CN117146411B - 基于ai的环境参数调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于AI的环境参数调控方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1、定位人体停留区域：利用光谱热成像测温云台摄像机横向旋转来探测在水平方向角度内的人体停留区，以人体停留区内的横向最长的两热成像连线的中点为焦点；计算焦点与光谱热成像测温云台摄像机中点连线与基准参考线之间的水平夹角作为人体定位参数；Step2、调整空调出风口：环境控制***的空调出风口根据所述人体定位参数来旋转并在水平方向上朝向所述焦点；Step3、环境控制***的空调模块根据预设指令运行。本发明基于AI的环境参数调控方法能够更为精准节能，帮助实现空调效果更优暨能耗更低的优点。
Description
技术领域
本发明属于空调领域，具体涉及一种基于AI的环境参数调控方法。
背景技术
现有技术中公开号CN110425707A的文献公开了“一种手术室多功能环境控制***”，该技术方案包括控制模块、传感器组件、新风循环***、降噪机构和手术室照明***，控制模块的输入端与数据处理模块的输出端电性连接，数据处理模块的输入端与数据分析模块的输出端电性连接，数据分析模块的输入端与数据储存模块的输出端电性连接，数据储存模块的输入端与数据接收模块的输出端电性连接，数据接收模块的输入端与数据采集***的输出端电性连接。
但是，以上“一种手术室多功能环境控制***”存在的缺陷是：
其技术方案是需要一直运行，并利用新风来调控手术室内的环境参数(温湿度等)；利用传感器组件中的红外传感器监测手术室内是否有人，根据监测数据控制环节控制***的运行，在手术室内无人时可自动停止运行。
但因为新风循环***的出气口的位置均为固定，无法使得调节环境参数的新风能够吹向人体所在的小空间，故难以实现更为精准节能的环境参数调控效果。
基于此，申请人考虑设计一种能够更为精准节能的基于AI的环境参数调控方法。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更为精准节能的基于AI的环境参数调控方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
基于AI的环境参数调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1、定位人体停留区域
利用光谱热成像测温云台摄像机横向旋转来探测在水平方向角度内的人体停留区，以人体停留区内的横向最长的两热成像连线的中点为焦点；
计算焦点与光谱热成像测温云台摄像机中点连线与基准参考线之间的水平夹角作为人体定位参数；
Step2、调整空调出风口
环境控制***的空调出风口根据所述人体定位参数来旋转并在水平方向上朝向所述焦点；
Step3、环境控制***的空调模块根据预设指令运行。
同现有技术相比较，本发明基于AI的环境参数调控方法所具有的优点是：
本技术方案首先是水平范围内扫描人体停留区作为后续需要精准空调的区域；随后，空调出风口朝向人体停留区；最后，启动空调模块出风来精准覆盖人体停留区，帮助实现空调效果更优暨能耗更低的优点，实现精准节能。
附图说明
图1为本发明基于AI的环境参数调控方法的流程逻辑图
图2为本技术方案中所采用的环境控制***的结构示意图
图3为本技术方案中所采用的环境控制***的结构示意图
图4为本技术方案中所采用的环境控制***的结构示意图(箱体的前侧面板处于拆卸状态，底部接水箱的外壳处于透明状态)
图5为本技术方案中所采用的环境控制***的结构示意图(箱体的前侧面板处于拆卸状态)
图6为本技术方案中所采用的环境控制***的正视图(箱体的前侧面板处于拆卸状态)
图7为图6中虚线框处放大图
图8为本技术方案中所采用的环境控制***的密封限位盖的结构示意图图中标记为：
环境控制***：
