一种基于驻车使用的投影装置及其控制方法与流程

本发明涉及文化传媒领域，尤其涉及一种基于驻车使用的投影装置及其控制方法。

背景技术：

人第一位的需求是物质需求。最基本消费的是衣、食、住、行。这是刚性的、也是必须的需求，所以世界上最广泛、最能持续、做的最久的产业基本上是围绕衣、食、住、行而形成的产业。在当今世界各种变革层出不穷情况下，经济领域最根本的、最革命性改变的是产业模式的创新和重大新技术的出现，而且从实际看，产业模式的创新比技术创新对经济生活的影响来的更快，也更直接、更广泛，它往往给整个行业体系和人民日常生活带来翻天覆地的变化。许许多多的o2o等运营模式开始在互联网+等大背景下如火如荼的发展着。互联网经济和互联网+创业思维正在融入我们的日常生活，融入进了新型的大数据时代浪潮中。

汽车行业正在向着大数据时代的浪潮中迅速发展，北京上海等一线城市的车辆总额轻而易举的突破300万辆，二线城市轻松突破200万辆，而普通的三线城市车辆总数也在逐渐飙升。在中国经济大发展、人民生产生活日益富足的今天，车辆似乎就成人们日常生活的标配。而汽车相关的产业也随之应运而生。在这个汽车行业、汽车服务行业大发展的时代的背景下，我们产生了驻影汽车投影项目。

与此同时，传媒行业也正处于大发展大变革的时代，新媒体与数字媒体正在铺天盖地的覆盖着我们的生活，因此，更具灵活性、发展性和依附性的驻影汽车投影项目应运而生。

技术实现要素：

本发明为解决目前的技术不足之处，提供了一种基于驻车使用的投影装置，其能监测车况，并根据车况进行汽车投影，提高汽车在新媒体中利用率。

本发明还提供了一种基于驻车使用的投影装置的控制方法，能够根据实际的外部环境和车体本身的特点来调节投影参数，使驻车投影显示更加清晰。

本发明提供的技术方案为：一种基于驻车使用的投影装置，包括：

光照传感器，其设置在汽车表面，用于监测光照强度；

pm2.5传感器，其设置在汽车表面，用于监测大气颗粒物浓度；

红外传感器，其用于检测前挡风玻璃与地面夹角以及车辆高度；

摄像头，其设置在车身，用于检测空气能见度；

汽车投影仪，其设置在车内，用于相前挡风玻璃投影；

控制器，其连接所述光照传感器、所述pm2.5传感器、所述红外传感器、所述摄像头、所述汽车投影仪，并控制所述汽车投影仪工作状态。

优选的是，还包括：

信息采集模块，其用于采集车况和路况信息数据；

数据传输模块，用于传输采集的车况和路况信息数据；

信号接收模块，其接收所述采集模块和所述数据传输模块发送的信息；

控制器，其连接所述信号接收模块，控制所述汽车投影仪。

优选的是，

所述汽车投影仪包括：

蓄电池，其设置在所述汽车投影仪内部，外接汽车电源；

信息接收模块，其设置在所述汽车投影仪顶部，用于接收车况信息；

中控模块，其连接所述控制器。

优选的是，

所述蓄电池为gf-10固定性防酸式铅酸蓄电池。

一种基于驻车使用的投影装置的控制方法，包括：

步骤一、按照采样周期，通过传感器测光照强度e、前挡风玻璃与地平面夹角α、空气能见度v、空气中颗粒物浓度c；

步骤二、依次将上述参数进行规格化，确定三层bp神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中x1为光照强度系数、x2为前挡风玻璃与地平面夹角、x3为空气能见度、x4为空气中颗粒物浓度；

步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量

y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；

步骤四、得到输出层向量o＝{o1,o2,o3}；o1为投射角度调节系数、o2为投影亮度调节系数、o3为停机信号；

步骤五、控制汽车投影仪投影角度和投影亮度，使

其中，分别为第i次采样周期输出层向量前两个个参数，βmax、lmax分别为投影装置设定的最大投射角度和最大投影亮度，βi+1、li+1分别为第i+1个采样周期时投射角度和投射亮度。

