CN110341554B - 可控式环境调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可控式环境调节系统，包括：间距鉴定设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，用于基于脸部成像特征对垂直锐化图像进行脸部的鉴别以获得相应的脸部区域，基于帽体成像特征对所述垂直锐化图像进行帽体的鉴别以获得相应的帽体区域，并在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距小于等于预设像素点数量阈值时，发出戴帽辨识指令，还用于在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距大于预设像素点数量阈值时，发出未戴帽辨识指令。本发明的可控式环境调节系统原理简单、操作方便。由于采用智能化检测机制对车辆驾驶员是否戴帽进行现场检测，并基于检测结果决定是否自动开启对驾驶员座位的电加热操作，从而提升了车辆的智能化控制水平。

Description

可控式环境调节系统

技术领域

本发明涉及环境调节领域，尤其涉及一种可控式环境调节系统。

背景技术

人类活动对整个环境的影响是综合性的，而环境系统也是从各个方面反作用于人类，其效应也是综合性的。人类与其他的生物不同，不仅仅以自己的生存为目的来影响环境、使自己的身体适应环境，而是为了提高生存质量，通过自己的劳动来改造环境，把自然环境转变为新的生存环境。这种新的生存环境有可能更适合人类生存，但也有可能恶化了人类的生存环境。在这一反复曲折的过程中，人类的生存环境已形成一个庞大的、结构复杂的、多层次、多组元相互交融的动态环境体系(Hierarchical System)。

自然环境亦称地理环境。是指环绕于人类周围的自然界。它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。自然环境是人类赖以生存和发展的物质基础。在自然地理学上，通常把这些构成自然环境总体的因素，分别划分为大气圈、水圈、生物圈、土圈和岩石圈等五个自然圈。

社会环境是指人类在自然环境的基础上，为不断提高物质和精神生活水平，通过长期有计划、有目的的发展，逐步创造和建立起来的人工环境，如城市、农村、工矿区等。社会环境的发展和演替，受自然规律、经济规律以及社会规律的支配和制约，其质量是人类物质文明建设和精神文明建设的标志之一。

发明内容

本发明至少需要具备以下两处关键的发明点：

(1)为了加快图像处理的运算速度，在图像处理之前对待处理图像中的重点关注的对象区域进行检测，以仅仅对待处理图像中的对象区域执行图像处理；

(2)采用智能化检测机制对车辆驾驶员是否戴帽进行现场检测，并基于检测结果决定是否自动开启对驾驶员座位的电加热操作，从而提升了车辆的智能化控制水平。

根据本发明的一方面，提供了一种可控式环境调节系统，所述系统包括：间距鉴定设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与垂直锐化设备连接，用于基于脸部成像特征对垂直锐化图像进行脸部的鉴别以获得相应的脸部区域，基于帽体成像特征对所述垂直锐化图像进行帽体的鉴别以获得相应的帽体区域，并在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距小于等于预设像素点数量阈值时，发出戴帽辨识指令；所述间距鉴定设备还用于在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距大于预设像素点数量阈值时，发出未戴帽辨识指令；电加热设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与所述间距鉴定设备连接，用于在接收到戴帽辨识指令时，自动启动电加热动作，还用于在接收到未戴帽辨识指令时，自动关闭电加热动作；CCD传感设备，设置在汽车的驾驶座位的斜上方，用于对驾驶座位所在环境进行图像传感操作，以获得并输出相应的驾驶环境图像；Lanczos插值设备，与所述CCD传感设备连接，用于接收所述驾驶环境图像，对所述驾驶环境图像执行基于8像素×8像素邻域的Lanczos插值处理，以获得并输出相应的实时插值图像；数据匹配设备，与所述Lanczos插值设备连接，用于接收所述实时插值图像，基于预设的基准帽体外形从所述实时插值图像处分割出对应的帽体区域，并将所述实时插值图像中除了帽体区域之外的图像区域作为非帽体区域。

本发明的可控式环境调节系统原理简单、操作方便。由于采用智能化检测机制对车辆驾驶员是否戴帽进行现场检测，并基于检测结果决定是否自动开启对驾驶员座位的电加热操作，从而提升了车辆的智能化控制水平。

具体实施方式

下面将对本发明的可控式环境调节系统的实施方案进行详细说明。

电加热是目前对金属材料加热效率最高、速度最快，低耗节能环保型的感应加热设备。电加热，又名高频加热机、高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频电炉。高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器(焊接器)等，另外还有中频感应加热设备、超高频感应加热设备等。应用范围十分广泛。

