直流无刷电机控制机构的制作方法

本发明涉及自动化书柜领域，尤其涉及一种直流无刷电机控制机构。

背景技术：

书柜分为单面书柜，双面书柜。书柜根据框架可以无限连接。学校的图书书柜一般都是分为6层，当然根据情况也可以4层5层，常规的规格每个框架是900-1000的宽度，单面书柜250-350深度，高度在2000mm左右。

书柜的结构和功能：

1、底架一般为分段组合式，具有对接与互换性。

2、节型、架高、架宽、层数和组数均可按客户需要选定。

3、粉末：静电粉末喷塑,环保无毒害,无气味。

4、书柜为框架结构：由底座、立柱、搁板、挂板、顶板、侧护板、书挡等部分组成。

5、搁板与扣勾的支承板，组合后平稳牢固，层与层的间距根据需要可自由调整。每层搁板均匀承重，单面为40kg，双面为80kg，如需增加负重。可专门设计。

6、焊接部分采用高标准熔接焊,表面平整光滑。

技术实现要素：

为了解决书柜缺乏隐私性控制机制的技术问题，本发明提供了一种直流无刷电机控制机构，基于各个子图像的灰度值的偏方差的比较，识别出需要进行图像增强处理的多个子图像，并将增强后的多个子图像替换到原始图像中；在白平衡处理设备和形态学处理设备的处理的基础上，实现对增强替换图像的前景图像的定向、有针对性的提取，为后续图像的识别和检测提供更有价值的待分析数据；在检测到因为抖动而产生的拽尾现象时，对图像内容进行分析，具体地，基于图像的各个像素点的各个红色通道值确定图像的位移矢量，并采用半球拍摄机构的内置电机进行相应的位移矫正，在上述数据处理的基础上，通过对附近人员的鉴权，实现对书柜的自动开关控制。

根据本发明的一方面，提供了一种直流无刷电机控制机构，所述机构包括：

电动柜门，设置在书柜的两侧，用于在直流无刷电机的控制下，实现对书柜的关门和开门操作。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

直流无刷电机，用于在接收到开门控制信号时，驱动所述电动柜门以实现对书柜的开门操作。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

半球拍摄机构，包括拽尾测量设备、图像截取设备、数据分析设备、直流驱动电机、滤光片、光学镜头和图像传感设备，所述图像传感设备用于对书柜对面进行拍摄，以获得并输出现场书柜图像。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

