本發(fā)明涉及傳感器、電機控制、語音和圖像信號的處理與傳輸以及通信工程領域，特別是涉及一種智能車窗控制裝置。

背景技術：

目前國內外大部分車輛的車窗控制系統普遍還是采用按鍵式手動控制方式，不過一些中大型車或者豪華車型也開始安裝感應式車窗控制方式，但是未見有綜合考慮車輛內外實時狀況采用多傳感器技術、圖像識別技術的智能車窗控制方式。也無法智能對車內的各種情況進行判斷和反應，所以人們需要更加滿足要求的車窗控制裝置及其控制方法。

技術實現要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種智能車窗控制裝置，具有可靠性能高、定位精確、功能多樣、使用方便等優(yōu)點，同時在小型數控機床的應用及普及上有著廣泛的市場前景。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：

提供一種智能車窗控制裝置，其包括：傳感器模塊、調理電路模塊、按鍵模塊、用于采集車內人員情況以及物品狀態(tài)的圖像信息的視頻監(jiān)控模塊、微處理器控制模塊、聲光報警及顯示模塊、定位通信模塊、步進電機及驅動模塊、數據庫存儲器以及車窗機構，

所述傳感器模塊通過所述調理電路模塊與所述微處理器控制模塊相連接，所述車窗機構通過所述步進電機及驅動模塊與所述微處理器控制模塊相連接，所述視頻監(jiān)控模塊、所述聲光報警及顯示模塊、所述定位通信模塊、所述數據庫存儲器分別與所述微處理器控制模塊相連接。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述傳感器模塊包括用于檢測車窗位置即開度的行程傳感器、雨量傳感器、溫度傳感器、氧含量傳感器、聲音傳感器、安裝在車窗上的振動傳感器以及用于采集車窗關閉過程時受到的阻力信號的扭矩傳感器。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述調理電路模塊包括信號轉換單元和標準化單元，其中，信號轉換單元將各個傳感器的輸出信號轉換為統一的電信號類型，標準化單元再將以上統一的電信號轉換成適合微處理器能接收的數據類型。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述按鍵模塊包括位于主駕位置的若干個車窗控制按鍵、位于副駕位置的若干個車窗控制按鍵以及位于后排兩側位置的若干個車窗控制按鍵。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，位于主駕位置的若干個所述車窗控制按鍵包括若干個車窗升降控制按鍵和用來手動切換車窗工作模式的功能切換按鍵。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步進電機及驅動模塊包括控制汽車車窗開閉狀態(tài)和開度的若干個步進電機以及與步進電機配合的將微處理器傳送來的車窗控制信號轉換成實際控制步進電機步進角的驅動信號的驅動模塊所組成。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述車窗機構包括與車窗玻璃相連接、完成車窗玻璃的開啟/關閉以及車窗開度的車窗升降機構。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述定位通信模塊包括GPS定位包括和GPRS通信模塊。

一種智能車窗控制裝置的控制方法，其步驟包括：

1）在數據庫存儲器中設置和存儲用于進行判斷的比對信息、比對圖像、模式識別圖像以及數據安全范圍；

2）視頻監(jiān)控模塊掃描車內各個位置的人員情況，將車內的圖像信息傳遞給微處理器控制模塊；

3）微處理器將視頻監(jiān)控模塊傳遞來的圖像信息與數據庫中的模式識別圖像進行比對，感知有無駕駛人員在主駕位置后來確定車窗的工作模式，如果有駕駛人員在主駕位置則開啟手動操作模式，并且根據駕駛者的習慣設定初始的手動操作方式，如果無駕駛人員在主駕位置則開啟自動感應模式，并且根據車主的預設指令設定起始的智能監(jiān)控方式；

