一種圖像識別控制室內燈的方法與流程
2023-06-02 01:25:36
本發明涉及一種照明控制方法，特別是一種室內照明控制方法。
背景技術：
教室、會議室、辦公室等面積較大的室內場所會安裝多盞照明燈，這些照明燈具採用傳統的機械開關或遙控器控制，在室內光線不足時，人們往往習慣將所有的燈具開啟，而且，往往發生人離開後卻忘記關燈，造成極大的浪費，不能實現按需照明。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種具有監控及自動開關燈功能，能做到按需照明的圖像識別控制室內燈的方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：
一種圖像識別控制室內燈的方法，該方法是將室內的受控區域劃分成若干單元，每個單元對應一個照明組，每個照明組內的所有照明燈工作狀態相同，且具有低亮、高亮兩種開燈工作狀態；採用攝像頭及圖像識別技術判斷受控區域是否有人，並進一步確定人所處的單元，把受控區域是否有人及人所處的單元作為自動開關燈及轉換開燈工作狀態的條件之一；在滿足開燈條件後，控制系統發出控制指令，有人的單元高亮度照明，無人的單元低亮度照明。
本發明方法在室內安裝有與控制系統電連接的環境光照度傳感器，環境光照度傳感器檢測的環境光照度作為自動開關燈的條件之一；在當環境光照度低於閾值a時，開啟紅外光發生器為攝像頭提供紅外拍攝照明，當環境光照度高於閾值a時，關閉紅外光發生器。
本發明系統判定室內有人時，開始儲存攝像頭拍攝的畫面，在人離開後停止儲存；所述控制系統與網絡交換機連接。所述系統具有集中控制、就地手動控制和自動控制三種工作模式，就地手動控制模式、集中控制模式和自動控制模式的優先級依次降低。在開燈狀態下，人離開受控區域後，系統延時30-60秒後關燈。
本發明的控制系統工作流程如下：
步驟s1:初始化。
步驟s2：攝像頭攝像。
步驟s3：判斷環境光照度是否低於閾值a，如果低於閾值a執行步驟s4，否則執行步驟s5。
步驟s4：開啟紅外光發生器。
步驟s5：圖像識別處理。
步驟s6：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s7，否則返回步驟s3。
步驟s7：開始儲存攝像頭拍攝的錄像。
步驟s8：判斷環境光照度是否低於閾值a，如果低於閾值a執行步驟s9，否則返回步驟s3。
步驟s9：輸出開燈控制信號。
步驟s10：關閉紅外光發生器。
步驟s11：確定人所在的單元。
步驟s12：有人的單元輸出高亮控制信號。
步驟s13：判斷環境光照度是否高於閾值b，如果高於閾值b執行步驟s18，否則執行步驟s14。
步驟s14：圖像識別處理。
步驟s15：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s16，否則執行步驟20。
步驟s16：確定人所在的單元。
步驟s17：有人的單元輸出高亮控制信號，然後返回步驟s13。
步驟s18：延時n秒。
步驟s19：判斷環境光照度是否高於閾值b，如果高於閾值b執行步驟s22，否則執行步驟s14。
步驟s20：延時m秒。
步驟s21：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s16，否則執行步驟22。
步驟s22：關閉開燈信號關燈。
步驟s23：停止儲存攝像頭拍攝的錄像，並返回步驟s3。
本發明的有益效果是：本發明首先將室內空間分成非受控區域和受控區域，然後又將受控區域劃分成若干單元，每個單元對應的照明組可以獨立工作，採用圖像識別技術識別是否有人及人所在的單元，並結合環境光照度傳感器，實現自動開燈，自動關燈，無人單元低亮度照明，有人單元高亮度照明的按需照明，控制系統與網絡交換機連接，又可以實現監控及集中管理功能，降低了環境監控系統的建設成本。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的控制系統工作流程圖。
具體實施方式
一種圖像識別控制室內燈的方法，該方法是將室內空間分成非受控區域和受控區域，這是因為攝像頭拍攝的畫面範圍較大，本發明的方法在圖形識別時，只識別受控區域，對於非受控區域不做人像識別，可以減少意外因素（如在攝像頭視野內的透明玻璃窗外有人停留或走過）對系統的幹擾及降低系統的數據處理難度。
所述受控區域被劃分成若干單元，每個單元對應一個照明組，每個照明組內的所有照明燈（led燈）工作狀態相同，且具有低亮（10-50%功率）、高亮（全功率）兩種開燈工作狀態；採用攝像頭及圖像識別技術判斷受控區域是否有人，並進一步確定人所處的單元，把受控區域是否有人及人所處的單元作為自動開關燈及轉換開燈工作狀態的條件之一；在滿足開燈條件後，控制系統發出控制指令，有人的單元高亮度照明，無人的單元低亮度照明。圖像識別技術屬於現有技術，如cn104883772a、cn105893937a等專利文獻公開的技術等。
控制系統的硬體可以為工控主機、具備數據處理能力的單片機或者專用的視頻監控及圖像處理設備，如樹莓派（raspberrypi，基於arm的微型電腦主板，支持二次開發）等。
