基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法及系统的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本实发明设及视频监控技术领域，尤其设及一种基于视频人流密度图的中央空调 节能控制方法及系统。
【背景技术】： 阳〇〇引中央空调的出现满足了人们对大空间范围内溫度调节的需求，使人们的生活更加 舒适。然而中央空调对能源的消耗极大，在能源、成本压力不断高涨的今天，节能降耗成为 中央空调系统设计的关键。近年来，随着楼宇自动化系统度A巧的应用和发展，在中央空调 领域，人们开始采用BAS对空调系统设备进行控制。通过对空调系统管网压力或溫度的采 集，W压差或溫差作为控制参量，采用PID算法控制变频器调节水累的运转频率，使水累流 量跟随负荷变化，从而达到水累节能的目的。但运种W压差或溫差作为控制参量的PID调 节，在中央空调控制中存在较大的局限性，节能效果较差，原因在PID调节器最重要的工程 参数KP(比例系数）、TI(积分时间常数）和TD(微分时间常数）一旦确定之后，如果没有人 为的调节，它是固定不变的，不会跟随受控参量的变化而自动调整。也就是说，运些工程参 数确定之后，就用同一种参数去应对各种不同的运行工况。实际上，中央空调系统是一个时 变性的动态系统，其运行工况受季节变化、环境溫度、人流量等诸多因素的共同影响，是随 时变化且处于波动之中，因此静态参数的PID控制方法不可能达到最佳的节能控制效果。
【发明内容】
：
[0003] 为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明提供一种基于视频人流密度图的中央空 调节能控制方法，包括步骤如下：
[0004] 步骤一，设定全负载时的PID调节器的KP值---KPm。、，此时监控画面中人员所占面 积为Sm。、，将Sm。、分为N等份
对应N个可调 的KP值
[0005] 步骤二，监控能反映区域人流密度的区域，并将视频信号输出至人流密度图分析 模块；
[0006] 步骤=，人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积，具体 方法为：
[0007] 1)每隔T秒采集M帖图像，每前后两帖相减得到差值图像，对第Ui= 1，2,...， M-I)差值图像进行阔值二值化处理，小于设定阔值置为0,反之置为255,得到二值化图像， 在该图像上应用形态学"开操作"去除点W及细线噪声，得到有空桐的运动区域图像，值为 255的像素点代表存在运动；
[0008] 2)如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动；否则对运动区域图像应 用形态学"膨胀"操作，检查一次"膨胀"后的连通域数量，如果连通域数量减少，则继续应 用"膨胀"操作；如果连通域数量不变，则操作结束。如此得到去除大部分空桐的运动区域 图像，即人流密度图，它反映了当前时刻的人流状况；
[0009] 扣将各个连通域的面积相加，得到运动区域的面积Si,它反映了人员拥挤状况；
[0010] 4)计算平均面积Sa,
[0011] 步骤四，空调控制模块接收步骤=得到的面积Sa,判定其落入步骤一中的哪个区 间，如果与前一时刻相同则不调整；否则将KP调整为对应区间的KP值。
[0012] 本发明方法基于视频信号得到人流密度图，并据此调整中央空调控制系统的参 数，克服了控制参数固定所带来的弊病，达到最佳的节能控制效果，复杂度低，实时性好，完 全可W嵌入摄像头前端，进一步降低控制成本。
[0013] 本发明还提供了一种基于视频人流密度图的中央空调节能控制系统，包括视频监 控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块：
[0014] 所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域，其视频信号输出至人流密 度图分析模块；
[0015] 所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积并传递给 空调控制模块；
[0016] 所述空调控制模块根据得到的面积信息，调节PID调节器的KP参数。
[0017] 本发明所述的方法及系统针对影响运行工况最重要的人流量因素，提出基于视频 人流密度图的估计人流量的方法及系统，根据人流量不断更新PID调节器的参数，达到最 佳的节能控制效果，复杂度低，实时性好。
【附图说明】：
[0018] 图1为本发明系统的一实施例示意图。
【具体实施方式】：
[0019] 本发明方法的实现步骤如下：
[0020] 步骤一，设定全负载时的PID调节器的KP值---KPm。、，此时监控画面中人员所占面
积为Sm。、，将Sm。、分为10等份 对应10个可 % 调的KP值
[0021] 步骤二，监控能反映区域人流密度的区域，并将视频信号输出至人流密度图分析 模块；
[0022] 步骤=，人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积，具体 方法为：
