CN113205098A - 一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统及方法，涉及冰箱控制技术领域。本发明包括红外图像采集仪、加热终端检测终端；红外图像采集仪，用于检测出人体与冰箱间的距离和位置；检测终端，用于获取人体距离和位置信息，分析不断变化的距离参数及人体位置参数，判断用户是经过冰箱，还是要使用冰箱；加热终端，用于接收检测终端发送的加热指令对冰箱门把手进行加热。本发明通过红外图像采集仪检测出人体靠近冰箱，采集人体红外图像进行处理获取人体距离冰箱的位置关系，并根据人体的前进规律判断用户是使用冰箱时，向加热终端发送加热指令来加热门把手，提高了用户体验。

Description

一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统及方法
技术领域
本发明属于冰箱控制技术领域，特别是涉及一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统及方法。
背景技术
冰箱是人们日常生活中不可或缺的事物之一，在天气较为寒冷的季节，皮肤与冰箱金属把手直接接触，则门把手的温度也会较低，用户在握持门把手时可能会感到寒冷不适，会使人产生较为强烈的刺激感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统及方法，通过红外图像采集仪检测出人体靠近冰箱并根据人体的前进规律判断用户是使用冰箱时，向加热终端发送加热指令来加热门把手，解决了现有的冰箱门把手冬天寒冷不适、用户开门体验感不佳的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统，包括安装在冰箱门体上的红外图像采集仪和温度传感器、设置在冰箱门体上的门把手、安装在门把手内部的加热终端和安装在冰箱门体内部的检测终端；所述红外图像采集仪和温度传感器均与检测终端的输入端电性连接；所述红外图像采集仪，用于检测出人体与冰箱间的距离和位置；所述温度传感器，用于监测出冰箱所处的环境温度；所述检测终端，用于获取人体距离和位置信息，分析不断变化的距离参数及人体位置参数，判断用户是经过冰箱，还是要使用冰箱；所述检测终端的输出端与加热终端连接；所述加热终端，用于接收检测终端发送的加热指令对冰箱门把手进行加热。
优选地，所述检测终端内部设置有设定单元和意图判断单元；所述设定单元，用于根据前方行人获取行人与冰箱本体之间的距离，将其设定为标定距离；所述意图判断单元，用于判断标定距离是否小于预设距离，并计算出用户的意图是否为使用冰箱。
优选地，所述温度传感器采集冰箱周围的环境温度并将温度上传至检测终端，并与检测终端的设定单元中预先设定的最低启动温度进行比较；当环境温度大于预设的启动温度时，则不启动红外图像采集仪；当环境温度小于预设的启动温度时，则启动红外图像采集仪。
本发明为一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：红外图像采集仪实时采集冰箱门体前用户的红外图像信息并传输给检测终端；
步骤S2：检测终端对当前用户的红外图像依次进行图像分割、目标识别、特征点提取，获取人体距离冰箱的距离；
步骤S3：检测终端对人体的距离及位置信息进行分析判断用户意图；若用户意图判断为无意经过冰箱，则不做处理；
若用户意图判断为使用冰箱，则执行步骤S4；
步骤S4：检测终端向加热终端发送加热指令；
步骤S5：加热终端启动，对冰箱门把手进行加热。
优选地，所述步骤S1之前，还需对冰箱所处的环境温度进行监测，具体步骤如下：
步骤S01：预先在检测终端上设置加热终端启动的最低温度；
步骤S02：温度传感器实时采集冰箱周围的环境温度信息传输给检测终端；
步骤S03：检测终端对环境温度信息进行分析判断；
若环境温度大于预设的最低温度，则不启动红外图像采集仪；
若环境温度小于预设的最低温度，则启动红外图像采集仪。
优选地，所述步骤S2中，图像分割先要获取最大距离：
Figure BDA0003057571190000031
式中，M为红外图像总的灰度级；Pi为i灰度级出现的概率，这里以频率近似；T为分割门限，进行粗分割，然后对边缘处进行局部二次分割，具体算法如下：
步骤S21：对图像f(x,y)进行中值滤波，消除噪声干扰；
