车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于阳光入射车内结构表面光斑面积对应能量的计算方案，具体地，涉及一种车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.目前光斑的面积计算和热量计算很少应用在车内空调阳光补偿领域，同时由于目前阳光传感器采集的数据为布置测点左侧区域和右侧区域水平平面上的光强，无法表征整个乘员舱内部光斑分布情况，此时自动空调调节的出风和温度无法涵盖整车内的阳光能量补偿。
3.公开号为cn112665717a的发明专利，公开了一种车载3d阳光传感器及其感光调温方法，提供了车载3d阳光传感器，包括一壳体，所述壳体内设置有芯片，所述芯片上设置有四个光敏元件，所述壳体上开设有用于光通过的接收孔，所述壳体与所述光敏元件之间设置有垂直间隙。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质。
5.根据本发明提供的一种车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质，所述方案如下：
6.第一方面，提供了一种车内表面光斑面积对应能量计算方法，所述方法包括：
7.步骤s1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面；
8.步骤s2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积；
9.步骤s3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量；
10.步骤s4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，可将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。
11.优选地，所述步骤s1包括：
12.通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面：
13.s_a：车门垂直平面；
14.s_b：仪表台水平平面；
15.s_c：座椅水平平面；
16.s_d：座椅靠背垂直平面；
17.s_e：座椅靠背水平平面；
18.s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；
19.s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；
20.s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；
21.s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；
22.s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；
23.s_d、s_e还与座椅角度α相关；
24.其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。
25.优选地，所述步骤s2包括：
26.基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度在内的相关输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：
27.其中，对主驾区域座椅靠背光斑面积计算详细展开：
28.车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：
29.s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；
30.车门垂直平面阴影面积部分1：
31.s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；
32.车门垂直平面阴影面积部分2：
33.s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door
[0034]-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；
[0035]
车门垂直平面阴影面积部分3：
[0036]
s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；
[0037]
座椅表面光斑面积计算：
[0038]
透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：
[0039]
l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；
[0040]
透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：
[0041]
l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；
[0042]
座椅靠背被照亮的垂直长度：
[0043]
l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；
[0044]
座椅靠背被照亮的水平长度：
[0045]
l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；
[0046]
座椅靠背垂直平面的光斑面积：
[0047]
s_sd_zx＝l’_backv*w_back；
[0048]
座椅靠背水平平面的光斑面积：
[0049]
s_se_xy＝l’_backl*w_back；
[0050]
座椅底座被照亮的水平长度：
[0051]
l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；
[0052]
座椅水平平面的光斑面积：
[0053]
s_sc_xy＝l’_downv*w_back；
[0054]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：
[0055]
s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；
[0056]
其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；
[0057]
根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：
[0058]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；
[0059]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；
[0060]
座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；
[0061]
左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排；
[0062]
左前座、右前座光斑面积计算方法：
[0063]
s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；
[0064]
左后座、右后座光斑面积计算方法：
[0065]
s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。
[0066]
优选地，所述步骤s3包括：
[0067]
根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；
[0068]
结合步骤s2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑面积的总热量：
[0069]
q_zy＝i_zy*s_sa_zy；
[0070]
q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；
[0071]
q_zx＝i_zx*s_sd_zx；
[0072]
q总＝q_zy+q_xy+q_zx。
[0073]
第二方面，提供了一种车内表面光斑面积对应能量计算系统，所述系统包括：
[0074]
模块m1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面；
[0075]
模块m2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积；
[0076]
模块m3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量；
