本發(fā)明涉及紅外線檢測領域，尤其涉及一種基于紅外線測距的智能化窗體。
背景技術：
高鐵具有載客量高、耗時少、安全性好、正點率高、舒適方便以及能耗較低等優(yōu)點。還能夠對對沿線地區(qū)經濟發(fā)展起到了推進和均衡作用；促進了沿線城市經濟發(fā)展和國土開發(fā)；沿線企業(yè)數(shù)量增加使國稅和地稅相應增加；節(jié)約能源和減少環(huán)境污染。同時能夠帶動沿線經濟，沿線城市煥發(fā)新活力高鐵對工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展起到了非常重要的促進作用，促使高鐵沿線中心城市與衛(wèi)星城鎮(zhèn)選擇重新“布局”，即以高鐵中心城市輻射和帶動周邊城市同步發(fā)展。
然而，高鐵的控制還需要進一步完善，例如高鐵窗戶的打開和關閉研究的較少，乘客操作不慎，很容易造成夾手等安全問題。這樣，不僅影響了乘客出行的情緒，而且對高鐵的經營方也造成了不利的影響。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于紅外線測距的智能化窗體，引入了圖像識別設備和肌肉反彈力檢測設備連接，能夠在玻璃主體的上沿的實時位置位于所述防夾區(qū)域內時，將肌肉反彈力檢測設備、高清攝像頭、第一濾波設備、邊緣增強設備、噪聲分析設備、第二濾波設備和圖像識別設備從省電模式切換到工作模式，更為關鍵的是，還能夠在接收到手形識別信號且接收到肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手報警信號，在接收到所述手形識別信號但未接收到所述肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手預警信號。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于紅外線測距的智能化窗體，所述窗體包括紅外線發(fā)射設備、紅外線接收設備、溫度檢測設備、嵌入式處理設備、玻璃主體以及直流電機，所述玻璃主體是否封閉所述窗體決定所述窗體是處于關閉狀態(tài)還是打開狀態(tài)，所述紅外線發(fā)射設備設置在所述玻璃主體的上沿的正上方，用于對所述玻璃主體的上沿發(fā)射紅外線，所述紅外線接收設備設置在所述玻璃主體的上沿的正上方，用于接收從所述玻璃主體的上沿反射回來的紅外線，所述嵌入式處理設備用于基于所述紅外線發(fā)射設備發(fā)射紅外線的時間和所述紅外線接收設備接收紅外線的時間之間的時間差以及實時紅外線傳播速度確定所述玻璃主體的上沿的實時位置；
其中，所述溫度檢測設備用于檢測所述窗體所在環(huán)境的實時溫度，所述嵌入式處理設備與所述溫度檢測設備連接，用于基于所述窗體所在環(huán)境的實時溫度確定實時紅外線傳播速度。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：所述溫度檢測設備基于所述窗體所在環(huán)境的實時溫度確定實時紅外線傳播速度包括：所述窗體所在環(huán)境的實時溫度越高，實時紅外線傳播速度越快。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：所述直流電機用于驅動所述玻璃主體從所述窗體的底部向所述窗體的頂部上升以進行所述窗體的關閉操作；
其中，所述直流電機還用于驅動所述玻璃主體從所述窗體的頂部向所述窗體的低部下降以進行所述窗體的打開操作；
其中，自所述窗體的頂部向下設置有防夾區(qū)域，所述防夾區(qū)域位于所述窗體的頂部和防夾下限位置之間，所述防夾下限位置在所述窗體的頂部的下方并距離所述窗體的頂部的垂直距離達到預設距離閾值。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中，還包括：語音報警設備，設置在所述窗體的頂部的附近，與所述嵌入式處理設備連接，用于接收所述嵌入式處理設備發(fā)送的夾手報警信號，并播放與所述夾手報警信號相應的語音播放文件。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中，還包括：