100箱体(1001空调空间，1002散热空间，1003夹层空间)：101滑轮，102单线激光雷达，103制氧壳体，104应急制氧输出接头，105吸氧面罩，106LED照明灯，107接水箱，108液位传感器，109排水管，110蓄电池组，111冷热融合用气孔，112密封限位盖(1121下凸连接部，1122吸气连接嘴)，113超声波雾化模块，114控制器，115光谱热成像测温云台摄像机
空调模块：201初效过滤器，202二级过滤器，203空调吸气孔，204空调风机，205散热风机，206压缩机，207蒸发器，208冷凝器，209空调出气接口，210散热排气接口
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1至图8所示，
第一种实施例：
基于AI的环境参数调控方法，包括以下步骤：
Step1、定位人体停留区域
利用光谱热成像测温云台摄像机横向旋转来探测在水平方向角度内的人体停留区，以人体停留区内的横向最长的两热成像连线的中点为焦点；
计算焦点与光谱热成像测温云台摄像机中点连线与基准参考线之间的水平夹角作为人体定位参数；
Step2、调整空调出风口
环境控制***的空调出风口根据所述人体定位参数来旋转并在水平方向上朝向所述焦点；
Step3、环境控制***的空调模块根据预设指令运行。
本实施例基于AI的环境参数调控方法所具有的优点是：
本技术方案首先是水平范围内扫描人体停留区作为后续需要精准空调的区域；随后，空调出风口朝向人体停留区；最后，启动空调模块出风来精准覆盖人体停留区，帮助实现空调效果更优暨能耗更低的优点，实现精准节能。
实施时，环境控制***的空调模块根据人体语音指令来调整空调运行设置。具体实施时，环境控制***包括在环境空间中部署设置的拾音麦克风，并采用科大讯飞公司生产的型号为ZG803的基于AI的离线语音识别硬件模块和软件模块来对人体语音进行识别。提升医疗人员手术过程中通过语音操控空调模块的便捷性。
光谱热成像测温云台摄像机与环境控制***的空调模块为分离式安装，例如，光谱热成像测温云台摄像机固定安装在室内天花板或墙面上方；空调模块独立于光谱热成像测温云台摄像机安装在室内。
第二种实施例，如图2至图8所示：
采用环境控制***来调控环境参数，所述环境控制***，包括控制器、温度传感器模块以及对所处空间环境的温度进行调节的空调模块，所述温度传感器模块和空调模块各自与所述控制器上对应的接口电性连接；其特征在于：
还包括箱体和不间断电源，所述箱体的底部四周固定安装有滑轮；所述箱体上固定安装有所述不间断电源、控制器、传感器模块和空调模块，所述不间断电源用于给所述控制器和空调模块供电；
所述温度传感器包括用于检测箱体所处空间环境温度的外用温度传感器和用于检测箱体上的空调模块上的出风温度的温度传感器；
所述外用温度传感器为固定安装在所述箱体顶部外侧的光谱热成像测温云台摄像机；
所述空调模块的出风口为电控旋转式出风口。
以上环境控制***具有的优点是：
1、易于转移及灵活的部署使用
整个***设置于底部装有滑轮的箱体上，故易于对箱体进行转移，方便将箱体推动至需使用的空间(如，病房或手术室)内，使得环境控制***更易快速部署，并能够在多个非同时使用的空间内反复使用，从而帮助降低在多个非同时使用空间内的部署与使用成本。
2、供电可靠，可满足紧急断电场景需求
箱内安装有不间断电源，不间断电源能够在外部断电时迅速(毫秒级)切换至不间断电源内部的蓄电池组供电，从而满足紧急断电场景时的环境控制需求。
3、使用起来更为灵活
本技术方案涉及的环境控制***，因整体为独立且易于转移的结构，故更适用于需临时使用的空间场地(如：充气式方舱)，也适用于对现有已安装环控装置的医院手术室作补充，提升手术室环控的使用可靠性，更好满足极端断电场景出现时的环控需求，提升医疗***救治环境的可靠性。
4、通过光谱热成像测温云台摄像机来定位空间内人体所处的方位，并能够将该方位传送给控制器，控制器即可通过控制电控旋转式出风口来精准调控人体周围的环境参数，以此来获得更为节能且有效的环控效果。
