一种场景灯定位系统、方法及装置与流程

本发明涉及场景灯自动控制技术领域，具体而言，涉及一种场景灯定位系统、方法及装置。

背景技术

在进行舞会、演唱会等大型舞台活动时，人们往往会通过布置场景灯来获得炫目多彩的灯光效果，以增加节目的视觉效果。随着舞会、演唱会等大型舞台活动的数量和规模的急剧增加，人们对场景灯的控制精确程度以及布置速度也提出了越来越高的要求。传统的灯光行业通信协议是dmx512协议，网络端运行art-net协议，是有线连接。虽然有线连接可以增加通信的可靠性，但是由于位置固定，时间长了就出现接头松，接触不良的情况，而且还会导致全线无法控制，由此无线物联网灯应运而生，不再有接触不良的问题，为灯光行业发展带来新的发展。

但是灯光演出需要200～300个灯，特别是矩阵灯光场景，灯的数量可以高达1000个，如此密集的灯群，现场对灯的定编定位和在网关端定序号成为比较困难的事情。传统方法是手动定位，通过开关手机端指定sn号的灯，去场景中寻找被控灯，然后手动数出位置，再输给网关存储，而这种传统方法耗时、耗力、易错。显然在物联网灯集群使用、场景应用、大批量同步应用情况下，传统手动定编定位方法已经无法满足现在的大规模灯阵定位。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种场景灯定位系统、方法及装置，以解决上述现有场景灯定编定位耗时、耗力且容易出现错误的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种场景灯定位系统，所述场景灯定位系统包括物联网场景灯阵、物联网灯阵控制网关、图像采集装置和定位处理装置。所述物联网场景灯阵包括至少一个灯珠。所述物联网灯阵控制网关与所述物联网场景灯阵连接，用于控制所述至少一个灯珠中每个灯珠的开启和关闭。所述图像采集装置包括正对所述物联网场景灯阵设置的高清摄像头，所述定位处理装置与所述物联网灯阵控制网关以及所述图像采集装置连接，用于向所述物联网灯阵控制网关发送灯阵控制指令，还用于基于从所述图像采集装置接收的灯阵图像对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠进行定位。

综合第一方面，所述物联网场景灯阵中每个灯珠均为macbee智能灯珠，所述物联网灯阵控制网关为macbee灯阵控制网关。

综合第一方面，所述场景灯定位系统还包括路由器，所述路由器分别与所述物联网灯阵控制网关、所述图像采集装置以及所述定位处理装置连接。

综合第一方面，所述macbee灯阵控制网关包括wifi芯片和射频芯片，所述macbee灯阵控制网关通过所述wifi芯片与所述路由器连接，所述macbee灯阵控制网关通过所述射频芯片与所述物联网场景灯阵连接。

综合第一方面，所述场景灯定位系统还包括所述场景灯定位服务器，所述场景灯定位服务器通过互联网分别与所述路由器、所述定位处理装置连接，以使所述定位处理装置通过所述场景灯定位服务器与所述物联网灯阵控制网关以及所述图像采集装置间接连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种场景灯定位方法，应用于定位处理装置，所述场景灯定位方法包括：向物联网灯阵控制网关发送第一灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关关闭物联网场景灯阵中的所有灯珠；控制图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所有灯珠关闭时，获取第一灯阵图像；对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠按照行列顺序进行编号；向所述物联网灯阵控制网关发送第二灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关开启所述物联网场景灯阵中的指定编号灯珠；控制所述图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所述指定灯珠开启时，获取第二灯阵图像；根据所述第一灯阵图像生成栅格坐标图像，对所述栅格坐标图像、所述第一图像以及所述第二图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位。

综合第二方面，所述对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠按照行列顺序进行编号，包括：以所述物联网场景灯阵左下端为坐标原点，对第一行的r个灯珠从左至右依次编号为1、2、……r-1、r，对与第一行相邻的第二行的s个灯珠从左至右依次编号为r+1、r+2……r+s-1、r+s，直至完成所述物联网场景灯阵最后一行的灯珠编号。

综合第二方面，所述对所述栅格坐标图像、所述第一图像以及所述第二图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位，包括：对所述第一图像和所述第二图像进行像素减法运算，获得差值图像；对所述差值图像进行行列扫描获取用于表征所述指定编号灯珠的像素斑；获取所述差值图像与所述栅格坐标图像的重合图像，根据所述重合图像确定所述像素斑即所述指定编号灯珠的位置在所述栅格坐标图像中的坐标。

