本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，尤其是一種汽車空調(diào)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車空氣調(diào)節(jié)裝置簡稱汽車空調(diào)。用于把汽車車廂內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動調(diào)整和控制在最佳狀態(tài)，為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境，減少旅途疲勞；為駕駛員創(chuàng)造良好的工作條件，對確保安全行車起到重要作用的通風(fēng)裝置。一般包括制冷裝置、取暖裝置和通風(fēng)換氣裝置。這種聯(lián)合裝置充分利用了汽車內(nèi)部有限的空間，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，是國際上流行的現(xiàn)代化汽車空調(diào)系統(tǒng)。

汽車空調(diào)一般主要由壓縮機(jī)、電控離合器、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、貯液干燥器、管道、冷凝風(fēng)扇、真空電磁閥、怠速器和控制系統(tǒng)等組成。汽車空調(diào)分高壓管路和低壓管路。高壓側(cè)包括壓縮機(jī)輸出側(cè)、高壓管路、冷凝器、貯液干燥器和液體管路；低壓側(cè)包括蒸發(fā)器、積累器、回氣管路、壓縮機(jī)輸入側(cè)和壓縮機(jī)機(jī)油池。

其中壓縮機(jī)是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的核心，它的工作原理也很簡單，當(dāng)啟動汽車空調(diào)系統(tǒng)之后，壓縮機(jī)在發(fā)動機(jī)帶動下開始工作，驅(qū)使制冷劑(R134a，一種環(huán)保型制冷劑，不會破壞臭氧層、無毒性、無刺激、不燃燒、無腐蝕性)在密封的空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)流動，壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機(jī)。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)行壓縮，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，只要壓縮機(jī)連續(xù)工作，制冷劑就在空調(diào)系統(tǒng)中連續(xù)循環(huán)，產(chǎn)生制冷效果；壓縮機(jī)停止工作，空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑隨之停止流動，不產(chǎn)生制冷效果。壓縮機(jī)是靠發(fā)動機(jī)提供動力的，所以肯定會影響到油耗。

目前市面上的自動空調(diào)只是依據(jù)當(dāng)前季節(jié)設(shè)定一個(gè)舒適溫度，且時(shí)時(shí)采集車內(nèi)溫度，反饋到控制端，使車內(nèi)溫度一直保持在這一溫度。這確實(shí)是個(gè)很不錯(cuò)的想法，但即使在人體舒適溫度下，有些人還是感覺熱或者感覺冷，特別當(dāng)某個(gè)乘客熟睡后，由于人體進(jìn)入休眠狀態(tài)，一些器官的工作速度減慢，血液流動的速度也減慢，人體的溫度就會隨著血液流動速度的減慢，熱量補(bǔ)給速度減慢而降低，這時(shí)空調(diào)可以相應(yīng)調(diào)高溫度或減小風(fēng)量等級，或者某個(gè)乘客剛從室外進(jìn)入車內(nèi)，在開始的幾分鐘還是很熱的，此乘客需要快速制冷，這時(shí)空調(diào)可以增加制冷量或者提高風(fēng)量等級?，F(xiàn)在大部分空調(diào)都是兩溫區(qū)的，即可以調(diào)節(jié)車內(nèi)左右兩區(qū)域出風(fēng)口溫度使之不同，但每一個(gè)區(qū)域的前后排溫度是一樣的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是要提供一種基于熱成像處理的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，以降低油耗為目的，在原有的結(jié)構(gòu)不變的情況下，加裝紅外攝像機(jī)，采集乘客上半身溫度分布圖，再依靠圖像處理技術(shù)，檢測算出乘客當(dāng)前面部表面區(qū)域溫度，與內(nèi)置溫度值進(jìn)行比對，通過比對分析結(jié)果來優(yōu)化控制空調(diào)管路中加減制冷劑的量與自動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，從而使各個(gè)座位上的乘客感到舒適。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于熱成像處理的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，包括汽車空調(diào)系統(tǒng)、電子控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，汽車內(nèi)加裝紅外攝像機(jī)，用于采集乘客上半身溫度分布圖，再通過圖像處理器，檢測算出乘客當(dāng)前面部表面區(qū)域溫度，與內(nèi)置溫度值進(jìn)行比對，并將比對分析結(jié)果經(jīng)電子控制單元優(yōu)化控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來加減汽車空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)管路中的制冷劑量以及自動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，從而使各個(gè)座位上的乘客感到舒適。

