一种电动车窗防夹装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动车窗防夹装置及系统，该防夹装置包括：用于采集车窗窗框区域的图像的图像采集器；与所述图像采集器相连的、用于对采集的图像作处理并提取图像中物体特征信息的图像处理器；与所述图像处理器相连的、用于当判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令的中央处理器。与现有技术相比，本发明电动车窗防夹装置及系统，基于图像识别的方法进行防夹判断及控制，更直观更符合实际情况，并且防夹判断及控制过程受车辆及使用环境等外界因素的影响小，防夹效果稳定，可靠性更高。
【专利说明】
一种电动车窗防夹装置及系统
技术领域
[0001]本发明涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种电动车窗防夹装置及系统。
【背景技术】
[0002]随着汽车电子技术的发展，越来越多的电子安全功能产品被应用到汽车中。现有技术中，在电动车窗的防夹保护方面，通常车辆安装带有霍尔传感器的防夹保护装置，其原理具体为:当电机驱动车窗上升时，电机的磁力量是稳定的，或者是变化量很小的；当车窗上有物体卡住时，电机的磁力量会发生较大变化，此时霍尔传感器会捕捉到电机的磁力量变化，防夹保护装置根据磁力量变化与预设的防夹力阈值比较，向电机发出继续上升、停止上升或电机反转下降等指令，达到防夹保护的效果。
[0003]但是，上述防夹保护装置存在以下问题:
[0004]1、现有技术通过捕捉电机磁力量的变化进而转化为车窗上升趋势和阻力的变化。这种转换的过程需要引入复杂的软件算法，同时也不可避免的引入计算误差或测量误差，因此可能影响防夹保护的效果。
[0005]2、现有技术一般只在新车阶段对防夹力的阈值进行设定，然而随着时间的推移，车辆各零部件存在老化、磨损、位移、变形等情况，车辆使用环境也可能改变，而防夹力的设定阈值却不会做相应更改，此时，防夹保护装置对实际情况下的防夹阻力可能发生误判，甚至可能防夹保护失效。
[0006]3、现有技术使用设置防夹力阈值的方法来进行防夹保护，在现有的一些防夹标准或方法中，阈值一般只设定一个。而在实际情况中，人体各个部位对于夹持力的反应各有不同，不同的人对于夹持力的反应也是不一样的。因此设定单一的防夹力阈值可能对不同的人造成不同的影响，进而影响实际的防夹效果。
【发明内容】
[0007]鉴于此，本发明提供一种电动车窗防夹装置及系统，基于图像识别的方法进行防夹判断及控制，与现有技术相比，防夹控制更直观更符合实际情况，防夹效果更稳定，可靠性更尚。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]—种电动车窗防夹装置，包括:
[0010]用于采集车窗窗框区域的图像的图像采集器；
[0011]与所述图像采集器相连的、用于对采集的图像作处理并提取图像中物体特征信息的图像处理器；
[0012]与所述图像处理器相连的、用于当判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令的中央处理器。
[0013]可选地，还包括与所述中央处理器相连的、用于将指令发送或接收外部指令的通信模块。
[0014]可选地，还包括与所述图像处理器、所述中央处理器相连的存储器。
[0015]可选地，所述图像采集器包括摄像头和用于成像的图像传感器。
[0016]可选地，还包括用于向窗框区域补光的红外光源。
[0017]可选地，在所述摄像头设置有偏光片。
[0018]—种电动车窗防夹系统，包括:
[0019]如上所述的电动车窗防夹装置；
[0020]与所述电动车窗防夹装置相连的、根据指令控制车窗动作的车窗控制模块。
[0021]可选地，所述电动车窗防夹装置与所述车窗控制模块通过车内局域互联网络相连。
[0022]可选地，所述电动车窗防夹装置设置在车窗正上方。
[0023]可选地，所述电动车窗防夹装置的图像采集器的观测角度为160度-180度，观测距离小于等于I米。
[0024]由上述技术方案可以看出，本发明所提供的电动车窗防夹装置及系统，电动车窗防夹装置包括图像采集器、图像处理器和中央处理器，图像采集器用于采集车窗窗框区域的图像，图像处理器用于对采集的图像作处理并提取图像中的物体特征信息，中央处理器在判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令，以控制车窗停止关闭。该窗框的预设边沿曲线指在车窗关闭过程中车窗最后与之闭合的窗框边沿。若采集的车窗窗框区域的图像中存在物体，并且物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合，表明车窗如果继续关闭，位于窗框区域内的该物体将被车窗与窗框边沿夹住。因此，所述防夹装置在采集的图像中如果发现物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合，则控制电动车窗停止关闭，进而实现防夹保护的效果。