将电能转变成热能以加热物体。是电能利用的一种形式。与一般燃料加热相比,电加热可获得较高温度(如电弧加热,温度可达3000℃以上)，易于实现温度的自动控制和远距离控制，可按需要使被加热物体保持一定的温度分布。电加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，并可根据加热的工艺要求，实现整体均匀加热或局部加热(包括表面加热)，容易实现真空加热和控制气氛加热。在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境。因此，电加热广泛用于生产、科研和试验等领域中。特别是在单晶和晶体管的制造、机械零件和表面淬火、铁合金的熔炼和人造石墨的制造等方面，都采用电加热方式。

当前，高档车辆的驾驶员座位下方通常都设置有电加热结构，用于为驾驶员提供温暖舒适的乘坐环境，然而，电加热的启动时机仍需要人工进行控制，电加热的关闭时机也需要人工进行控制，导致车辆的智能化控制水平受限。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种可控式环境调节系统，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可控式环境调节系统包括：

间距鉴定设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与垂直锐化设备连接，用于基于脸部成像特征对垂直锐化图像进行脸部的鉴别以获得相应的脸部区域，基于帽体成像特征对所述垂直锐化图像进行帽体的鉴别以获得相应的帽体区域，并在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距小于等于预设像素点数量阈值时，发出戴帽辨识指令；

所述间距鉴定设备还用于在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距大于预设像素点数量阈值时，发出未戴帽辨识指令；

电加热设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与所述间距鉴定设备连接，用于在接收到戴帽辨识指令时，自动启动电加热动作，还用于在接收到未戴帽辨识指令时，自动关闭电加热动作；

CCD传感设备，设置在汽车的驾驶座位的斜上方，用于对驾驶座位所在环境进行图像传感操作，以获得并输出相应的驾驶环境图像；

Lanczos插值设备，与所述CCD传感设备连接，用于接收所述驾驶环境图像，对所述驾驶环境图像执行基于8像素×8像素邻域的Lanczos插值处理，以获得并输出相应的实时插值图像；

数据匹配设备，与所述Lanczos插值设备连接，用于接收所述实时插值图像，基于预设的基准帽体外形从所述实时插值图像处分割出对应的帽体区域，并将所述实时插值图像中除了帽体区域之外的图像区域作为非帽体区域；

动态滤波设备，与所述数据匹配设备连接，用于对所述实时插值图像中的帽体区域执行统计排序滤波处理，对所述实时插值图像中的非帽体区域不执行统计排序滤波处理，以获得并输出与所述实时插值图像对应的动态滤波图像；

垂直锐化设备，与所述动态滤波设备连接，用于接收所述动态滤波图像，并对所述动态滤波图像执行垂直方向的图像锐化处理，以获得并输出相应的垂直锐化图像。

接着，继续对本发明的可控式环境调节系统的具体结构进行进一步的说明。

所述可控式环境调节系统中：

所述动态滤波设备包括图像接收子设备、滤波处理子设备和图像发送子设备；

其中，在所述动态滤波设备中，所述滤波处理子设备分别与所述图像接收子设备和所述图像发送子设备连接。

所述可控式环境调节系统中：

在所述动态滤波设备中，所述滤波处理子设备用于对所述实时插值图像中的帽体区域执行统计排序滤波处理，对所述实时插值图像中的非帽体区域不执行统计排序滤波处理；

其中，在所述数据匹配设备中，所述实时插值图像中的帽体区域为一个或多个。

所述可控式环境调节系统中还可以包括：

参数提取设备，与所述CCD传感设备连接，用于接收所述驾驶环境图像，对所述驾驶环境图像中每一个像素点的像素值占据的字节数进行分析，以获得参考字节数输出。

所述可控式环境调节系统中还可以包括：

像素点统计设备，用于接收所述驾驶环境图像，统计所述驾驶环境图像中的像素点的总数，以获得参考总数输出；

等级识别设备，分别与所述参数提取设备和所述像素点统计设备连接，用于接收所述参考字节数和所述参考总数，并基于所述参考字节数和所述参考总数的乘积确定与其成正比的数据量等级。

所述可控式环境调节系统中还可以包括：

伽马修正设备，与所述等级识别设备连接，用于在接收到的数据量等级高于预设等级阈值时启动对所述驾驶环境图像的接收，对接收自所述参数提取设备的驾驶环境图像执行伽马修正处理，以获得伽马修正图像。

所述可控式环境调节系统中还可以包括：

数据辨识设备，与所述伽马修正设备连接，用于接收所述伽马修正图像，基于数据量等级调整对所述伽马修正图像YUV空间下V分量子图像的边缘增强处理强度，基于数据量等级调整对所述伽马修正图像YUV空间下U分量子图像的边缘增强处理强度，基于数据量等级调整对所述伽马修正图像YUV空间下Y分量子图像的边缘增强处理强度。