优选的是，

还所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，q为输出层节点个数。

优选的是，

将光照强度e、前挡风玻璃与地平面夹角α、空气能见度v、空气中颗粒物浓度c进行规格化的公式为：

其中，xj为输入层向量中的参数，xj分别为测量参数e、α、v、c，j＝1,2,3,4；xjmax和xjmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值。

优选的是，

初始状态时，汽车投影仪投影角度满足：

其中，λ为激光光源波长，ν为激光光源频率，c为真空中光速，h为前挡风玻璃顶部距离地面高度。

优选的是，

初始状态时，汽车投影仪投影亮度满足：

其中，u为汽车投影仪的额定电压，i为汽车投影仪的额定电流，p为汽车投影仪的额定功率，q为基本电荷。

优选的是，

根据第i次周期中的光照强度、前挡风玻璃与地平面夹角、空气能见度、空气中颗粒物浓度，判定第i+1次周期时汽车投影仪运行状态，当输出信号时，进行停机。

本发明所述的有益效果：提供了一种基于驻车使用的投影装置，其能监测车况，并根据车况投影，提高汽车在新媒体中利用率。本发明还提供了一种基于驻车使用的投影装置的控制方法，能够根据实际的外部环境和车体本身的特点来调节投影参数，适应不同天气环境，使驻车投影显示更加清晰，更容易被看到。

附图说明

图1为本发明的基于驻车使用的投影装置俯视图。

图2为本发明的基于驻车使用的投影装置二维结构示意图。

图3为本发明的基于驻车使用的投影装置侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明的基于驻车使用的投影装置，主要包括：光照传感器设置在汽车表面，用于监测光照强度；pm2.5传感器设置在汽车表面，用于监测大气颗粒物浓度；红外传感器用于检测前挡风玻璃与地面夹角以及车辆高度；摄像头设置在车身，用于检测空气能见度；汽车投影仪设置在车内，用于相前挡风玻璃投影；控制器连接所述光照传感器、所述pm2.5传感器、所述红外传感器、所述摄像头、所述汽车投影仪，并控制所述汽车投影仪工作状态。

还包括：信息采集模块连接光照传感器、pm2.5传感器、红外传感器、摄像头，用于采集车况和路况信息数据；数据传输模块用于传输采集的车况和路况信息数据；信号接收模块接收所述采集模块和所述数据传输模块发送的信息；控制器连接所述信号接收模块，控制所述汽车投影仪。

如图1-3所示，汽车投影仪100包括：包括信息接收模块110、蓄电池120、投影摄像头130、投影仪140、中控模块160、usb接口150，所述中控模块160的各端通过导线与信息接收模块110、蓄电池120、投影投影摄像头130、投影仪140连接；usb接口150为外接充电接口，连接蓄电池120，通过外接汽车电源进行充电蓄电；所述信息接收模块110具有兼容传感器作用。中控模块160连接控制器。

当汽车行驶时，信息接收模块110接收到传感器汽车行驶信号以及公司发布的广告信息，交由处理器进行数据存储，处理器中装有嵌入式gis模块的汽车行车记录仪，使其开启投影摄像头130功能，关闭投影仪140功能，以进行行车记录；当汽车驻车时，安有嵌入式gis模块的汽车行车记录仪智能分析判断车辆是否在等红灯或临时停车，非以上情况，处理器5接收信息直接关闭投影摄像头130功能，开启投影仪140功能，将汽车行驶时所收到的公司信息以广告模式投影在汽车前挡风玻璃上，使其投影广告以及其他紧急信息。

