基于視頻人流密度圖的中央空調(diào)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)發(fā)明設(shè)及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于視頻人流密度圖的中央空調(diào) 節(jié)能控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】： 陽(yáng)〇〇引中央空調(diào)的出現(xiàn)滿足了人們對(duì)大空間范圍內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的需求，使人們的生活更加 舒適。然而中央空調(diào)對(duì)能源的消耗極大，在能源、成本壓力不斷高漲的今天，節(jié)能降耗成為 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。近年來(lái)，隨著樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)度A巧的應(yīng)用和發(fā)展，在中央空調(diào) 領(lǐng)域，人們開(kāi)始采用BAS對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)壓力或溫度的采 集，W壓差或溫差作為控制參量，采用PID算法控制變頻器調(diào)節(jié)水累的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，使水累流 量跟隨負(fù)荷變化，從而達(dá)到水累節(jié)能的目的。但運(yùn)種W壓差或溫差作為控制參量的PID調(diào) 節(jié)，在中央空調(diào)控制中存在較大的局限性，節(jié)能效果較差，原因在PID調(diào)節(jié)器最重要的工程 參數(shù)KP(比例系數(shù)）、TI(積分時(shí)間常數(shù)）和TD(微分時(shí)間常數(shù)）一旦確定之后，如果沒(méi)有人 為的調(diào)節(jié)，它是固定不變的，不會(huì)跟隨受控參量的變化而自動(dòng)調(diào)整。也就是說(shuō)，運(yùn)些工程參 數(shù)確定之后，就用同一種參數(shù)去應(yīng)對(duì)各種不同的運(yùn)行工況。實(shí)際上，中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)時(shí) 變性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其運(yùn)行工況受季節(jié)變化、環(huán)境溫度、人流量等諸多因素的共同影響，是隨 時(shí)變化且處于波動(dòng)之中，因此靜態(tài)參數(shù)的PID控制方法不可能達(dá)到最佳的節(jié)能控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于視頻人流密度圖的中央空 調(diào)節(jié)能控制方法，包括步驟如下：
[0004] 步驟一，設(shè)定全負(fù)載時(shí)的PID調(diào)節(jié)器的KP值---KPm。、，此時(shí)監(jiān)控畫(huà)面中人員所占面 積為Sm。、，將Sm。、分為N等份
對(duì)應(yīng)N個(gè)可調(diào) 的KP值
[0005] 步驟二，監(jiān)控能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，并將視頻信號(hào)輸出至人流密度圖分析 模塊；
[0006] 步驟=，人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積，具體 方法為：
[0007] 1)每隔T秒采集M帖圖像，每前后兩帖相減得到差值圖像，對(duì)第Ui= 1，2,...， M-I)差值圖像進(jìn)行闊值二值化處理，小于設(shè)定闊值置為0,反之置為255,得到二值化圖像， 在該圖像上應(yīng)用形態(tài)學(xué)"開(kāi)操作"去除點(diǎn)W及細(xì)線噪聲，得到有空桐的運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像，值為 255的像素點(diǎn)代表存在運(yùn)動(dòng)；
[0008] 2)如果運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的連通域?yàn)?,說(shuō)明不存在人員流動(dòng)；否則對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像應(yīng) 用形態(tài)學(xué)"膨脹"操作，檢查一次"膨脹"后的連通域數(shù)量，如果連通域數(shù)量減少，則繼續(xù)應(yīng) 用"膨脹"操作；如果連通域數(shù)量不變，則操作結(jié)束。如此得到去除大部分空桐的運(yùn)動(dòng)區(qū)域 圖像，即人流密度圖，它反映了當(dāng)前時(shí)刻的人流狀況；
[0009] 扣將各個(gè)連通域的面積相加，得到運(yùn)動(dòng)區(qū)域的面積Si,它反映了人員擁擠狀況；
[0010] 4)計(jì)算平均面積Sa,
[0011] 步驟四，空調(diào)控制模塊接收步驟=得到的面積Sa,判定其落入步驟一中的哪個(gè)區(qū) 間，如果與前一時(shí)刻相同則不調(diào)整；否則將KP調(diào)整為對(duì)應(yīng)區(qū)間的KP值。
