CN112902237B - 灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统 - Google Patents

灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统，该所述保护装置包括主体结构、风幕机、进风管路和控制器；所述控制器用于在获取到所述灶具摄像头采集的火焰区域的火焰图像时，控制所述风幕机开启工作以阻隔火焰区域传递的热量。本发明能够在隔绝油污和火焰源源不断发出的热量的同时完全不影响对火焰进行图像识别，保证了摄像头产品性能的同时，提升了灶具智能化控制的准确性；避免了需要对玻璃定期手动清洗，减轻了用户工作量，提升了用户体验；另外通过训练火力检测模型实时检测出的火力大小并自动匹配出风幕机的风速以对其进行控制，进一步提高了对摄像头的隔热效果。

Description

灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统
技术领域
本发明涉及厨房设备技术领域，特别涉及一种灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统。
背景技术
随着智能化进程的推进，在烹饪过程中利用设置在灶具上摄像头实现灶具火力和火焰燃烧状态的自动控制和监测已经成为烟灶领域的技术发展趋势。其中，摄像头作为关键性的感知信号输入源，其成像质量对灶具的控制决策会产生巨大的影响。
而在实际恶劣的烹饪环境下，油烟等污染物很容易会沾到摄像头上，从而降低摄像头图像识别的准确性，进而无法保证灶具做出有效地控制决策，降低了智能厨具的调节控制准确度；同时由于摄像头距离火焰较近，高温也会对摄像头的产品性能产生很大的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中灶具摄像头易因受到污染而降低摄像头图像识别的准确性，影响灶具的控制精度且摄像头的产品性能也会受到影响的缺陷，提供一种灶具摄像头的保护装置及其控制方法、灶具系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种灶具摄像头的保护装置，所述保护装置包括主体结构、风幕机、进风管路和控制器，所述控制器分别与所述风幕机和所述灶具摄像头电连接；
所述主体结构和所述灶具摄像头均固设在灶面上，所述主体结构盖设在所述灶具摄像头上方，所述主体结构与所述灶具摄像头采集火焰区域的火焰图像的方向对应的一侧设有开口；
所述风幕机固设在所述主体结构的开口处且与所述进风管路连通；
所述控制器用于在获取到所述灶具摄像头采集的火焰区域的火焰图像时，控制所述风幕机开启工作以阻隔火焰区域传递的热量。
较佳地，所述进风管路设置在所述主体结构内。
较佳地，所述灶面上设有与所述进风管路的进风口连通的开孔，所述进风管路采用所述进风口将所述灶面下方的无油污空气输送至所述进风管路的出风口。
较佳地，所述风幕机的出风方向垂直于火焰区域传递的热量的传递方向。
较佳地，所述风幕机设置在所述主体结构的顶面且所述风幕机的出风口垂直朝向所述灶面。
较佳地，所述主体结构包括玻璃罩。
较佳地，所述控制器还用于对所述火焰图像进行分析处理以获取火焰的火力大小，并根据所述火力大小调节所述风幕机的风速，所述火力大小于所述风幕机的风速呈正相关。
本发明还提供一种灶具系统，所述灶具系统包括上述的灶具摄像头的保护装置和所述灶具摄像头。
本发明还提供一种灶具摄像头的保护装置的控制方法，所述控制方法基于上述的灶具摄像头的保护装置实现，所述控制方法包括：
采集若干张灶具的火焰区域对应的历史火焰图像；
对所述历史火焰图像进行标注处理，以获取历史火焰图像对应的火力类别标签；
采用神经网络算法将所述历史火焰图像作为输入，所述历史火焰图像对应的火力类别标签作为输出，以建立火力检测模型；
将采集的实时火焰图像输入至所述火力检测模型以获取目标火力类别；
根据所述目标火力类别调节所述风幕机的风速。
较佳地，所述控制方法还包括：