[0077]
模块m4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，可将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。
[0078]
优选地，所述模块m1包括：
[0079]
通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面：
[0080]
s_a：车门垂直平面；
[0081]
s_b：仪表台水平平面；
[0082]
s_c：座椅水平平面；
[0083]
s_d：座椅靠背垂直平面；
[0084]
s_e：座椅靠背水平平面；
[0085]
s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；
[0086]
s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；
[0087]
s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；
[0088]
s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；
[0089]
s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；
[0090]
s_d、s_e还与座椅角度相关；
[0091]
其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。
[0092]
优选地，所述模块m2包括：
[0093]
基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度在内的相关输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：
[0094]
其中，对主驾区域座椅靠背光斑面积计算详细展开：
[0095]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：
[0096]
s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；
[0097]
车门垂直平面阴影面积部分1：
[0098]
s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；
[0099]
车门垂直平面阴影面积部分2：
[0100]
s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door
[0101]-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；
[0102]
车门垂直平面阴影面积部分3：
[0103]
s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；
[0104]
座椅表面光斑面积计算：
[0105]
透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：
[0106]
l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；
[0107]
透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：
[0108]
l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；
[0109]
座椅靠背被照亮的垂直长度：
[0110]
l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；
[0111]
座椅靠背被照亮的水平长度：
[0112]
l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；
[0113]
座椅靠背垂直平面的光斑面积：
[0114]
s_sd_zx＝l’_backv*w_back；
[0115]
座椅靠背水平平面的光斑面积：
[0116]
s_se_xy＝l’_backl*w_back；
[0117]
座椅底座被照亮的水平长度：
[0118]
l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；
[0119]
座椅水平平面的光斑面积：
[0120]
s_sc_xy＝l’_downv*w_back；
[0121]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：
[0122]
s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；
[0123]
其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；
[0124]
根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：
[0125]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；
[0126]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；
[0127]
座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；
[0128]
左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排；
[0129]
左前座、右前座光斑面积计算方法：
[0130]
s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；
[0131]
左后座、右后座光斑面积计算方法：
[0132]
s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。
[0133]
优选地，所述模块m3包括：
[0134]
根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；
[0135]
结合模块m2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑面积的总热量：
[0136]
q_zy＝i_zy*s_sa_zy；
[0137]
q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；
[0138]
q_zx＝i_zx*s_sd_zx；
[0139]
q总＝q_zy+q_xy+q_zx。
[0140]
第三方面，一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法中的步骤。
[0141]
第四方面，一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法中的步骤。
[0142]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0143]
1、本发明通过输入的阳光高度角，阳光入射方向和车头的偏差角(简称阳光入射角)，座椅的角度等，能够精准计算出阳光入射到车内结构表面的光斑面积大小和对应区域的光斑能量；
[0144]
2、本方案通过阳光传感器，gps，行驶方向，座椅角度等信号作为输入信号，通过将光斑面积投射到三维xy、zy和zx平面进行计算，结合不同方位角的阳光强度精准计算得到三个平面内阳光光斑面积中的热量，最后根据阳光入射到车内结构表面光斑面积所产生的
发热量，通过调节空调出风口的温度和风量，来补偿车内阳光直射的热量，达到在提高司乘人员的舒适度的同时提高能效的目的。
[0145]
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
[0146]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0147]
图1为本发明整体框架流程图。
具体实施方式
[0148]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0149]
本发明实施例提供了一种车内表面光斑面积对应能量计算方法，参照图1所示，该方法具体包括：
[0150]
步骤s1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面。
[0151]
该步骤中通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面，具体包括：
[0152]