肌肉反彈力檢測設備，設置在所述玻璃主體的上沿，用于檢測作用到所述玻璃主體的上沿的力度，并在作用到所述玻璃主體的上沿的力度落在肌肉反彈力范圍內時，發(fā)出肌肉檢測信號；
高清攝像頭，設置在所述窗體的頂部，面朝所述窗體的底部進行高清窗體圖像數(shù)據(jù)采集以獲得高清窗體圖像；
第一濾波設備，與所述高清攝像頭連接，用于接收高清窗體圖像，對所述高清窗體圖像同時執(zhí)行小波濾波處理、維納濾波處理、中值濾波處理和高斯低通濾波處理，以分別獲得第一濾波圖像、第二濾波圖像、第三濾波圖像和第四濾波圖像，同時對所述第一濾波圖像、所述第二濾波圖像、所述第三濾波圖像和所述第四濾波圖像進行信噪比分析以分別獲得第一信噪比、第二信噪比、第三信噪比和第四信噪比，從所述四個信噪比中選擇數(shù)值最大的信噪比作為目標信噪比，將目標信噪比對應的濾波圖像作為目標濾波圖像；
邊緣增強設備，與所述第一濾波設備連接，用于對所述目標濾波圖像進行邊緣增強處理以獲得邊緣增強圖像；
噪聲分析設備，與所述邊緣增強設備連接，用于對所述邊緣增強圖像進行噪聲成分解析以獲得所述邊緣增強圖像中各種噪聲類型以及分別對應的各個噪聲信號成分，在獲得的各個噪聲信號成分中選擇出幅值最大的三個噪聲信號成分并按照幅值從大到小排序分別作為第一噪聲信號成分、第二噪聲信號成分和第三噪聲信號成分；
第二濾波設備，分別與所述邊緣增強設備和所述噪聲分析設備連接，用于從圖像濾波模版庫中搜索與第一噪聲信號成分、第二噪聲信號成分和第三噪聲信號成分分別對應的圖像濾波模版以作為第一濾波模版、第二濾波模版和第三濾波模版，基于所述第一濾波模版、所述第二濾波模版和所述第三濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理以獲得最終濾波圖像；
圖像識別設備，與所述第二濾波設備連接，用于基于基準手形圖案對所述最終濾波圖像進行手形識別，基于預設玻璃灰度上限閾值和預設玻璃灰度下限閾值以識別所述玻璃主體的上沿，并在所述玻璃主體的上沿周圍存在手形時，發(fā)出手形識別信號；
所述嵌入式處理設備還分別與所述圖像識別設備和所述肌肉反彈力檢測設備連接，用于在所述玻璃主體的上沿的實時位置位于所述防夾區(qū)域內時，將所述肌肉反彈力檢測設備、所述高清攝像頭、所述第一濾波設備、所述邊緣增強設備、所述噪聲分析設備、所述第二濾波設備和所述圖像識別設備從省電模式切換到工作模式；
其中，所述第二濾波設備基于所述第一濾波模版、所述第二濾波模版和所述第三濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理以獲得最終濾波圖像包括：先使用所述第一濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理，獲得第一中間濾波圖像，再使用所述第二濾波模版對所述第一中間濾波圖像執(zhí)行濾波處理，獲得第二中間濾波圖像，最后使用所述第三濾波模版對所述第二中間濾波圖像執(zhí)行濾波處理，獲得最終濾波圖像；
其中，所述嵌入式處理設備在接收到所述手形識別信號且接收到所述肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手報警信號，在接收到所述手形識別信號但未接收到所述肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手預警信號。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：所述直流電機與所述嵌入式處理設備連接，用于在接收到所述夾手報警信號時，驅動所述玻璃主體從所述窗體的頂部向所述窗體的低部下降，還用于在接收到所述夾手預警信號時，停止對所述玻璃主體的驅動。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：語音報警設備，還用于接收所述嵌入式處理設備發(fā)送的夾手預警信號，并播放與所述夾手預警信號相應的語音播放文件。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：所述語音報警設備包括語音轉換芯片和雙聲道揚聲器。
