专利名称：基于视觉感知的照明灯控制方法
技术领域：
本发明涉及照明灯控制技术，特别是一种基于视觉感知的智能照明灯控制方法。
技术背景
灯控制器是照明灯控制方法的核心装置。目前的灯控制器，主要采用红外、声音、 无线、接触按钮等感知方式实现照明灯的控制，大多采用单片机或专用芯片实现。这些传统的灯控制器只能感知有限的部分现场信息，比如红外感应灯控制器可以感知一定距离内是否有运动的目标出现，如果运动目标出现则灯亮，目标消失则灯灭，红外感应灯控制器一般用于室内比较狭窄的环境下，主要是针对某个截面进行目标感知。它们感知到的信息非常有限，而且不能对感知到的目标进行细分，应用时对安装环境有一定的要求，适用范围有限。
灯控制器除了能接受集中控制指令之外，如果能在任意环境下准确感知较大区域内的目标信息，并对照明灯进行控制，将大大提高电能的利用效率，降低照明灯不必要的照明时间，起到省电的作用。同时也能提高照明的有效性，使得照明灯在正确的地点和正确的时间段立即亮灯进行照明。
目前还没有利用视觉感知的照明灯控制技术。
终上所述，目前的照明灯控制方法存在以下一些缺点
>感知的信息量有限
>不能细分感知到的目标种类
>不能自动学习周边的环境，智能程度低
>没有基于视觉感知的灯控技术
>应用范围窄，不适用于大多数需要照明灯的环境发明内容
本发明的目的在于提出一种基于视觉感知的照明灯控制方法，该灯控制方法通过视觉感知环境中的目标信息，根据感知到的目标信息控制照明灯，提高照明灯的使用效率， 实现人来灯亮、人在灯亮、人走灯灭的效果。
本发明中的照明灯指的是具有照明功能的任何可见光和不可见光发光装置；灯控制器指的是一个用于图像分析和照明灯控制的控制单元，它可以是一个嵌入在其它装置中的硬件或软件模块，也可以是一个独立的硬件装置；本发明的方法指的是使用了图像分析的结果来控制照明灯的照明灯控制方法。
人类获取自然界信息主要是通过视觉来实现的，相比于听觉和触觉，视觉包含的信息量要大得多，因此通过视觉感知控制照明灯，将大大提高灯控制器的智能程度，大大提高照明灯的使用效率和适用范围，有效克服了传统灯控制器的缺点。
本发明的基于视觉感知的照明灯控制方法所采用的技术方案是
I)在安装照明灯的环境里安装摄像机，通过摄像机获取环境的视频图像信号；
2)获取的视频信号接入灯控制器，该灯控制器使用图像分析技术，对获取的视频图像进行实时分析，提取图像中的目标特征，识别目标行为，并对目标特征和目标行为进行分类，目标特征包括目标形状特征、目标纹理特征、人脸特征和其他目标局部特征，目标行为包括区域入侵、目标滞留、警戒线穿越、逆行、人群聚集、物品遗留和物品移走；
3)根据用户预先设定的规则和检测到的目标特征和目标行为，当出现感兴趣的目标特征或目标行为时，灯控制器就开启照明灯，实现人来灯亮的效果；
4)当有人进入摄像机的敏感区域后，灯控制器将继续检测和跟踪目标的特征和运动，如果目标一直停留在敏感区域内，则控制照明灯始终保持开启状态，实现人在灯亮的效果;
5)当目标离开敏感区域后，灯控制器在等待设定的延时时间后，将关闭照明灯，实现人走灯灭的效果；
6)灯控制器通过联动继电器，实现照明灯的打开与闭合，继电器的联动有内置开关量联动、外接开关量联动和外接RS485联动三种方式。
本发明的有益效果是人来灯亮，人在灯亮，人走灯灭，适用于所有照明场合，可本地控制照明灯，也可远距离控制照明灯。
图I是基于视觉感知的照明灯控制系统结构图。
图2是基于视觉感知的照明灯控制方法工作流程图。具体实施方案
灯控制器是基于视觉感知的照明灯控制方法的具体实现，基于视觉感知的照明灯控制系统结构图如图I所示。该照明灯控制系统包含三部分组成摄像机、照明灯和灯控制器。摄像机用于图像信号采集。照明灯用于现场照明。灯控制器用于检测和识别图像中的目标行为和感兴趣目标特征，实时控制照明灯的开与关。
图2是基于视觉感知的照明灯控制方法工作流程图，具体包括以下五个功能模块视频采集、视频编码、图像分析、照明灯控制、数据传输。视频采集模块用于采集现场视频并转换成数字视频信号。视频编码模块用于对原始视频图像进行压缩，减少存储和传输的数据量。图像分析模块用于目标检测、目标特征提取和目标行为识别。照明灯控制模块根据图像分析的结果和预先设定的控制逻辑，实现照明灯的控制。数据传输模块用于管理视频浏览与参数配置，使灯控制器可通过网络进行参数配置，数据传输模块只在需要配置时用到，灯控制器脱机运行情况下该模块不使用。