步骤S22：利用最大举例法对图像f(x,y)二值化，并将其内部点掏空提取边缘得到图像I(x,y)；
步骤S23：参照图像I(x,y)的边缘信息，在图像f(x,y)中以各自目标边缘为中心，取其邻域，再次通过最大距离法求当前邻域的阈值，并将当前邻域二值化得到图像bw1(x,y)；
步骤S24：在边缘点邻域没有覆盖的区域，根据空白区域大小分为多个正方形窗口，窗口可以小部分重叠，每个窗口中确定一个灰度均值，与邻近窗口内阈值进行比较，确定该阈值是否可归于含边界点窗口，若是，则合并；若否，则取值为0，重复步骤S23；
步骤S25：重复步骤S24,直至再无窗口合并，图像bw1(x,y)完全二值化。
优选地，所述步骤S2中，计算加权正距离：
Figure BDA0003057571190000041
式中，
Figure BDA0003057571190000042
为k时刻实测距离。
优选地，所述步骤S3中，检测终端判断用户意图的流程如下：
步骤S31：人体靠近冰箱进入到红外图像采集仪的监控范围；
步骤S32：红外图像采集仪感应到人体启动红外测距功能；
步骤S33：红外图像采集仪监测到人体与冰箱的间距d不断减小；
步骤S34：按照d1、d2、d3、d4、...、dn的单调递减过程，且dn不在递减；
步骤S35：红外图像采集仪发送一标志位给冰箱检测终端；
步骤S36：冰箱检测终端启动计时功能，当时间t达到设定阈值T后，则主控板判断用户意图为“使用冰箱”；
步骤S37：反之，则判定用户意图为“无意间路过冰箱”。
优选地，所述步骤S36中，当用户的意图为“使用冰箱”时，在靠近冰箱的过程中，人体距离冰箱的间距是随着时间变化不断递减的。
优选地，所述步骤S37中，反之，两个条件中有一个条件不满足，则能够判定用户意图为“无意间路过冰箱”，这两个条件分别为：dn不在递减和dn这个间距值，维持时间t。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过红外图像采集仪检测出人体靠近冰箱，采集人体红外图像进行处理获取人体距离冰箱的位置关系，并根据人体的前进规律判断用户是使用冰箱时，向加热终端发送加热指令来加热门把手，提高了用户体验。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统结构示意图；
图2为本发明的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法步骤图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统，包括安装在冰箱门体上的红外图像采集仪和温度传感器、设置在冰箱门体上的门把手、安装在门把手内部的加热终端和安装在冰箱门体内部的检测终端；
红外图像采集仪和温度传感器均与检测终端的输入端电性连接；
红外图像采集仪，用于检测出人体与冰箱间的距离和位置；
温度传感器，用于监测出冰箱所处的环境温度；
检测终端，用于获取人体距离和位置信息，分析不断变化的距离参数及人体位置参数，判断用户是经过冰箱，还是要使用冰箱；
检测终端的输出端与加热终端连接；
加热终端，用于接收检测终端发送的加热指令对冰箱门把手进行加热。
其中，检测终端内部设置有设定单元和意图判断单元；设定单元，用于根据前方行人获取行人与冰箱本体之间的距离，将其设定为标定距离；意图判断单元，用于判断标定距离是否小于预设距离，并计算出用户的意图是否为使用冰箱。
其中，温度传感器采集冰箱周围的环境温度并将温度上传至检测终端，并与检测终端的设定单元中预先设定的最低启动温度进行比较；当环境温度大于预设的启动温度时，则不启动红外图像采集仪；当环境温度小于预设的启动温度时，则启动红外图像采集仪。
请参阅图2所示，本发明为一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：红外图像采集仪实时采集冰箱门体前用户的红外图像信息并传输给检测终端；
步骤S2：检测终端对当前用户的红外图像依次进行图像分割、目标识别、特征点提取，获取人体距离冰箱的距离；
步骤S3：检测终端对人体的距离及位置信息进行分析判断用户意图；
若用户意图判断为无意经过冰箱，则不做处理；
若用户意图判断为使用冰箱，则执行步骤S4；
