CN103547024A - 照明系统和感测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明系统和感测装置。根据本发明的照明系统包括照明器具，所述照明器具包括用于控制光源的第一控制器；以及感测装置。感测装置包括：图像传感器，用于对预定区域摄像；以及第二控制器，其具有调整图像传感器的灵敏度的功能以及设置用于光源的调光率的功能。第一控制器用于以根据由第二控制器所设置的调光率的调光水平来点亮光源。第二控制器用于在认定为在预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将调光率减小预设值并且在预设时间段内增大图像传感器的灵敏度的操作。

Description

照明系统和感测装置

技术领域

本发明涉及一种照明系统。

背景技术

过去，已提出一种根据通过道路的人数来控制空调以及照明的图像监视装置(例如，见文献1[日本特开2006-270865A])。该图像监视装置包括多个(复数个)广角照相机、控制器以及监视器。广角照相机位于道路中的各个特定区域。控制器通过使用从广角照相机发送来的图像来确定各个区域的人数，并且根据这些数量的平均来控制空调以及照明的输出。通过使用该图像监视装置，能够根据道路中的人数来控制环境(例如，空调环境以及照明环境)。

此外，已提出一种采用图像传感器的照明系统。图6示出这种照明系统的示例的示意图。该照明系统包括用于对预定区域摄像的图像传感器10以及用于根据来自图像传感器10的检测结果来分别控制光输出的多个照明器具20。图像传感器10与各个照明器具20通过传输线L2相连接。

图像传感器10通过利用以二维方式配置的光感测装置来检测从照明器具20发射出的光所获取的反射光，并且通过将检测到的光的强度转换为亮度数据来创建二维图像。在该现有技术中，图像传感器10按照时间顺序创建多个图像，并且创建在从过去到当前的图像中各个像素的亮度值的方差，以创建例如背景图像。

此外，图像传感器10判断在所创建的背景图像与当前图像的亮度值之间的差，并且创建由不比预定阈值小的这样的差所构成的背景差图像。

此外，图像传感器10计算在当前图像和前一帧图像的亮度值之间的差，并且创建由不小于预定阈值的差所构成的帧间差图像。

图像传感器10基于在上述背景差图像或者帧间差图像中存在的差来检测人，选择检测到人的区域作为检测区域，并且以调光水平来点亮位于该检测区域附近的照明器具20。

注意，在图6中以虚线“a1”表示的区域代表图像传感器10的感测区域，并且以实线“a2”表示的区域代表各个照明器具20的照明区域。

在图6中示出的上述照明系统中，为检测人，使用了背景差图像和/或帧间差图像。然而，在摄像区域中的人保持其姿势的情况下(例如，站立姿势或者坐姿)，创建出的背景图像包括此人。在这种情况下，在背景差图像和/或帧间差图像中可能检测不到此人。

考虑到上述问题，为了在上述状况中检测到轻微移动，已提出一种通过减小用于判断差的阈值来增大检测灵敏度的方法。然而，在减小阈值的情况下，可能将照明器具20的光输出中的变化判断为差。

此外，在用于照明器具20的调光率相对低的情况下，被设计用于检测反射光的图像传感器10具有相对低的检测性能。例如，在用于照明器具20的调光率由于不存在人的误识别而下降到下限的情况下，对人的检测变得困难并且对人来说可视性降低，并且这可能对舒适度造成损失。

发明内容

考虑到上述不足，本发明的目的在于提出一种具有改进的基于图像传感器的检测精度的照明系统。

根据本发明的第一方面的照明系统包括照明器具，该照明器具包括用于控制光源的第一控制器；以及感测装置。感测装置包括：图像传感器，用于对预定区域摄像；以及第二控制器，具有调整图像传感器的灵敏度的功能以及设置用于光源的调光率的功能。第一控制器用于以根据由第二控制器设置的调光率的调光水平来点亮光源。第二控制器用于基于由图像传感器拍摄的预定区域的图像来判断在预定区域中是否存在人。第二控制器用于在判断为在预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将调光率减小预设值并且在预设时间段内增大图像传感器的灵敏度的操作。

