專利名稱：基于視覺感知的照明燈控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明燈控制技術(shù)，特別是一種基于視覺感知的智能照明燈控制方法。
技術(shù)背景
燈控制器是照明燈控制方法的核心裝置。目前的燈控制器，主要采用紅外、聲音、 無線、接觸按鈕等感知方式實現(xiàn)照明燈的控制，大多采用單片機或?qū)Ｓ眯酒瑢崿F(xiàn)。這些傳統(tǒng)的燈控制器只能感知有限的部分現(xiàn)場信息，比如紅外感應(yīng)燈控制器可以感知一定距離內(nèi)是否有運動的目標出現(xiàn)，如果運動目標出現(xiàn)則燈亮，目標消失則燈滅，紅外感應(yīng)燈控制器一般用于室內(nèi)比較狹窄的環(huán)境下，主要是針對某個截面進行目標感知。它們感知到的信息非常有限，而且不能對感知到的目標進行細分，應(yīng)用時對安裝環(huán)境有一定的要求，適用范圍有限。
燈控制器除了能接受集中控制指令之外，如果能在任意環(huán)境下準確感知較大區(qū)域內(nèi)的目標信息，并對照明燈進行控制，將大大提高電能的利用效率，降低照明燈不必要的照明時間，起到省電的作用。同時也能提高照明的有效性，使得照明燈在正確的地點和正確的時間段立即亮燈進行照明。
目前還沒有利用視覺感知的照明燈控制技術(shù)。
終上所述，目前的照明燈控制方法存在以下一些缺點
>感知的信息量有限
>不能細分感知到的目標種類
>不能自動學(xué)習(xí)周邊的環(huán)境，智能程度低
>沒有基于視覺感知的燈控技術(shù)
>應(yīng)用范圍窄，不適用于大多數(shù)需要照明燈的環(huán)境發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種基于視覺感知的照明燈控制方法，該燈控制方法通過視覺感知環(huán)境中的目標信息，根據(jù)感知到的目標信息控制照明燈，提高照明燈的使用效率， 實現(xiàn)人來燈亮、人在燈亮、人走燈滅的效果。
本發(fā)明中的照明燈指的是具有照明功能的任何可見光和不可見光發(fā)光裝置；燈控制器指的是一個用于圖像分析和照明燈控制的控制單元，它可以是一個嵌入在其它裝置中的硬件或軟件模塊，也可以是一個獨立的硬件裝置；本發(fā)明的方法指的是使用了圖像分析的結(jié)果來控制照明燈的照明燈控制方法。
人類獲取自然界信息主要是通過視覺來實現(xiàn)的，相比于聽覺和觸覺，視覺包含的信息量要大得多，因此通過視覺感知控制照明燈，將大大提高燈控制器的智能程度，大大提高照明燈的使用效率和適用范圍，有效克服了傳統(tǒng)燈控制器的缺點。
本發(fā)明的基于視覺感知的照明燈控制方法所采用的技術(shù)方案是
I)在安裝照明燈的環(huán)境里安裝攝像機，通過攝像機獲取環(huán)境的視頻圖像信號；
2)獲取的視頻信號接入燈控制器，該燈控制器使用圖像分析技術(shù)，對獲取的視頻圖像進行實時分析，提取圖像中的目標特征，識別目標行為，并對目標特征和目標行為進行分類，目標特征包括目標形狀特征、目標紋理特征、人臉特征和其他目標局部特征，目標行為包括區(qū)域入侵、目標滯留、警戒線穿越、逆行、人群聚集、物品遺留和物品移走；
3)根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定的規(guī)則和檢測到的目標特征和目標行為，當出現(xiàn)感興趣的目標特征或目標行為時，燈控制器就開啟照明燈，實現(xiàn)人來燈亮的效果；
4)當有人進入攝像機的敏感區(qū)域后，燈控制器將繼續(xù)檢測和跟蹤目標的特征和運動，如果目標一直停留在敏感區(qū)域內(nèi)，則控制照明燈始終保持開啟狀態(tài)，實現(xiàn)人在燈亮的效果;
5)當目標離開敏感區(qū)域后，燈控制器在等待設(shè)定的延時時間后，將關(guān)閉照明燈，實現(xiàn)人走燈滅的效果；
6)燈控制器通過聯(lián)動繼電器，實現(xiàn)照明燈的打開與閉合，繼電器的聯(lián)動有內(nèi)置開關(guān)量聯(lián)動、外接開關(guān)量聯(lián)動和外接RS485聯(lián)動三種方式。
本發(fā)明的有益效果是人來燈亮，人在燈亮，人走燈滅，適用于所有照明場合，可本地控制照明燈，也可遠距離控制照明燈。


圖I是基于視覺感知的照明燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是基于視覺感知的照明燈控制方法工作流程圖。具體實施方案
燈控制器是基于視覺感知的照明燈控制方法的具體實現(xiàn)，基于視覺感知的照明燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖I所示。該照明燈控制系統(tǒng)包含三部分組成攝像機、照明燈和燈控制器。攝像機用于圖像信號采集。照明燈用于現(xiàn)場照明。燈控制器用于檢測和識別圖像中的目標行為和感興趣目標特征，實時控制照明燈的開與關(guān)。
圖2是基于視覺感知的照明燈控制方法工作流程圖，具體包括以下五個功能模塊視頻采集、視頻編碼、圖像分析、照明燈控制、數(shù)據(jù)傳輸。視頻采集模塊用于采集現(xiàn)場視頻并轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號。視頻編碼模塊用于對原始視頻圖像進行壓縮，減少存儲和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。圖像分析模塊用于目標檢測、目標特征提取和目標行為識別。照明燈控制模塊根據(jù)圖像分析的結(jié)果和預(yù)先設(shè)定的控制邏輯，實現(xiàn)照明燈的控制。數(shù)據(jù)傳輸模塊用于管理視頻瀏覽與參數(shù)配置，使燈控制器可通過網(wǎng)絡(luò)進行參數(shù)配置，數(shù)據(jù)傳輸模塊只在需要配置時用到，燈控制器脫機運行情況下該模塊不使用。