[0012] 本發(fā)明方法基于視頻信號(hào)得到人流密度圖，并據(jù)此調(diào)整中央空調(diào)控制系統(tǒng)的參 數(shù)，克服了控制參數(shù)固定所帶來(lái)的弊病，達(dá)到最佳的節(jié)能控制效果，復(fù)雜度低，實(shí)時(shí)性好，完 全可W嵌入攝像頭前端，進(jìn)一步降低控制成本。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種基于視頻人流密度圖的中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括視頻監(jiān) 控模塊、人流密度圖分析模塊、空調(diào)控制模塊：
[0014] 所述視頻監(jiān)控模塊安裝于能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，其視頻信號(hào)輸出至人流密 度圖分析模塊；
[0015] 所述人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積并傳遞給 空調(diào)控制模塊；
[0016] 所述空調(diào)控制模塊根據(jù)得到的面積信息，調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的KP參數(shù)。
[0017] 本發(fā)明所述的方法及系統(tǒng)針對(duì)影響運(yùn)行工況最重要的人流量因素，提出基于視頻 人流密度圖的估計(jì)人流量的方法及系統(tǒng)，根據(jù)人流量不斷更新PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)，達(dá)到最 佳的節(jié)能控制效果，復(fù)雜度低，實(shí)時(shí)性好。
【附圖說(shuō)明】：
[0018] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的一實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0019] 本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0020] 步驟一，設(shè)定全負(fù)載時(shí)的PID調(diào)節(jié)器的KP值---KPm。、，此時(shí)監(jiān)控畫(huà)面中人員所占面
積為Sm。、，將Sm。、分為10等份 對(duì)應(yīng)10個(gè)可 % 調(diào)的KP值
[0021] 步驟二，監(jiān)控能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，并將視頻信號(hào)輸出至人流密度圖分析 模塊；
[0022] 步驟=，人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積，具體 方法為：
[0023] 1)每隔600秒采集51帖圖像，每前后兩帖相減得到差值圖像，對(duì)第i(i= 1， 2，. ..，50)幅差值圖像進(jìn)行闊值二值化處理，小于設(shè)定闊值置為0,反之置為255,得到二值 化圖像，在該圖像上應(yīng)用形態(tài)學(xué)"開(kāi)操作"去除點(diǎn)化及細(xì)線噪聲，得到有空桐的運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖 像，值為255的像素點(diǎn)代表存在運(yùn)動(dòng)。
[0024] 2)如果運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的連通域?yàn)?,說(shuō)明不存在人員流動(dòng)；否則對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像應(yīng) 用形態(tài)學(xué)"膨脹"操作，檢查一次"膨脹"后的連通域數(shù)量，如果連通域數(shù)量減少，則繼續(xù)應(yīng) 用"膨脹"操作；如果連通域數(shù)量不變，則操作結(jié)束。如此得到去除大部分空桐的運(yùn)動(dòng)區(qū)域 圖像，即人流密度圖，它反映了當(dāng)前時(shí)刻的人流狀況；
[00對(duì)扣將各個(gè)連通域的面積相加，得到運(yùn)動(dòng)區(qū)域的面積Si,它反映了人員擁擠狀況； 陽(yáng)0%] 4)計(jì)算平均面積Sa,
[0027] 步驟四，空調(diào)控制模塊接收步驟=得到的面積Sa,判定其落入步驟一中的哪個(gè)區(qū) 間，如果與前一時(shí)刻相同則不調(diào)整；否則將KP調(diào)整為對(duì)應(yīng)區(qū)間的KP值。
[00測(cè)圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，如圖1所示，它包括視頻監(jiān)控模塊、人流密度圖 分析模塊、空調(diào)控制模塊：
[0029] 所述視頻監(jiān)控模塊，如攝像頭安裝于能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，其視頻信號(hào)輸 出至計(jì)算機(jī)中的人流密度圖分析模塊；
[0030]所述計(jì)算機(jī)人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積并 傳遞給至調(diào)巧制板塊；