关于根据本发明的第二方面的照明系统，在第一方面中，第二控制器用于在判断为在将调光率减小预设值后第一控制器以根据由第二控制器设置的调光率的调光水平点亮光源的情况下，增大图像传感器的灵敏度。

关于根据本发明的第三方面的照明系统，在第一或者第二方面中，第二控制器用于重复操作直到调光率等于下限。

关于根据本发明的第四方面的照明系统，在第一至第三方面的任一方面中，第二控制器用于在操作中，对于在预定区域中的第二控制器已认定为不存在人的状态持续了预定时间段的区域，在预设时间段内增大图像传感器的灵敏度。

关于根据本发明的第五方面的照明系统，在第一到第四方面中的任一方面中，第二控制器用于在认定为在预定区域中存在人的情况下，将调光率设置为上限。

关于根据本发明的第六方面的照明系统，在第五方面中，第二控制器用于，在认定为在预定区域中存在人的情况下，使图像传感器的灵敏度返回初始水平。

关于根据本发明的第七方面的照明系统，在第一至第六方面中的任一方面中，第二控制器用于，在每次认定为在预定区域中存在人的情况下，将调光率增大预设值并且在预设时间段内增大图像传感器的灵敏度。

关于根据本发明的第八方面的照明系统，在第七方面中，第二控制器用于，在认定为调光率等于上限的情况下，使图像传感器的灵敏度返回初始水平。

关于根据本发明的第九方面的照明系统，在第一至第八方面中的任一方面中，第二控制器用于基于在由图像传感器所拍摄的预定区域的图像的亮度值与参考图像的亮度值之间的差是否不比预定阈值小来判断在预定区域中是否存在人。通过预定阈值来确定图像传感器的灵敏度。

根据本发明的第十方面的感测装置包括：图像传感器，用于对预定区域摄像；以及控制器，具有调整所述图像传感器的灵敏度的功能以及设置用于光源的调光率的功能，所述控制器用于基于由所述图像传感器拍摄的所述预定区域的图像来判断在所述预定区域中是否存在人，以及所述控制器用于在认定为在所述预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将所述调光率减小预设值并且在预设时间段内增大所述图像传感器的灵敏度的操作。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的照明系统的示例的示意图。

图2是示出以上实施例的照明系统的操作的时间图。

图3是示出以上实施例的照明系统的其它操作的时间图。

图4是示出以上实施例的照明系统的其它操作的时间图。

图5是示出以上实施例的照明系统的其它操作的说明图。

图6是示出现有照明系统的例子的示意图。

具体实施方式

如图1中所示，根据本发明的一个实施例的照明系统包括照明器具2以及感测装置1，其中，照明器具2包括第一控制器22，所述第一控制器22用于控制光源21。

感测装置1包括图像传感器11以及第二控制器12，其中图像传感器11用于对预定区域(检测区域)摄像，第二控制器12具有调整图像传感器11的灵敏度的功能以及设置用于光源21的调光率的功能。

第二控制器12用于基于由图像传感器11所拍摄的预定区域的图像来判断在预定区域中是否存在人。第二控制器12用于在认定为预定区域中无人存在的状态持续了(贯穿)预定时间段的情况下，进行将调光率减小预设值并且在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度的操作。

以下是对本实施例的照明系统的详细说明。图1是示出本实施例的照明系统的示例的示意图。该照明系统包括感测装置1以及多个照明器具2。感测装置1与各个照明器具2通过传输线L1相连接。换言之，在本实施例中，感测装置1与照明器具2用于与彼此建立有线通信。作为替代，感测装置1与照明器具2可以被配置成与彼此建立无线通信。

如图1中所示，感测装置1包括图像传感器11以及第二控制器12。将图像传感器11设计用于对预定区域摄像。第二控制器12用于检测在由图像传感器11所拍摄的图像中人的存在，并且基于检测结果来设置用于光源21的调光率。

