一种基于多传感器的智能控制终端的装置和系统的制作方法

本实用新型涉及智能控制技术领域，特别是涉及一种基于多传感器的智能控制终端的装置和系统。

背景技术：

目前，传统的仅有红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置由红外传感器和/或超声波人体移动传感器和受控灯具联结组合而成，当人体在红外传感器和/或超声波人体移动传感器的感知区域内移动时，红外传感器和/或超声波人体移动传感器将获得变化的信号，进而控制开关打开，点亮灯具。当人体离开感知区域数秒后灯具熄灭，灯控过程完成。但是，传统的仅有红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置存在误判的缺点：当人体在红外传感器和/或超声波人体移动传感器的感知区域长时间停留而不移动时，红外传感器和/或超声波人体移动传感器感知不到人体的运动信息，会误认为人体离开了感知区域，数秒后灯具自动熄灭，对人们的生活造成不便。另外，红外传感器和/ 或超声波人体移动传感器，容易受干扰，不能在室外等露天场所使用，其中较为常用的红外人体移动传感器安装位置不能距离光源过近，感应范围内也不能存在热源，否则将无法正常工作。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是现有的仅有红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置存在误判不精确的问题。

本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种基于多传感器的智能控制终端的装置，包括电源模块、微控制器、图像采集装置、受控终端、输出控制开关，具体的：

电源模块与微控制器、数字摄像头相连，为其提供工作电压；

微控制器分别与图像采集装置、输出控制开关相连，用于获取图像采集装置采集到的图像信息；用于控制所述输出控制开关，以便完成受控终端的工作状态的调整；

所述输出控制开关用于控制所述受控终端的工作状态。

优选的，所述图像采集装置，具体包括：

红外摄像头、数字摄像头、动作捕捉型摄像头中的一种或者多种。

优选的，所述装置还包括红外和/或超声波人体移动传感器，具体的：

所述红外和/或超声波人体移动传感器与所述微控制器连接，用于在检测到有移动物体时候，触发所述微控制器激活所述图像采集装置采集图像信息。

优选的，所述微控制器与输出控制开关相连，具体包括：

所述微控制器与输出控制开关通过明线的方式连接；或者，

所述微控制器与输出控制开关通过无线网络的方式连接。

优选的，在所述微控制器与输出控制开关通过无线网络的方式连接时，装置中还包括第一信号收发模块和第二信号收发模块，具体的：

所述第一信号收发模块与所述微控制器相连；所述第二信号收发模块与所述输出控制开关相连；

其中，所述第一信号收发模块和第二信号收发模块之间通过相同的发射频率和编码方式完成无线网络的搭建。

优选的，所述受控终端包括：灯具、空调、喇叭、报警装置和电机中的一种或者多种。

第二方面，本实用新型还提供了一种基于多传感器的智能控制终端的系统，包括：AC/DC电源转换器、微控制器、数字摄像头、红外和/或超声波人体移动传感器、受控灯具、输出控制开关，具体的：

市电220V连接到AC/DC电源转换器，AC/DC电源转换器与微控制器、数字摄像头以及红外传感器和/或超声波人体移动传感器相连，为其提供直流电压；

微控制器分别与数字摄像头、红外和/或超声波人体移动传感器、输出控制开关相连；

市电220V还通过输出控制开关连接到所述受控灯具。

优选的，所述微控制器包含逻辑控制模块、画面亮度检测模块、画面变化检测模块和人体图像识别模块；其中，所述画面亮度检测模块、画面变化检测模块和人体图像识别模块分别和所述逻辑控制模块相连。

优选的，当画面亮度检测模块检测到光线较弱，同时画面变化检测模块检测到有人体移动，逻辑控制模块将点亮受控灯具；和/或，

当人体图像识别模块识别人体没有离开感应范围时，逻辑控制模块将控制灯具持续点亮；和/或，

当人体图像识别模块检测到人体离开感应范围时，逻辑控制模块将延时一段时间后控制灯具关闭。

优选的，所述红外和/或超声波人体移动传感器，以分布式的方式布局在监控区域的预设位置。

本实用新型使用数字摄像头与红外传感器和/或超声波人体移动传感器结合的方式进行检测，在感应范围内出现动物、热对流、强光源等干扰时，由于摄像头能够更准确识别人体，不会误点亮灯具。并通过红外传感器和/或超声波人体移动传感器实现图像采集装置由待机省电工作模式到激活状态的转变，提高了在引入所述数字摄像头后整个装置的节电效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种基于多传感器的智能控制终端的方法流程示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种基于多传感器的智能控制终端的方法流程示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种基于多传感器的智能控制终端的方法流程示意图；

