基于红外摄像的窗体操控平台的制作方法

本发明涉及红外图像领域，尤其涉及一种基于红外摄像的窗体操控平台。

背景技术：

针对木质材质的窗户，相对来说，木质应该是最为完美的窗体框架材质，无论从隔热、隔音等角度来说都有明显的优势，而且与生俱来的质感和自然花纹更为让人心动。虽然是木质，但实际上有的用于做窗框的实木已经经过了层层特殊的处理，不仅没有了水分，要求更高的甚至被吸去了脂肪，这样一来，所谓的木质实际上已经如同化石一样，经过处理后的实木，只保留了木材的外表，品质却完全不一样了，不会开裂变形，更不用担心遭虫咬、被腐蚀，而且，强度也大大增加。此外，还有一种框架结构被称作铝包木，木质框架的户外部分为一层铝合金结构，实际上，这是综合了木质框架的隔热性好以及铝合金强度高的优点，合而为一，扬长避短。木质窗唯一的一个缺点就是造价昂贵。

窗户不只是用来看一看外面风光的，在很大程度上，决定了人们生活的质量，但有时，许多问题根本不会注意得到。窗户所封闭的场所通常是人们的栖息之所，是人们自己营造的一个相对独立的小环境，挡风避雨，遮阳隔音，保护自己不受到任何来自外界的因素侵扰。说是相对的独立，是因为不可能完全脱离外界的环境而独自生活，需要室内室外能有一个合理的交流与互换。在这个相对小的环境中，需要有合适的温度、湿度、空气和光线，还要有适合自己的声音环境，这些都需要通过对窗户进行定制来实现，例如，在外界雾霾或灰尘严重时关闭窗户，在室外温差大时调整窗户的开启模式，在室外光线相差悬殊时控制窗户的开启角度，以及根据室外风速控制窗户的开关等。因此，窗体的设计对于营造一个舒适的起居环境来说尤为关键。

现有技术的窗体控制方案过于简单，偏重于人工操纵模式，自动化程度低，无法满足人们日益增长的舒适度的需求。

因此，需要一种新的窗体驱动方案，能够改变原有的人工操纵模式，采用全自动化的操纵模式，从而不需要人们起身进行各种控制操作，给人们提供了更多方便，同时，能够丰富基于参数检测的控制策略以及提供与其他设备的联动机制。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于红外摄像的窗体操控平台，引入了各种新的参数检测设备对室内外环境参数进行检测，对窗体内部结构进行适应性改造，并增加必要的设备联动模式，相应地，在参数检测的基础上，对窗体驱动控制机制进行优化和改善，从而全方面满足用户的需求。