图像传感器11由固态图像感测装置(例如，CCD电荷耦合元件图像传感器以及CMOS互补金属氧化物半导体图像传感器)、光学镜头以及信号处理电路一体化构成。将图像传感器11配置在使得预定区域(例如，房间中的区域)包括在图像传感器11的摄像区域中的场所(例如，天花板)。图像传感器11向第二控制器12提供所创建的图像数据(图像)。第二控制器12基于从图像传感器11输入的图像数据来判断是否存在人，并且根据检测结果来设置用于光源21的调光率。换言之，第二控制器12根据检测结果来从预定范围内选择调光率。第二控制器12通过传输线L1将所设置的调光率发送到第一控制器22。

注意，在本实施例中，第二控制器12基于从图像传感器11发送来的图像数据来创建上述的背景差图像或者帧间差图像，并且基于这些图像来检测人的存在。该操作与现有技术相同并且不必对其进行说明。

换言之，第二控制器12用于基于在由图像传感器11所拍摄的预定区域的图像的亮度值与参考图像的亮度值之间的差是否不比预定阈值小，来判断在预定区域中是否存在人。注意，参考图像定义为预定区域的背景图像或者预定区域的先前图像。

在本实施例中，通过预定阈值来确定图像传感器11的灵敏度。图像传感器11的灵敏度随着预定阈值的增大而减小，并且图像传感器11的灵敏度随着预定阈值的减小而增大。因此，第二控制器12减小预定阈值以增大图像传感器11的灵敏度。第二控制器12增大预定阈值以减小图像传感器11的灵敏度。

如图1中所示，照明器具2包括光源21(例如，LED发光二极管)以及用于控制光源21的光输出(点亮水平)的第一控制器22。

第一控制器22通过传输线L1接收来自第二控制器12的用于光源21的调光率，根据所接收到的调光率来创建控制信号，并且将所创建的控制信号提供给光源21从而以相应的点亮水平点亮光源21。简言之，第一控制器22用于以与从第二控制器12接收到的调光率相对应的点亮水平来点亮光源21。换言之，第一控制器22用于将光源21的光输出调整为与从第二控制器12接收到的调光率相对应的光输出。

参考图2，对在图像传感器11检测到人并且然后未检测到人的状况下本实施例的照明系统的操作进行以下说明。

在初始状态中，在基于图像传感器11检测到人的情况下，将用于光源21的调光率调整至预定值(例如，上限)(见图2)。因此，以与该调光率相对应的点亮水平(例如，全功率水平)点亮光源21。

在本实施例中，例如，为了检测在由图像传感器11预拍摄的背景图像的亮度值与当前图像的亮度值之间的差或者在当前图像的亮度值与前一帧的亮度值之间的差，提供了预定阈值。只检测不比该阈值小的差。在这方面，为了增大图像传感器11的灵敏度，减小该阈值。

在预定时间段期间未检测到在图像传感器11的摄像区域中已检测到的人的情况下，第二控制器12在时刻t1解除检测状态并且将用于光源21的调光率减小预设值。换言之，第二控制器12进行第一操作。

在维持图像传感器11的灵敏度的情况下将光源21的光强度减小到预定值的时刻t2，由于在维持图像传感器11的灵敏度的情况下光源21的光强度的减小，因而检测性能降低。然而，在本实施例中，将阈值(差阈值)减小从而增大图像传感器11的灵敏度。

随后，第二控制器12将增大图像传感器11的灵敏度的状态维持预设时间段(图2中的时间段T1)直到时刻t3。由于在此时间段期间未检测到人，因此第二控制器12在时刻t3使阈值返回默认(先前)值。作为结果，图像传感器11的灵敏度返回先前水平(正常灵敏度)。简言之，在第一操作中，第二控制器12保持将图像传感器11的灵敏度调整到比正常灵敏度高的灵敏度。