综合第二方面，所述根据所述重合图像确定所述像素斑即所述指定编号灯珠的位置在所述栅格坐标图像中的坐标，包括：根据所述重合图像，判断所述像素斑是否完全位于单个栅格内；若是，确定所述指定编号灯珠的位置为所述单个栅格在所述栅格坐标图像中的坐标；若否，比较所述像素斑在各栅格内的栅格内面积，确定所述指定编号灯珠的位置为所述栅格内面积最大的栅格在所述栅格坐标图像中的坐标。

第三方面，本发明实施例还提供了一种场景灯定位装置，所述场景灯定位装置包括控制指令生成模块、灯阵图像获取模块、灯阵编号模块和定位模块。所述控制指令生成模块用于向物联网灯阵控制网关发送第一灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关关闭物联网场景灯阵中的所有灯珠，还用于向所述物联网灯阵控制网关发送第二灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关开启所述物联网场景灯阵中的指定编号灯珠。所述灯阵图像获取模块用于控制图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所有灯珠关闭时，获取第一灯阵图像，还用于控制所述图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所述指定编号灯珠开启时，获取第二灯阵图像。所述灯阵编号模块用于对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠按照行列顺序进行编号。所述定位模块用于根据所述第一灯阵图像生成栅格坐标图像，对所述栅格坐标图像、所述第一灯阵图像以及所述第二灯阵图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质存储于计算机内，所述存储介质包括多条指令，所述多条指令被设置成使得所述计算机执行上述的方法。

本发明提供的有益效果是：

本发明提供了一种场景灯定位系统、方法及装置，所述场景灯定位系统通过图像采集装置正对物联网场景灯阵的高清摄像头采集所述物联网场景灯阵的灯阵图像，相对于通过人眼观察对比速度更快，并且具备更好的准确性。同时，所述场景灯定位系统通过物联网灯阵控制网关对所述物联网灯阵的灯珠进行明灭控制，提高了物联网灯阵控制的准确性和稳定性，进一步地，所述物联网灯阵控制网关根据定位处理装置传来的灯阵控制指令对所述物联网灯阵进行控制，具备更好的操作便捷性。所述场景灯定位系统使用所述定位处理装置对灯阵图像进行图像处理获得灯珠定位，相对通过人工识别灯珠明灭状态和进行灯珠定位，具备速度快、准确度高的优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种场景灯定位系统的模块示意图；

图2为本发明第二实施例提供的一种场景灯定位方法的流程图；

图3为本发明第二实施例提供提供的一种第一灯阵图像的示意图；

图4为本发明第二实施例提供提供的一种第二灯阵图像的示意图；

图5为本发明第二实施例提供的一种坐标定位步骤的流程图；

图6为本发明第二实施例提供的一种像素斑位于多个栅格内时的示意图；

图7为本发明第二实施例提供的一种场景灯定位装置的模块示意图。

图标：10-场景灯定位系统；11-物联网场景灯阵；12-物联网灯阵控制网关；13-图像采集装置；14-定位处理装置；15-路由器；16-场景灯定位服务器；20-场景灯定位装置；21-控制指令生成模块；22-灯阵图像获取模块；23-灯阵编号模块；24-定位模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面首先对本发明实施例中可能出现的术语进行解释：

macbee技术，macbee是面向物联网应用推出的新一代物联网协议，该技术基于国产自主可控原则，面向传统生产企业提供从芯片、模组、云端、app及解决方案半成品或成品一体化物联网解决方案，该技术以其超低功耗(平均待机功耗小于20μa，响应时间小于200ms)，高可靠连接，全面开放的特性获得了广大厂商认可，目前在国内智能照明市场30％的应用市场，目前己覆盖照明、安防、电工、家电、机电等行业。macbee技术以全面开源(软件和硬件)为基础，传统厂商在节用开发成本及周期情况下，快速集成到终端产品，使非智能产品快速平滑升级到智能产品接入物联网。

射频简称rf射频就是射频电流，是一种高频交流变化电磁波，为是radiofrequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围在300khz～300ghz之间。射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分，对于现有的gsm和td-scdma模式而言，终端增加支持一个频段，则其射频芯片相应地增加一条接收通道，但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系来确定。

第一实施例

经本申请人研究发现，目前的大型场景灯编号设定和灯珠定位均是通过人工方式进行，需要工作人员依次打开灯阵中的灯珠并通过肉眼判断每个灯珠的位置完成编号设定和灯珠定位，此种定位方式存在人工实施成本高、定编定位速度慢、容易出现错误的问题，从而影响灯光布置的速度和灯光布置完成后的效果。为了解决上述问题，本发明第一实施例提供了一种场景灯定位系统10。