4）所述自動感應模式包括普通模式和嬰幼兒單獨車內模式：

4.1）普通模式：

當感知無駕駛人員在主駕位置后，視頻監(jiān)控掃描整個車內空間并根據模式識別圖像判斷車內是否有嬰兒，如果確認無嬰幼兒單獨在車內，則開啟車窗控制的普通模式；

該方式主要包括無人自動關窗功能、雨量感應自動關窗功能以及防盜監(jiān)控功能。

通過視頻監(jiān)控模塊獲取車內實時人員情況圖片，上傳至微處理器控制模塊并與數據庫存儲器中的模式識別圖像進行比對確認人員情況，當確認無人員在車內時開啟自動關窗模式；通過雨量傳感器檢測天氣變化狀況，當檢測到下雨時則開啟自動關窗模式來關閉車窗；當車輛正常停放時，通過安裝于四個窗戶的振動傳感器實時在線檢測車窗的振動，判斷車輛是否遇到暴力破窗盜搶，如果遇到暴力破窗盜搶時，發(fā)出聲光報警并將盜搶信息發(fā)送給車主和公安部門，同時微處理器控制模塊利用視頻監(jiān)控模塊記錄下盜搶情景及相關嫌疑人員的圖像信息于數據庫中，并將以上信息一起發(fā)送至車主和公安部門；

4.2）嬰幼兒單獨車內模式:

當感知無駕駛人員在主駕位置后，視頻監(jiān)控掃描整個車內空間并根據模式識別圖像判斷車內是否有嬰兒，如果確認僅有嬰幼兒單獨在車內，則開啟車窗控制的嬰幼兒單獨車內模式；

利用車內的溫度傳感器和氧含量傳感器實時監(jiān)測車內的空氣狀況，并將相關數據送給微處理器控制模塊，微處理器控制模塊將實時數據與數據庫中預設的安全保障數據比對，如果實時數據沒超出安全范圍就不做動作，如果實時數據超出安全范圍，則步進電機及驅動模塊根據預設的比對信息開啟部分車窗保持車內空氣流通；

視頻監(jiān)控模塊實時采集嬰幼兒的活動情況并將圖片信息上傳至微處理器控制模塊，微處理器控制模塊將上述圖片與數據庫中預設的嬰幼兒不良或異常圖片比對，若發(fā)現圖片匹配狀況則立刻控制GPRS通信模塊向車主發(fā)送緊急信息，車主根據信息開啟車輛聲光報警、向車外顯示求助信息或者與車內嬰幼兒做應答處理；

聲音傳感器監(jiān)測嬰幼兒的語音信號，并將語音信號上傳至微處理器控制模塊，微處理器控制模塊判斷嬰幼兒是否發(fā)生哭鬧狀況，如果發(fā)生哭鬧狀況，則第一時間將該信息發(fā)送至車主；

視頻監(jiān)控模塊監(jiān)測車內嬰幼兒的行動和車外路人的行為，并將監(jiān)測信息發(fā)送至微處理器控制模塊，微處理器控制模塊判斷嬰幼兒是否爬出車輛或者是否有路人入侵車輛，如果發(fā)現嬰幼兒爬出車輛或者有路人入侵時，微處理器判定狀況后控制步進電機及驅動模塊來升降車窗，同時發(fā)送警報信息至車主。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述手動操作模式包括駕乘手動操作和駕駛員手動操作兩種方式，當開啟駕乘手動操作時，通過傳感器模塊檢測余量的大小并發(fā)出關窗提示，駕駛員可以操控所有車窗的開閉狀態(tài)及開度，乘客可以操控臨近一扇車窗的開閉狀態(tài)及開度，當開啟駕駛員手動操作方式時，通過傳感器模塊檢測余量的大小并發(fā)出關窗提示，且僅限駕駛員可以操控所有車窗的開閉狀態(tài)及開度。

本發(fā)明的有益效果是：利用傳感器技術感知車輛內外的環(huán)境狀況，同時利用監(jiān)控攝像頭采集車內外實時情況，根據預設的控制邏輯來調整車輛車窗的開閉狀態(tài)，改善車窗在特定情況下工作的智能化水平，具有較好的實用價值，整體具有一定的社會應用價值和經濟效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明的一種智能車窗控制裝置一較佳實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括：

