CN104470067B - 一种顶灯照明自适应控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种顶灯照明自适应控制系统，顶灯包括光源和与其相连的接电控制开关，光源为亮度可调光源，顶灯照明自适应控制系统包括接电控制开关动作触发单元、接电控制开关动作检测判断单元、图像捕获单元、人脸图像检测判断单元、人脸图像提取单元、眼皮瞳孔比例计算单元、眼皮瞳孔比例比较单元、光源工作检测单元、光源工作指令执行单元、光源亮度检测单元、光源亮度指令执行单元和指令发送单元；通过各单元间的数据传递，实现智能检测，并由此针对光源的工作实现实时智能调节，使得顶灯的照明亮度能够随人眼的感受进行自动调节，整个自适应控制系统在设计过程中充分考虑到了使用者的眼部舒适感，体现了人性化的设计理念。
Description
技术领域
本发明涉及一种顶灯照明自适应控制系统，属于光源自动化控制技术领域。
背景技术
灯是一种常见的照明工具，随着技术的不断发展、以及生活水平的不断提高，灯也在发生着翻天覆地的变化，不论是外形形状，还是功能，灯的设计都在不断被改进、不断被创新，以满足人们对使用、对美观的要求，并且这种趋势随着人们要求的不断提高还在继续着，诸如专利号：201220177191.5，公开了一种吸顶灯具，包括吸顶灯具本体和吸顶架，所述吸顶架设置有用于安装于所述安装位置的安装部，和向所述吸顶灯具本体的侧面弯折，且用于与所述吸顶灯具本体连接的弯折部；上述技术方案设计的吸顶灯具，通过安装部将吸顶架安装于安装位置，然后连接吸顶灯具本体与吸顶架的弯折部，即实现了吸顶灯具的安装，与现有技术相比，在吸顶灯具的安装过程中无需去掉吸顶灯具的灯具罩，简化了吸顶灯具的安装；同时，该吸顶灯具无需设置安装凸缘，即吸顶灯具本体的外形无需变化，使得吸顶灯具的运输较方便，以上现有技术针对吸顶灯具的运输与安装就行改进设计，让实际应用更加方便。
还有专利申请号：201210217170.6，公开了一种吊顶灯连接结构，用于将吊顶灯吊装在附着物上，吊顶灯的周边设有凸缘，吊顶灯连接结构包括至少两个固定件，均匀排布在吊顶灯的四周；挡销，沿自身轴向滑动连接于固定件，其一端为用于挡在凸缘远离附着物一侧的卡位端，且端面为斜面；及弹性件，设置在固定件与挡销之间，用于限制挡销向远离吊顶灯的方向滑动；首先将固定件固定到附着物上，再将吊顶灯向上推动，利用吊顶灯的边缘与斜面的配合，使挡销向远离吊顶灯的方向移动；当凸缘移动到挡销的上方时，在弹性件的弹力作用下，卡位端移动到凸缘的下方，完成吊顶灯的安装；拆下吊顶灯时，使挡销向远离吊顶灯的方向移动，卡位端错开凸缘，可将吊顶灯取下，安装拆卸方便快捷。上述技术方案针对吊灯的安装提出了具体的连接结构，用于改进现有吊灯的安装，让实际安装过程更加便捷。
不仅如此，专利号：201210253729.0，公开了一种LED吸顶灯，包括吸顶灯灯具，吸顶灯灯具包括吸顶灯底座和散热器，吸顶灯底座上设有灯泡安装界面，灯泡安装界面上设有散热器；散热器下部中心设置安装界面(AZM)来固定安装LED灯泡；该LED吸顶灯散热能力强，结构简单、造价低、安装、使用、维护快速便宜方便，实现了LED吸顶灯的灯泡、灯具和照明控制产品在生产和使用上的独立，大幅度地减少生产环节、实现了生产的批量化、有利于LED节能照明产品的应用和产业规模化；以上技术方案是由光源的散热和整体吸顶灯的安装着手，进行改进设计，使得光源散热能力更强，整体结构安装更加方便。