s_a：车门垂直平面；
[0153]
s_b：仪表台水平平面；
[0154]
s_c：座椅水平平面；
[0155]
s_d：座椅靠背垂直平面；
[0156]
s_e：座椅靠背水平平面；
[0157]
s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；
[0158]
s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；
[0159]
s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；
[0160]
s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；
[0161]
s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；
[0162]
s_d、s_e还与座椅角度相关；
[0163]
其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。
[0164]
步骤s2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积。
[0165]
基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度等输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：
[0166]
主要对主驾区域座椅靠背光斑面积计算详细展开：
[0167]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：
[0168]
s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；
[0169]
车门垂直平面阴影面积部分1：
[0170]
s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；
[0171]
车门垂直平面阴影面积部分2：
[0172]
s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door
[0173]-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；
[0174]
车门垂直平面阴影面积部分3：
[0175]
s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；
[0176]
座椅表面光斑面积计算：
[0177]
透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：
[0178]
l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；
[0179]
透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：
[0180]
l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；
[0181]
座椅靠背被照亮的垂直长度：
[0182]
l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；
[0183]
座椅靠背被照亮的水平长度：
[0184]
l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；
[0185]
座椅靠背垂直平面的光斑面积：
[0186]
s_sd_zx＝l’_backv*w_back；
[0187]
座椅靠背水平平面的光斑面积：
[0188]
s_se_xy＝l’_backl*w_back；
[0189]
座椅底座被照亮的水平长度：
[0190]
l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；
[0191]
座椅水平平面的光斑面积：
[0192]
s_sc_xy＝l’_downv*w_back；
[0193]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：
[0194]
s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；
[0195]
其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；
[0196]
根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：
[0197]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；
[0198]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；
[0199]
座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；
[0200]
左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排。
[0201]
左前座、右前座光斑面积计算方法：
[0202]
s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；
[0203]
左后座、右后座光斑面积计算方法：
[0204]
s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。
[0205]
步骤s3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量。
[0206]
根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到的阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；
[0207]
结合步骤s2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑面积的总热量：
[0208]
q_zy＝i_zy*s_sa_zy；
[0209]
q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；
[0210]
q_zx＝i_zx*s_sd_zx；
[0211]
q总＝q_zy+q_xy+q_zx。
[0212]
步骤s4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，可将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。
[0213]
本发明还提供一种车内表面光斑面积对应能量计算系统，所述车内表面光斑面积对应能量计算系统可以通过执行所述车内表面光斑面积对应能量计算方法的流程步骤予以实现，即本领域技术人员可以将所述车内表面光斑面积对应能量计算方法理解为所述车内表面光斑面积对应能量计算系统的优选实施方式。该系统具体包括以下内容：
[0214]
步骤s1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面。
[0215]
该步骤中通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面，具体包括：
[0216]
s_a：车门垂直平面；
[0217]
s_b：仪表台水平平面；
[0218]
s_c：座椅水平平面；
[0219]
s_d：座椅靠背垂直平面；
[0220]
s_e：座椅靠背水平平面；
[0221]
s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；
[0222]
s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；
[0223]
s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；
[0224]
s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；
[0225]
s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；
[0226]
s_d、s_e还与座椅角度相关；
[0227]
其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。
[0228]
步骤s2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积。