之后，第二控制器12进一步将用于光源21的调光率减小预设值。第二控制器12在进一步减小光源21的光强度的时刻t4又减小阈值以增大图像传感器11的灵敏度。之后，第二控制器12将增大图像传感器11的灵敏度的状态维持预设时间段(图2中的时间段T3)直到时间t5。由于在此时间段期间没有检测到人，因此第二控制器12在时刻t5使阈值返回默认值。作为结果，图像传感器11的灵敏度返回先前水平(正常灵敏度)。

此外，第二控制器12将用于光源21的调光率减小预设值。第二控制器12在光源21的光强度进一步减小的时刻t6又减小阈值以增大图像传感器的灵敏度。随后，第二控制器12将增大图像传感器11的灵敏度的状态维持预设时间段(图2中的时间段T5)直到时刻t7。由于在此时间段期间没有检测到人，因此第二控制器12在时刻t7使阈值返回默认值。作为结果，图像传感器11的灵敏度返回到先前水平(正常灵敏度)。其中，调光率每次减小的预设值可以相同也可以不同，图像传感器的灵敏度每次增大的预设时间段可以相同也可以不同，图像传感器的灵敏度每次增大的量可以相同也可以不同，T1、T3、T5可以相同也可以不同。

此时，由于用于光源21的调光率达到下限(上述的预定范围的下限)并且未检测到人，因此第二控制器12认定为人已经离开并且维持以调光率的下限点亮光源21的状态。如以上提到的，第二控制器12重复操作(第一操作)直到调光率达到下限。注意，图2中的各个时间段T2和T4代表图像传感器11的灵敏度返回正常灵敏度的时间段。T2和T4可以相同也可以不同。

在图2示出的例子中，在通过第一控制器22来改变(调光)光源21的光输出的同时维持图像传感器11的灵敏度。因此，能够防止误检测，否则由于光源21的光输出中的变化所引起的噪声而会发生误检测。简言之，第二控制器12用于在判断为在将调光率减小预设值后第一控制器22以根据由第二控制器12设置的调光率的调光水平点亮光源21的情况下，增大图像传感器11的灵敏度。

参考图3对在图像传感器11检测到人、然后未检测到人但是随后再次检测到人的状况中本实施例的照明系统的操作进行以下说明。

在预定时间段期间未检测到在图像传感器11的摄像区域中已检测到的人的情况下，第二控制器12在时刻t1解除检测状态，并且将用于光源21的调光率减小预设值。在光源21的光强度在时刻t2减小到预定值的情况下，第二控制器12减小阈值以增大图像传感器11的灵敏度。

随后，第二控制器12将增大图像传感器11的灵敏度的状态维持预设时间段(图3中的时间段T1)直到时刻t3。由于在此时间段期间未检测到人，因此第二控制器12在时刻t3使阈值返回正常灵敏度。

之后，第二控制器12进一步将用于光源21的调光率减小预设值，并且在光源21的光强度进一步减小的时刻t4再次增大图像传感器11的灵敏度。

之后，在图像传感器11的灵敏度增大的时刻t5检测到人的情况下，第二控制器12使用于光源21的调光率增大到上限(上述预定范围的上限)，并且以与调光率相对应的点亮水平点亮光源21。简言之，第二控制器12用于在认定为预定区域中存在人的情况下，将调光率设置为预定值(上限)。同时，第二控制器12使图像传感器11的灵敏度返回初始水平。

因而，能够改进可视性并且这带来舒适度的改进。此外，增大了人所反射的光量。因此，能够改进使用图像传感器11的检测性能。

注意，如图4中所示，可以在每次检测到人时以逐步的方式增大调光率，直到用于光源21的调光率达到上限为止。类似地，通过这一修改，能够改进可视性并且这带来舒适度的改进。此外，增大了人所反射的光量。因此，能够改进使用图像传感器11的检测性能。简言之，第二控制器12用于在每次认定为在预定区域中存在人的情况下，进行将调光率增大预设值以及在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度的操作(第二操作)。其中，调光率每次增大的预设值与上述调光率每次减小的预设值可以相同也可以不同，每次检测到人时增大图像传感器11的灵敏度的预设时间段与上述没有检测到人时增大图像传感器11的灵敏度的预设时间段可以相同也可以不同，每次检测到人时图像传感器11的灵敏度增大的量与上述没有检测到人时图像传感器11的灵敏度增大的量可以相同也可以不同。在第二操作中，第二控制器12只在预设时间段内保持将图像传感器11的灵敏度调整到比正常灵敏度高的灵敏度。在认定为调光率等于上限的情况下，第二控制器12将图像传感器的灵敏度返回到初始水平。