预先建立火力类别结果与所述风幕机的风速之间的对应关系；
所述根据所述目标火力类别调节所述风幕机的风速的步骤包括：
根据所述对应关系匹配得到与所述目标火力类别对应的所述风幕机的目标风速；
根据所述目标风速生成调节指令以控制所述风幕机的风速大小。
本发明的积极进步效果在于：
通过在灶具摄像头周围设置保护罩，该保护罩朝向锅具的一侧不封闭且在该侧安装风幕机，在锅具底部有火焰燃烧时，及时开启风幕机将无油污空气从灶面下方经由进风管路以高速输出以形成一面无形的空气帘，阻断火焰通过热对流的形式向摄像头传递热量，即不仅能够隔绝油污和火焰源源不断发出的热量，而且完全不影响摄像头对火焰进行图像识别，保证了摄像头产品性能的同时，提升了灶具智能化控制的准确性；避免了需要对玻璃定期手动清洗，减轻了用户工作量，提升了用户体验；另外，通过训练灶具火力检测模型对灶具火力进行实时检测，并根据检测出的火力大小自动匹配出风幕机的风速以对其进行控制，进一步提高了对摄像头的隔热效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的灶具场景的结构示意图。
图2为本发明实施例1的灶具摄像头的保护装置的第一结构示意图。
图3为本发明实施例1的灶具摄像头的保护装置的第二结构示意图。
图4为本发明实施例3的灶具摄像头的保护装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
针对安装在灶面上的摄像头所处的油烟环境较为恶劣，时刻受到油烟和高温的侵扰，容易遭到损坏，本实施例提出灶具摄像头的保护装置。
如图1所示，该灶具场景中包括灶面a、炉架b、锅具c和设置在一侧的灶具摄像头d。其中，当使用灶具进行烹饪时，锅具放在炉架上，火焰被锅具压到锅底，由于安装在灶面上的摄像主要用于对火焰进行监测，并通过图像识别判断其燃烧状态，因此摄像头正对锅具的底面设置，将摄像头安装在摄像头支架上使摄像头的视线与锅具的底面平齐。
摄像头的布设位置也可以放在侧边或者是灶眼的后边，只要摄像头的安装位置能够对准火焰并且能够通过火焰图像识别出其火力大小即可。
如图2和图3所示，本实施例的灶具摄像头的保护装置包括主体结构1、风幕机2、进风管路3和控制器4(图中未示出)，控制器4分别与风幕机2和灶具摄像头d电连接。其中，e对应灶具的火盖，f对应盛液盘。
主体结构1和灶具摄像头d均固设在灶面上，主体结构1盖设在灶具摄像头d上方，主体结构1与灶具摄像头d采集火焰区域的火焰图像的方向对应的一侧设有开口；其中，主体结构1包括但不限于玻璃罩。
风幕机2固设在主体结构1的开口处且与进风管路3连通；
控制器4用于在获取到灶具摄像头d采集的火焰区域的火焰图像时，控制风幕机2开启工作以阻隔火焰区域传递的热量，即通过风幕机输出的高速空气帘隔绝摄像头与油污环境的接触，避免了需要对玻璃定期手动清洗，减轻了用户工作量，提升了用户体验，也以保证摄像头的图像采集的准确性；另外，在达到摄像头的隔绝油烟和高温的同时不影响其图像识别功能的效果。
在一可实施例的方案中，进风管路3设置在主体结构1内。
其中，进风管路3也可以为独立于主体结构1外的单独设置的结构，或者其他能够保证风幕机2开启后进入无油污的空气的结构，在此就不再赘述。
在一可实施例的方案中，灶面上设有与进风管路3的进风口连通的开孔，进风管路3采用进风口将灶面下方的无油污空气输送至进风管路3的出风口。
另外，风幕机的进风口也可以布设在远离灶面的其他位置，只要能够采集到温度较低且油污较少的干净空气即可。
风幕机2的出风方向垂直于火焰区域传递的热量的传递方向，出风方向可以为向上、向下、向左、向右等，只要能够将火焰区域传递的热量阻隔即可。
在一可实施例的方案中，风幕机2设置在主体结构1的顶面且风幕机2的出风口垂直朝向灶面，此时风幕机2的出风方向垂直吹向灶面。其中，如图1所示，A方向对应火焰区域传递的热量的方向。B方向对应风幕机的出风方向。
其中，风幕机的进风口布设在灶面上且开口朝下，从而能够将取自灶面底下温度较低且油污较少区域的新风输送到风幕机的出风口处，有效地保证了油污以及热量隔绝的效果。