纵观以上现有技术，可以看出现有技术针对灯的改进真是覆盖了灯的各方各面，但是从实际的使用过程中，依然能发现一些问题，一些缺乏人性化的设计，随着灯不断改进与设计，光源的亮度可以在实际工作中被调节，控制其亮度的变化，但是对于这个功能，现有市场上的灯大多还停留在人为手工工作阶段，即需要人为根据自己的主观需求去通过旋钮等针对光源的亮度进行调节，没有实现自动化，并且，在实际使用中，光源的亮度多是以亮度越高越好，亮度高能够提高照明效率，但是对于某些情况，就缺乏人性化设计，诸如顶灯，用于从上向下进行照明，随着空间的大小，人们选择不同功率的光源，以适应空间的照明，但是在实际应用中，若有人抬头时，强烈的光源亮度就会对人的眼睛造成刺激，让人感到不适，但是对于这种情况，现有的顶灯却没办法解决，缺乏人性化的自动控制。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有顶灯进行改进，设计引入智能电控系统，通过各单元间的数据传递，能够实现智能检测、智能控制的顶灯照明自适应控制系统。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种顶灯照明自适应控制系统，其中，顶灯包括光源和与其相连的接电控制开关，光源为亮度可调光源，顶灯照明自适应控制系统包括接电控制开关动作触发单元、接电控制开关动作检测判断单元、图像捕获单元、人脸图像检测判断单元、人脸图像提取单元、眼皮瞳孔比例计算单元、眼皮瞳孔比例比较单元、光源工作检测单元、光源工作指令执行单元、光源亮度检测单元、光源亮度指令执行单元和指令发送单元，其中：
接电控制开关动作触发单元：用于检测人为操作接电控制开关的动作；
接电控制开关动作检测判断单元：用于判断人为操作接电控制开关的动作是人为操作接电控制开关控制光源工作，或者是人为操作接电控制开关关闭光源；
图像捕获单元：用于由光源位置竖直向下进行图像捕获，获得检测图像；
人脸图像检测判断单元：用于检测判断检测图像中是否存在人脸图像；
人脸图像提取单元：用于从检测图像中提取人脸图像；
眼皮瞳孔比例计算单元：用于计算获得人脸图像上眼皮覆盖瞳孔的比例，以及用于计算多个人脸图像中眼皮覆盖瞳孔比例的平均值，即眼皮覆盖瞳孔平均比例；
眼皮瞳孔比例比较单元：用于将眼皮覆盖瞳孔平均比例与0进行比较；
光源工作检测单元：用于检测判断光源是否工作；
光源工作指令执行单元：用于控制光源的开启或者保持光源开启状态，以及控制光源的关闭或者保持光源关闭状态；
光源亮度检测单元：用于针对光源的亮度进行检测；
光源亮度指令执行单元：用于控制调节光源的亮度或者控制保持光源的亮度；
指令发送单元：用于根据人脸图像检测判断单元的结果、眼皮瞳孔比例比较单元的结果，决定是否向光源工作指令执行单元、光源亮度指令执行单元发送控制指令。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括图像预处理单元，用于针对由图像捕获单元获得的检测图像进行去噪处理。
作为本发明的一种优选技术方案：所述去噪处理为图像小波域滤波法。
作为本发明的一种优选技术方案：所述由图像捕获单元获得像素值为300dpi的检测图像。
作为本发明的一种优选技术方案：所述图像捕获单元为设置在顶灯下表面的微型摄像装置。
作为本发明的一种优选技术方案：所述微型摄像装置为KF-007AV微型摄像装置。
本发明所述一种顶灯照明自适应控制系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)本发明设计的顶灯照明自适应控制系统，针对现有顶灯进行改进，设计引入智能电控系统，通过各单元间的数据传递，针对顶灯下方人仰面向上和眼皮覆盖瞳孔的比例，实现智能检测，并由此针对光源的工作实现实时智能调节，使得顶灯的照明亮度能够随人眼的感受进行自动调节，整个自适应控制系统在设计过程中充分考虑到了使用者的眼部舒适感，体现了人性化的设计理念；
(2)本发明设计的顶灯照明自适应控制系统中，针对获得的检测图像，还设计了图像预处理单元，实现针对检测图像的去噪处理，能够大大提高后期针对检测图像进行处理过程中的识别率和工作效率；并且设计捕获像素值为300dpi的检测图像，从源头就保证了检测图像的高清晰度，同样能够大大提高后期针对检测图像进行处理过程中的识别率和工作效率；