根据本发明的一方面，提供了一种基于红外摄像的窗体操控平台，所述平台包括外窗主体、内窗主体、红外补光设备、红外摄像设备和DSP处理芯片，DSP处理芯片分别与外窗主体、内窗主体和红外摄像设备连接，用于基于红外摄像设备的输出对外窗主体和内窗主体进行控制。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中，包括：外窗主体，设置在内窗主体之外，包括外窗窗体，外窗窗体与内窗主体的驱动电机连接，用于根据发往驱动电机的外窗控制信号调整外窗窗体的开启模式，外窗控制信号中包括外窗开启角度；内窗主体，包括驱动电机、上部升降链条、中部升降链条、下部升降链条、上部推动拉杆、中部推动拉杆、下部推动拉杆、上部扇叶集合、中部扇叶集合、下部扇叶集合和框架，驱动电机接收上部倾斜角度以通过上部升降链条带动上部推动拉杆将上部扇叶集合内的各个扇叶按照上部倾斜角度同步倾斜，接收中部倾斜角度以通过中部升降链条带动中部推动拉杆将中部扇叶集合内的各个扇叶按照中部倾斜角度同步倾斜，还接收下部倾斜角度以通过下部升降链条带动下部推动拉杆将下部扇叶集合内的各个扇叶按照下部倾斜角度同步倾斜，每一个扇叶集合都是通过铰接的固定连杆和活动连杆构建成使得该扇叶集合内各个扇叶同步联动的可倾斜结构；红外补光设备，位于红外摄像设备上，包括1个500瓦的卤灯和2个60瓦的远红外辐射灯，用来提高红外摄像设备周围的远红外光线强度，在每一个卤灯前插入有中心波长为1.6μm、带宽为0.5μm的光学滤波片以降低卤灯的发散热量；红外摄像设备，包括摄像镜头、可控云台、镜头底座、非制冷焦平面红外探测器和带通滤波片，镜头底座用于固定摄像镜头，可控云台用于控制红外摄像设备的摄像角度，非制冷焦平面红外探测器采用多晶硅材料制备的单片式电阻型微测辐射热计器件，像元中心距为45μm，噪声等效温差为100Mk，对人体拍摄而获得的红外图像的画面精度为500万像素，带通滤波片的滤波带宽为300nm，中心波长为1.43μm；PM2.5浓度检测设备，用于检测并输出空气中的实时PM2.5浓度；温度检测设备，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度；DSP处理芯片，分别与PM2.5浓度检测设备、驱动电机、汗水等级检测设备和温度检测设备连接，用于接收实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度，当实时PM2.5浓度小于等于预设PM2.5浓度阈值时，进入开窗模式，根据实时PM2.5浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度，实时PM2.5浓度越小，外窗开启角度越大，当实时PM2.5浓度大于预设PM2.5浓度阈值时，进入关窗模式，设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零；其中，DSP处理芯片在开窗模式内执行以下操作：当实时汗水含量小于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜控制信号中的上部倾斜角度、下部倾斜控制信号中的下部倾斜角度和中部倾斜控制信号中的中部倾斜角度，实时汗水含量越小，上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时汗水含量大于等于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜角度和中部倾斜角度，下部倾斜角度为零，实时汗水含量越小，上部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时汗水含量小于等于百分比阈值且实时温度大于等于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜角度，下部倾斜角度为零，中部倾斜角度为零，实时汗水含量越小，上部倾斜角度越大；噪声类型检测设备，用于与红外摄像设备连接以接收红外图像，对红外图像进行噪声分析以确定其中的图像噪声类型，图像噪声类型包括椒盐噪声、高斯噪声、器件噪声和低信噪比噪声；滤波选择设备，与噪声类型检测设备连接，用于在接收到的图像噪声类型为器件噪声时，启动连续图像采样设备、图像配准设备和图像平均设备，关闭中值滤波设备、自适应递归滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为椒盐噪声时，启动中值滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、自适应递归滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为高斯噪声时，启动自适应递归滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、中值滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为低信噪比噪声时，启动小波滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、中值滤波设备和自适应递归滤波设备；中值滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行5×5像素滤波窗口的中值滤波处理，输出去噪图像；自适应递归滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行自适应递归滤波处理，输出去噪图像；小波滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行小波滤波处理，输出去噪图像；连续图像采样设备，用于与红外摄像设备连接以连续采样6帧红外图像，采样间隔为每秒5帧；图像配准设备，用于与连续图像采样设备连接以接收连续采样的6帧红外图像，并对6帧红外图像进行配准操作以使得各帧之间相应的像素能够对齐排列，获得6帧配准后的红外图像；图像平均设备，用于与图像配准设备连接以接收6帧配准后的红外图像，对6帧配准后的红外图像以像素为单位逐像素进行像素值平均，将获得的各个像素的平均像素值组成去噪图像；伽马校正设备，用于接收去噪图像，对去噪图像进行伽马校正以获得并输出校正图像；灰度化设备，与伽马校正设备连接，用于接收校正图像，对校正图像进行灰度化处理以获得并输出灰度化图像；灰度统计设备，与灰度化设备连接，用于接收灰度化图像，从灰度化图像处提取各个像素的灰度值，基于各个像素的灰度值确定灰度化图像的平均灰度值以作为图像灰度值输出；汗水等级检测设备，与灰度统计设备连接，用于接收图像灰度值，确定图像灰度值归属的灰度等级，基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出，图像灰度值归属的灰度等级越低，汗水含量越高，其中，基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量包括按照灰度等级汗水含量对照表以基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出，灰度等级汗水含量对照表保存了每一个灰度等级对应的汗水含量；移动硬盘，与汗水等级检测设备连接，用于存储灰度等级汗水含量对照表。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中：红外摄像设备位于内窗主体的正上方。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中：红外摄像设备还包括内置存储单元，用于存储红外图像。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中，还包括：语音播放设备，设置在红外摄像设备附近。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中：语音播放设备包括语音播放芯片和存储芯片，语音播放芯片与存储芯片连接，用于播放存储芯片预先存储的语音警报文件。

