一种通风柜开窗面积测量方法和装置以及一种控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业通风技术领域，特别是通风柜技术领域，具体为一种通风柜开窗 面积测量方法和装置以及一种控制器。
【背景技术】
[0002] 实验室通风是实验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不 吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的 通风。为阻止一些蒸气、气体和微粒（烟雾、煤烟、灰尘和气悬体）的吸收，污染物质须用通 风柜、通风罩或局部通风的方法除去。通风柜是实验室中最常用的一种局部排风设备，种类 繁多，由于其结构不同，使用的条件不同，其排风效果也不相同。通风柜的性能好环，主要取 决于通过通风柜空气移动的速度。使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体， 保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性。由于通风柜在生化实 验室中占有非常重要的位置，从改善实验室环境、改善劳动卫生条件，提高工作效率等方面 考虑，通风柜的使用台数飞跃地增加。随之而来的是通风管道，配管、配线、排风等都成为实 验室建设的重要课题。实验室气流装置中变风量通风柜为保持安全的面风速进行变风量控 制。
[0003] 通常上下开窗的通风柜开窗大小是通过安装拉索式测距传感器测量开窗的大小， 但市面上同时存在左右开窗以及异形窗的通风柜，无法通过安装拉索式测距传感器进行测 量。
【发明内容】
[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通风柜开窗面积测量 方法和装置以及一种控制器，用于解决现有技术中无法测量左右开窗和异形窗的通风柜的 开窗大小的问题。
[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通风柜开窗面积测量方法，所 述通风柜开窗面积测量方法包括：在所述通风柜窗的可移动边框上贴设用于确定所述可移 动边框的位置的预设图片，并在通风柜窗的对面装设可采集整个通风柜窗的图像的图像采 集模块；分别采集通风柜窗在窗口开度最大时和窗口开度最小时的图像，并根据通风柜窗 在窗口开度最大时和窗口开度最小时各自图像内所述预设图片的重心坐标确定窗口最高 像素位置和窗口最低像素位置；采集通风柜窗的实时图像，确定所述实时图像中所述预设 图片的重心坐标，并根据所述预设图片的重心坐标和预存的所述预设图片确定所述通风柜 窗的实时窗口像素位置；根据所述实时窗口像素位置、通风柜窗在窗口开度最大时的最大 开窗面积、所述窗口最高像素位置和所述窗口最低像素位置确定所述通风柜窗的实时开窗 面积。
[0006] 作为本发明的一种优选方案，根据所述预设图片的重心坐标和预存的所述预设图 片确定所述通风柜窗的实时窗口像素位置具体包括：获取所述实时图像并从所述实时图像 中提取涵盖所述预设图片的区域的特征描述子；将从所述实时图像中提取的特征描述子与 从预存的预设图片中提取的特征描述子相匹配并存储相匹配的特征点；根据相匹配的特征 点的重心坐标确定所述通风柜窗的实时窗口像素位置。
[0007] 作为本发明的一种优选方案，所述根据所述实时窗口像素位置、通风柜窗在窗口 开度最大时的最大开窗面积、所述窗口最高像素位置和所述窗口最低像素位置确定所述通 风柜窗的实时开窗面积的一种公式表达形式为：
[0009] S=HXff
[0010] 其中，Ss为实时开窗面积，S为最大开窗面积，P为实时窗口像素位置，Pmax为窗 口最高像素位置，Pmin为窗口最低像素位置，H为通风柜窗的高度，W为通风柜窗的宽度。
[0011] 作为本发明的一种优选方案，所述预设图片为条形码贴片。