更具體地，在所述基于紅外線測距的智能化窗體中：所述嵌入式處理設備還用于在所述玻璃主體的上沿的實時位置位于所述防夾區(qū)域之外時，將所述肌肉反彈力檢測設備、所述高清攝像頭、所述第一濾波設備、所述邊緣增強設備、所述噪聲分析設備、所述第二濾波設備和所述圖像識別設備從工作模式切換到省電模式。
附圖說明
以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于紅外線測距的智能化窗體的結構方框圖。
附圖標記：1接機口管控設備；2紅外線發(fā)射設備；3紅外線接收設備；4溫度檢測設備；5嵌入式處理設備；6玻璃主體；7直流電機
具體實施方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的基于紅外線測距的智能化窗體的實施方案進行詳細說明。
1959年4月5日，世界上第一條真正意義上的高速鐵路東海道新干線在日本破土動工，經過5年建設，于1964年3月全線完成鋪軌，同年7月竣工，1964年10月1日正式通車。東海道新干線從東京起始，途經名古屋，京都等地終至(新)大阪，全長515.4公里，運營速度高達210公里/小時，它的建成通車標志著世界高速鐵路新紀元的到來。隨后法國、意大利、德國紛紛修建高速鐵路。1972年繼東海道新干線之后，日本又修建了山陽、東北和上越新干線；法國修建了東南tgv線、大西洋tgv線；意大利修建了羅馬至佛羅倫薩。以日本為首的第一代高速鐵路的建成，大力推動了沿線地區(qū)經濟的均衡發(fā)展，促進了房地產、工業(yè)機械、鋼鐵等相關產業(yè)的發(fā)展，降低了交通運輸對環(huán)境的影響程度，鐵路市場份額大幅度回升，企業(yè)經濟效益明顯好轉。
法國、德國、意大利、西班牙、比利時、荷蘭、瑞典、英國等歐洲大部分發(fā)達國家，大規(guī)模修建該國或跨國界高速鐵路，逐步形成了歐洲高速鐵路網絡。這次高速鐵路的建設高潮，不僅僅是鐵路提高內部企業(yè)效益的需要，更多的是國家能源、環(huán)境、交通政策的需要。
在亞洲(韓國、中國臺灣、中國)、北美洲(美國)、澳洲(澳大利亞)世界范圍內掀起了建設高速鐵路的熱潮。主要體現(xiàn)在：一是修建高速鐵路得到了各國政府的大力支持，一般都有了全國性的整體修建規(guī)劃，并按照規(guī)劃逐步實施；二是修建高速鐵路的企業(yè)經濟效益和社會效益，得到了更廣層面的共識，特別是修建高速鐵路能夠節(jié)約能源、減少土地使用面積、減少環(huán)境污染、交通安全等方面的社會效益顯著，以及能夠促進沿線地區(qū)經濟發(fā)展、加快產業(yè)結構的調整等。
由于高鐵通行速度快，其對窗戶的開啟和關閉要求速度快，實時性好。然而，在高鐵窗戶上經常發(fā)生夾手的事故，由此可見，現(xiàn)有的高鐵窗戶控制系統(tǒng)尚不夠完善，仍有一定的上升空間。為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于紅外線測距的智能化窗體，用于解決上述技術問題。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于紅外線測距的智能化窗體的結構方框圖，所述窗體包括紅外線發(fā)射設備、紅外線接收設備、溫度檢測設備、嵌入式處理設備、玻璃主體以及直流電機，所述玻璃主體是否封閉所述窗體決定所述窗體是處于關閉狀態(tài)還是打開狀態(tài)；
所述紅外線發(fā)射設備設置在所述玻璃主體的上沿的正上方，用于對所述玻璃主體的上沿發(fā)射紅外線，所述紅外線接收設備設置在所述玻璃主體的上沿的正上方，用于接收從所述玻璃主體的上沿反射回來的紅外線，所述嵌入式處理設備用于基于所述紅外線發(fā)射設備發(fā)射紅外線的時間和所述紅外線接收設備接收紅外線的時間之間的時間差以及實時紅外線傳播速度確定所述玻璃主體的上沿的實時位置；