拽尾测量设备，与所述图像传感设备连接，用于接收现场书柜图像，对所述现场书柜图像执行图像内容测量，以确定现场书柜图像中是否出现拽尾图案，并在存在拽尾图案时，发出内容拽尾信号，否则，发出内容正常信号；图像截取设备，分别与所述拽尾测量设备和所述图像传感设备连接，用于在接收到第一个内容拽尾信号时，将所述第一个内容拽尾信号对应的现场书柜图像作为待分析图像输出，将距离所述第一个内容拽尾信号对应的现场书柜图像最近的现场书柜图像作为待比较图像输出；数据分析设备，与所述图像截取设备连接，用于接收所述待分析图像和所述待比较图像，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量，以作为当前位移矢量输出；直流驱动电机，分别与所述滤光片、所述光学镜头、所述图像传感设备和所述数据分析设备连接，用于基于所述位移矢量控制所述滤光片、所述光学镜头、所述图像传感设备一起进行相反方向的移动；白平衡处理设备，用于接收所述现场书柜图像，对所述现场书柜图像执行白平衡处理，以获得并输出对应的白平衡图像；形态学处理设备，包括膨胀处理子设备和腐蚀处理子设备，所述膨胀处理子设备与所述白平衡处理设备连接，用于接收所述白平衡图像，并对所述白平衡图像执行膨胀处理，以获得对应的膨胀处理图像，所述腐蚀处理子设备与所述膨胀处理子设备连接，用于接收所述膨胀处理图像，并对所述膨胀处理图像执行腐蚀处理，以获得对应的腐蚀处理图像；像素值统计设备，与所述形态学处理设备连接，用于接收所述腐蚀处理图像，获取所述腐蚀处理图像的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行均方差计算，将获得的均方差的数值作为参考数据输出；碎片提取设备，与所述像素值统计设备连接，用于接收所述腐蚀处理图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述腐蚀处理图像进行均匀式分割，以获得多个分割碎片，其中，所述参考数据越大，对所述腐蚀处理图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；噪声分析设备，与所述碎片提取设备连接，用于接收所述多个分割碎片，针对每一个分割碎片，检测所述分割碎片中幅值排名前五的五种噪声类型，基于所述五种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割碎片的信噪比，并基于所述分割碎片的信噪比确定对所述分割碎片进行背景分割的阈值大小；前景提取设备，与所述噪声分析设备连接，用于针对每一个分割碎片，基于确定的阈值对所述分割碎片执行背景分割处理以获得对应的前景碎片，并将各个分割碎片的各个前景碎片进行拟合，以获得前景检测图像，并输出所述前景检测图像；偏方差识别设备，与所述前景提取设备连接，用于接收所述前景检测图像，对所述前景检测图像的各个子图像分别执行灰度值的偏方差检测，以获得各个子图像分别对应的各个偏方差，其中，对所述前景检测图像的各个子图像分别执行灰度值的偏方差检测包括：对于每一个子图像，提取所述子图像的各个像素点的灰度值，基于所述子图像的各个像素点的灰度值计算所述子图像的偏方差；子图像辨识设备，与所述偏方差识别设备连接，用于接收各个子图像的各个偏方差，计算各个子图像的各个偏方差的均值，将偏方差到所述均值的距离超过限量的子图像作为识别子图像，并输出所述前景检测图像中的各个识别子图像；子图像处理设备，与所述子图像辨识设备连接，用于接收所述各个识别子图像，对每一个识别子图像执行基于其信噪比的图像增强处理，以获得对应的增强子图像，其中，识别子图像的信噪比越小，对其执行的图像增强处理的幅度越大，所述子图像处理设备输出多个增强子图像；子图像替换设备，分别与所述子图像辨识设备和所述子图像处理设备连接，用于接收所述多个增强子图像，并将所述前景检测图像中删除各个识别子图像，并相应地补入各个增强子图像，以获得对应的增强替换图像；授权验证设备，分别与所述子图像替换设备和所述直流无刷电机连接，用于接收所述增强替换图像，基于预设授权人员脸部特征对所述增强替换图像的图像特征进行特征匹配，当特征匹配的百分比值超过预设百分比阈值时，发出开门控制信号，否则，发出关门控制信号。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中：所述直流无刷电机还用于在接收到关门控制信号时，驱动所述电动柜门以实现对书柜的关门操作。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中：所述滤光片设置在所述光学镜头的前方，所述图像传感设备设置在所述光学镜头的前方。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中：在所述数据分析设备中，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量包括：获取所述待分析图像的各个像素点的各个红色通道值以及所述待比较图像的各个红色通道值。

更具体地，在所述直流无刷电机控制机构中：在所述数据分析设备中，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量还包括：基于所述待分析图像的各个像素点的各个红色通道值以及所述待比较图像的各个红色通道值确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量。

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直流无刷电机控制机构的所应用的书柜的外形示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的直流无刷电机控制机构的实施方案进行详细说明。

书柜英文称bookshelf，是人们用来专门放书籍的器具。由于书柜形态、结构的不同，又有书柜、书橱、书隔等其他名称。书柜是我们生活中的普遍用具。书柜可以依照材质分成金属制书柜和木质书柜，而金属书柜当中又可细分为单柱型、复柱型、积层书柜、密集书库还有滑动式书柜。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种直流无刷电机控制机构，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的直流无刷电机控制机构的所应用的书柜的外形示意图。