驻影采用的是激光光源投影。激光光源具有波长可选择性大和光谱亮度高等特点，可以合成人眼所见自然界颜色90％以上的色域覆盖率，实现完美的色彩还原。同时，激光光源就有超高的亮度和较长的使用寿命，大大降低了后期的维护成本。与此同时，激光投影机几乎能瞬时启动，瞬时达到工作亮度，因此激光光源投影机都看做到快速的开关机。而传统灯泡开机时需要工作一段时间才能达到稳定的工作温度，而关机时同样需要一段时间来进行散热，开关机都比较费时。且激光光源采用的是led冷光源，所耗电量达到更低，且无过热说法。

为了使驻影所投放的广告信息在白天自然光下的效果更好，需要利用是散射偏光玻璃屏幕技术。散射光玻璃是种夹胶玻璃制品，存在透光轴，自然光入射，半光透射，半光散射处于半透明状态，从投影镜头中射出的光是偏振光，偏振方向与散射偏光玻璃透光轴正交，没有透射光浪费，发生全散射，保证在较亮环境下投成像的绝对清晰。

本产品中包括车载定位系统，其中由bds定位模块组成，sip服务器和app手机客户端组成。通过bds模块将定位信息实时传递给sip服务器；sip服务器负责定位数据的存储和对客户端及定位设备的管理；app手机客户端通过移动网络或wi-fi接入网络中，app手机根据设备id向sip服务器查询汽车的定位信息。

驻影中的bds模块包括4部分：主处理模块，卫星定位模块，gprs无线数据通信模块，温度采集模块。stc12c5a60s单片机最小系统作为其中主处理模块，卫星定位模块采用um220模块，无线定位数据通信模块采用sm900a模块，温度采集模块采用数字化的ds18b20模块。采用um220模块进行位置信息的采集，由ds18b20采集温度信息，通过无线数据通信模块sm900a将采集到信息传输到公网ip服务器上，并用nokia5110液晶屏显示当前系统的工作状态。

使用sip实现app手机客户端、sip服务器和车载定位设备之间的通信。在车载定位设备和sip服务器之间，定位设备将定位信息以sip请求的形式发送至sip服务器；sip服务器接收定位信息，将该条定位记录保存在数据库中。在app手机客户端与sip服务器之间，客户端向服务器发送对指定车载定位设备的查询请求；sip服务器接收到查询请求，从数据库里搜索指定设备的定位记录，并以sip响应的形式将定位信息发送至app手机客户端。

信息接收模块通过天线接收须投影的广告信息，同时把汽车的状况发送到车主手机上的app上。让车主可以远程查看广告投放时间，车辆所在位置等一些消息。信号接收模块也就是车载4g模块。4glte是td-lte和fdd-lte等lte网络制式的统称。具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活等特点。4g模块是指硬件加载到指定频段，软件支持标准的lte协议，软硬件高度集成模组化的一种产品的统称。汽车驻车前风挡投影设备只通过4g模块做到信号的输入输出，在车辆设备、车主手机app和网端服务器之间传递信息。

驻影中控模块中的电脑蓝牙模块是与汽车中控电脑实现共联，通过把usb蓝牙模块插入汽车中控电脑与设备后配置的蓝牙模块配对进行工作。这样可以通过车主手机app进行与汽车电脑互动，这样车主就可以实现足不出户就可以为自己的汽车电脑导入音乐，预设今天出行的音乐播放列表，或者空调温度等等一系列工作。避免车主驾驶期间有不必要分神，以保证安全。

本发明提供一种基于驻车使用的投影装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一s110：建立bp神经网络模型。

本发明采用的bp网络体系结构由三层组成，第一层为输入层，共n个节点，对应了表示n个输入参数，些信号参数由数据预处理模块给出。第二层为隐层，共m个节点，由网络的训练过程以自适应的方式确定。第三层为输出层，共q个节点，由系统实际需要输出的响应确定。