其中，所述溫度檢測設備用于檢測所述窗體所在環(huán)境的實時溫度，所述嵌入式處理設備與所述溫度檢測設備連接，用于基于所述窗體所在環(huán)境的實時溫度確定實時紅外線傳播速度。
接著，繼續(xù)對本發(fā)明的基于紅外線測距的智能化窗體的具體結構進行進一步的說明。
在所述智能化窗體中：所述溫度檢測設備基于所述窗體所在環(huán)境的實時溫度確定實時紅外線傳播速度包括：所述窗體所在環(huán)境的實時溫度越高，實時紅外線傳播速度越快。
在所述智能化窗體中：所述直流電機用于驅動所述玻璃主體從所述窗體的底部向所述窗體的頂部上升以進行所述窗體的關閉操作；
其中，所述直流電機還用于驅動所述玻璃主體從所述窗體的頂部向所述窗體的低部下降以進行所述窗體的打開操作；
其中，自所述窗體的頂部向下設置有防夾區(qū)域，所述防夾區(qū)域位于所述窗體的頂部和防夾下限位置之間，所述防夾下限位置在所述窗體的頂部的下方并距離所述窗體的頂部的垂直距離達到預設距離閾值。
在所述智能化窗體中，還包括：語音報警設備，設置在所述窗體的頂部的附近，與所述嵌入式處理設備連接，用于接收所述嵌入式處理設備發(fā)送的夾手報警信號，并播放與所述夾手報警信號相應的語音播放文件。
在所述智能化窗體中，還包括：
肌肉反彈力檢測設備，設置在所述玻璃主體的上沿，用于檢測作用到所述玻璃主體的上沿的力度，并在作用到所述玻璃主體的上沿的力度落在肌肉反彈力范圍內時，發(fā)出肌肉檢測信號；
高清攝像頭，設置在所述窗體的頂部，面朝所述窗體的底部進行高清窗體圖像數(shù)據(jù)采集以獲得高清窗體圖像；
第一濾波設備，與所述高清攝像頭連接，用于接收高清窗體圖像，對所述高清窗體圖像同時執(zhí)行小波濾波處理、維納濾波處理、中值濾波處理和高斯低通濾波處理，以分別獲得第一濾波圖像、第二濾波圖像、第三濾波圖像和第四濾波圖像，同時對所述第一濾波圖像、所述第二濾波圖像、所述第三濾波圖像和所述第四濾波圖像進行信噪比分析以分別獲得第一信噪比、第二信噪比、第三信噪比和第四信噪比，從所述四個信噪比中選擇數(shù)值最大的信噪比作為目標信噪比，將目標信噪比對應的濾波圖像作為目標濾波圖像；
邊緣增強設備，與所述第一濾波設備連接，用于對所述目標濾波圖像進行邊緣增強處理以獲得邊緣增強圖像；
噪聲分析設備，與所述邊緣增強設備連接，用于對所述邊緣增強圖像進行噪聲成分解析以獲得所述邊緣增強圖像中各種噪聲類型以及分別對應的各個噪聲信號成分，在獲得的各個噪聲信號成分中選擇出幅值最大的三個噪聲信號成分并按照幅值從大到小排序分別作為第一噪聲信號成分、第二噪聲信號成分和第三噪聲信號成分；
第二濾波設備，分別與所述邊緣增強設備和所述噪聲分析設備連接，用于從圖像濾波模版庫中搜索與第一噪聲信號成分、第二噪聲信號成分和第三噪聲信號成分分別對應的圖像濾波模版以作為第一濾波模版、第二濾波模版和第三濾波模版，基于所述第一濾波模版、所述第二濾波模版和所述第三濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理以獲得最終濾波圖像；
圖像識別設備，與所述第二濾波設備連接，用于基于基準手形圖案對所述最終濾波圖像進行手形識別，基于預設玻璃灰度上限閾值和預設玻璃灰度下限閾值以識別所述玻璃主體的上沿，并在所述玻璃主體的上沿周圍存在手形時，發(fā)出手形識別信號；
所述嵌入式處理設備還分別與所述圖像識別設備和所述肌肉反彈力檢測設備連接，用于在所述玻璃主體的上沿的實時位置位于所述防夾區(qū)域內時，將所述肌肉反彈力檢測設備、所述高清攝像頭、所述第一濾波設備、所述邊緣增強設備、所述噪聲分析設備、所述第二濾波設備和所述圖像識別設備從省電模式切換到工作模式；