一種智能車窗控制裝置由傳感器模塊、調理電路模塊、按鍵模塊、視頻監(jiān)控模塊、微處理器控制模塊、聲光報警及顯示模塊、GPS定位及GPRS通信模塊、步進電機及驅動模塊、數據庫存儲器以及車窗機構組成。

傳感器模塊包括行程傳感器（4個）、雨量傳感器、溫度傳感器（車內）、氧含量傳感器、聲音傳感器、振動傳感器（4個）以及扭矩傳感器（4個），在圖1中分別用傳感器1至傳感器7來表示。行程傳感器用于車窗位置即開度檢測；扭矩傳感器負責采集車窗關閉過程時受到的阻力信號。

調理電路模塊包括信號轉換單元和標準化單元。信號轉換單元將各個傳感器的輸出信號轉換為統一的電信號類型，標準化單元再將以上統一的電信號轉換成適合微處理器能接收的數據類型。

按鍵模塊包括主駕位置5個車窗控制按鍵（4個車窗升降控制按鍵，1個功能切換按鍵）、副駕位置1個車窗控制按鍵以及后排兩側位置各1個車窗控制按鍵，分別完成駕駛員對所有車窗狀態(tài)的手動控制以及乘客對所在位置車窗狀態(tài)的手動控制功能，另外還能實現車窗工作模式的手動切換。

微處理器控制模塊主要完成整個系統的控制算法的實現，以及各個部件工作的協調，保障整個系統工作的可持續(xù)性。

步進電機及驅動模塊主要由4個步進電機以及對應的驅動模塊所組成，步進電機負責實現對左右前后四扇車窗的開閉狀態(tài)及開度的控制，驅動部分負責將微處理器傳送來的車窗控制信號轉換成實際控制步進電機步進角的驅動信號。

視頻監(jiān)控模塊主要完成對車內實時情況的監(jiān)控，負責采集車內人員情況以及物品狀態(tài)的圖像信息。

GPS定位及GPRS通信模塊主要負責與車主的遠程通信，包括特定情況下位置、圖像、語音以及文字等信息的交互展示及應急監(jiān)控。

聲光報警及顯示模塊主要完成對車內異常狀況的警示以及顯示，并且把緊急情況以聲光形式傳遞出去。

數據庫存儲器主要存儲用于系統模式識別和比對的數據信息，另外用于存儲特定狀況下的狀態(tài)變量以及相關數據信息。

車窗機構主要由車窗玻璃及車窗升降機構組成，執(zhí)行微處理器控制指令的實際任務，完成車窗玻璃的開啟/關閉以及車窗開度的控制。

表1為智能車窗控制裝置的工作模式，包括手動操作模式和自動感應模式兩大類，手動操作模式具體包括駕乘手動操作方式和駕駛員手動操作方式兩種方式，而自動感應模式包括普通和嬰幼兒單獨車內兩種情形方式。各方式具體的功能詳見表1中的功能介紹：

表1

智能車窗控制裝置的控制方法如下：

1）視頻監(jiān)控模塊掃描車內各個位置的人員情況，將車內的圖像信息傳遞給微處理器控制模塊。

2）微處理器將視頻監(jiān)控模塊傳遞來的圖像信息與數據庫中的模式識別圖像進行比對，感知有無駕駛人員在主駕位置后來確定車窗的工作模式：a）有駕駛人員在主駕位置則開啟手動操作模式，并且根據駕駛者的習慣設定初始的手動操作方式；b）無駕駛人員在主駕位置則開啟自動感應模式，并且根據車主的預設指令設定起始的智能監(jiān)控方式。

3）手動操作模式分駕乘手動操作和駕駛員手動操作兩種方式，兩種方式都包含雨量感應關窗提示功能，不同在于：駕乘手動操作方式下，駕駛員可以操控所有車窗的開閉狀態(tài)及開度，乘客可以操控臨近一扇車窗的開閉狀態(tài)及開度；駕駛員手動操作方式僅限駕駛員可以操控所有車窗的開閉狀態(tài)及開度。