[0023] 1)每隔600秒采集51帖图像，每前后两帖相减得到差值图像，对第i(i= 1， 2，. ..，50)幅差值图像进行阔值二值化处理，小于设定阔值置为0,反之置为255,得到二值 化图像，在该图像上应用形态学"开操作"去除点化及细线噪声，得到有空桐的运动区域图 像，值为255的像素点代表存在运动。
[0024] 2)如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动；否则对运动区域图像应 用形态学"膨胀"操作，检查一次"膨胀"后的连通域数量，如果连通域数量减少，则继续应 用"膨胀"操作；如果连通域数量不变，则操作结束。如此得到去除大部分空桐的运动区域 图像，即人流密度图，它反映了当前时刻的人流状况；
[00对扣将各个连通域的面积相加，得到运动区域的面积Si,它反映了人员拥挤状况； 阳0%] 4)计算平均面积Sa,
[0027] 步骤四，空调控制模块接收步骤=得到的面积Sa,判定其落入步骤一中的哪个区 间，如果与前一时刻相同则不调整；否则将KP调整为对应区间的KP值。
[00測图1为本发明系统的一个实施例，如图1所示，它包括视频监控模块、人流密度图 分析模块、空调控制模块：
[0029] 所述视频监控模块，如摄像头安装于能反映区域人流密度的区域，其视频信号输 出至计算机中的人流密度图分析模块；
[0030]所述计算机人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积并 传递给至调巧制板块；
[0031]所述空调控制模块根据得到的面积信息，调节PID调节器的KP参数，进而控制中 央空调进行调节，从而适应运行工况的变化。
【主权项】
1. 基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法，其特征在于，包括步骤如下： 步骤一，设定全负载时的PID调节器的KP值一ΚΡ_，此时监控画面中人员所占面积为 S_，将Sniax分为N等份对应N个可调的KP 值步骤二，监控能反映区域人流密度的区域，并将视频信号输出至人流密度图分析模 块； 步骤三，人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积，具体方法 为： 1) 每隔T秒采集M帧图像，每前后两帧相减得到差值图像，对第i(i = 1，2，...，M-1) 幅差值图像进行阈值二值化处理，小于设定阈值置为〇,反之置为255,得到二值化图像，在 该图像上应用形态学"开操作"去除点以及细线噪声，得到有空洞的运动区域图像，值为255 的像素点代表存在运动； 2) 如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动；否则对运动区域图像应用形 态学"膨胀"操作，检查一次"膨胀"后的连通域数量，如果连通域数量减少，则继续应用"膨 胀"操作；如果连通域数量不变，则操作结束。如此得到去除大部分空洞的运动区域图像， 即人流密度图，它反映了当前时刻的人流状况； 3) 将各个连通域的面积相加，得到运动区域的面积S1，它反映了人员拥挤状况； 4) 计算平均面积Sa，步骤四，空调控制模块接收步骤三得到的面积Sa，判定其落入步骤一中的哪个区间，如 果与前一时刻相同则不调整；否则将KP调整为对应区间的KP值。2. 基于视频人流密度图的中央空调节能控制系统，其特征在于，它包括视频监控模块、 人流密度图分析模块、空调控制模块； 所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域，其视频信号输出至人流密度图 分析模块； 所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积并传递给空调 控制模块； 所述空调控制模块根据得到的面积信息，调节PID调节器的KP参数。
【专利摘要】基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法及系统。它包括视频监控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块；所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域，其视频信号输出至人流密度图分析模块；所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图，计算其面积并传递给空调控制模块；所述空调控制模块根据得到的面积信息，调节PID调节器的KP参数。本发明所述的方法及系统针对影响运行工况最重要的人流量因素，提出基于视频人流密度图的估计人流量的方法及系统，根据人流量不断更新PID调节器的参数，达到最佳的节能控制效果，复杂度低，实时性好。
【IPC分类】G06K9/00, H04N7/18, F24F11/02
【公开号】CN105423503
【申请号】CN201510753079
【发明人】江大白, 胡增
【申请人】中用环保科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月7日