在上述的各个情况下，针对由图像传感器11所拍摄的整个区域改变灵敏度。作为替代，可以对于部分区域而改变灵敏度。以下参考图5来说明此例。

在预定时间段期间未检测到已在图像传感器11的摄像区域R1中检测到的人P2的情况下，第二控制器12在时刻t1解除检测状态，并且进一步将已检测到人P2的区域R2(区域)存储在存储器(未示出)中。之后，第二控制器12将用于光源21的调光率减小预设值，并且在光源21的光强度减小到预定值的时刻t2增大图像传感器11关于区域R2的灵敏度。

换言之，第二控制器12具有针对在预定区域中所包括的各个区域来调整图像传感器11的灵敏度的功能。因此，针对在预定区域中第二控制器12已认定为不存在人的状态持续了预定时间段的区域R2，第二控制器12在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度。

因而，能够使易受噪声影响的区域最小化。

因此，根据本实施例，在本实施例未能检测到人的情况下，本实施例将用于光源21的调光率减小预设值。因此，能够将图像传感器11未检测到人的事实通知人(工作人员)。在这方面，由于在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度，因此能够检测到人的轻微移动。因此，能够改进图像传感器11的检测精度。此外，在本实施例中，以逐步的方式将调光率减小到下限。因而与将调光率一次减小到下限的情况相比，能够改善图像传感器11的灵敏度但维持了可视性。

如上所述，本发明的照明系统包括以下第一特征。在第一特征中，照明系统包括照明器具2和感测装置1。照明器具2包括光源21以及用于控制光源21的光输出的第一控制器22。感测装置1包括图像传感器11以及第二控制器12。图像传感器11用于对预定区域摄像。第二控制器12用于在由图像传感器11所拍摄的图像中检测人的存在，并且根据检测结果设置用于光源21的调光率。在由图像传感器11所拍摄的图像中未检测到人的状态持续了预定时间段的情况下，第二控制器12被配置为将用于光源21的调光率减小预设值，并且在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度。

换言之，照明系统包括：照明器具2，该照明器具2包括用于控制光源21的第一控制器22；以及感测装置1。感测装置1包括：图像传感器11，用于对预定区域摄像；以及第二控制器12，其具有调整图像传感器11的灵敏度的功能以及设置用于光源21的调光率的功能。第一控制器22用于以根据由第二控制器12所设置的调光率的调光水平来点亮光源21。第二控制器12用于基于由图像传感器11拍摄的预定区域的图像，判断在预定区域中是否存在人。第二控制器12用于在认定为在预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将调光率减小预设值并且在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度的操作(第一操作)。

此外，除第一特征以外，本实施例的照明系统可以选择性地包括以下第二至第九特征。

对于第二特征，在第一特征中，第二控制器12用于在第一控制器22改变光源21的光输出的情况下保持图像传感器11的灵敏度恒定。换言之，第二传感器12用于在判断为在将调光率减小预设值后第一控制器22以根据由第二控制器12设置的调光率的调光水平点亮光源21的情况下，增大图像传感器11的灵敏度。

对于第三特征，在第一或者第二特征中，第二控制器12用于重复将用于光源21的调光率减小预设值并且在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度的操作直到用于光源21的调光率达到下限的操作。换言之，第二控制器12用于重复操作(第一操作)直到调光率等于下限。

对于第四特征，在第一至第三特征的任一特征中，第二控制器12用于只对于在由图像传感器11所拍摄的图像中已检测到人、然后未检测到人的区域增大灵敏度。换言之，第二控制器12用于在操作(第一操作)中，对于预定区域中第二控制器12已认定为无人存在的状态持续了预定时间段的区域，在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度。