汽車內(nèi)每個(gè)乘客座椅下均裝有一個(gè)壓力傳感器，當(dāng)乘客坐在座椅上后壓力傳感器輸出信號激活紅外攝像機(jī)。

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、導(dǎo)風(fēng)板，兩個(gè)導(dǎo)風(fēng)板分別安裝在汽車空調(diào)系統(tǒng)的輸風(fēng)口管路上，導(dǎo)風(fēng)板連接電機(jī)，通過電機(jī)轉(zhuǎn)動導(dǎo)風(fēng)板在管路里的位置，來改變同一溫區(qū)的前后出風(fēng)口溫度與風(fēng)量等級。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)降低油耗的目的，在原有的結(jié)構(gòu)不變的情況下，加裝紅外攝像機(jī)，通過采集乘客上半身溫度分布圖，再依靠圖像處理技術(shù)，檢測算出乘客當(dāng)前面部表面區(qū)域溫度，與內(nèi)置溫度值進(jìn)行比對，通過比對分析結(jié)果來優(yōu)化控制空調(diào)管路中加減制冷劑的量與自動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，從而使各個(gè)座位上的乘客感到舒適。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于熱成像處理的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)圖；

圖2為人物灰度圖像；

圖3為人物二值化之后的圖像；

圖4為以縱坐標(biāo)為水平方向灰度值之和，橫坐標(biāo)為行數(shù)的曲線圖；

圖5為以行為橫坐標(biāo)截取的臉部區(qū)域灰度值之和曲線圖；

圖6為以縱坐標(biāo)為豎直方向灰度值之和，橫坐標(biāo)為列數(shù)的曲線圖；；

圖7為以列為橫坐標(biāo)截取的臉部區(qū)域灰度值之和曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種基于熱成像處理的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，包括汽車空調(diào)系統(tǒng)、電子控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、壓力傳感器等。汽車內(nèi)加裝紅外攝像機(jī)，用于采集乘客上半身溫度分布圖，再通過圖像處理器，檢測算出乘客當(dāng)前面部表面區(qū)域溫度，與內(nèi)置溫度值進(jìn)行比對，并將比對分析結(jié)果經(jīng)電子控制單元優(yōu)化控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來加減汽車空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)管路中的制冷劑量以及自動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，從而使各個(gè)座位上的乘客感到舒適。汽車內(nèi)每個(gè)乘客座椅下均裝有一個(gè)壓力傳感器，當(dāng)乘客坐在座椅上后壓力傳感器輸出信號激活紅外攝像機(jī)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、導(dǎo)風(fēng)板。在左右兩區(qū)域輸風(fēng)口管路各添加兩個(gè)導(dǎo)風(fēng)板，分為上導(dǎo)風(fēng)板與下導(dǎo)風(fēng)板，轉(zhuǎn)動導(dǎo)風(fēng)板在管路里的位置，可以改變同一溫區(qū)的前后出風(fēng)口溫度與風(fēng)量等級不一樣，這樣就可以使各個(gè)座位需求各自的溫度與風(fēng)量等級，從而使每個(gè)乘客都感到舒適。

紅外攝像機(jī)是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外攝像機(jī)就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