基于視覺感知的照明燈控制方法的具體工作步驟如下
步驟I :通過視頻采集模塊，采集前端攝像機視頻信號，并將攝像機輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號，數(shù)字視頻信號分別輸出到視頻編碼模塊和圖像分析模塊；
步驟2 :視頻編碼模塊將采集得到的原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行編碼，并將編碼結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)傳輸模塊，以供視頻瀏覽和可視化參數(shù)配置時使用；
步驟3 :圖像分析模塊對采集得到的原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行分析，檢測并識別感興趣的目標特征和目標行為，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則給出分析結(jié)果，分析結(jié)果分別輸出到數(shù)據(jù)傳輸模塊和照明燈控制模塊；
步驟4:圖像分析結(jié)果中，如果出現(xiàn)設(shè)定的目標特征或目標行為時，照明燈控制模塊則立即控制照明燈處于開啟狀態(tài)，如果目標一直滯留在敏感區(qū)域，則控制照明燈保持開啟狀態(tài)，如果目標消失則關(guān)閉照明燈；
步驟5 :當需要配置燈控制器時，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊和燈控制器上的網(wǎng)口連接到電腦，在電腦上用專用配置軟件，對燈控制器的圖像分析參數(shù)和其他功能模塊參數(shù)進行配置。
本發(fā)明的特點與效果有
I)采用視覺感知的方法控制照明燈，適用于室內(nèi)和室外任意照明場合，不受環(huán)境影響；
2)可實現(xiàn)運動目標檢測、目標行為識別、目標特征提取等，并可針對某一種目標行為或目標特征控制照明燈；
3)可本地控制照明燈，也可遠距離控制照明燈；
4)可有效節(jié)省照明耗電量，有效利用電能；
5)實現(xiàn)了人來燈亮、人在燈亮、人走燈滅的效果。
權(quán)利要求
1.一種基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是照明燈和攝像機分別連接到燈控制器，照明燈由燈控制器控制，攝像機向燈控制器提供視覺信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是燈控制器通過不間斷采集攝像機的視頻圖像進行實時分析，并根據(jù)分析的結(jié)果來控制照明燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是燈控制器是一個用于圖像分析和照明燈控制的控制單元，它可以是一個嵌入在其它裝置中的硬件或軟件模塊，也可以是一個獨立的硬件裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是照明燈是指具有照明功能的任何可見光和不可見光發(fā)光裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是該方法是指使用了圖像分析的結(jié)果來控制照明燈的任何照明燈控制方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是燈控制器包含視頻采集、視頻編碼、圖像分析、照明燈控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?個功能模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是圖像分析功能具體包括區(qū)域目標入侵檢測、目標滯留檢測、警戒線穿越檢測、目標逆行檢測、人群聚集檢測、物品遺留檢測、物品移走檢測、人臉檢測、目標形狀特征檢測、目標紋理特征檢測、目標局部特征檢測等11個功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是圖像分析功能是針對照明燈控制設(shè)計的。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是燈控制器通過內(nèi)置繼電器或外接繼電器裝置來控制照明燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺感知的照明燈控制方法，其特征是燈控制器可本地控制照明燈，也可遠距離控制照明燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于視覺感知的照明燈控制方法，該方法通過攝像機不間斷采集視頻圖像，利用圖像分析技術(shù)自動檢測攝像機圖像中的目標特征和目標行為，并根據(jù)自動檢測結(jié)果來控制照明燈的開啟與關(guān)閉，其目標特征包括目標形狀特征、目標紋理特征、人臉特征、其他目標局部特征，目標行為包括區(qū)域入侵、目標滯留、警戒線穿越、逆行、人群聚集、物品遺留和物品移走。
文檔編號H05B37/02GK102548153SQ20121002499
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者洪義爐 申請人:北京明智時代科技有限公司