更具体地，在所述基于红外摄像的窗体操控平台中：语音播放设备为多声道扬声器。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于红外摄像的窗体操控平台的结构方框图。

附图标记：1外窗主体；2内窗主体；3红外补光设备；4红外摄像设备；5DSP处理芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于红外摄像的窗体操控平台的实施方案进行详细说明。

窗户不只是用来看一看外面风光的，在很大程度上，决定了人们生活的质量，但有时，许多问题人们根本不会注意得到。窗户封闭的空间是人们的栖息之所，是人们自己营造的一个相对独立的小环境，挡风避雨，遮阳隔音，保护自己不受到任何来自外界的因素侵扰。说是相对的独立，是因为人们不可能完全脱离外界的环境而独自生活，人们需要室内室外能有一个合理的交流与互换。在这个小环境中，人们需要有合适的温度、湿度、空气和光线，还要有适合自己的声音环境。

人们需要窗户能透进光线，那么随着阳光而来的就会是多余的热量。人们需要窗户能通风，那么随着流通的空气而来的，也许就是灰尘和蚊虫。所以，对于窗户的材质、工艺、结构、形式以及控制方式的设计，以及一些细致入微的方方面面都要考虑得到。

现有技术中的窗体控制模式不够细化，且缺乏有效的联动机制和必要的参数检测设备，还处于根据人们自身感觉进行控制操作的人工阶段，给人们的使用带来很大麻烦。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于红外摄像的窗体操控平台，对现有的窗体控制模式进行细化，增加了有效的联动机制和必要的参数检测设备，提高整个控制方案的自动化程度，从而改善窗体封闭空间的内部环境。

图1为根据本发明实施方案示出的基于红外摄像的窗体操控平台的结构方框图，所述平台包括外窗主体、内窗主体、红外补光设备、红外摄像设备和DSP处理芯片，DSP处理芯片分别与外窗主体、内窗主体和红外摄像设备连接，用于基于红外摄像设备的输出对外窗主体和内窗主体进行控制。

接着，继续对本发明的基于红外摄像的窗体操控平台的具体结构进行进一步的说明。

所述平台包括：外窗主体，设置在内窗主体之外，包括外窗窗体，外窗窗体与内窗主体的驱动电机连接，用于根据发往驱动电机的外窗控制信号调整外窗窗体的开启模式，外窗控制信号中包括外窗开启角度。

所述平台包括：内窗主体，包括驱动电机、上部升降链条、中部升降链条、下部升降链条、上部推动拉杆、中部推动拉杆、下部推动拉杆、上部扇叶集合、中部扇叶集合、下部扇叶集合和框架，驱动电机接收上部倾斜角度以通过上部升降链条带动上部推动拉杆将上部扇叶集合内的各个扇叶按照上部倾斜角度同步倾斜，接收中部倾斜角度以通过中部升降链条带动中部推动拉杆将中部扇叶集合内的各个扇叶按照中部倾斜角度同步倾斜，还接收下部倾斜角度以通过下部升降链条带动下部推动拉杆将下部扇叶集合内的各个扇叶按照下部倾斜角度同步倾斜，每一个扇叶集合都是通过铰接的固定连杆和活动连杆构建成使得该扇叶集合内各个扇叶同步联动的可倾斜结构。

所述平台包括：红外补光设备，位于红外摄像设备上，包括1个500瓦的卤灯和2个60瓦的远红外辐射灯，用来提高红外摄像设备周围的远红外光线强度，在每一个卤灯前插入有中心波长为1.6μm、带宽为0.5μm的光学滤波片以降低卤灯的发散热量。

所述平台包括：红外摄像设备，包括摄像镜头、可控云台、镜头底座、非制冷焦平面红外探测器和带通滤波片，镜头底座用于固定摄像镜头，可控云台用于控制红外摄像设备的摄像角度，非制冷焦平面红外探测器采用多晶硅材料制备的单片式电阻型微测辐射热计器件，像元中心距为45μm，噪声等效温差为100Mk，对人体拍摄而获得的红外图像的画面精度为500万像素，带通滤波片的滤波带宽为300nm，中心波长为1.43μm。

所述平台包括：PM2.5浓度检测设备，用于检测并输出空气中的实时PM2.5浓度；温度检测设备，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度。

