、所述颗粒物传感器及所述车前置摄像设备均通信连接，用于获取所述车内温度、所述车外雨雪量、所述车辆周边颗粒物浓度及所述车辆前向天气图像信息，并用于发出对汽车车窗的开度进行调控的指令；以及，
车窗电机总成，与所述控制处理器通信连接，用于根据所述控制处理器发出对汽车车窗的开度进行调控的指令、对汽车车窗的开度进行调整。
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