乘客表面的溫度是這么判斷的，當(dāng)汽車點(diǎn)火并啟動空調(diào)時(shí)，按照乘客設(shè)定溫度先制冷五分鐘后，每個(gè)乘客座椅下都有一個(gè)壓力傳感器，當(dāng)相應(yīng)座椅下的壓力傳感器輸出信號時(shí)，即表示座椅上有物體施壓，然后系統(tǒng)激活紅外攝像機(jī)，采集相應(yīng)座椅上的圖像并進(jìn)行分析，分析對比后，根據(jù)溫度值可判斷座椅上施壓的是人而不是其他無生命特征物體，然后根據(jù)人體表面溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)相應(yīng)區(qū)域制冷量與風(fēng)量輸出，使乘客達(dá)到舒適狀態(tài)。紅外攝像機(jī)將物體發(fā)出的不可見能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像，熱圖像上面不同的顏色代表物體的不同溫度。采集完的圖片傳送至圖像處理器處理。首先圖像處理器先將采集來的熱圖像分別進(jìn)行二值化（圖3）與灰度化（圖2），由于人臉部區(qū)域溫度明顯高于環(huán)境溫度，二值化過程中設(shè)定相應(yīng)的閾值，即可區(qū)分人物與背景，人物呈白色，背景呈黑色，圖像灰度化（圖2）之后即可得到整幅圖各個(gè)像素點(diǎn)的灰度值，很明顯人臉區(qū)域灰度值較大，程序中將每一列的像素點(diǎn)的灰度值相加（圖6，7），并以列為橫坐標(biāo)，列上的灰度值的和為縱坐標(biāo)作二維圖（圖6），取曲線中最大的點(diǎn)，再以經(jīng)驗(yàn)值取最大值左右一部分區(qū)域，同理，每一行上的像素點(diǎn)的灰度值也這么操作（圖4，5），此時(shí)即可大致分割出人物臉部區(qū)域的像素點(diǎn)灰度值分布，然后作平均，兩個(gè)提取出來的區(qū)域重疊后即可大致表示臉部區(qū)域范圍。再對此區(qū)域上的像素點(diǎn)灰度值作平均，所得的灰度值再轉(zhuǎn)化為溫度值，即可相應(yīng)的反應(yīng)出乘客當(dāng)前臉部表面溫度，如若溫度值過高，ECU（電子控制單元）將控制信號發(fā)給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)便增減制冷劑的量以及自動調(diào)節(jié)相應(yīng)出風(fēng)口的風(fēng)量等級，以快速達(dá)到制冷效果或者保持當(dāng)前溫度，從而使乘客感到舒適，而不用乘客自己去手動調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量和改變溫度值。

控制過程，當(dāng)車內(nèi)溫度已經(jīng)達(dá)到當(dāng)季人體舒適溫度時(shí)，紅外攝像機(jī)每過一段時(shí)間采集一下乘客當(dāng)前面部區(qū)域熱圖像，分析對比出相應(yīng)溫度時(shí)，若同一溫區(qū)內(nèi)前后兩個(gè)人都較熱，可降低溫度，加大風(fēng)量等級，以達(dá)到較好的制冷效果，一段時(shí)間后再次采集乘客熱圖像，分析對比后發(fā)現(xiàn)在舒適溫度范圍內(nèi)，即可減小風(fēng)量等級，并適當(dāng)提高溫度以穩(wěn)定在當(dāng)季人體舒適溫度范圍，若在同一溫區(qū)前后乘客一個(gè)感到舒適，一個(gè)感到熱，假如前排乘客感到熱，加大風(fēng)量等級并適當(dāng)降低溫度，而且電機(jī)轉(zhuǎn)動下導(dǎo)風(fēng)板，使之上翹，引導(dǎo)大部分風(fēng)量進(jìn)入前排出風(fēng)口，降低前排區(qū)域溫度，小部分風(fēng)量進(jìn)入后排出風(fēng)口，穩(wěn)定后排區(qū)域溫度。同樣的，當(dāng)后排乘客感到熱時(shí)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動上導(dǎo)風(fēng)板，使之下壓。