步骤S4：检测终端向加热终端发送加热指令；
步骤S5：加热终端启动，对冰箱门把手进行加热。
其中，步骤S1之前，还需对冰箱所处的环境温度进行监测，具体步骤如下：
步骤S01：预先在检测终端上设置加热终端启动的最低温度；
步骤S02：温度传感器实时采集冰箱周围的环境温度信息传输给检测终端；
步骤S03：检测终端对环境温度信息进行分析判断；
若环境温度大于预设的最低温度，则不启动红外图像采集仪；
若环境温度小于预设的最低温度，则启动红外图像采集仪。
其中，步骤S2中，图像分割先要获取最大距离：
Figure BDA0003057571190000071
式中，M为红外图像总的灰度级；Pi为i灰度级出现的概率，这里以频率近似；T为分割门限，进行粗分割，然后对边缘处进行局部二次分割，具体算法如下：
步骤S21：对图像f(x,y)进行中值滤波，消除噪声干扰；
步骤S22：利用最大举例法对图像f(x,y)二值化，并将其内部点掏空提取边缘得到图像I(x,y)；
步骤S23：参照图像I(x,y)的边缘信息，在图像f(x,y)中以各自目标边缘为中心，取其邻域，再次通过最大距离法求当前邻域的阈值，并将当前邻域二值化得到图像bw1(x,y)；
步骤S24：在边缘点邻域没有覆盖的区域，根据空白区域大小分为多个正方形窗口，窗口可以小部分重叠，每个窗口中确定一个灰度均值，与邻近窗口内阈值进行比较，确定该阈值是否可归于含边界点窗口，若是，则合并；若否，则取值为0，重复步骤S23；
步骤S25：重复步骤S24,直至再无窗口合并，图像bw1(x,y)完全二值化。
其中，步骤S2中，计算加权正距离：
Figure BDA0003057571190000081
式中，
Figure BDA0003057571190000082
为k时刻实测距离。
其中，步骤S3中，检测终端判断用户意图的流程如下：
步骤S31：人体靠近冰箱进入到红外图像采集仪的监控范围；
步骤S32：红外图像采集仪感应到人体启动红外测距功能；
步骤S33：红外图像采集仪监测到人体与冰箱的间距d不断减小；
步骤S34：按照d1、d2、d3、d4、...、dn的单调递减过程，且dn不在递减；
步骤S35：红外图像采集仪发送一标志位给冰箱检测终端；
步骤S36：冰箱检测终端启动计时功能，当时间t达到设定阈值T后，则主控板判断用户意图为“使用冰箱”；
步骤S37：反之，则判定用户意图为“无意间路过冰箱”。
其中，步骤S36中，当用户的意图为“使用冰箱”时，在靠近冰箱的过程中，人体距离冰箱的间距是随着时间变化不断递减的；因为当用户要使用冰箱时，会快步走向冰箱且越靠近冰箱时，速度会不断减少直至停在冰箱门前。
其中，步骤S37中，反之，两个条件中有一个条件不满足，则能够判定用户意图为“无意间路过冰箱”，这两个条件分别为：dn不在递减和dn这个间距值，维持时间t；用户无意间路过冰箱时，是不会在冰箱门前进行停留的，所以dn不在递减和dn这个间距值只需一个不满足，即可认定为用户是路过冰箱，不是要使用冰箱。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统，其特征在于，包括安装在冰箱门体上的红外图像采集仪和温度传感器，所述红外图像采集仪，用于检测出人体与冰箱间的距离和位置；所述温度传感器，用于监测出冰箱所处的环境温度；
设置在冰箱门体上的门把手；
安装在门把手内部的加热终端和安装在冰箱门体内部的检测终端，所述检测终端，用于获取人体距离和位置信息，分析不断变化的距离参数及人体位置参数，判断用户是经过冰箱，还是要使用冰箱；
所述检测终端的输出端与加热终端连接；
所述加热终端，用于接收检测终端发送的加热指令对冰箱门把手进行加热
其中，所述红外图像采集仪和温度传感器均与检测终端的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统，其特征在于，所述检测终端内部设置有
设定单元，所述设定单元，用于根据前方行人获取行人与冰箱本体之间的距离，将其设定为标定距离；
意图判断单元，所述意图判断单元，用于判断标定距离是否小于预设距离，并计算出用户的意图是否为使用冰箱。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制系统，其特征在于，所述温度传感器采集冰箱周围的环境温度并将温度上传至检测终端，并与检测终端的设定单元中预先设定的最低启动温度进行比较；