[0229]
基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度在内的相关输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：
[0230]
其中，对主驾区域座椅靠背光斑面积计算详细展开：
[0231]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：
[0232]
s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；
[0233]
车门垂直平面阴影面积部分1：
[0234]
s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；
[0235]
车门垂直平面阴影面积部分2：
[0236]
s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door
[0237]-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；
[0238]
车门垂直平面阴影面积部分3：
[0239]
s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；
[0240]
座椅表面光斑面积计算：
[0241]
透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：
[0242]
l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；
[0243]
透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：
[0244]
l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；
[0245]
座椅靠背被照亮的垂直长度：
[0246]
l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；
[0247]
座椅靠背被照亮的水平长度：
[0248]
l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；
[0249]
座椅靠背垂直平面的光斑面积：
[0250]
s_sd_zx＝l’_backv*w_back；
[0251]
座椅靠背水平平面的光斑面积：
[0252]
s_se_xy＝l’_backl*w_back；
[0253]
座椅底座被照亮的水平长度：
[0254]
l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；
[0255]
座椅水平平面的光斑面积：
[0256]
s_sc_xy＝l’_downv*w_back；
[0257]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：
[0258]
s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；
[0259]
其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；
[0260]
根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：
[0261]
车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；
[0262]
仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；
[0263]
座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；
[0264]
左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域
光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排；
[0265]
左前座、右前座光斑面积计算方法：
[0266]
s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；
[0267]
左后座、右后座光斑面积计算方法：
[0268]
s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。
[0269]
步骤s3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量。
[0270]
根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到的阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；
[0271]
结合步骤s2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑面积的总热量：
[0272]
q_zy＝i_zy*s_sa_zy；
[0273]
q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；
[0274]
q_zx＝i_zx*s_sd_zx；
[0275]
q总＝q_zy+q_xy+q_zx。
[0276]
步骤s4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，可将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。
[0277]
本发明实施例提供了一种车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质，从整车处获取阳光传感器，gps，行驶方向，座椅角度等信号作为输入信号，计算出阳光射入车内结构表面阳光光斑面积和对应热能的大小，集成到空调控制器，或者热管理域控制器中，最后根据计算得到的光斑面积热量控制空调出风口温度、风量大小，以补偿阳光的直射热量，达到在提高司乘人员的舒适度的同时提高能效的目的。
[0278]
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0279]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种车内表面光斑面积对应能量计算方法，其特征在于，包括：步骤s1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面；步骤s2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积；步骤s3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量；步骤s4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。2.根据权利要求1所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法，其特征在于，所述步骤s1包括：通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面：s_a：车门垂直平面；s_b：仪表台水平平面；s_c：座椅水平平面；s_d：座椅靠背垂直平面；s_e：座椅靠背水平平面；s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；s_d、s_e还与座椅角度相关；其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。3.根据权利要求2所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法，其特征在于，所述步骤s2包括：基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度在内的相关输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：其中，对主驾区域车内表面光斑面积计算详细展开：车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；车门垂直平面阴影面积部分1：s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；车门垂直平面阴影面积部分2：s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；车门垂直平面阴影面积部分3：s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；座椅表面光斑面积计算：