使用玻璃罩将摄像头包裹起来，且玻璃罩朝向锅底的一面不封闭，在玻璃罩的顶面且靠近锅底的一面处布设风幕机，由于风幕机所处环境油污较多且温度较高，因此风幕机的玻璃罩内设置的进风管路进风口布设在灶面上且开口朝下，通过风幕机将无油污的空气从灶面下方引入进风管路并从风幕机的出口以高速输出，形成一面无形的空气帘，不仅能够隔绝油污和火焰源源不断发出的热量，而且完全不影响摄像头对火焰进行图像识别。其中，热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流，由于摄像头安装位置距离火焰很近，因此火焰以热传导、热辐射和热对流三种方式对摄像头传递热量的作用都很大。
另外，控制器4还用于对火焰图像进行分析处理以获取火焰的火力大小，并根据火力大小调节风幕机2的风速，火力大小于和风幕机的风速呈正相关，以进一步提高了对摄像头的隔热效果。
其中，火焰的火力大小与灶具火力档位呈正相关，灶具火力档位不同时，火焰传导出来的热量是不同的，在火力档位较高(火焰的火力较大)时应该采用较高风速的风幕来隔绝高温，而在火力档位较低(火焰的火力较小)时，使用较低风速的风幕以达到隔热效果，即通过摄像头图像识别功能判别灶具火力的大小，从而调节风幕机以合适的风速输出新风来隔绝高温，从而能够让风幕机达到较好的隔热效果同时不浪费能量。
本实施例中，通过在灶具摄像头周围设置保护罩，该保护罩朝向锅具的一侧不封闭且在该侧安装风幕机，在锅具底部有火焰燃烧时，及时开启风幕机将无油污空气从灶面下方经由进风管路以高速输出以形成一面无形的空气帘，阻断火焰通过热对流的形式向摄像头传递热量，即不仅能够隔绝油污和火焰源源不断发出的热量，而且完全不影响摄像头对火焰进行图像识别，保证了摄像头产品性能的同时，提升了灶具智能化控制的准确性；
实施例2
本实施例的灶具系统包括实施例1中的灶具摄像头的保护装置和灶具摄像头。其中，如图3所示，摄像头设置在两个灶眼的正前方时，旋钮的位置应该为靠近面板中轴线的位置，为摄像头的位置腾空间以避免对摄像头采集的图像造成干扰。
本实施例的灶具系统中包含上述的保护装置，在锅具底部有火焰燃烧时，及时开启风幕机将无油污空气从灶面下方经由进风管路以高速输出以形成一面无形的空气帘，阻断火焰通过热对流的形式向摄像头传递热量，即不仅能够隔绝油污和火焰源源不断发出的热量，而且完全不影响摄像头对火焰进行图像识别，保证了摄像头产品性能的同时，提升了整个灶具系统的智能化控制的准确性。
实施例3
本实施例中的灶具摄像头的保护装置的控制方法基于实施例1中的灶具摄像头的保护装置实现。
如图4所示，本实施例中的灶具摄像头的保护装置的控制方法包括：
S101、采集若干张灶具的火焰区域对应的历史火焰图像；
S102、对历史火焰图像进行标注处理，以获取历史火焰图像对应的火力类别标签；
S103、采用神经网络算法将历史火焰图像作为输入，历史火焰图像对应的火力类别标签作为输出，以建立火力检测模型；
S104、预先建立火力类别结果与风幕机的风速之间的对应关系；
S105、将采集的实时火焰图像输入至火力检测模型以获取目标火力类别；
S106、根据目标火力类别调节风幕机的风速。
具体地，步骤S106包括：
根据对应关系匹配得到与目标火力类别对应的风幕机的目标风速；
根据目标风速生成调节指令以控制风幕机的风速大小。
具体地，烹饪过程中的灶具火焰图像的火力识别是通过烹饪场景下的离线模型训练和在线灶具火力检测两个模块实现的。在进行灶具火力检测之前要先对烹饪场景下的灶具火焰图像进行离线模型训练，首先需要采集大量实际厨房场景下不同火力的灶具锅底的火焰图像，然后对这些火焰图像标注灶具火力类别标签，再基于神经网络算法训练得到相应的神经网络模型即灶具火力检测模型。
灶具火力检测模型训练完成之后可以进行在线灶具火力检测，其具体步骤为：将灶具点火并将火力调节到一定档位时，通过摄像头实时采集锅底的火焰图像，然后通过构建的火力检测模型判别灶具火力的大小，进而自动匹配得到不同的灶具火力对应风幕机得风速，然后发出指令调节风幕机风速，摄像头在相应风速的风幕保护下继续进行烹饪工作，直至烟灶关闭。