對於受控區域、單元的劃分是在adobeultra軟體界面或配備的專用軟體上實現，在攝像頭拍攝的滿畫面上選定3個以上的參照點，參照點之間的連線構成的區域即為受控區域或單元，然後在受控區域內再選擇參照點連線劃分單元，或選擇滿畫面的一個角為坐標原點，採用x軸、y軸增量方式劃分受控區域或單元，一個單元對應一個照明組，一個照明組內的照明燈具採用一隻電源或多隻電源供電，但一個照明組內的照明燈的工作方式是相同的。
本發明方法在室內安裝有與控制系統電連接的環境光照度傳感器，環境光照度傳感器檢測的環境光照度作為自動開關燈的條件之一；在當環境光照度低於閾值a時，開啟紅外光發生器為攝像頭提供紅外拍攝照明，當環境光照度高於閾值a時，關閉紅外光發生器。
本發明的攝像頭處於不間斷的拍攝狀態，拍攝的畫面暫時儲存在快閃記憶體中，當系統判定室內有人時，往存儲設備如監控中心的硬碟儲存攝像頭拍攝的畫面（是否儲存也可以人工在初始化時選擇，如果選擇為不存儲，則系統跳過儲存步驟，繼續執行其它步驟），系統判定在人離開後停止儲存。暫時儲存在快閃記憶體中的內容只用於判定受控區域是否有人及人所處的單元而不寫入硬碟中儲存，能夠提高系統有用視頻數據的儲存量。
所述控制系統與網絡交換機連接，集中控制也與網絡交換機相連，可以遠程查看、控制照明燈的工作狀態，通過聯網的電腦、手機等實時查看攝像頭的畫面內容，調取攝像頭的錄像數據。
本發明的系統具有集中控制、就地手動控制和自動控制三種工作模式，就地手動控制模式、集中控制模式和自動控制模式的優先級依次降低，集中控制通過監控中心的電腦遠程實現一間教室、會議室所有的燈光開啟、關閉或調整高亮、低亮，就地手動控制為通過安裝在牆壁的機械開關或遙控器實現，在三個控制信號衝突的情況下，首先執行就地手動控制的命令，然後執行集中控制的命令，在無前兩種控制信號的情況下，系統按照自動控制模式運行。
系統初始化時，在無人環境下拍攝一張受控區域的照片作為背景底片，在圖像識別處理時，從拍攝的實際畫面中消隱背景底片的內容，在adobeultra或配備的專門軟體中，將背景底片作為第一層（底層），將實際畫面圖片作為第二層，從第二層中消隱第一層的內容，在圖像識別處理時，只識別消隱合成的畫面內容，一方面提高圖像識別處理速度和精準度，另一方面，可以避免室內本來就存在的人體雕塑、人物圖畫等使系統產生誤判，一般來說，室內新增加固定物體後（尤其是帶有人物圖畫或人體雕塑），就需要重新初始化系統。
本發明的控制系統工作流程如下：
步驟s1:初始化，拍攝一張在無人環境下的受控區域照片作為背景底片。
步驟s2：攝像頭攝像。
步驟s3：判斷環境光照度是否低於閾值a，如果低於閾值a執行步驟s4，否則執行步驟s5。
步驟s4：開啟紅外光發生器。在環境光照度不足，照明燈尚未開啟情況下，紅外光發生器為攝像頭提供照明，紅外光不能被人眼識別，不會影響人的正常活動。
步驟s5：圖像識別處理。
步驟s6：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s7，否則返回步驟s3。
步驟s7：開始儲存攝像頭拍攝的錄像。如果初始化時選擇儲存，則開始發送視頻數據，如果選擇不儲存，則跳過該步驟。
步驟s8：判斷環境光照度是否低於閾值a，如果低於閾值a執行步驟s9，否則返回步驟s3。
步驟s9：輸出開燈控制信號。控制系統控制信號輸出埠輸出開燈控制信號，照明燈開啟並低亮度照明，輸出高亮控制信號，照明燈轉為高亮度照明，關閉開燈控制信號關燈。
步驟s10：關閉紅外光發生器。開燈後環境光足以為攝像頭的拍攝提供照明，關閉紅外光發生器以節省電能。
步驟s11：確定人所在的單元。
步驟s12：有人的單元輸出高亮控制信號，無人的單元繼續保持低亮照明，不會使人因黑暗而感到恐慌。
步驟s13：判斷環境光照度是否高於閾值b，如果高於閾值b執行步驟s18，否則執行步驟s14。閾值b與閾值a不同，閾值a是環境光照度不足時開啟照明燈或紅外光發生器的條件，閾值b是境光照度增加後（如天亮後）關閉照明燈或紅外光發生器的條件，閾值b的數值應該大於閾值a的數值，以使程序返回到步驟s3後，正常情況下不會再發生頻繁的開燈、關燈循環。
步驟s14：圖像識別處理。
步驟s15：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s16，否則執行步驟20。
步驟s16：確定人所在的單元。
步驟s17：有人的單元輸出高亮控制信號，然後返回步驟s13。
步驟s18：延時n秒，n取值一般為30-60秒。
步驟s19：判斷環境光照度是否高於閾值b，如果高於閾值b執行步驟s22，否則執行步驟s14，本步驟延時再判斷是防止閃光（手機拍攝閃光、雷電閃光、經過室外的車輛燈光）使控制系統發生誤判。
步驟s20：延時m秒，m取值一般為30-60秒，延時的目的是有足夠的時間在人離開後再關閉，可以根據需要設定延時時間。
步驟s21：判斷受控區域是否有人，如果有人執行步驟s16，否則執行步驟22，再次判斷是為了防止人蹲下撿物等被固定物體遮住而發生誤判。
步驟s22：關閉開燈信號關燈，即開燈/低亮控制信號埠停止輸出，照明燈關閉。
步驟s23：停止儲存攝像頭拍攝的錄像（如果根據用戶的選擇，之前的步驟s7沒有開始儲存錄像數據，本步驟中發送停止錄像的指令不會影響系統正常工作），並返回步驟s3。
本發明採用圖像識別技術識別是否有人及人所在的單元，並結合環境光照度傳感器，實現自動開燈，自動關燈，無人單元低亮度照明，有人單元高亮度照明的按需照明，攝像頭、控制系統與網絡交換機連接，又可以實現監控及集中管理功能，降低了環境監控系統的建設成本。