根据本发明实施方案示出的直流无刷电机控制机构包括：

电动柜门，设置在书柜的两侧，用于在直流无刷电机的控制下，实现对书柜的关门和开门操作。

接着，继续对本发明的直流无刷电机控制机构的具体结构进行进一步的说明。

在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

直流无刷电机，用于在接收到开门控制信号时，驱动所述电动柜门以实现对书柜的开门操作。

在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

半球拍摄机构，包括拽尾测量设备、图像截取设备、数据分析设备、直流驱动电机、滤光片、光学镜头和图像传感设备，所述图像传感设备用于对书柜对面进行拍摄，以获得并输出现场书柜图像。

在所述直流无刷电机控制机构中，还包括：

拽尾测量设备，与所述图像传感设备连接，用于接收现场书柜图像，对所述现场书柜图像执行图像内容测量，以确定现场书柜图像中是否出现拽尾图案，并在存在拽尾图案时，发出内容拽尾信号，否则，发出内容正常信号；

图像截取设备，分别与所述拽尾测量设备和所述图像传感设备连接，用于在接收到第一个内容拽尾信号时，将所述第一个内容拽尾信号对应的现场书柜图像作为待分析图像输出，将距离所述第一个内容拽尾信号对应的现场书柜图像最近的现场书柜图像作为待比较图像输出；

数据分析设备，与所述图像截取设备连接，用于接收所述待分析图像和所述待比较图像，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量，以作为当前位移矢量输出；

直流驱动电机，分别与所述滤光片、所述光学镜头、所述图像传感设备和所述数据分析设备连接，用于基于所述位移矢量控制所述滤光片、所述光学镜头、所述图像传感设备一起进行相反方向的移动；

白平衡处理设备，用于接收所述现场书柜图像，对所述现场书柜图像执行白平衡处理，以获得并输出对应的白平衡图像；

形态学处理设备，包括膨胀处理子设备和腐蚀处理子设备，所述膨胀处理子设备与所述白平衡处理设备连接，用于接收所述白平衡图像，并对所述白平衡图像执行膨胀处理，以获得对应的膨胀处理图像，所述腐蚀处理子设备与所述膨胀处理子设备连接，用于接收所述膨胀处理图像，并对所述膨胀处理图像执行腐蚀处理，以获得对应的腐蚀处理图像；

像素值统计设备，与所述形态学处理设备连接，用于接收所述腐蚀处理图像，获取所述腐蚀处理图像的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行均方差计算，将获得的均方差的数值作为参考数据输出；

碎片提取设备，与所述像素值统计设备连接，用于接收所述腐蚀处理图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述腐蚀处理图像进行均匀式分割，以获得多个分割碎片，其中，所述参考数据越大，对所述腐蚀处理图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；

噪声分析设备，与所述碎片提取设备连接，用于接收所述多个分割碎片，针对每一个分割碎片，检测所述分割碎片中幅值排名前五的五种噪声类型，基于所述五种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割碎片的信噪比，并基于所述分割碎片的信噪比确定对所述分割碎片进行背景分割的阈值大小；

前景提取设备，与所述噪声分析设备连接，用于针对每一个分割碎片，基于确定的阈值对所述分割碎片执行背景分割处理以获得对应的前景碎片，并将各个分割碎片的各个前景碎片进行拟合，以获得前景检测图像，并输出所述前景检测图像；

偏方差识别设备，与所述前景提取设备连接，用于接收所述前景检测图像，对所述前景检测图像的各个子图像分别执行灰度值的偏方差检测，以获得各个子图像分别对应的各个偏方差，其中，对所述前景检测图像的各个子图像分别执行灰度值的偏方差检测包括：对于每一个子图像，提取所述子图像的各个像素点的灰度值，基于所述子图像的各个像素点的灰度值计算所述子图像的偏方差；