不间断电源(英文缩写为：UPS)为现有技术，本技术领域技术人员应知晓不间断电源，不间断电源包括整流器、滤波器、蓄电池组、逆变器、充电器和监控器。不间断电源工作原理是：整流器和滤波器用于将市电转换成直流电并通过充电器给蓄电池组供电；当监控器监测到输入市电断电时，自动快速切换至通过蓄电池组给逆变器供电，逆变器来输出电源，确保不间断对外供电，提升供电可靠性。
实施时，所述光谱热成像测温云台摄像机可采用型号为IRS-PT264-T的热成像双光谱智能轻载云台(烟台艾睿光电科技有限公司生产)。
环境控制***，还包括在箱体上设置的空间体积测量单元，所述空间体积测量单元包括单线激光雷达，所述单线激光雷达包括激光发射器、激光接收器、信号处理单元和电控旋转机构；
所述电控旋转机构固定安装于所述箱体的顶部外侧面上，所述激光发射器和激光接收器固定安装在所述电控旋转机构的转动部上且分别与所述信号处理单元电性连接；
所述信号处理单元的输出接口通过线缆与所述控制器上对应的输入接口之间电性连接。
实施时，激光发射器发出的激光为人体不可见激光。优选所述单线激光雷达的型号为：KRLIDAR S30(由氪见(南京)科技有限公司生产)的激光雷达；或者，型号为01A系列(由深圳国微感知技术有限公司生产)的单线扫描激光雷达。
实施时，利用单线激光雷达测算空间体积的原理是：通过单线激光雷达测得水平面的长(L)与宽(W)，空间的高度(H)值为默认预设值(如根据手术室设计标准来取空间搞3米)；这样以来空间体积V＝L×W×H。
采用以上空间体积测量单元后，即可实现更为丰富的空调调控模式，例如，测算出环境控制***所处空间的体积，从而根据所处空间的体积与实际检测的温度来综合调控环境温度；例如，通过测得的空间体积，以及调控空调模块的出风量能够实现慢速(15分钟以上)、中速(5-15分钟)和快速(低于5分钟)空调。此外，也能够更好平衡并实现体感平滑舒适的空调节奏以及更低的能耗水平，更好帮助延长环境控制***在蓄电池组供电时的使用时厂。
环境控制***，还包括设置在箱体上的应急制氧模块，所述应急制氧模块包括一个固定安装在所述箱体内部的制氧壳体、风机和风机控制器，所述制氧壳体的内部具有密封内腔，所述制氧壳体的外表面设置有与所述密封内腔密封接通的输入口和输出口；所述输入口与大气连通并用于吸入空气；所述箱体外侧面设置有外凸且内侧与所述输出口密封接通的应急制氧输出接头；
所述密封内腔内位于输入侧和输出侧之间的位置隔断固定安装有制氧锂基分子筛板；所述风机用于将所述输入口的气流吸附与输送至输出口；
所述风机控制器与所述不间断电源电性连接，且所述风机控制器的控制按钮设置于所述箱体的外表面。
实施时，优选在箱体外侧挂设有吸氧面罩，所述吸氧面罩的进气接口通过软管与所述应急制氧输出接头密封连接。
实施时，优选在所述箱体的外侧面设置有照射面朝向斜下且能够照亮所述吸氧面罩的LED照明灯。
采用以上应急制氧模块后，即可在紧急情况，利用应急制氧模块来为病患及时制氧。
所述箱体内通过隔板分隔形成有整体呈L型结构的空调空间和立柱型结构的散热空间；
所述空调模块包括在所述空调空间底部的横向通道上由外到内间隔并列设置的初效过滤器和二级过滤器，所述二级过滤器为中效过滤器或高效过滤器；所述横向通道的外端正对的箱体上设置有空调吸气孔；
所述空调模块还包括空调控制器、空调风机、散热风机和通过管道连接成回路的压缩机、蒸发器和冷凝器；所述空调控制器与所述控制器和不间断电源电性连接，且所述空调控制器与所述空调风机、散热风机和压缩机电性连接；
所述空调风机固定安装在所述述空调空间的竖向通道的顶部位置，且所述箱体的外侧设置有与所述空调风机出风口接通的空调出气接口；所述压缩机固定安装在所述空调空间的竖向通道的内底部位置；所述蒸发器固定安装在所述初效过滤器和二级过滤器之间的空间内；所述冷凝器和散热风机固定安装在所述散热空间内，且所述箱体的顶部外侧设置有与所述散热风机的排风口密封接通的散热排气接口。
实施时，本领域技术人员应当知晓，要使得箱体可在室内空间内移动并顺利工作，与散热排气接口应采用伸缩软管或波纹软管进行连接，从而使得箱体可在室内顺利推移并使用。