所述平台包括：DSP处理芯片，分别与PM2.5浓度检测设备、驱动电机、汗水等级检测设备和温度检测设备连接，用于接收实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度，当实时PM2.5浓度小于等于预设PM2.5浓度阈值时，进入开窗模式，根据实时PM2.5浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度，实时PM2.5浓度越小，外窗开启角度越大，当实时PM2.5浓度大于预设PM2.5浓度阈值时，进入关窗模式，设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零；其中，DSP处理芯片在开窗模式内执行以下操作：当实时汗水含量小于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜控制信号中的上部倾斜角度、下部倾斜控制信号中的下部倾斜角度和中部倾斜控制信号中的中部倾斜角度，实时汗水含量越小，上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时汗水含量大于等于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜角度和中部倾斜角度，下部倾斜角度为零，实时汗水含量越小，上部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时汗水含量小于等于百分比阈值且实时温度大于等于温度阈值时，根据实时汗水含量调整上部倾斜角度，下部倾斜角度为零，中部倾斜角度为零，实时汗水含量越小，上部倾斜角度越大。

所述平台包括：噪声类型检测设备，用于与红外摄像设备连接以接收红外图像，对红外图像进行噪声分析以确定其中的图像噪声类型，图像噪声类型包括椒盐噪声、高斯噪声、器件噪声和低信噪比噪声。

所述平台包括：滤波选择设备，与噪声类型检测设备连接，用于在接收到的图像噪声类型为器件噪声时，启动连续图像采样设备、图像配准设备和图像平均设备，关闭中值滤波设备、自适应递归滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为椒盐噪声时，启动中值滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、自适应递归滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为高斯噪声时，启动自适应递归滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、中值滤波设备和小波滤波设备，在接收到的图像噪声类型为低信噪比噪声时，启动小波滤波设备，关闭图像采样设备、图像配准设备、图像平均设备、中值滤波设备和自适应递归滤波设备。

所述平台包括：中值滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行5×5像素滤波窗口的中值滤波处理，输出去噪图像；自适应递归滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行自适应递归滤波处理，输出去噪图像。

所述平台包括：小波滤波设备，用于与红外摄像设备连接以对红外图像进行小波滤波处理，输出去噪图像；连续图像采样设备，用于与红外摄像设备连接以连续采样6帧红外图像，采样间隔为每秒5帧。

所述平台包括：图像配准设备，用于与连续图像采样设备连接以接收连续采样的6帧红外图像，并对6帧红外图像进行配准操作以使得各帧之间相应的像素能够对齐排列，获得6帧配准后的红外图像。

所述平台包括：图像平均设备，用于与图像配准设备连接以接收6帧配准后的红外图像，对6帧配准后的红外图像以像素为单位逐像素进行像素值平均，将获得的各个像素的平均像素值组成去噪图像。

所述平台包括：伽马校正设备，用于接收去噪图像，对去噪图像进行伽马校正以获得并输出校正图像；灰度化设备，与伽马校正设备连接，用于接收校正图像，对校正图像进行灰度化处理以获得并输出灰度化图像；灰度统计设备，与灰度化设备连接，用于接收灰度化图像，从灰度化图像处提取各个像素的灰度值，基于各个像素的灰度值确定灰度化图像的平均灰度值以作为图像灰度值输出。

所述平台包括：汗水等级检测设备，与灰度统计设备连接，用于接收图像灰度值，确定图像灰度值归属的灰度等级，基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出，图像灰度值归属的灰度等级越低，汗水含量越高，其中，基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量包括按照灰度等级汗水含量对照表以基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出，灰度等级汗水含量对照表保存了每一个灰度等级对应的汗水含量。

所述平台包括：移动硬盘，与汗水等级检测设备连接，用于存储灰度等级汗水含量对照表。

可选地，在所述控制平台中：红外摄像设备位于内窗主体的正上方；红外摄像设备还包括内置存储单元，用于存储红外图像；语音播放设备，设置在红外摄像设备附近；语音播放设备包括语音播放芯片和存储芯片，语音播放芯片与存储芯片连接，用于播放存储芯片预先存储的语音警报文件；以及语音播放设备为多声道扬声器。

另外，滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号。

随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，导致信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声，恢复原本的信号，需要使用各种滤波器进行滤波处理。

采用本发明的基于红外摄像的窗体操控平台，针对现有技术中窗体控制方案过于单一且自动化程度不高的技术问题，通过增加多个室内外环境参数检测设备或人体参数检测设备对必要的参数进行实时提取，通过设计设备联动机制和优化窗体控制模式来丰富现有的窗体控制方案。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。