[0025]与现有技术相比，本发明电动车窗防夹装置及系统，基于图像识别的方法进行防夹判断及控制，更直观更符合实际情况，并且受车辆及使用环境等外界因素的影响小，防夹效果更稳定，可靠性更高。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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。
[0027]图1为本发明实施例提供的一种电动车窗防夹装置的示意图；
[0028]图2为采集的车窗防夹区域的图像示意图；
[0029]图3为本发明又一实施例提供的一种电动车窗防夹装置的示意图；
[0030]图4为本发明实施例提供的一种电动车窗防夹系统的示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0032]请参考图1，为本发明实施例提供的一种电动车窗防夹装置的示意图，该电动车窗防夹装置包括:
[0033]用于采集车窗窗框区域的图像的图像采集器100;
[0034]与所述图像采集器100相连的、用于对采集的图像作处理并提取图像中物体特征信息的图像处理器101;
[0035]与所述图像处理器101相连的、用于当判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令的中央处理器102。
[0036]由上述内容可以看出，本发明实施例提供的电动车窗防夹装置，包括图像采集器100、图像处理器101和中央处理器102，其中，图像采集器100用于采集车窗窗框区域的图像，图像处理器101用于对采集的图像作处理并提取图像中的物体特征信息，中央处理器102在判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令，以控制车窗停止关闭。
[0037]窗框的预设边沿曲线指在车窗关闭过程中车窗最后与之闭合的窗框边沿。若采集的车窗窗框区域的图像中存在物体，并且物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合，表明车窗如果继续关闭，位于窗框区域内的该物体将被车窗与窗框边沿夹住。因此，所述防夹装置在采集的图像中如果发现物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合，则控制电动车窗停止关闭，进而实现防夹保护的效果。
[0038]与现有技术相比，本发明电动车窗防夹装置，基于图像识别的方法进行防夹判断及控制，更直观更符合实际情况，并且防夹判断及控制过程受车辆及使用环境等外界因素的影响小，防夹效果稳定，可靠性更高。
[0039]下面对本发明电动车窗防夹装置基于图像识别方法进行防夹保护的原理进行详细说明。
[0040]请参考图2，为采集的车窗防夹区域的图像示意图，该防夹装置的图像采集器采集的图像由一组m行Xn列的像素点组成，如图中网格，图中(A)、(B)、(C)、(D)为车窗窗框区域的四个特征位置在图像上分别对应的四个像素点位置，图像中区域(ABCD)对应为车窗窗框内区域。E为物体，OE为物体的边缘曲线，假设在车窗关闭中车窗最后闭合的窗框边沿对应为边沿曲线(AB)，那么在图像中，当出现，物体的边缘曲线OE与边沿曲线(AB)重合时，表明在车窗关闭中区域内的物体已到最边缘，有被车窗夹住的风险，则此时及时控制车窗停止关闭，停止车窗上升或执行下降动作，防止物体被夹到。
[0041]优选的，为减小图像识别区域，在图像处理中，可在车窗窗框区域内设定一防夹区域，该防夹区域对应为车窗与最后闭合的窗框边闭合前的一段区域，例如可设定防夹区域为距离最后闭合的窗框边预设距离范围内的区域，如距离0.2米范围内。在这种情况下，图2中区域(ABCD)对应为该防夹区域，在进行图像识别及判断时，可以只对图像防夹区域内进行，当图像防夹区域内存在物体，且物体的边缘曲线与预设边沿曲线重合，则判断存在被夹风险，则及时控制车窗动作。该方法可以提高图像处理速度，提高监测效率。
[0042]具体的，在一种具体实施例中，所述图像采集器100包括摄像头和用于成像的图像传感器。其中，摄像头包括透镜等光学元件，用于接收外界进入的光线，通过调整焦距以保证具有清晰的成像效果。
[0043]图像传感器是一个由一组m行Xn列的像素点构成的感光电子元器件，对应成像形成由一组m行Xn列的像素点构成的图像。可选的，所述图像传感器可采用COMS图像传感器，或者CXD图像传感器。
[0044]所述图像处理器101可采用数字图像处理器，可将图像传感器传输的图像信号转化为数字信号，并进一步进行图像处理、图像特征提取等运算。
[0045]请参考图3，在本发明一种具体实施例中，该防夹装置还包括与所述中央处理器102相连的、用于将指令发送或接收外部指令的通信模块103。通过通信模块103与外界进行通信。
[0046]所述防夹装置还包括与所述图像处理器101、所述中央处理器102相连的存储器104。中央处理器用于防夹判断、各部件控制、数据调用和预算、指令处理等操作，由存储器104存储运行数据、指令、代码、算法等数据。
[0047]优选的，为了防止较暗环境下光线不足，而影响图像识别及防夹功能，所述电动车窗防夹装置还可设置用于向窗框区域补光的红外光源，可设置一个或多个红外光源，如红外LED光源。这样，当车窗观测区域较暗时，通过红外光源补光，保证采集到清晰的图像，保证了防夹保护功能。可选的，补光光源也可采用钨丝灯等其他光源。