图4是本实用新型实施例提供的还一种基于多传感器的智能控制终端的方法流程示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种基于多传感器的智能控制终端的方法在实例中的信令图；

图6是本实用新型实施例提供的一种基于多传感器的智能控制终端的装置结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种基于多传感器的智能控制终端的装置结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的还一种基于多传感器的智能控制终端的系统结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的一种微控制器的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的一种基于多传感器的智能控制终端的装置结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本实用新型提供了一种基于多传感器的智能控制终端的方法，所述控制方法不仅适用于小型的会展场所，也适用于大型的包含多个房间的博物馆，还适用于智能家庭和办公室的应用环境等等。如图1所示，包括以下执行步骤：

在步骤101中，图像采集装置采集预设空间内的图像信息。

例如：所述图像采集装置可以是数字摄像头或者红外摄像头，根据不同的应用场景和成本考虑，可以选择分辨率、抗震、远焦性能参数不同的摄像头。

在步骤102中，微控制器分析所采集的图像中的特征信息，并判断所述特征信息与预设的人体特征信息是否匹配。

例如：前后帧图像信息所表现出来移动方式、移动速度、形体高度、面部特征等等人体特征信息。

在步骤103中，如果所述特征信息与预设的人体特征信息匹配，微控制器向受控终端发出执行预设动作的信息。

其中，所述预设动作的信息是用于匹配当前监控环境下的人体分布、人体状态，并给予与之适合的受控终端的响应内容。

在本实用新型实施例中，所述受控终端包括：灯具、空调、喇叭、报警装置、电机等等。

本实用新型实施例使用数字摄像头进行检测，在感应范围内出现动物、热对流、强光源等干扰时，由于摄像头能够更准确识别人体，不会误点亮灯具。避免了红外传感器和/或超声波人体移动传感器易受环境干扰产生误判的缺点。相对传统的红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置，其识别准确率更高、抗干扰能力更强，提高了智能灯控装置的智能化水平以及节电效率

在本实用新型实施例中，微控制器向受控终端发出执行预设动作的信息的步骤具体包括：微控制器向灯具和/或空调发出开启的指令。例如：所述灯具为分布式布局的方式，则微控制器可以根据确认的人体位置信息，触发与之活动范围对应的灯具启动；而所述空调具体可以表现为中央空调的预设出风口的工作状态的控制。例如：若所述图像采集装置为热敏摄像头，则可以根据检测到的人体表面的热量分布，从而有微控制器分析是否启动对应的空调。

结合本实用新型实施例，还存在一种优选的扩展方案，所述图像采集装置采集预设空间内的图像信息的步骤之前还包括如下步骤：红外传感器和/或超声波传感器检测到预设空间内的移动物体，触发微控制器开启照明装置并调用图像采集装置采集预设空间内的图像信息。并且，在红外传感器和/或超声波传感器检测到移动物体前，所述图像采集装置处于待机省电工作模式。该优选的扩展方案将通过本实用新型实施例2具体展开阐述。

在本实用新型实施例实现方式中，除了如步骤101-103所述的，所述图像采集装置还用于采集到手势信息，微控制器根据所述手势信息向灯具和/或空调发出对应的执行信息。例如，可以预设几个微处理器可识别的手势动作，该手势动作分别可对应打开、关闭、调高、调低等操作。

结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，所述图像采集装置按照预设的时间周期进行图像采集，所述微控制器根据人体的区域分布情况，调整其控制的一个或者多个受控灯具的工作状态。

结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，所述红外传感器和/ 或超声波传感器包括一个或者多个，并且被设置在预设空间的一个或者多个指定区域，其中，所述各指定区域对应着数字摄像头所采集的图像中的逻辑像素坐标区域，所述微控制器根据触发调用图像采集装置采集图像信息时，直接定位采集到的图像中的对应逻辑像素坐标区域分析图像中的特征信息。该优选的扩展方案，将通过实施例3具体展开阐述。

实施例2:

本实用新型实施例1提供了一种基于多传感器的智能控制终端的方法，相比较实施例1，本实用新型实施例直接将红外传感器和/或超声波传感器引入到图像信息采集的处理流程中，使得整个技术方案在实现的过程中具有更高的节电性能。如图2所示，包括以下执行步骤：