采用以上箱体及空调模块结构后，可使得箱体结构保持紧凑性特点的同时，空调模块可充分利用箱体内部空间来布设，且通过两级过滤器能够对空调吸入的空气进行过滤净化，更好保护手术室的空调出风质量以及更好确保手术的顺利进行。
所述箱体内底部还设置有接水箱，所述空调空间的L型结构的横向通道底面竖向贯穿设置有水孔来与所述接水箱连通，所述接水箱内设置有与所述控制器电性连接的液位传感器，所述箱体外侧设置有与所述控制器电性连接的液位提示机构；所述箱体底部外侧设置有与所述接水箱的内底部密封接通且带有控制阀的排水管；
所述接水箱的内部构成用于固定安装所述不间断电源的蓄电池组的容纳腔，且所述蓄电池组为外部带有防水外壳的防水蓄电池组。
以上接水箱的设置方便对冷凝水进行汇集，与此同时，液位传感器和液位提示机构方便对接水箱内的水位情况进行提示，避免接水箱内水位过高引发故障。
将蓄电池组设置于所述接水箱内，不仅可使得箱体整体的重心更低，移动起来更为平稳；与此同时，因蓄电池在充电或应急供电时会发热，故将蓄电池组设置于接水箱内后，即可利用接水箱内的冷凝水来水冷降温，也即冷凝水构成蓄电池组的冷却液，可更好确保蓄电池组持久运行使用的安全性与可靠性。
实施时，所述液位提示机构可采用液位提示灯或电子屏幕。
所述初效过滤器、蒸发器和二级过滤器所在的空调空间的上方具有与夹层空间，所述夹层空间与所述散热空间之间的隔板上设置有冷热融合用气孔；所述夹层空间内还固定设置有一个由工程塑料材质制得的密封限位盖，所述密封限位盖具有套接在初级过滤器和二级过滤器之间相对的内侧上端的一对下凸连接部；
所述一对下凸连接部之间的下表面与所述蒸发器顶部间隔开且贯穿设置有穿气孔；所述密封限位盖的上表面固定设置有吸气连接嘴，所述吸气连接嘴上邻近所述密封限位盖的上表面的侧壁具有与四周外侧横向连通的穿孔；所述吸气连接嘴通过连接软管与所述制氧壳体上的输入口密封接通。
具体实施时，优选密封限位盖的上表面的侧壁设置有多根以吸气连接嘴的根部为中心向四周辐射的加强筋块。
采用以上结构后，夹层空间设置能够形成独特的流道结构以及独特的气流，具体为：
夹层空间与两个过滤器之间且位于蒸发器上方的空调空间之间通过穿孔连通，夹层空间与散热空间之间通过冷热融合用气孔连通，这样，冷热融化用气孔不仅能够使得空调空间里的少量冷气进入实现更好的冷凝器冷却散热效果；冷热融化用气孔也可以使得散热空间中的少量热空气进入到夹层空间来加热该夹层空间内的空气温度，进而使得夹层空间内的空气温度处在高于空调出气温度且低于散热空间之间的区间温度，该区间温度通常为30-39摄氏度。
故将应急制氧模块的吸气口与夹层空间内的吹气嘴接通后，即可使得制得氧气的温度处在30-39摄氏度，从而使得氧气温度更接近于人体温度，避免病患吸入较凉的氧气并刺激呼吸道，起到更好的保护作用。
所述空调空间的L型结构的竖向通道下端开设有与所述接水箱连通的开孔，所述开孔正下方的接水箱的内部固定设置有超声波雾化模块，所述超声波雾化模块与所述控制器电性连接。
超声波雾化模块通电后即可通过自身的超声波雾化片来使得液态水雾化，结合其设置的位置，可使得雾气能够快速随着气流沿着空调通道的L型结构的竖向通道吹出，从而可同时实现调节温度与加湿的功能。
所述空调模块的出气口可在水平方向旋转且该出气口的轴心线与水平面之间的夹角为10至40度。
空调模块采用出气口后不仅能够避免直吹人体形成无风感的身体感觉；还能够充分利用加湿后空调气体下降更快的特征，来使得吹出的空调气体能够更为快速的从人体所在区域邻近的上空下降并改变人体所在空间的空气环境，获得更好空调效果。
以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。
Claims (4)
1.基于AI的环境参数调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1、定位人体停留区域
