一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法和控制系統(tǒng)，控制方法具體包括如下步驟：（1）圖像采集單元以固定頻率 f 采集燃氣灶上方的油煙氣圖像，（2）圖像處理單元將步驟（1）所采集到的油煙氣圖像與無油煙背景圖像的幀間差分圖像為信號源提取邊緣信息，（3）主控制器將圖像處理單元傳輸過來的邊緣信息作為圖像特征值進行量化分析，獲得變頻風機所需的頻率信號，（4）變頻風機根據(jù)接收到主控制器發(fā)送的頻率信號調整轉速；通過圖像分析手段實時檢測燃氣灶產生的油煙濃度大小，調節(jié)風機的轉速，實現(xiàn)閉環(huán)自動控制。
【專利說明】一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法和控制系 統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及吸油煙機自動調速【技術領域】，尤其是涉及一種基于圖像分析的吸油煙 機自動調速控制方法和控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 廚房烹飪過程中，油煙量大小變化異常頻繁，如果將油煙機置于高速運轉狀態(tài)，風 機高速轉動形成的噪聲巨大，而將油煙機置于低速運轉狀態(tài)，則當油煙量在油炸、煎、炒等 烹飪過程中增大時，不能被及時排出，均會危害人體健康。因此，傳統(tǒng)吸油煙機的電機使用 變頻電機進行無極調速的技術，設置了高（中）低檔調速，但因無法對油煙濃度進行在線、 快速檢測，不能根據(jù)當前煙氣量大小對電機轉速形成閉環(huán)控制，要求用戶對吸油煙機進行 頻繁的人工干預調速不夠人性化，影響用戶體驗。
[0003] 對電機轉速進行自動調速控制，檢測當前的油煙量是關鍵。在現(xiàn)有的消防報警系 統(tǒng)中使用的是離子式或光電式煙霧傳感器，需要煙氣進入到傳感器內部，檢測穩(wěn)定條件下 的煙霧。而吸油煙機處理的油煙氣處于定向流動狀態(tài)中，難以進入到普通傳感器內部，并且 工作條件惡劣，時期一長很容易在傳感器表面及內部留下油漬等污垢，干擾傳感器正常工 作。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制 方法，通過圖像分析手段實時檢測燃氣灶產生的油煙濃度大小，調節(jié)風機的轉速，實現(xiàn)閉環(huán) 自動控制。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于圖像分析的吸油煙機自 動調速控制方法，具體包括如下步驟：（1)圖像采集單元以固定頻率f采集燃氣灶上方的油 煙氣圖像；（2)圖像處理單元將步驟（1)所采集到的油煙氣圖像與無油煙背景圖像的幀間 差分圖像為信號源提取邊緣信息；(3)主控制器將圖像處理單元傳輸過來的邊緣信息作為 圖像特征值進行量化分析，獲得變頻風機所需的頻率信號；(4)變頻風機根據(jù)接收到主控 制器發(fā)送的頻率信號調整轉速。
[0006] 優(yōu)選的是，步驟（1)所述采集油煙氣圖像的固定頻率f為1次/s?10次/s。
[0007] 所述邊緣信息為邊緣像素占比值X，邊緣像素占比值X由如下步驟獲得：(2. 1)將 幀間差分圖像轉化為灰度圖像；其中，幀間差分圖像在RBG色彩空間中的圖像元素轉化為 灰度值Gr的計算公式為：Gr = 0. 299R+0. 578G+0. 114B ; (2. 2)對灰度圖像進行高斯濾波 平滑處理；（2. 3)利用Canny算子計算獲得高斯濾波平滑處理后灰度圖像的邊緣像素個數(shù)； (2. 4)將邊緣像素個數(shù)除以幀間差分圖像的總像素個數(shù)，獲得邊緣像素占比值X。
[0008] 步驟（3)的頻率信號F量化分析的計算公式如下：
[0009]

【權利要求】
1. 一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法，其特征在于，具體包括如下步 驟： (1) 圖像采集單元以固定頻率f?采集燃氣灶上方的油煙氣圖像； (2) 圖像處理單元將步驟（1)所采集到的油煙氣圖像與無油煙背景圖像的幀間差分圖 像為信號源提取邊緣信息； (3) 主控制器將圖像處理單元傳輸過來的邊緣信息作為圖像特征值進行量化分析，獲 得變頻風機所需的頻率信號； (4) 變頻風機根據(jù)接收到主控制器發(fā)送的頻率信號調整轉速。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法，其特征在 于：所述邊緣信息為邊緣像素占比值X，邊緣像素占比值X由如下步驟獲得： (2. 1)將幀間差分圖像轉化為灰度圖像；其中，幀間差分圖像在RBG色彩空間中的圖像 元素轉化為灰度值Gr的計算公式為：Gr= 0. 299R+0. 578G+0. 114B; (2. 2)對灰度圖像進行高斯濾波平滑處理； (2. 3)利用Canny算子計算獲得高斯濾波平滑處理后灰度圖像的邊緣像素個數(shù)； (2. 4)將邊緣像素個數(shù)除以幀間差分圖像的總像素個數(shù)，獲得邊緣像素占比值X。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法，其特征在 于：步驟（3)的頻率信號F量化分析的計算公式如下：
其中，Xmax表示變頻風機需要開啟最高轉速時對應的邊緣像素占比值，Xmin表示無油煙 時背景圖像的邊緣像素占比值。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制方法，其特征在 于：步驟（1)所述采集油煙氣圖像的固定頻率f為1次/s?10次/s。
5. -種基于圖像分析的吸油煙機自動調速控制系統(tǒng)，其特征在于，具體包括： 圖像采集單元，用于采集燃氣灶上方的油煙氣圖像； 圖像處理單元，用于將圖像采集單元采集到的油煙氣圖像與無油煙背景圖像的幀間差 分圖像為信號源提取邊緣信息； 主控制器，用于對邊緣信息作為圖像特征值進行量化分析以獲得變頻風機所需的頻率 信號； 圖像處理單元分別與圖像采集單元和主控制器電連接，主控制器與變頻風機連接。
【文檔編號】G05B19/042GK104501257SQ201410809191
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權日:2014年12月23日
【發(fā)明者】葉凌箭, 關宏偉, 宋執(zhí)環(huán), 馬修水, 李英道 申請人:浙江大學寧波理工學院, 浙江帥康電氣股份有限公司