所述可控式环境调节系统中还可以包括：

自适应处理设备，与所述数据辨识设备连接，用于对所述伽马修正图像YUV空间下的V分量子图像、U分量子图像和Y分量子图像并行执行各自边缘增强处理强度的边缘增强处理，以获得对应的自适应处理图像；

直方图均衡设备，用于接收所述自适应处理图像，对所述自适应处理图像执行直方图均衡处理，以获得直方图均衡图像；

其中，所述直方图均衡设备还与所述Lanczos插值设备连接，用于将所述直方图均衡图像替换所述驾驶环境图像发送给所述Lanczos插值设备。

所述可控式环境调节系统中：

在所述数据辨识设备中，V分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度和U分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度相同；

其中，在所述数据辨识设备中，Y分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度低于V分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度；

其中，在所述数据辨识设备中，V分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度、U分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度以及Y分量子图像的边缘增强处理强度随数据量等级的变化程度呈正比关系；

其中，在所述等级识别设备、所述参数提取设备和所述像素点统计设备都与同一32位并行数据总线连接。

另外，替换地，可以采用主动式像素传感器替换所述CCD传感设备。

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，他本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。

对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS技术具有一个明显的优势：CMOS图像传感器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD芯片则需要大约12V的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS传感器中将带来另一个好处：他去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。

CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。

被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Charge integrating amplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素传感器(Active Pixel Sensor，简称APS)，又叫有源式像素传感器。几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出适当的改动和同等替换。因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种可控式环境调节系统，其特征在于，所述系统包括：

间距鉴定设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与垂直锐化设备连接，用于基于脸部成像特征对垂直锐化图像进行脸部的鉴别以获得相应的脸部区域，基于帽体成像特征对所述垂直锐化图像进行帽体的鉴别以获得相应的帽体区域，并在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距小于等于预设像素点数量阈值时，发出戴帽辨识指令；

所述间距鉴定设备还用于在脸部区域和帽体区域二者的形心的间距大于预设像素点数量阈值时，发出未戴帽辨识指令；

电加热设备，设置在汽车的驾驶座位的下方，与所述间距鉴定设备连接，用于在接收到戴帽辨识指令时，自动启动电加热动作，还用于在接收到未戴帽辨识指令时，自动关闭电加热动作；

CCD传感设备，设置在汽车的驾驶座位的斜上方，用于对驾驶座位所在环境进行图像传感操作，以获得并输出相应的驾驶环境图像；

Lanczos插值设备，与所述CCD传感设备连接，用于接收所述驾驶环境图像，对所述驾驶环境图像执行基于8像素×8像素邻域的Lanczos插值处理，以获得并输出相应的实时插值图像；

数据匹配设备，与所述Lanczos插值设备连接，用于接收所述实时插值图像，基于预设的基准帽体外形从所述实时插值图像处分割出对应的帽体区域，并将所述实时插值图像中除了帽体区域之外的图像区域作为非帽体区域；

动态滤波设备，与所述数据匹配设备连接，用于对所述实时插值图像中的帽体区域执行统计排序滤波处理，对所述实时插值图像中的非帽体区域不执行统计排序滤波处理，以获得并输出与所述实时插值图像对应的动态滤波图像；

垂直锐化设备，与所述动态滤波设备连接，用于接收所述动态滤波图像，并对所述动态滤波图像执行垂直方向的图像锐化处理，以获得并输出相应的垂直锐化图像；

所述动态滤波设备包括图像接收子设备、滤波处理子设备和图像发送子设备；

其中，在所述动态滤波设备中，所述滤波处理子设备分别与所述图像接收子设备和所述图像发送子设备连接；

在所述动态滤波设备中，所述滤波处理子设备用于对所述实时插值图像中的帽体区域执行统计排序滤波处理，对所述实时插值图像中的非帽体区域不执行统计排序滤波处理；

其中，在所述数据匹配设备中，所述实时插值图像中的帽体区域为一个或多个。

2.如权利要求1所述的可控式环境调节系统，其特征在于，所述系统还包括：

参数提取设备，与所述CCD传感设备连接，用于接收所述驾驶环境图像，对所述驾驶环境图像中每一个像素点的像素值占据的字节数进行分析，以获得参考字节数输出。

3.如权利要求2所述的可控式环境调节系统，其特征在于，所述系统还包括：

像素点统计设备，用于接收所述驾驶环境图像，统计所述驾驶环境图像中的像素点的总数，以获得参考总数输出；

等级识别设备，分别与所述参数提取设备和所述像素点统计设备连接，用于接收所述参考字节数和所述参考总数，并基于所述参考字节数和所述参考总数的乘积确定与其成正比的数据量等级。