基于视觉感知的照明灯控制方法的具体工作步骤如下
步骤I :通过视频采集模块，采集前端摄像机视频信号，并将摄像机输入的模拟信号转换成数字视频信号，数字视频信号分别输出到视频编码模块和图像分析模块；
步骤2 :视频编码模块将采集得到的原始数字图像数据进行编码，并将编码结果输出到数据传输模块，以供视频浏览和可视化参数配置时使用；
步骤3 :图像分析模块对采集得到的原始数字图像数据进行分析，检测并识别感兴趣的目标特征和目标行为，并根据预先设定的规则给出分析结果，分析结果分别输出到数据传输模块和照明灯控制模块；
步骤4:图像分析结果中，如果出现设定的目标特征或目标行为时，照明灯控制模块则立即控制照明灯处于开启状态，如果目标一直滞留在敏感区域，则控制照明灯保持开启状态，如果目标消失则关闭照明灯；
步骤5 :当需要配置灯控制器时，通过数据传输模块和灯控制器上的网口连接到电脑，在电脑上用专用配置软件，对灯控制器的图像分析参数和其他功能模块参数进行配置。
本发明的特点与效果有
I)采用视觉感知的方法控制照明灯，适用于室内和室外任意照明场合，不受环境影响；
2)可实现运动目标检测、目标行为识别、目标特征提取等，并可针对某一种目标行为或目标特征控制照明灯；
3)可本地控制照明灯，也可远距离控制照明灯；
4)可有效节省照明耗电量，有效利用电能；
5)实现了人来灯亮、人在灯亮、人走灯灭的效果。
权利要求
1.一种基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是照明灯和摄像机分别连接到灯控制器，照明灯由灯控制器控制，摄像机向灯控制器提供视觉信号。
2.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是灯控制器通过不间断采集摄像机的视频图像进行实时分析，并根据分析的结果来控制照明灯。
3.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是灯控制器是一个用于图像分析和照明灯控制的控制单元，它可以是一个嵌入在其它装置中的硬件或软件模块，也可以是一个独立的硬件装置。
4.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是照明灯是指具有照明功能的任何可见光和不可见光发光装置。
5.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是该方法是指使用了图像分析的结果来控制照明灯的任何照明灯控制方法。
6.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是灯控制器包含视频采集、视频编码、图像分析、照明灯控制、网络传输等5个功能模块。
7.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是图像分析功能具体包括区域目标入侵检测、目标滞留检测、警戒线穿越检测、目标逆行检测、人群聚集检测、物品遗留检测、物品移走检测、人脸检测、目标形状特征检测、目标纹理特征检测、目标局部特征检测等11个功能。
8.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是图像分析功能是针对照明灯控制设计的。
9.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是灯控制器通过内置继电器或外接继电器装置来控制照明灯。
10.根据权利要求I所述的基于视觉感知的照明灯控制方法，其特征是灯控制器可本地控制照明灯，也可远距离控制照明灯。
全文摘要
本发明涉及一种基于视觉感知的照明灯控制方法，该方法通过摄像机不间断采集视频图像，利用图像分析技术自动检测摄像机图像中的目标特征和目标行为，并根据自动检测结果来控制照明灯的开启与关闭，其目标特征包括目标形状特征、目标纹理特征、人脸特征、其他目标局部特征，目标行为包括区域入侵、目标滞留、警戒线穿越、逆行、人群聚集、物品遗留和物品移走。
文档编号H05B37/02GK102548153SQ20121002499
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者洪义炉 申请人:北京明智时代科技有限公司