一种汽车环境风洞降雨试验安全控制系统及方法

本发明属于汽车环境测试，尤其涉及一种汽车环境风洞降雨试验安全控制系统及方法。背景技术：1、汽车环境风洞是汽车研发中十分重要的试验室，可模拟外界真实的气候环境，其中温度可模拟-40℃-60℃，湿度可模拟相对湿度5％-相对湿度95％，风速可模拟0-200km/h，并可进行下雨、下雪以及阳光模拟。2、随着汽车产业的发展人们在关注车辆的安全性、动力经济性、舒适性的同时也会注重车身表面的清洁度。所以基于环境风洞的降雨能力，在车辆行车安全性方面引入了a柱溢流试验，在车辆表面清洁度方面引入了车轮甩水试验。a柱溢流试验和车轮甩水试验在试验中为了便于观察采用在水中溶入荧光剂，使用荧光灯进行显影，所以整个试验过程中试验室中是处于一个暗室环境，且伴随着高风速、高车速以及降雨的潮湿环境。由于试验暗室环境过于复杂，如何保证试验过程中人员、设备的安全成为了a柱溢流试验和车轮甩水试验面临的重大问题。3、目前a柱溢流试验和车轮甩水试验过程的安全控制主要采用试验人员主观控制，由于试验过程中处于暗室环境且环境噪音较大，给人员主观控制带来极大的障碍，容易造成人员误判，既会影响试验进度也会造成人员设备安全风险增大，所以目前迫切需要安全控制系统来补充试验过程安全监控，保障试验过程中的人员设备安全。技术实现思路1、本发明所解决的技术问题在于提供一种汽车环境风洞降雨试验安全控制系统及方法，以解决现有的环境风洞a柱溢流试验和车轮甩水试验缺少安全保障的问题。2、本发明提供的基础方案：一种汽车环境风洞降雨试验安全控制系统，所述汽车环境风洞包括环境调节模块和风洞操作系统，所述环境调节模块与风洞操作系统通讯，风洞操作系统控制环境调节模块的运行状态；所述安全控制系统包括监控模块、警报模块以及安全控制模块；所述风洞操作系统与安全控制模块通讯连接；3、所述监控模块和警报模块与安全控制模块通讯连接，所述安全控制模块接收监控模块的监控信号，并根据预设的安全风险监测模型对监控信号进行分析，生成风险结果，安全控制模块还用于根据风险结果控制风洞操作系统，以调节环境调节模块的运行状态；安全控制模块还用于根据风险结果控制警报模块的运行状态。4、进一步，所述监控模块包括监控摄像单元和电路监测单元，所述监控摄像单元覆盖风洞流道区域内，所述电路监测单元监测电路实时电流和电压。5、进一步，所述风洞操作系统还用于将环境调节模块运行状态时的参数传输至安全控制模块，所述安全控制模块还用于接收参数并判断参数是否在预设的范围内，若不是，则安全控制模块控制风洞操作系统调节环境调节模块的运行状态。6、进一步，所述安全控制模块中预设的安全风险监测模型具体为：7、获取汽车风洞降雨试验过程中的历史数据，经过预处理后进行模型训练，生成适用汽车风洞环境的安全风险监测模型；8、安全风险监测模型获取监控摄像单元采集的视频数据，对视频数据进行风险分析。9、进一步，所述安全风险监测模型获取监控摄像单元采集的视频数据，对视频数据进行风险分析具体为：10、读取视频数据，根据汽车风洞流道区域内的视频数据在降雨试验前画面的稳定特性，设定帧数阈值，建立试验背景画面；11、获取视频数据当前帧与背景相减后的差值图像，进行形态学操作后生成多个连通区域，并根据连通区域的面积排除汽车风洞内的固定设施，生成区域的二值图像；12、将剩余的区域存入可疑物队列中，并在后续帧中对可疑物队列中的可疑物进行持续跟踪；13、通过计算不同物体坐标件的距离、灰度图间的匹配度和rain矩间的匹配度，统计可疑物队列中每个可疑物存在的帧数、消失的帧数；14、若在空白区域检测到新的物体，则将其加入到可疑物队列中，并对其进行持续追踪，若该物体持续存在且坐标变化，将其判断为区域入侵，并根据预设的ai算法模型判断入侵物的类别；15、若可疑物连续消失帧数超过预设的帧数阈值后，将其从可疑物队列中剔除；16、若可疑物存在帧数超过预设的帧数阈值后，判断该可疑物为遗留物，调用预设的ai算法模型对遗留物进行识别。17、进一步，所述不同物体坐标件的距离计算公式为：18、19、所述灰度图间的匹配度计算公式为：20、21、所述rain矩间匹配度计算公式为：22、23、其中，n是物体的数量，cj为第j个物体的横坐标或纵坐标，ci是第j个物体的第i个像素的横坐标或纵坐标，n是第j个物体的像素个数，p和q是被比较的两个物体；k表示rain矩分量个数，表示p物体rain矩的第k个分量，表示q物体rain矩的第k个分量，m表示灰度直方图的范围，s表示灰度直方图的像素个数，表示p物体的灰度直方图中s灰度的像素个数，表示q物体的灰度直方图中s灰度的像素个数。24、进一步，所述预设的ai算法模型采用风洞物品特征识别模型，具体为：25、将待识别的物品特征图的数据集划分为训练集和测试集；26、基于yolo模型构建风洞物品特征识别模型，并在风洞物品特征识别模型中加入残差网络和wca模块；所述wca模块通过对输入的物品特征图进行全局平均池化操作；再进行卷积核大小为k的一维卷积操作，并经过激活函数得到各个通道的权重；27、引入eouc损失函数，并通过训练集对风洞物品特征识别模型进行训练；28、训练完成后将测试集输入风洞物品特征识别模型中，输出结果。29、进一步，所述eouc损失函数表达公式为：30、31、其中，ldis为预测框和真实框的中心距离损失，liou为预测框和真实框的重叠损失，lasp为预测框和真实框的宽高损失，iou是在特定数据集中检测相应物体准确度标准，w、h、d是权重，p是激活函数，和分别为真实框与预测框的最小外接矩形高度与宽度，c2为和的平方和，dgt表示目标框中心点坐标，wgt表示目标框宽度信息，hgt表示目标框高度信息。32、一种汽车环境风洞降雨试验安全控制方法，应用于上述的一种汽车环境风洞降雨试验安全控制系统。33、本发明的原理及优点在于，安全控制模块接收汽车风洞内的监测信号，包括视频数据和电路信息数据，而电路信息数据通过判断其电路是否异常即可，视频数据根据图像识别算法进行识别，本技术的图像识别算法对检测的可疑物进行识别和判断，能够有效的获取识别结果，最后根据识别结果和判断结果对汽车风洞内的异常进行警报，以此来提醒工作人员及时进行处理，因此，本技术的优点在于：34、1、本技术的安全控制模块是与监控模块的信号控制的，可以有效防止风洞其他试验时系统误启动安全控制模块，误报警影响其他试验的开展；35、2、风洞操作系统启动前后，都通过安全控制模块对风洞试验环境风险进行排查，提前和持续将风险提前排除，减少试验中断的概率，并能够在排查出风险后及时控制风洞操作系统，有效防止试验人员在未排除风险项时启动风洞操作系统造成试验安全事故；36、3、风洞操作系统控制环境调节模块运行时，将运行参数传输至安全控制模块，以此来判断运行参数是否出现异常，并可判断异常的风险系数大小，较小可不启停设备，可以减少低风险工况下因系统判定风洞流道异常引起的试验中断，节约试验资源。