子图像辨识设备，与所述偏方差识别设备连接，用于接收各个子图像的各个偏方差，计算各个子图像的各个偏方差的均值，将偏方差到所述均值的距离超过限量的子图像作为识别子图像，并输出所述前景检测图像中的各个识别子图像；

子图像处理设备，与所述子图像辨识设备连接，用于接收所述各个识别子图像，对每一个识别子图像执行基于其信噪比的图像增强处理，以获得对应的增强子图像，其中，识别子图像的信噪比越小，对其执行的图像增强处理的幅度越大，所述子图像处理设备输出多个增强子图像；

子图像替换设备，分别与所述子图像辨识设备和所述子图像处理设备连接，用于接收所述多个增强子图像，并将所述前景检测图像中删除各个识别子图像，并相应地补入各个增强子图像，以获得对应的增强替换图像；

授权验证设备，分别与所述子图像替换设备和所述直流无刷电机连接，用于接收所述增强替换图像，基于预设授权人员脸部特征对所述增强替换图像的图像特征进行特征匹配，当特征匹配的百分比值超过预设百分比阈值时，发出开门控制信号，否则，发出关门控制信号。

在所述直流无刷电机控制机构中：所述直流无刷电机还用于在接收到关门控制信号时，驱动所述电动柜门以实现对书柜的关门操作。

在所述直流无刷电机控制机构中：所述滤光片设置在所述光学镜头的前方，所述图像传感设备设置在所述光学镜头的前方。

在所述直流无刷电机控制机构中：在所述数据分析设备中，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量包括：获取所述待分析图像的各个像素点的各个红色通道值以及所述待比较图像的各个红色通道值。

以及在所述直流无刷电机控制机构中：在所述数据分析设备中，基于所述待分析图像和所述待比较图像的整体比较，确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量还包括：基于所述待分析图像的各个像素点的各个红色通道值以及所述待比较图像的各个红色通道值确定所述待分析图像相对于所述待比较图像的位移矢量。

另外，采用gpu器件来实现所述授权验证设备。gpu是显示卡的“大脑”，gpu决定了该显卡的档次和大部分性能，同时gpu也是2d显示卡和3d显示卡的区别依据。2d显示芯片在处理3d图像与特效时主要依赖cpu的处理能力，称为软加速。3d显示芯片是把三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也就是所谓的“硬件加速”功能。显示芯片一般是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。时下市场上的显卡大多采用nvidia和amd-ati两家公司的图形处理芯片。

gpu已经不再局限于3d图形处理了，gpu通用计算技术发展已经引起业界不少的关注，事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面，gpu可以提供数十倍乃至于上百倍于cpu的性能，如此强悍的“新星”难免会让cpu厂商老大英特尔为未来而紧张，nvidia和英特尔也经常为cpu和gpu谁更重要而展开口水战。gpu通用计算方面的标准目前有opencl、cuda、atistream。其中，opencl(全称opencomputinglanguage，开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准，也是一个统一的编程环境，便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码，而且广泛适用于多核心处理器(cpu)、图形处理器(gpu)、cell类型架构以及数字信号处理器(dsp)等其他并行处理器，在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景，amd-ati、nvidia时下的产品都支持opencl。

采用本发明的直流无刷电机控制机构，针对现有技术中书柜开关控制缺乏隐私保护能力的技术问题，通过基于各个子图像的灰度值的偏方差的比较，识别出需要进行图像增强处理的多个子图像，并将增强后的多个子图像替换到原始图像中；在白平衡处理设备和形态学处理设备的处理的基础上，实现对增强替换图像的前景图像的定向、有针对性的提取，为后续图像的识别和检测提供更有价值的待分析数据；在检测到因为抖动而产生的拽尾现象时，对图像内容进行分析，具体地，基于图像的各个像素点的各个红色通道值确定图像的位移矢量，并采用半球拍摄机构的内置电机进行相应的位移矫正，在上述数据处理的基础上，通过对附近人员的鉴权，实现对书柜的自动开关控制，从而解决了上述技术问题。

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。