请参考图1，图1为本发明第一实施例提供的一种场景灯定位系统的模块示意图。

场景灯定位系统10包括物联网场景灯阵11、物联网灯阵控制网关12、图像采集装置13和定位处理装置14。

物联网场景灯阵11包括至少一个灯珠。其中，物联网场景灯阵11包括与物联网灯阵控制网关12对应的射频收发器，物联网场景灯阵11通过射频收发器接收到的指令控制每个灯珠的开启和关闭。可选地，物联网场景灯阵11中的灯珠为能够被所述射频收发器控制的macbee智能灯珠。

物联网灯阵控制网关12与物联网场景灯阵11以及定位处理装置14连接，用于接收定位处理装置14发来的灯阵控制指令，并根据所述灯阵控制指令控制物联网场景灯阵11中每个灯珠的开启和关闭。其中，物联网场景灯阵11与物联网灯阵控制网关12的匹配关系可以是多个物联网灯阵控制网关12控制一个物联网场景灯阵11中的各组灯珠。可选地，物联网灯阵控制网关12为macbee灯阵控制网关。

图像采集装置13用于采集物联网场景灯阵11的实景图像，包括正对采集物联网场景灯阵11设置的高清摄像头。其中，所述高清摄像头需要是能够满足1080p以上分辨率图像拍摄条件的摄像头。可选地，考虑到存在夜间对物联网场景灯阵11进行定编定位的情况，图像采集装置13还可以具备红外功能。

定位处理装置14与物联网灯阵控制网关12以及图像采集装置13连接，可以是具备图像处理能力的计算机、智能移动终端、服务器或其他电子运算设备。操作人员通过定位处理装置14向物联网灯阵控制网关12发送灯阵控制指令，定位处理装置14还用于接收并处理图像采集装置13传来的灯阵图像从而对物联网场景灯阵11中的每个灯珠进行定位。

作为一种实施方式，场景灯定位系统10还包括路由器15，路由器15可以和多个物联网灯阵控制网关12、图像采集装置13以及定位处理装置14连接，以使定位处理装置14通过路由器15与物联网灯阵控制网关12、图像采集装置13进行更加稳定、迅速的数据交换。应当理解的是，若图像采集装置13不具备无线数据传输功能则通过vga数据线将拍摄获得的灯阵图像传输至定位处理装置14；若图像采集装置13具备无线数据传输功能，图像采集装置13还可以通过路由器15向定位处理装置14传输数据，图像采集装置13不一定要与定位处理装置14同处一地，从而增大了场景灯定位系统10的布置灵活性和适用性。

可选地，在场景灯定位系统10包括路由器15时，物联网灯阵控制网关12包括wifi芯片和射频芯片。物联网灯阵控制网关12通过所述wifi芯片与路由器15连接，通过所述射频芯片与物联网灯阵控制网关12连接。

作为一种实施方式，场景灯定位系统10还可以包括场景灯定位服务器16，场景灯定位服务器16可以位于公共互联网。场景灯定位系统10可以通过路由器15将灯阵图像上传至场景灯定位服务器16，还可以通过场景灯定位服务器16对定位处理装置14发送相关指令或数据，以使多台定位处理装置14能够通过场景灯定位服务器16进行协作处理，更加迅速地完成灯阵定位。

第二实施例

为了配合本发明第一实施例提供的场景灯定位系统10，本发明第二实施例还提供了一种场景灯定位方法。请参考图2，图2为本发明第二实施例提供的一种场景灯定位方法的流程图。所述场景灯定位方法应用于定位处理装置，其步骤如下：

步骤s10：向物联网灯阵控制网关发送第一灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关关闭物联网场景灯阵中的所有灯珠。

步骤s20：控制图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所有灯珠关闭时，获取第一灯阵图像。

步骤s30：对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠按照行列顺序进行编号。

步骤s40：向所述物联网灯阵控制网关发送第二灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关开启所述物联网场景灯阵中的指定编号灯珠。

步骤s50：控制所述图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所述指定灯珠开启时，获取第二灯阵图像。

步骤s60：根据所述第一灯阵图像生成栅格坐标图像，对所述栅格坐标图像、所述第一图像以及所述第二图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位。

对于步骤s20和步骤s50中的所述第一灯阵图像和第二灯阵图像，请参考图3和图4，图3为本发明第二实施例提供提供的一种第一灯阵图像的示意图，图4为本发明第二实施例提供提供的一种第二灯阵图像的示意图。

