[发明专利]自动化风扇驱动系统

摘要

本发明涉及一种自动化风扇驱动系统，包括MSP430单片机、惯性导航设备、图像内容分析设备和风扇驱动设备，MSP430单片机分别与惯性导航设备和图像内容分析设备连接，用于基于惯性导航设备的输出和图像内容分析设备的输出确定发送给风扇驱动设备的驱动控制信号。通过本发明，能够提高车辆风扇的控制精度。

主权项

一种自动化风扇驱动系统，所述系统包括MSP430单片机、惯性导航设备、图像内容分析设备和风扇驱动设备，MSP430单片机分别与惯性导航设备和图像内容分析设备连接，用于基于惯性导航设备的输出和图像内容分析设备的输出确定发送给风扇驱动设备的驱动控制信号；其特征在于，所述系统还包括：惯性导航设备，设置在汽车的前端仪表盘内，用于实时检测并输出汽车行驶方向；MSP430单片机，设置在汽车的前端仪表盘内，分别与惯性导航设备和阳光区域数据提取设备连接，用于接收汽车行驶方向、各个阳光子图像分别对应的位置以及分别对应的面积比率，并基于汽车行驶方向、各个阳光子图像分别对应的位置以及分别对应的面积比率确定驱动控制信号；高清图像采集设备，设置在汽车内、驾驶位置前方，用于以预设图像采集速率对驾驶位置场景进行图像采集以输出高清图像，其中预设图像采集速率为每秒10帧；预检测设备，与高清图像采集设备连接，用于接收高清图像，计算高清图像的平均亮度值，当高清图像的平均亮度值大于等于预设亮度阈值时，发出阳光过强预警信号，将高清图像发送给灰度化处理设备，否则，发出阳光强度正常信号，停止将高清图像发送给灰度化处理设备；灰度化处理设备，与预检测设备连接，包括通道参数提取单元、加权值存储单元和灰度值计算单元，通道参数提取单元与高清图像采集设备连接，用于接收高清图像以提取出高清图像中每一个像素点的R通道像素值、G通道像素值和B通道像素值，加权值存储单元用于预先存储了R通道加权值、G通道加权值和B通道加权值，灰度值计算单元分别与通道参数提取单元和加权值存储单元连接，针对高清图像中每一个像素点，将R通道像素值与R通道加权值的乘积、G通道像素值与G通道加权值的乘积以及B通道像素值与B通道加权值的乘积相加以获取针对的像素点的灰度值，并基于高清图像中各个像素点的灰度值获得高清图像对应的灰度化图像；其中，R通道加权值取值为0.298839，G通道加权值取值为0.586811，B通道加权值取值为0.114350；直方图分布检测设备，与灰度化处理设备连接，用于接收灰度化图像，并对灰度化图像进行灰度直方图处理以获得对应的直方图图像，在直方图图像呈现双峰分布时，发出全局阈值选择信号，否则，发出非全局阈值选择信号；阈值选择设备，与直方图分布检测设备连接，用于在接收到全局阈值选择信号时，将全局阈值128作为阈值数据输出，在接收到非全局阈值选择信号时，将相邻像素点灰度差阈值40作为阈值数据输出；二值化处理设备，分别与阈值选择设备和直方图分布检测设备连接，用于在接收到全局阈值选择信号时，针对灰度化图像中的每一个像素点，当灰度值大于等于阈值数据时，将针对的像素点设置为白电平像素点，当灰度值小于阈值数据时，将针对的像素点设置为黑电平像素点，并输出灰度化图像对应的二值化图像；二值化处理设备还用于在接收到非全局阈值选择信号时，针对灰度化图像中的每一个像素点，计算垂直方向向上距离其3个像素点的像素点的灰度值作为上像素灰度值，计算垂直方向向下距离其3个像素点的像素点的灰度值作为下像素灰度值，计算水平方向向左距离其3个像素点的像素点的灰度值作为左像素灰度值，计算水平方向向右距离其3个像素点的像素点的灰度值作为右像素灰度值，当上像素灰度值和下像素灰度值之差的绝对值小于等于阈值数据且左像素灰度值和右像素灰度值之差的绝对值小于等于阈值数据时，将针对的像素点设置为白电平像素点，当上像素灰度值和下像素灰度值之差的绝对值大于阈值数据或左像素灰度值和右像素灰度值之差的绝对值大于阈值数据时，将针对的像素点设置为黑电平像素点，并输出灰度化图像对应的二值化图像；图像平滑处理设备，与二值化处理设备连接，用于接收二值化图像，针对二值化图像中的每一个像素点，当相邻的所有像素点中存在一半以上的跳变点时，则将针对的像素点的灰度值保留，否则，将针对的像素点的灰度值设置为白电平像素点，并输出二值化图像对应的平滑图像；中值滤波设备，与图像平衡处理设备连接，用于接收平滑图像，对于平滑图像内每一个像素点作为目标像素点进行以下处理以获得滤波图像：以目标像素点在平滑图像内的位置作为选择的滤波模块的形心在平滑图像内取出多个像素点作为多个参考像素点，取多个参考像素点的像素值中的最大值和最小值以作为像素最大值和像素最小值，确定像素最大值和像素最小值的平均值以作为像素平均值，针对每一个参考像素点，如果其像素值小于像素平均值，则用0代替其像素值，如果其像素值大于等于像素平均值，则保留其像素值，最后将多个参考像素点的像素值的平均值作为目标像素点的像素值输出；阳光区域数据提取设备，与中值滤波设备连接以获得滤波图像；针对滤波图像中的每一个像素点，当其灰度值在预设阳光上限灰度值和预设阳光下限灰度值之间时，确定其为阳光像素点；将滤波图像中的所有阳光像素点组成的区域从滤波图像中分割出来以获得各个阳光子图像；并基于每一个阳光子图像确定其在滤波图像中的位置以及计算其占据滤波图像的面积比率；输出各个阳光子图像分别对应的位置以及分别对应的面积比率；太阳能检测设备，用于实时检测当前的太阳能强度；供电设备，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，切换开关分别与太阳能检测设备、太阳能供电器件和蓄电池连接，当蓄电池的剩余电量不足且当前的太阳能强度高于等于预设强度阈值时，切换到太阳能供电器件以由太阳能供电器件供电，电压转换器与切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压，其中太阳能供电器件包括太阳能光伏板；无线充电设备，分别与太阳能检测设备和蓄电池连接，当蓄电池的剩余电量不足且当前的太阳能强度低于预设强度时，与附近的无线充电终端建立连接以启动无线充电操作，无线充电设备还与电压转换器连接以实现电压转换；多个风扇，分别设置汽车驾驶位置附近的不同安装点上；多个风扇电子开关，每一个风扇电子开关对应一个风扇，用于控制对应风扇的开关状态；风扇驱动设备，与多个风扇电子开关连接，还与MSP430单片机连接，用于接收驱动控制信号，并基于驱动控制信号对多个风扇电子开关进行控制。