4）自動感應模式分普通和嬰幼兒單獨車內兩種方式：

A）智能監(jiān)控方式1（即普通方式）

在感知無駕駛人員在主駕位置后，視頻監(jiān)控掃描整個車內空間確認無嬰幼兒單獨車內情況下開啟車窗的智能監(jiān)控方式1。該方式主要包括無人自動關窗功能、雨量感應自動關窗功能以及防盜監(jiān)控功能。具體實現通過視頻監(jiān)控模塊獲取車內實時人員情況圖片，上傳至微處理器控制模塊與數據庫存儲器單元的模式圖片進行比對確認人員情況，確認無人員在車內情況開啟自動關窗功能；其次雨量傳感器檢測天氣變化狀況，如檢測到突遇陣雨、暴雨等下雨情況則開啟自動關窗功能來關閉車窗；還有在車輛正常停放時遇到暴力破窗盜竊（安裝于四個窗戶的振動傳感器實時在線檢測振動）時，能第一時間發(fā)出聲光報警信息并將盜搶信息發(fā)送給車主以及向公安部門報警，該信息包含事故時間、車輛數據、地址等，另外微處理器還將控制視頻監(jiān)控模塊記錄下相關嫌疑人員的圖像信息于數據庫中，并同以上信息一起發(fā)送至車主和公安部門。

B）智能監(jiān)控方式2（即嬰幼兒單獨車內方式）

在感知無駕駛人員在主駕位置后，視頻監(jiān)控掃描整個車內空間確認僅有嬰幼兒單獨車內情況下開啟車窗的智能監(jiān)控方式2。該方式包括智能監(jiān)控方式1的所有功能及嬰幼兒安全保障監(jiān)控功能。嬰幼兒安全保障監(jiān)控功能具體實現主要通過圖像監(jiān)控、語音信號識別、車內溫度控制以及車內氧氣保障等實現。首先在此方式車內溫度傳感器和車內氧含量傳感器實時監(jiān)測車內空氣的狀況，并將相關數據送給微處理器，微處理器將該數據與數據庫中預設的安全保障數據比對，如果沒超出安全范圍就不做動作，如果超出就控制步進電機及驅動模塊適度開啟部分車窗保持車內空氣流通；其次視頻監(jiān)控模塊實時采集嬰幼兒的活動情況并將圖片信息上傳至微處理器，微處理器將上述圖片與數據庫中的嬰幼兒不良或異常圖片比對，若發(fā)現匹配狀況即立刻控制GPRS通信模塊向車主發(fā)送緊急信息，車主根據信息可以做相應的處理，包括開啟車輛聲光報警及顯示求助信息（若車主不能及時趕到處理）或者做簡單應答處理；再者聲音傳感器監(jiān)測嬰幼兒的語音信號是否發(fā)生屬于哭鬧狀況，若發(fā)生第一時間將該信息發(fā)送至車主，同樣車主根據信息可以做出相應的處理；此外該方式下還包含防止嬰幼兒自行爬出車輛和外人入侵功能，主要通過視頻監(jiān)控模塊經微處理器判定狀況后控制步進電機及驅動模塊來升降車窗實現。

5）其他說明：扭矩傳感器采集車窗關閉過程時受到的阻力信號，用于車窗關閉時的防夾手功能；振動傳感器本例中只在4個車窗安裝了，如為更好地實現安全防盜還可在前擋風玻璃和后擋風玻璃安裝各安裝1個振動傳感器；視頻監(jiān)控模塊采集的圖像數據應當在數據存儲器有相應的模式圖庫和比對數據來提供相應的情形判決依據。

本發(fā)明一種智能車窗控制裝置的有益效果是：利用傳感器技術感知車輛內外的環(huán)境狀況，同時利用監(jiān)控攝像頭采集車內外實時情況，根據預設的控制邏輯來調整車輛車窗的開閉狀態(tài)，改善車窗在特定情況下工作的智能化水平，尤其對包括嬰幼兒單獨滯留車內、突降暴雨、防盜等特殊狀況的應急處理具有較好的實用價值，整體具有一定的社會應用價值和經濟效益。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。