透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；座椅靠背被照亮的垂直长度：l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；座椅靠背被照亮的水平长度：l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；座椅靠背垂直平面的光斑面积：s_sd_zx＝l’_backv*w_back；座椅靠背水平平面的光斑面积：s_se_xy＝l’_backl*w_back；座椅底座被照亮的水平长度：l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；座椅水平平面的光斑面积：s_sc_xy＝l’_downv*w_back；仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排；左前座、右前座光斑面积计算方法：s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；左后座、右后座光斑面积计算方法：s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。4.根据权利要求2所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法，其特征在于，所述步骤s3包括：根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；结合步骤s2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑
面积的总热量：q_zy＝i_zy*s_sa_zy；q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；q_zx＝i_zx*s_sd_zx；q总＝q_zy+q_xy+q_zx。5.一种车内表面光斑面积对应能量计算系统，其特征在于，包括：模块m1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面；模块m2：通过阳光角度、车辆结构参数以及多个基准面信息，将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积；模块m3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量；模块m4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿；同时，可将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。6.根据权利要求5所述的车内表面光斑面积对应能量计算系统，其特征在于，所述模块m1包括：通过车辆结构参数，确定五个基准长方形平面：s_a：车门垂直平面；s_b：仪表台水平平面；s_c：座椅水平平面；s_d：座椅靠背垂直平面；s_e：座椅靠背水平平面；s_a的宽度为车门的宽度，s_a的长度为车门最高点到最低点的长度；s_b的宽度为仪表台的宽度，s_b的长度为仪表盘最高点距离车窗玻璃的长度；s_c的宽度为座椅宽度，s_c的长度为座椅坐垫长度；s_d的宽度为座椅宽度，s_d的长度为座椅靠背长度投射到垂直平面的长度；s_e的宽度为座椅宽度，s_e的长度为座椅靠背长度投射到水平平面的长度；s_d、s_e还与座椅角度相关；其中，车辆结构参数指车门、座椅及靠背、仪表台的几何尺寸，其长度、宽度均采用统计数据，或用户提供数据。7.根据权利要求6所述的车内表面光斑面积对应能量计算系统，其特征在于，所述模块m2包括：基于五个基准长方形平面，根据阳光高度角、行驶方向，座椅角度在内的相关输入信号，计算出xy、zy和zx三个平面内阳光投射的光斑面积：其中，对主驾区域座椅靠背光斑面积计算详细展开：车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy：s_sa_zy＝s_a
–
s_a_1-s_a_2-s_a_3；车门垂直平面阴影面积部分1：s_a_1＝1/2*1/cos2μ*w_car2*tanγ；车门垂直平面阴影面积部分2：
s_a_2＝1/2*w_car*sinγ*sin2μ*[1/(w_car*cosγ*sinμ)+(l_door-(w_car2*(tan2γ-sin2γ*cos2μ))
1/2
)]；车门垂直平面阴影面积部分3：s_a_3＝l_door*w_car2/cosγ；座椅表面光斑面积计算：透过前窗照射进座舱内光线在前窗上的区间长度：l’1＝l_frontg
–
[l_dashboard/sin(180
°‑
β-γ)]*sin(γ)；透过前窗照射进座舱内光线的垂直间距：l’_vert1＝m+n＝l’1*sin(β+γ)；座椅靠背被照亮的垂直长度：l’_backv＝[m/sin(α-γ)]*cos(α-90
°
)；座椅靠背被照亮的水平长度：l’_backl＝[m/sin(α-γ)]*sin(α-90
°
)；座椅靠背垂直平面的光斑面积：s_sd_zx＝l’_backv*w_back；座椅靠背水平平面的光斑面积：s_se_xy＝l’_backl*w_back；座椅底座被照亮的水平长度：l’_downv＝[n/sin(γ)]*cos(α-90
°
)；座椅水平平面的光斑面积：s_sc_xy＝l’_downv*w_back；仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy：s_sb_xy＝l_dashboard*w_dashboard*sin(γ)；其中，l_frontg为前窗总长度；w_car为车辆宽度；l_door为车门长度；w_back为座椅宽度；l_dashboard为仪表台长度；w_dashboard为仪表台宽度；β为仪表台角度；γ为阳光高度角；μ为阳光方向角；α为座椅角度；m为座舱内光线座椅靠背区域垂直间距；n为座舱内光线座椅底座区域垂直间距；根据车内结构几何尺寸、阳光角度等参数，计算出其余区域光斑面积：车门垂直平面的光斑面积s_sa_zy；仪表台水平平面的光斑面积s_sb_xy；座椅水平平面的光斑面积s_sc_xy；座椅靠背水平平面的光斑面积s_se_xy；座椅靠背垂直平面的光斑面积s_sd_zx；左前座和右前座，即主驾和副驾区域的光斑面积计算方法相同；后排左、右侧区域光斑面积无需考虑仪表台区域光斑面积，但要额外考虑前排座椅靠背上投射的光斑面积，若有第三排座椅光斑面积计算参考第二排；左前座、右前座光斑面积计算方法：s_左/右前＝s_sa_zy+s_sb_xy+s_sc_xy+s_sd_zx；左后座、右后座光斑面积计算方法：s_左/右后＝s_sa_zy+s_sc_xy+2*s_sd_zx+s_se_xy。
8.根据权利要求6所述的车内表面光斑面积对应能量计算系统，其特征在于，所述模块m3包括：根据阳光传感器，gps，行驶方向在内的相关输入信号将采集到阳光入射强度投影到xy、zy和zx平面，分别为i_xy、i_zy和i_zx；结合模块m2计算得到的阳光光斑面积，得到三个平面上光斑面积中的热量及整车光斑面积的总热量：q_zy＝i_zy*s_sa_zy；q_xy＝i_xy*(s_sb_xy+s_sc_xy+s_se_xy)；q_zx＝i_zx*s_sd_zx；q总＝q_zy+q_xy+q_zx。9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法的步骤。10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的车内表面光斑面积对应能量计算方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种车内表面光斑面积对应能量计算方法、系统、设备及介质，包括：步骤S1：通过车辆结构参数，在车内表面确定多个基准长方形平面确定基准面；步骤S2：将阳光光斑投影到xy、zy和zx平面并计算出对应平面内阳光的光斑面积；步骤S3：计算平面内光斑面积的热量及整车光斑面积的总热量；步骤S4：根据计算得到的整车光斑面积的总热量，车内自动空调调整出风口的温度和风量进行能量补偿，同时，将平面内光斑面积的热量与车内表面能量阈值进行对比，当超过阈值后，控制车内空调出风口扫风方向进行局部重点送风。本发明能够在提高舒适度的同时提高能效。时提高能效。时提高能效。


技术研发人员：李玉钦 夏丁羽
受保护的技术使用者：上海普法芬电子科技有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/6/28