利用光谱热成像测温云台摄像机横向旋转来探测在水平方向角度内的人体停留区，以人体停留区内的横向最长的两热成像连线的中点为焦点；
计算焦点与光谱热成像测温云台摄像机中点连线与基准参考线之间的水平夹角作为人体定位参数；
Step2、调整空调出风口
环境控制***的空调出风口根据所述人体定位参数来旋转并在水平方向上朝向所述焦点；
Step3、环境控制***的空调模块根据预设指令运行；
采用环境控制***来调控环境参数，所述环境控制***，包括控制器、温度传感器模块以及对所处空间环境的温度进行调节的空调模块，所述温度传感器模块和空调模块各自与所述控制器上对应的接口电性连接；其特征在于：
还包括箱体和不间断电源，所述箱体的底部四周固定安装有滑轮；所述箱体上固定安装有所述不间断电源、控制器、传感器模块和空调模块，所述不间断电源用于给所述控制器和空调模块供电；
所述温度传感器包括用于检测箱体所处空间环境温度的外用温度传感器和用于检测箱体上的空调模块上的出风温度的温度传感器；
所述外用温度传感器为固定安装在所述箱体顶部外侧的光谱热成像测温云台摄像机；
所述空调模块的出风口为电控旋转式出风口；
所述箱体内通过隔板分隔形成有整体呈L型结构的空调空间和立柱型结构的散热空间；
所述空调模块包括在所述空调空间底部的横向通道上由外到内间隔并列设置的初效过滤器和二级过滤器，所述二级过滤器为中效过滤器或高效过滤器；所述横向通道的外端正对的箱体上设置有空调吸气孔；
空调风机固定安装在所述空调空间的竖向通道的顶部位置，且所述箱体的外侧设置有与所述空调风机出风口接通的空调出气接口；压缩机固定安装在所述空调空间的竖向通道的内底部位置；蒸发器固定安装在所述初效过滤器和二级过滤器之间的空间内；冷凝器和散热风机固定安装在所述散热空间内，且所述箱体的顶部外侧设置有与所述散热风机的排风口密封接通的散热排气接口；
所述初效过滤器、蒸发器和二级过滤器所在的空调空间的上方具有夹层空间，所述夹层空间与所述散热空间之间的隔板上设置有冷热融合用气孔；所述夹层空间内还固定设置有一个由工程塑料材质制得的密封限位盖，所述密封限位盖具有套接在初级过滤器和二级过滤器之间相对的内侧上端的一对下凸连接部；
所述一对下凸连接部之间的下表面与所述蒸发器顶部间隔开且贯穿设置有穿气孔；所述密封限位盖的上表面固定设置有吸气连接嘴，所述吸气连接嘴上邻近所述密封限位盖的上表面的侧壁具有与四周外侧横向连通的穿孔；所述环境控制***还包括设置在箱体上的应急制氧模块，所述应急制氧模块包括一个固定安装在所述箱体内部的制氧壳体；
所述吸气连接嘴通过连接软管与所述制氧壳体上的输入口密封接通。
2.根据权利要求1所述的基于AI的环境参数调控方法，其特征在于：还包括在箱体上设置的空间体积测量单元，所述空间体积测量单元包括单线激光雷达，所述单线激光雷达包括激光发射器、激光接收器、信号处理单元和电控旋转机构；
所述电控旋转机构固定安装于所述箱体的顶部外侧面上，所述激光发射器和激光接收器固定安装在所述电控旋转机构的转动部上且分别与所述信号处理单元电性连接；
所述信号处理单元的输出接口通过线缆与所述控制器上对应的输入接口之间电性连接。
3.根据权利要求2所述的基于AI的环境参数调控方法，其特征在于：所述应急制氧模块还包括一个固定安装在所述箱体内部的风机和风机控制器，所述制氧壳体的内部具有密封内腔，所述制氧壳体的外表面设置有与所述密封内腔密封接通的输入口和输出口；所述输入口与大气连通并用于吸入空气；所述箱体外侧面设置有外凸且内侧与所述输出口密封接通的应急制氧输出接头；
所述密封内腔内位于输入侧和输出侧之间的位置隔断固定安装有制氧锂基分子筛板；所述风机用于将所述输入口的气流吸附与输送至输出口；
所述风机控制器与所述不间断电源电性连接，且所述风机控制器的控制按钮设置于所述箱体的外表面。
4.根据权利要求1所述的基于AI的环境参数调控方法，其特征在于：所述空调模块的出气口可在水平方向旋转且该出气口的轴心线与水平面之间的夹角为10至40度。
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