在步骤201中，红外传感器和/或超声波传感器检测到移动物体，触发微控制器调用数字摄像头采集图像信息。

其中，红外传感器和/或超声波传感器的含义是，两者可以取其一作为本实用新型实施例检测移动物体的传感器，也可以采用同时采用两种传感器进行移动物体检测，具体实现情况根据应用场所的不同进行调整，均属于本实用新型实施例保护范围内。

在步骤202中，所述微控制器根据采集的图像信息，分析所采集的图像中所包含的移动物体的特征。

所述分析采集的图像，可以采用通用的图像处理方法，例如轮廓识别、目标跟踪等等。而所述移动物体的特征，主要指的是轮廓信息，除此以外，还可以携带类似高度信息、移动速度信息等等来综合分析。

在步骤203中，根据所述移动物体的特征，确定移动物体为人体，则所述微控制器控制相应受控灯具工作。

其中，所述微控制器控制相应受控灯具工作，至少包括但不局限于以下三种情况(后续将在扩展实现方案中介绍其他几种控制方法)：

1)当微控制器检测到图像信息中包含的光线较弱，同时检测到有人体，微控制器点亮受控灯具。

2)当微控制器根据采集的图像信息识别人体没有离开感应范围时，控制受控灯具持续点亮。

3)当微控制器检测到人体离开感应范围时，微控制器将完成预设时长计时后，控制受控灯具关闭。

本实用新型实施例对本实用新型在红外传感器和/或超声波人体移动传感器基础上，还使用数字摄像头进一步检测。在感应范围内出现动物、热对流、强光源等干扰时，由于摄像头能够更准确识别人体，不会误点亮灯具。避免了红外传感器和/或超声波人体移动传感器易受环境干扰产生误判的缺点。相对传统的红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置，其识别准确率更高、抗干扰能力更强，提高了智能灯控装置的智能化水平以及节电效率。

本实用新型实施例改进了传统的红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置，解决了无法检测感知区域内静止人体的缺点，识别更加精准，避免影响正常工作与生活。

在本实用新型实施例实现过程中，为了进一步增加整个装置的节能和续航特性，存在一种优选的实现方案，其中，在红外传感器和/或超声波传感器检测到移动物体前，所述数字摄像头与微控制器处于待机省电工作模式。即，所述数字摄像头与微控制器的激活是依托于红外传感器和/或超声波传感器检测到移动物体时，产生的检测信号来完成的。

在本实用新型实施例实现过程中，对于微控制器被上述来自红外传感器和/ 或超声波传感器的检测信号激活并确认该移动物体是人体后，即表明有人体进入所述微控制器所控制的受控灯具照明范围内，因此，作为可选的方案之一，可以采用一种周期性调用数字摄像头进行图像信息采集的方式，了解其管辖区域内人体的运动状态，以便做出相应控制调整。因此，如图3所示，在步骤203 之后还可以执行以下步骤204，具体的：

在步骤204中，所述微控制器在第一次被触发调用数字摄像头采集图像信息，并确认为人体后，按照预设的时间周期进行采集，用于确定人体的位置变化情况。

对于上述确认人体的位置变化后的一种受控灯具控制方式，具体的，所述微控制器根据人体的移动速度的快慢，调节相应移动线路上的关联受控灯完成对应的明暗渐变操作。该变换控制操作尤其适用于一个或者一群人，进入大型的分片区的遗迹场所，尤其是浏览人员是分批次进入，并且隔一段时间才会汇聚一批浏览人员进行参观时，此时，对于浏览人员已经经过的区域，尤其是关闭相应经过的区域的受控灯具不会影响到后续的遗迹浏览的情况下，关闭已经浏览过区域的受控灯具则成为一种节能的有效控制手段。除了上述浏览具有分片区的遗迹场所的实例应用场景外，上述根据人体的移动速度的快慢，调节相应移动线路上的关联受控灯完成对应的明暗渐变操作，还适用于不适合受控灯具光线长期照射的文物展览(例如：名画)的场景，此时，根据人体的移动速度，关闭其已经浏览经过区域的受控灯具，则成了有效提高文物展览期间受到光线损伤的有利手段。

上述扩展实现方案中还对感知区域内的画面变化进行检测，提取出人体移动的位置，进一步的，还可以根据人体移动位置的不同，智能设定灯具点亮时间，当人体最后移动出现在画面中央时，延长灯具点亮时间。