该网络的数学模型为：

输入向量：x＝(x1,x2,...,xn)^t

中间层向量：y＝(y1,y2,...,ym)^t

输出向量：o＝(o1,o2,...,oq)^t

本发明中，输入层节点数为n＝4，输出层节点数为q＝3。隐藏层节点数m由下式估算得出：

输入信号4个参数分别表示为：x1为光照强度系数、x2为前挡风玻璃与地平面夹角、x3为空气能见度、x4为空气中颗粒物浓度。

由于传感器获取的数据属于不同的物理量，其量纲各不相同。因此，在数据输入人工神经网络之前，需要将数据规格化为0-1之间的数。

具体而言，对于光照强度e，进行规格化后，得到光照强度系数x1：

其中，emax和emin分别为最大光照强度和最小光照强度。

同样的，对前挡风玻璃与地平面夹角α，进行规格化后，得到前挡风玻璃与地平面夹角系数x2：

其中，αmax和αmin分别为前挡风玻璃与地平面最大夹角和最小夹角。

同样的，对空气能见度v，进行规格化后，得到空气能见度系数x3：

其中，vmax和vmin分别为最大空气能见度和最小空气能见度。

同样的，对空气中颗粒物浓度c，进行规格化后，得到空气中颗粒物浓度系数x4：

其中，cmax和cmin分别为空气中颗粒物最高浓度和最低浓度。

输出的三个参数分别表示为：o1为投射角度调节系数、o2为投影亮度调节系数、o3为停机信号；

投射角度调节系数o1表示下一个采样周期时投射角度与汽车投影仪设定的投射最大角度之比，即在第i个采样周期获取输入参数，通过bp神经网络输出第i个采样周期的投射角度调节系数后，控制第i+1个采样周期中的投射角度βi+1，使其满足：

其中，βmax为投影装置设定的最大投射角度。

投影亮度调节系数o2表示下一个采样周期时投影亮度与汽车投影仪设定的最大投影亮度之比，即在第i个采样周期获取输入参数，通过bp神经网络输出第i个采样周期的投影亮度调节系数后，控制第i+1个采样周期中的投射亮度li+1，使其满足：

其中，lmax为投影装置设定的最大投影亮度。

步骤二s120、进行bp神经网络的训练。

建立好bp神经网络节点模型后，即可进行bp神经网络的训练。根据产品的历史经验数据获取训练的样本，并给定输入节点i和隐含层节点j之间的连接权值wij，隐层节点j和输出层节点k之间的连接权值wjk，隐层节点j的阈值θj，输出层节点k的阈值θk、wij、wjk、θj、θk均为-1到1之间的随机数。

在训练过程中，不断修正wij和wjk的值，直至系统误差小于等于期望误差时，完成神经网络的训练过程。

步骤三s130、采集输入参数，得到输出参数，并对报警装置进行控制。

步骤三s130具体包括如下分步骤：

s131：按照采样周期，获取第i个采样周期时传感器测光照强度e、前挡风玻璃与地平面夹角α、空气能见度v、空气中颗粒物浓度c；

s132：依次将上述4个参数进行规格化，得到第i个采样周期时三层bp神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}。

s133：所述输入层向量映射到中间层，得到第i个采样周期时中间层向量y＝{y1,y2,y3,y4}。

s134：所述中间层向输出层映射，得到第i个采样周期时得到输出层向量o＝{o1,o2,o3}。

s135：控制汽车投影装置的投影角度和投影亮度，使

其中，分别为第i次采样周期输出层向量前两个个参数，βmax、lmax分别为投影装置设定的最大投射角度和最大投影亮度，βi+1、li+1分别为第i+1个采样周期时投射角度和投射亮度。

初始状态时，汽车投影装置的投影角度满足：

其中，λ为激光光源波长，ν为激光光源频率，c为真空中光速，h为前挡风玻璃顶部距离地面高度。

初始状态时，汽车投影装置的投影亮度满足：

其中，u为汽车投影仪的额定电压，i为汽车投影仪的额定电流，p为汽车投影仪的额定功率，q为基本电荷。

s136：根据第i次周期中的光照强度、前挡风玻璃与地平面夹角、空气能见度、空气中颗粒物浓度，判定第i+1次周期时汽车投影仪运行状态，当输出信号时，进行停机。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。