其中，火焰的火力大小对应火焰传导出来的热量是不同的，在火力档位较高(火焰的火力较大)时应该采用较高风速的风幕来隔绝高温，而在火力档位较低(火焰的火力较小)时，使用较低风速的风幕以达到隔热效果，即通过摄像头图像识别功能判别灶具火力的大小，从而调节风幕机以合适的风速输出新风来隔绝高温，能够让风幕机达到较好的隔热效果同时不浪费能量。
可以将灶具的火力大小预先划分为大火力、中火力和小火力，然后分别设置与之对应的大风幕机风速、中风幕机风速和小风幕机风速。
灶具火力大、中、小的划分以实际厨房环境中测试为准，同时对应的风幕机风速的大小也可以根据以实际测试过程中隔热效果达到最佳的效果为准。灶具火力大、中、小的划分，以及与之匹配的风幕机的风速均可以根据实际情况进行重新确定与调整。
本实施例中，通过训练灶具火力检测模型对灶具火力进行实时检测，并根据检测出的火力大小自动匹配出风幕机的风速以对其进行控制，调节风幕机以合适的风速输出新风来隔绝高温，能够让风幕机达到较好的隔热效果同时不浪费能量，进一步提高了对摄像头的隔热效果。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于灶具摄像头的保护装置实现；
所述保护装置包括主体结构、风幕机、进风管路和控制器，所述控制器分别与所述风幕机和所述灶具摄像头电连接；
所述主体结构和所述灶具摄像头均固设在灶面上，所述主体结构盖设在所述灶具摄像头上方，所述主体结构与所述灶具摄像头采集火焰区域的火焰图像的方向对应的一侧设有开口；
所述风幕机固设在所述主体结构的开口处且与所述进风管路连通；
所述控制器用于在获取到所述灶具摄像头采集的火焰区域的火焰图像时，控制所述风幕机开启工作以阻隔火焰区域传递的热量；
所述控制方法包括：
采集若干张灶具的火焰区域对应的历史火焰图像；
对所述历史火焰图像进行标注处理，以获取历史火焰图像对应的火力类别标签；
采用神经网络算法将所述历史火焰图像作为输入，所述历史火焰图像对应的火力类别标签作为输出，以建立火力检测模型；
将采集的实时火焰图像输入至所述火力检测模型以获取目标火力类别；
根据所述目标火力类别调节所述风幕机的风速。
2.如权利要求1所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
预先建立火力类别结果与所述风幕机的风速之间的对应关系；
所述根据所述目标火力类别调节所述风幕机的风速的步骤包括：
根据所述对应关系匹配得到与所述目标火力类别对应的所述风幕机的目标风速；
根据目标风速生成调节指令以控制所述风幕机的风速大小。
3.如权利要求1所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述进风管路设置在所述主体结构内。
4.如权利要求3所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述灶面上设有与所述进风管路的进风口连通的开孔，所述进风管路采用所述进风口将所述灶面下方的无油污空气输送至所述进风管路的出风口。
5.如权利要求1-4中任一项所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述风幕机的出风方向垂直于火焰区域传递的热量的传递方向。
6.如权利要求5所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述风幕机设置在所述主体结构的顶面且所述风幕机的出风口垂直朝向所述灶面。
7.如权利要求1所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述主体结构包括玻璃罩。
8.如权利要求1所述的灶具摄像头的保护装置的控制方法，其特征在于，所述控制器还用于对所述火焰图像进行分析处理以获取火焰的火力大小，并根据所述火力大小调节所述风幕机的风速，所述火力大小于所述风幕机的风速呈正相关。
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