对于第五特征，在第一至第四特征中的任一特征中，第二控制器12用于在认定为在预定区域中存在人的情况下，将调光率设置为上限。

对于第六特征，在第五特征中，第二控制器12用于，在认定为在预定区域中存在人的情况下，使图像传感器11的灵敏度返回初始水平。

对于第七特征，在第一至第六特征中的任一特征中，第二控制器12用于在每次认定为在预定区域中存在人的情况下，将调光率增大预设值并且在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度。

对于第八特征，在第七特征中，第二控制器12用于在认定为调光率等于上限的情况下，使图像传感器11的灵敏度返回初始水平。

对于第九特征，在第一至第八特征中的任一特征中，第二控制器12用于基于在由图像传感器11所拍摄的预定区域的图像的亮度值与参考图像的亮度值之间的差是否不比预定阈值小来判断在预定区域中是否存在人。通过预定阈值来确定图像传感器11的灵敏度。

因而，即使在用于光源21的调光率由于未检测到人而减小的情况下，由于在预设时间段内增大图像传感器11的灵敏度，因此本实施例能够检测到人的轻微移动。作为结果，能够提供具有改进的基于图像传感器11的检测精度的照明系统。

Claims (10)

1.一种照明系统，包括：

照明器具，包括用于控制光源的第一控制器；以及

感测装置，

其中

所述感测装置包括：

图像传感器，用于对预定区域摄像；以及

第二控制器，具有调整所述图像传感器的灵敏度的功能以及设置用于所述光源的调光率的功能，

所述第一控制器用于以根据由所述第二控制器所设置的调光率的调光水平来点亮所述光源，

所述第二控制器用于基于由所述图像传感器拍摄的所述预定区域的图像来判断在所述预定区域中是否存在人，以及

所述第二控制器用于在认定为在所述预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将所述调光率减小预设值并且在预设时间段内增大所述图像传感器的灵敏度的操作。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

所述第二控制器在判断为在将所述调光率减小所述预设值后所述第一控制器以根据由所述第二控制器所设置的调光率的调光水平来点亮所述光源的情况下，增大所述图像传感器的灵敏度。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

所述第二控制器重复所述操作直到所述调光率等于下限。

4.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

在所述操作中，针对在所述预定区域中的所述第二控制器认定为不存在人的状态持续了所述预定时间段的区域，所述第二控制器在所述预设时间段内增大所述图像传感器的灵敏度。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

所述第二控制器在认定为在所述预定区域中存在人的情况下，将所述调光率设置为上限。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其中，

所述第二控制器在认定为在所述预定区域中存在人的情况下，使所述图像传感器的灵敏度返回初始水平。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

所述第二控制器在每次认定为在所述预定区域中存在人的情况下，使所述调光率增大预设值，并且在预设时间段内增大所述图像传感器的灵敏度。

8.根据权利要求7所述的照明系统，其中，

所述第二控制器在认定为所述调光率等于上限的情况下，使所述图像传感器的灵敏度返回初始水平。

9.根据权利要求1所述的照明系统，其中，

所述第二控制器基于在由所述图像传感器所拍摄的所述预定区域的图像的亮度值与参考图像的亮度值之间的差是否不小于预定阈值，判断在所述预定区域中是否存在人，以及

通过所述预定阈值来确定所述图像传感器的灵敏度。

10.一种感测装置，包括：

图像传感器，用于对预定区域摄像；以及

控制器，具有调整所述图像传感器的灵敏度的功能以及设置用于光源的调光率的功能，

所述控制器用于基于由所述图像传感器拍摄的所述预定区域的图像来判断在所述预定区域中是否存在人，以及

所述控制器用于在认定为在所述预定区域中不存在人的状态持续了预定时间段的情况下，进行将所述调光率减小预设值并且在预设时间段内增大所述图像传感器的灵敏度的操作。

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