其中，所述第二濾波設備基于所述第一濾波模版、所述第二濾波模版和所述第三濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理以獲得最終濾波圖像包括：先使用所述第一濾波模版對所述邊緣增強圖像執(zhí)行濾波處理，獲得第一中間濾波圖像，再使用所述第二濾波模版對所述第一中間濾波圖像執(zhí)行濾波處理，獲得第二中間濾波圖像，最后使用所述第三濾波模版對所述第二中間濾波圖像執(zhí)行濾波處理，獲得最終濾波圖像；
其中，所述嵌入式處理設備在接收到所述手形識別信號且接收到所述肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手報警信號，在接收到所述手形識別信號但未接收到所述肌肉檢測信號時，發(fā)出夾手預警信號。
在所述智能化窗體中：所述直流電機與所述嵌入式處理設備連接，用于在接收到所述夾手報警信號時，驅動所述玻璃主體從所述窗體的頂部向所述窗體的低部下降，還用于在接收到所述夾手預警信號時，停止對所述玻璃主體的驅動。
在所述智能化窗體中：語音報警設備，還用于接收所述嵌入式處理設備發(fā)送的夾手預警信號，并播放與所述夾手預警信號相應的語音播放文件。
在所述智能化窗體中：所述語音報警設備包括語音轉換芯片和雙聲道揚聲器。
在所述智能化窗體中：所述嵌入式處理設備還用于在所述玻璃主體的上沿的實時位置位于所述防夾區(qū)域之外時，將所述肌肉反彈力檢測設備、所述高清攝像頭、所述第一濾波設備、所述邊緣增強設備、所述噪聲分析設備、所述第二濾波設備和所述圖像識別設備從工作模式切換到省電模式。
另外，所述高清攝像頭包括cmos圖像傳感器。cmos圖像傳感器是一種典型的固體成像傳感器，與ccd有著共同的歷史淵源。cmos圖像傳感器通常由像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯、ad轉換器、數(shù)據(jù)總線輸出接口、控制接口等幾部分組成,這幾部分通常都被集成在同一塊硅片上。其工作過程一般可分為復位、光電轉換、積分、讀出幾部分。
在cmos圖像傳感器芯片上還可以集成其他數(shù)字信號處理電路，如ad轉換器、自動曝光量控制、非均勻補償、白平衡處理、黑電平控制、伽瑪校正等，為了進行快速計算甚至可以將具有可編程功能的dsp器件與cmos器件集成在一起，從而組成單片數(shù)字相機及圖像處理系統(tǒng)。
1963年morrison發(fā)表了可計算傳感器，這是一種可以利用光導效應測定光斑位置的結構，成為cmos圖像傳感器發(fā)展的開端。1995年低噪聲的cmos有源像素傳感器單片數(shù)字相機獲得成功。
cmos圖像傳感器具有以下幾個優(yōu)點：1)、隨機窗口讀取能力。隨機窗口讀取操作是cmos圖像傳感器在功能上優(yōu)于ccd的一個方面，也稱之為感興趣區(qū)域選取。此外，cmos圖像傳感器的高集成特性使其很容易實現(xiàn)同時開多個跟蹤窗口的功能。2)、抗輻射能力?？偟膩碚f，cmos圖像傳感器潛在的抗輻射性能相對于ccd性能有重要增強。3)、系統(tǒng)復雜程度和可靠性。采用cmos圖像傳感器可以大大地簡化系統(tǒng)硬件結構。4)、非破壞性數(shù)據(jù)讀出方式。5)、優(yōu)化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元結構中集成了多個功能晶體管的原因，cmos圖像傳感器也存在著若干缺點，主要是噪聲和填充率兩個指標。鑒于cmos圖像傳感器相對優(yōu)越的性能，使得cmos圖像傳感器在各個領域得到了廣泛的應用。
采用本發(fā)明的基于紅外線測距的智能化窗體，針對現(xiàn)有技術高鐵窗戶安全性能低下的技術問題，通過在高鐵窗戶上增加各個參數(shù)檢測設備以獲取與高鐵窗戶相關的各個參數(shù)，對各個參數(shù)進行分析和判斷，確定當前是否處于夾手的異常情況，以便于制定相應的應急措施，避免對乘客手部造成更嚴重的傷害。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。