实施例3：

在实施例2中具体公开了一种在红外传感器和/或超声波人体移动传感器基础上，使用数字摄像头进一步检测，避免了红外传感器和/或超声波人体移动传感器易受环境干扰产生误判的缺点，相对传统的红外传感器和/或超声波人体移动传感器的灯控装置，其识别准确率更高、抗干扰能力更强的智能灯的控制方法。在具体实现过程中，如实施例2所述的方法也会在系统架构层面和设备布局层面出现不同的分支。有些会走小型化、集成化的方向(例如后续的实施例5 和实施例6)，而有些则会走分布式的方向，例如本实用新型实施例。

首先，从传感器的布局方式和相应的图像信息分析方式阐述本实用新型实施例与实施例2的不同点，具体的：

在本实用新型实施例中所述红外传感器和/或超声波传感器包括一个或者多个，并且被设置在受控灯具照明范围内的一个或者多个指定区域，其中，所述各指定区域对应着数字摄像头所采集的图像中的逻辑像素坐标区域，则在实施例2中完成的步骤202中包含的所述微控制器根据采集的图像信息，分析图像信息中所包含的移动物体的特征，存在一种执行效率更高的方式，具体包括：

微控制器根据触发调用数字摄像头采集图像信息时，所对应的红外传感器和/或超声波传感器所设置的指定区域，直接定位采集到的图像中的对应逻辑像素坐标区域分析移动物体的特征。

在本实用新型实施例中，由于将传感器的设置位置与数字摄像头所采集的图像中的对应像素区域进行了映射，因此，微控制器每当由特定编号的红外传感器和/或超声波传感器返回触发信号的时候，便可以根据预先相应编号的红外传感器和/或超声波传感器所映射的像素区域，直接定位到图像中的目标区域进行移动物体的分析。相比较将传感器集成到微处理器和摄像头的布局方式来说，上述分布式布局能够进一步提高图像信息的分析效率，从而提高受控灯具的相应速度的提升。

基于上述架构，在本实用新型实施例中还给予了一种最为典型的实施案例，具体的，在所述微控制器所负责控制的区域范围的入口和出口均设置有红外传感器和/或超声波传感器，如图4所示，则所述方法还包括：

在步骤301中，微控制器根据处于所述入口和/或出口设置的红外传感器和 /或超声波传感器所检测到移动物体的检测信号，触发调用数字摄像头进行图像信息的采集。

在步骤302中，根据所采集的图像分析出当前区域的人体总数，并根据所述人体总数调整调用数字摄像头进行图像信息采集工作的预设时间周期。

其中，步骤302中根据所述人体总数调整调用数字摄像头进行图像信息采集工作的预设时间周期，实际上是对于微控制器所控制的受控灯具工作范围内的人体状态复杂度进行精细化控制，即人体总数多的时候，会带来人体分布情况的复杂化，此时，对于涉及精细化控制的应用场景，就需要调整数字摄像头进行图像信息采集工作的预设时间周期，例如减小预设时间周期；而在另一种场景下，例如微控制器所控制的受控灯具较少情况下(即控制模式较为简单)，此时，分析出受控灯具工作范围内的人体总数较多时，则可以提高预设时间周期，而采用一种较为普适性(或者理解为模糊处理)的照明方式，例如所有受控灯都呈现80％工作功率的亮度。

在本实用新型实施例中，还可以根据人体的在其负责区域的分布情况，调整其控制的一个或者多个受控灯具的工作状态，具体包括：

所述微控制器上调分布有人体区域的受控灯亮度，并下调没有分布人体区域的受控灯亮度。该调整方式尤其适用于微控制器所控制的受控灯具的工作范围较大，且受控灯具的分布较为分散的场景。

实施例4：

本实用新型实施例还针对实施例1所提出的控制方法，提供了一种更为具体的实施实例，本实施例所提出的控制方法，是基于一种高集成度控制系统来实现(例如图6所示的装置)，如图5所示，本实施例所提出的控制方法具体包括：