[0031]所述空調(diào)控制模塊根據(jù)得到的面積信息，調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的KP參數(shù)，進(jìn)而控制中 央空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而適應(yīng)運(yùn)行工況的變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于視頻人流密度圖的中央空調(diào)節(jié)能控制方法，其特征在于，包括步驟如下： 步驟一，設(shè)定全負(fù)載時(shí)的PID調(diào)節(jié)器的KP值一ΚΡ_，此時(shí)監(jiān)控畫(huà)面中人員所占面積為 S_，將Sniax分為N等份對(duì)應(yīng)N個(gè)可調(diào)的KP 值步驟二，監(jiān)控能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，并將視頻信號(hào)輸出至人流密度圖分析模 塊； 步驟三，人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積，具體方法 為： 1) 每隔T秒采集M幀圖像，每前后兩幀相減得到差值圖像，對(duì)第i(i = 1，2，...，M-1) 幅差值圖像進(jìn)行閾值二值化處理，小于設(shè)定閾值置為〇,反之置為255,得到二值化圖像，在 該圖像上應(yīng)用形態(tài)學(xué)"開(kāi)操作"去除點(diǎn)以及細(xì)線噪聲，得到有空洞的運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像，值為255 的像素點(diǎn)代表存在運(yùn)動(dòng)； 2) 如果運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的連通域?yàn)?,說(shuō)明不存在人員流動(dòng)；否則對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像應(yīng)用形 態(tài)學(xué)"膨脹"操作，檢查一次"膨脹"后的連通域數(shù)量，如果連通域數(shù)量減少，則繼續(xù)應(yīng)用"膨 脹"操作；如果連通域數(shù)量不變，則操作結(jié)束。如此得到去除大部分空洞的運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像， 即人流密度圖，它反映了當(dāng)前時(shí)刻的人流狀況； 3) 將各個(gè)連通域的面積相加，得到運(yùn)動(dòng)區(qū)域的面積S1，它反映了人員擁擠狀況； 4) 計(jì)算平均面積Sa，步驟四，空調(diào)控制模塊接收步驟三得到的面積Sa，判定其落入步驟一中的哪個(gè)區(qū)間，如 果與前一時(shí)刻相同則不調(diào)整；否則將KP調(diào)整為對(duì)應(yīng)區(qū)間的KP值。2. 基于視頻人流密度圖的中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括視頻監(jiān)控模塊、 人流密度圖分析模塊、空調(diào)控制模塊； 所述視頻監(jiān)控模塊安裝于能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，其視頻信號(hào)輸出至人流密度圖 分析模塊； 所述人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積并傳遞給空調(diào) 控制模塊； 所述空調(diào)控制模塊根據(jù)得到的面積信息，調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的KP參數(shù)。
【專利摘要】基于視頻人流密度圖的中央空調(diào)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)。它包括視頻監(jiān)控模塊、人流密度圖分析模塊、空調(diào)控制模塊；所述視頻監(jiān)控模塊安裝于能反映區(qū)域人流密度的區(qū)域，其視頻信號(hào)輸出至人流密度圖分析模塊；所述人流密度圖分析模塊處理視頻信號(hào)得到人流的密度圖，計(jì)算其面積并傳遞給空調(diào)控制模塊；所述空調(diào)控制模塊根據(jù)得到的面積信息，調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的KP參數(shù)。本發(fā)明所述的方法及系統(tǒng)針對(duì)影響運(yùn)行工況最重要的人流量因素，提出基于視頻人流密度圖的估計(jì)人流量的方法及系統(tǒng)，根據(jù)人流量不斷更新PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)，達(dá)到最佳的節(jié)能控制效果，復(fù)雜度低，實(shí)時(shí)性好。
【IPC分類】G06K9/00, H04N7/18, F24F11/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105423503
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510753079
【發(fā)明人】江大白, 胡增
【申請(qǐng)人】中用環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月7日