当环境温度大于预设的启动温度时，则不启动红外图像采集仪；
当环境温度小于预设的启动温度时，则启动红外图像采集仪。
4.一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：红外图像采集仪实时采集冰箱门体前用户的红外图像信息并传输给检测终端；
步骤S2：检测终端对当前用户的红外图像依次进行图像分割、目标识别、特征点提取，获取人体距离冰箱的距离；
步骤S3：检测终端对人体的距离及位置信息进行分析判断用户意图；
若用户意图判断为无意经过冰箱，则不做处理；
若用户意图判断为使用冰箱，则执行步骤S4；
步骤S4：检测终端向加热终端发送加热指令；
步骤S5：加热终端启动，对冰箱门把手进行加热。
5.根据权利要求4所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还需对冰箱所处的环境温度进行监测，具体步骤如下：
步骤S01：预先在检测终端上设置加热终端启动的最低温度；
步骤S02：温度传感器实时采集冰箱周围的环境温度信息传输给检测终端；
步骤S03：检测终端对环境温度信息进行分析判断；
若环境温度大于预设的最低温度，则不启动红外图像采集仪；
若环境温度小于预设的最低温度，则启动红外图像采集仪。
6.根据权利要求4所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，图像分割先要获取最大距离：
Figure FDA0003057571180000031
式中，M为红外图像总的灰度级；Pi为i灰度级出现的概率，这里以频率近似；T为分割门限，进行粗分割，然后对边缘处进行局部二次分割，具体算法如下：
步骤S21：对图像f(x,y)进行中值滤波，消除噪声干扰；
步骤S22：利用最大举例法对图像f(x,y)二值化，并将其内部点掏空提取边缘得到图像I(x,y)；
步骤S23：参照图像I(x,y)的边缘信息，在图像f(x,y)中以各自目标边缘为中心，取其邻域，再次通过最大距离法求当前邻域的阈值，并将当前邻域二值化得到图像bw1(x,y)；
步骤S24：在边缘点邻域没有覆盖的区域，根据空白区域大小分为多个正方形窗口，窗口可以小部分重叠，每个窗口中确定一个灰度均值，与邻近窗口内阈值进行比较，确定该阈值是否可归于含边界点窗口，若是，则合并；若否，则取值为0，重复步骤S23；
步骤S25：重复步骤S24,直至再无窗口合并，图像bw1(x,y)完全二值化。
7.根据权利要求4所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算加权正距离：
Figure FDA0003057571180000041
式中，
Figure FDA0003057571180000042
为k时刻实测距离。
8.根据权利要求4所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，检测终端判断用户意图的流程如下：
步骤S31：人体靠近冰箱进入到红外图像采集仪的监控范围；
步骤S32：红外图像采集仪感应到人体启动红外测距功能；
步骤S33：红外图像采集仪监测到人体与冰箱的间距d不断减小；
步骤S34：按照d1、d2、d3、d4、...、dn的单调递减过程，且dn不在递减；
步骤S35：红外图像采集仪发送一标志位给冰箱检测终端；
步骤S36：冰箱检测终端启动计时功能，当时间t达到设定阈值T后，则主控板判断用户意图为“使用冰箱”；
步骤S37：反之，则判定用户意图为“无意间路过冰箱”。
9.根据权利要求8所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S36中，当用户的意图为“使用冰箱”时，在靠近冰箱的过程中，人体距离冰箱的间距是随着时间变化不断递减的。
10.根据权利要求8所述的一种基于红外图像的冰箱门把手加热控制方法，其特征在于，所述步骤S37中，反之，两个条件中有一个条件不满足，则能够判定用户意图为“无意间路过冰箱”，这两个条件分别为：dn不在递减和dn这个间距值，维持时间t。
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