对于步骤s30，其具体实施步骤可以为：以所述物联网场景灯阵左下端为坐标原点，对第一行的r个灯珠从左至右依次编号为1、2、……r-1、r，对与第一行相邻的第二行的s个灯珠从左至右依次编号为r+1、r+2……r+s-1、r+s，直至完成所述物联网场景灯阵最后一行的灯珠编号。其中，坐标原点还可以是物联网场景灯阵的左上端、右下端、右上端或其他指定点，编号顺序还可以是先列后行。

对于步骤s60，请参考图5，图5为本发明第二实施例提供的一种坐标定位步骤的流程图，所述“对所述栅格坐标图像、所述第一图像以及所述第二图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位”可以包括如下子部骤：

步骤s61：对所述第一图像和所述第二图像进行像素减法运算，获得差值图像。

步骤s62：对所述差值图像进行行列扫描获取用于表征所述指定编号灯珠的像素斑。

步骤s63：获取所述差值图像与所述栅格坐标图像的重合图像，根据所述重合图像确定所述像素斑即所述指定编号灯珠的位置在所述栅格坐标图像中的坐标。

对于步骤s61，所述图像减法运算即图像相减，在两幅图像之间对应像素做减法运算，可以检测出两幅图像的差异信息。所述差值图像是将两个不同时期、同一波段图像进行图像相减获得的图像，用于推断变化状况。

对于步骤s62，在识别所述像素斑时，可以将获取的像素斑半径与既定的开启灯珠在所述差值图像上的标准半径进行对比，在其超过所述标准半径的80％时确定所述像素斑为所述指定编号灯珠的位置。

针对步骤s63，所述“根据所述重合图像确定所述像素斑即所述指定编号灯珠的位置在所述栅格坐标图像中的坐标”的具体判断方式可以为：根据所述重合图像，判断所述像素斑是否完全位于单个栅格内；若是，确定所述指定编号灯珠的位置为所述单个栅格在所述栅格坐标图像中的坐标；若否，比较所述像素斑在各栅格内的栅格内面积，确定所述指定编号灯珠的位置为所述栅格内面积最大的栅格在所述栅格坐标图像中的坐标。请参考图6，图6为本发明第二实施例提供的一种像素斑位于多个栅格内时的示意图，此时确定该像素斑位于图中所示的占灯像素圆面积最大的栅格内。

应当理解的是，本实施例提供的场景灯定位方法只对单个灯珠进行了定位，在需要对物联网场景灯阵的所有灯珠进行定位时只需要重复执行所述场景灯定位方法中的对应步骤即可。

进一步地，本实施例为了更好的配合所述场景灯定位方法，本实施例还提供了一种场景灯定位装置，请参考图7，图7为本发明第二实施例提供的一种场景灯定位装置的模块示意图。

所述场景灯定位装置20包括控制指令生成模块21、灯阵图像获取模块22、灯阵编号模块23和定位模块24。

控制指令生成模块21用于向物联网灯阵控制网关发送第一灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关关闭物联网场景灯阵中的所有灯珠，还用于向所述物联网灯阵控制网关发送第二灯阵控制指令，以使所述物联网灯阵控制网关开启所述物联网场景灯阵中的指定编号灯珠。

灯阵图像获取模块22用于控制图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所有灯珠关闭时，获取第一灯阵图像，还用于控制所述图像采集装置在所述物联网场景灯阵中所述指定灯珠开启时，获取第二灯阵图像。

灯阵编号模块23用于对所述物联网场景灯阵中的每个灯珠按照行列顺序进行编号。

定位模块24用于根据所述第一灯阵图像生成栅格坐标图像，对所述栅格坐标图像、所述第一图像以及所述第二图像进行图像处理，确定所述指定编号灯珠在所述栅格坐标图像中的坐标定位。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种场景灯定位系统、方法及装置，所述场景灯定位系统通过图像采集装置正对物联网场景灯阵的高清摄像头采集所述物联网场景灯阵的灯阵图像，相对于通过人眼观察对比速度更快，并且具备更好的准确性。同时，所述场景灯定位系统通过物联网灯阵控制网关对所述物联网灯阵的灯珠进行明灭控制，提高了物联网灯阵控制的准确性和稳定性，进一步地，所述物联网灯阵控制网关根据定位处理装置传来的灯阵控制指令对所述物联网灯阵进行控制，具备更好的操作便捷性。所述场景灯定位系统使用所述定位处理装置对灯阵图像进行图像处理获得灯珠定位，相对通过人工识别灯珠明灭状态和进行灯珠定位，具备速度快、准确度高的优点。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。