[0012] 为实现上述目的，本发明还提供一种通风柜开窗面积测量装置，所述通风柜开窗 面积测量装置包括：图片定位模块，包含一预设图片，贴设于所述通风柜窗的可移动边框 上，用于确定所述可移动边框的位置；图像采集模块，装设于通风柜窗的对面，用于采集整 个通风柜窗的图像；图像处理模块，与所述图像采集模块相连，包括：图像获取单元，用于 从所述图像采集模块获取通风柜窗的图像；存储单元，与所述图像获取单元相连，用于存储 根据通风柜窗在窗口开度最大时和窗口开度最小时各自图像内所述预设图片的重心坐标 确定的窗口最高像素位置和窗口最低像素位置以及所述预设图片；实时图像处理单元，与 所述图像获取单元相连，用于根据图像采集模块采集的通风柜窗的实时图像中所述预设图 片的重心坐标和预存的所述预设图片确定所述通风柜窗的实时窗口像素位置；实时开窗面 积获取单元，与所述存储单元和所述实时图像处理单元相连，用于根据所述实时窗口像素 位置、通风柜窗在窗口开度最大时的最大开窗面积、所述窗口最高像素位置和所述窗口最 低像素位置确定所述通风柜窗的实时开窗面积。
[0013] 作为本发明的一种优选方案，所述实时图像处理单元包括：特征描述子提取子单 元，分别与所述图像获取单元和所述存储单元相连，用于从所述实时图像中提取涵盖所述 预设图片的区域的特征描述子并从预存的预设图片中提取的特征描述子；匹配子单元，与 所述特征描述子提取子单元相连，用于从所述实时图像中提取的特征描述子与从预存的预 设图片中提取的特征描述子相匹配并通过所述存储单元存储相匹配的特征点；实时窗口像 素位置获取子单元，分别与所述匹配子单元和所述存储单元相连，用于根据相匹配的特征 点的重心坐标确定所述通风柜窗的实时窗口像素位置。
[0014] 作为本发明的一种优选方案，在所述实时开窗面积获取单元中，确定所述通风柜 窗的实时开窗面积的一种公式表达形式为：
[0016] S=HXff
[0017] 其中，Ss为实时开窗面积，S为最大开窗面积，P为实时窗口像素位置，Pmax为窗 口最高像素位置，Pmin为窗口最低像素位置，H为通风柜窗的高度，W为通风柜窗的宽度。
[0018] 作为本发明的一种优选方案，所述预设图片为条形码贴片。
[0019] 作为本发明的一种优选方案，所述图像采集模块为图像传感器或摄像头。
[0020] 为实现上述目的，本发明还提供一种控制器，所述控制器包括如上所述的通风柜 开窗面积测量装置中的图像处理模块，所述控制器与控制通风柜风量的执行机构相连，所 述控制器将图像处理模块获取的通风柜窗的实时开窗面积发送至所述执行机构，以使得所 述执行机构根据通风柜窗的实时开窗面积对通风柜的风量进行调节。
[0021] 如上所述，本发明的一种通风柜开窗面积测量方法和装置以及一种控制器，具有 以下有益效果：
[0022] 1、本发明在所述通风柜窗的可移动边框上贴设用于确定所述可移动边框的位置 的预设图片，并在通风柜窗的对面装设可采集整个通风柜窗的图像的图像采集模块，通过 预设图片的位置确定所述通风柜窗的实时开窗面积，将开窗面积数据发送给执行机构，对 风量进行调节，所以本发明能够进行非接触式的开窗面积的测量，有效解决现有技术中无 法测量左右开窗和异形窗的通风柜的开窗大小的问题。
[0023] 2、本发明替代了传统的接触式的传感器，具有广泛的扩展性，有利于通风柜以及 实验室的智能化。
[0024] 3、本发明安装方便，具有较强的通用性和实用性。
【附图说明】
[0025] 图1显示为本发明的一种通风柜开窗面积测量方法的流程示意图。
[0026]图2显示为本发明的通风柜上安装图像采集模块和预设图片的示意图。
[0027] 图3显示为本发明的一种通风柜开窗面积测量方法中确定实时窗口像素位置的 流程示意图。
[0028] 图4显示为本发明的一种通风柜开窗面积测量装置的结构示意图。
[0029] 图5显示为本发明的一种通风柜开窗面积测量装置中实时图像处理单元的结构 示意图。
[0030] 图6显示为本发明的一种控制器的结构示意图。
[0031] 元件标号说明
[0032] 1 通风柜开窗面积测量装置
[0033]11 图片定位模块
[0034]111 预设图片
[0035]12 图像采集模块
[0036] 13 图像处理模块
[0037]131 图像获取单元
[0038] 132 存储单元
[0039]133 实时图像处理单元
[0040]133a特征描述子提取子单元
[0041]133b匹配子单元
[0042] 133c实时窗口像素位置获取子单元
[0043] 134 实时开窗面积获取单元
[0044] 2 通风柜
[0045] 3 通风柜窗
[0046] 4 控制器
[0047] Sl ~S4 步骤
【具体实施方式】
[0048] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容