[0048]优选的，为了防止车内外产生的反光对图像采集的影响，本实施例电动车窗防夹装置还可在摄像头设置偏光片，在摄像头前安装偏光片，避免车内外反光干扰图像采集器采集图像。具体的，偏光片可以设置在图像采集器前部，也可设置在摄像头和图像传感器之间。
[0049]因此，本发明电动车窗防夹装置，采用图像识别的方法进行防夹控制。通过识别电动车窗防夹区域内图像的特征变化，判断防夹区域内是否存在物体以及物体是否有被夹风险，进而及时控制车窗停止关闭或者下降，达到防止物体被夹的效果。与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0050]1、采用图像化的防夹控制，处理过程简单，无复杂的软件算法，防夹控制过程与人体感知过程比较接近，更符合实际情况。
[0051]2、防夹保护效果不会受车辆零部件老化、磨损、位移、变形、使用环境改变等影响，
防夹效果稳定。
[0052]3、利用采集图像的方法进行防夹判断。有别于现有方案中采用转换电机磁力量变化的方法，本方案直观、误判率较低，可靠性高。
[0053]相应的，本发明实施例还提供一种电动车窗防夹系统，请参考图4，所述电动车窗防夹系统包括:
[0054]如上所述的电动车窗防夹装置I;
[0055]与所述电动车窗防夹装置I相连的、根据指令控制车窗动作的车窗控制模块2。
[0056]其中，车窗控制模块2与车窗相连，具体可包括驱动电机和用于带动车窗动作的传动装置，用于控制车窗动作。
[0057]电动车窗防夹装置I通过采集车窗窗框区域的图像，识别车窗防夹区域内图像的特征变化，当判断防夹区域内存在物体且物体有被夹风险时，则及时发出指令。车窗控制模块2根据指令控制车窗动作，控制车窗停止上升或者反转下降，防止物体被夹到，进而实现防夹保护的功能。
[0058]本实施例中，所述电动车窗防夹装置I与所述车窗控制模块2通过车内局域互联网络3相连，具体可以通过CAN总线或LIN总线进行通信。
[0059]具体的，所述电动车窗防夹装置I可设置在车窗正上方，例如车窗正上方车顶中，能够实时采集车窗窗框区域的图像。优选的，所述电动车窗防夹装置I的图像采集器的观测角度设置为160度-180度，观测距离小于等于I米，保证采集到较全面的、较清晰的窗框区域图像。另外，为了增强防夹检测效果，用户也可以根据需求在车辆电动车窗的上下左右位置分别安装该防夹装置。
[0060]用户在用车中，通过操作车窗开关可以控制打开车窗或关闭车窗;在电动车窗关闭的过程中，该电动车窗防夹装置能实时采集窗框区域图像，并通过图像识别判断车窗防夹区域是否存在物体以及物体是否存在被夹风险，若车窗窗框区域没有物体则电动车窗继续上升，完成关闭;若存在物体且物体有被夹的风险，则控制电动车窗停止上升或执行下降动作，防止物体被夹到，达到防夹保护的效果。本发明电动车窗防夹装置及系统结构简单，性能稳定，实现性较好。
[0061]以上对本发明所提供的一种电动车窗防夹装置及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种电动车窗防夹装置，其特征在于，包括: 用于采集车窗窗框区域的图像的图像采集器； 与所述图像采集器相连的、用于对采集的图像作处理并提取图像中物体特征信息的图像处理器； 与所述图像处理器相连的、用于当判断图像中物体的边缘曲线与窗框的预设边沿曲线重合时发出指令的中央处理器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述中央处理器相连的、用于将指令发送或接收外部指令的通信模块。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括与所述图像处理器、所述中央处理器相连的存储器。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集器包括摄像头和用于成像的图像传感器。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括用于向窗框区域补光的红外光源。6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述摄像头设置有偏光片。7.一种电动车窗防夹系统，其特征在于，包括: 如权利要求1-6任一项所述的电动车窗防夹装置； 与所述电动车窗防夹装置相连的、根据指令控制车窗动作的车窗控制模块。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电动车窗防夹装置与所述车窗控制模块通过车内局域互联网络相连。9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电动车窗防夹装置设置在车窗正上方。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电动车窗防夹装置的图像采集器的观测角度为160度-180度，观测距离小于等于I米。
【文档编号】E05F15/40GK105927088SQ201610438209
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】施亮, 石林荣
【申请人】科世达（上海）管理有限公司, 上海科世达-华阳汽车电器有限公司