控制方法的工作过程主要分为三个状态：①受控灯具熄灭且数字摄像头待机、②受控灯具熄灭且摄像头启动、③受控灯具点亮且摄像头启动。其转换关系是：当红外传感器和/或超声波人体移动传感器检测到信号时，数字摄像头唤醒，由状态①转换到状态②；若数字摄像头检测到环境光线充足或画面中没有人体超过5秒，则数字摄像头恢复待机，由状态②转换到状态①；若数字摄像头检测到了人体，则点亮受控灯具，由状态②转换到状态③；若数字摄像头持续检测到人体或画面改变，则持续受控灯具点亮，保持状态③；若数字摄像头在感应范围内没有检测到人体且画面保持静止，超过了10秒，说明人体离开了感应区域，则熄灭受控灯具并将数字摄像头待机，由状态③转换到状态①。

实施例5：

本实用新型实施例还提供了一种基于多传感器的智能控制终端的装置，可用于实现实施例1所述的方法，如图6所示，包括电源模块、微控制器、图像采集装置、受控终端、输出控制开关，具体的：

电源模块与微控制器、数字摄像头相连，为其提供工作电压；微控制器分别与图像采集装置、输出控制开关相连，用于获取图像采集装置采集到的图像信息；用于控制所述输出控制开关，以便完成受控终端的工作状态的调整；所述输出控制开关用于控制所述受控终端的工作状态。

在本实用新型实施例中，所述微控制器与输出控制开关可以是通过明线连接的，也可以是通过图7所示的，利用布局在各自侧的第一信号收发模块和第二信号收发模块，实现控制信号的传递，从而能够进一步支撑分布式布局实现方式。

除此以外，基于本实用新型实施例的另一扩展实现方式中，还可以为所述基于多传感器的智能控制终端的装置引入无线开关，所述无线开关通过其内部的第三信号收发模块，实现与微控制器侧的第一信号收发模块无线连接，从而实现利用无线开关完成受控终端的相关控制操作。例如：所述无线开关可以是相关负责人来操控。

由于本实用新型实施例5与实施例1是基于共同实用新型构思所提出的，分别从系统侧和方法测描述的方案，因此，在本实用新型实施例中相关模块间的交互方式及其可扩展内容，可参考实施例1中相关描述内容，在此不再赘述。

实施例6：

本实用新型实施例提供了一种基于多传感器的智能控制终端的系统，所述系统可以用于实现如实施例1-4所述的控制方法，相比较实施例5而言，本实用新型实施例中将受控终端直接定位为受控灯具，并且将电源模块直接转化为 AC/DC电源转换器1实现，其它模块间的细化例如：图像采集装置具体表现为数字摄像头3，并且，还引入了红外和/或超声波人体移动传感器4等等。如图8 所示，包括：AC/DC电源转换器1、微控制器2、数字摄像头3、红外和/或超声波人体移动传感器4、受控灯具5、输出控制开关6，具体的：

市电220V连接到AC/DC电源转换器1，AC/DC电源转换器1与微控制器2、数字摄像头3以及红外传感器和/或超声波人体移动传感器4相连，为其提供直流电压；

微控制器2分别与数字摄像头3、红外和/或超声波人体移动传感器4、输出控制开关6相连；

市电220V还通过输出控制开关6连接到所述受控灯具5。

本实用新型实施例采用一体化的硬件解决方案，结构简单易于安装，并在保持低功耗的前提下，实现了准确的检测，更加符合实际生活的需要。

结合本实用新型实施例，还存在一种优选的扩展方案，如图9所示，所述微控制器包含逻辑控制模块、画面亮度检测模块、画面变化检测模块和人体图像识别模块；其中，所述画面亮度检测模块、画面变化检测模块和人体图像识别模块分别和所述逻辑控制模块相连。具体的：

当画面亮度检测模块检测到光线较弱，同时画面变化检测模块检测到有人体移动，逻辑控制模块将点亮受控灯具；和/或，

当人体图像识别模块识别人体没有离开感应范围时，逻辑控制模块将控制灯具持续点亮；和/或，

当人体图像识别模块检测到人体离开感应范围时，逻辑控制模块将延时一段时间后控制灯具关闭。

实施例7：

如图10所示，是本实用新型实施例的基于多传感器的智能控制终端的装置的架构示意图。本实施例的基于多传感器的智能控制终端的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图10中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种基于多传感器的智能控制终端的方法和装置非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1-实施例4中的基于多传感器的智能控制终端的方法以及对应的程序指令。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行基于多传感器的智能控制终端的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1-实施例4的基于多传感器的智能控制终端的方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的基于多传感器的智能控制终端的方法，例如，执行以上描述的图1、2、3和4所示的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。