(3)本发明设计的顶灯照明自适应控制系统中，针对图像捕获单元，设计采用设置在顶灯下表面的微型摄像装置竖直向下进行图像捕获，实现更加方便，并且其中采用微型摄像装置的设计，有效控制了设计装置的体积，在实现智能检测、智能控制的前提下，有效保持了原有顶灯的外观结构。
具体实施方式
下面针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计的一种顶灯照明自适应控制系统，其中，顶灯包括光源和与其相连的接电控制开关，光源为亮度可调光源，顶灯照明自适应控制系统包括接电控制开关动作触发单元、接电控制开关动作检测判断单元、图像捕获单元、人脸图像检测判断单元、人脸图像提取单元、眼皮瞳孔比例计算单元、眼皮瞳孔比例比较单元、光源工作检测单元、光源工作指令执行单元、光源亮度检测单元、光源亮度指令执行单元和指令发送单元，其中：
接电控制开关动作触发单元：用于检测人为操作接电控制开关的动作；
接电控制开关动作检测判断单元：用于判断人为操作接电控制开关的动作是人为操作接电控制开关控制光源工作，或者是人为操作接电控制开关关闭光源；
图像捕获单元：用于由光源位置竖直向下进行图像捕获，获得检测图像；
人脸图像检测判断单元：用于检测判断检测图像中是否存在人脸图像；
人脸图像提取单元：用于从检测图像中提取人脸图像；
眼皮瞳孔比例计算单元：用于计算获得人脸图像上眼皮覆盖瞳孔的比例，以及用于计算多个人脸图像中眼皮覆盖瞳孔比例的平均值，即眼皮覆盖瞳孔平均比例；
眼皮瞳孔比例比较单元：用于将眼皮覆盖瞳孔平均比例与0进行比较；
光源工作检测单元：用于检测判断光源是否工作；
光源工作指令执行单元：用于控制光源的开启或者保持光源开启状态，以及控制光源的关闭或者保持光源关闭状态；
光源亮度检测单元：用于针对光源的亮度进行检测；
光源亮度指令执行单元：用于控制调节光源的亮度或者控制保持光源的亮度；
指令发送单元：用于根据人脸图像检测判断单元的结果、眼皮瞳孔比例比较单元的结果，决定是否向光源工作指令执行单元、光源亮度指令执行单元发送控制指令。
上述技术方案设计的顶灯照明自适应控制系统，针对现有顶灯进行改进，设计引入智能电控系统，通过各单元间的数据传递，针对顶灯下方人仰面向上和眼皮覆盖瞳孔的比例，实现智能检测，并由此针对光源的工作实现实时智能调节，使得顶灯的照明亮度能够随人眼的感受进行自动调节，整个自适应控制系统在设计过程中充分考虑到了使用者的眼部舒适感，体现了人性化的设计理念。
基于上述设计顶灯照明自适应控制系统技术方案的基础上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：还包括图像预处理单元，用于针对由图像捕获单元获得的检测图像进行去噪处理，能够大大提高后期针对检测图像进行处理过程中的识别率和工作效率，并且实际应用中，去噪处理可以设计采用图像小波域滤波法；并且设计捕获像素值为300dpi的检测图像，从源头就保证了检测图像的高清晰度，同样能够大大提高后期针对检测图像进行处理过程中的识别率和工作效率；不仅如此，针对图像捕获单元，设计采用设置在顶灯下表面的微型摄像装置竖直向下进行图像捕获，实现更加方便，并且其中采用微型摄像装置的设计，有效控制了设计装置的体积，在实现智能检测、智能控制的前提下，有效保持了原有顶灯的外观结构。
本发明设计顶灯照明自适应控制系统在实际应用过程中，顶灯包括光源和与其相连的接电控制开关，光源为亮度可调光源，顶灯照明自适应控制系统包括接电控制开关动作触发单元、接电控制开关动作检测判断单元、图像捕获单元、人脸图像检测判断单元、人脸图像提取单元、眼皮瞳孔比例计算单元、眼皮瞳孔比例比较单元、光源工作检测单元、光源工作指令执行单元、光源亮度检测单元、光源亮度指令执行单元和指令发送单元，并且设计的顶灯照明自适应控制系统在实际应用中，可以参照如下步骤进行执行：
当接电控制开关动作触发单元检测到人为操作接电控制开关的动作，则触发以下执行操作，即每次当接电控制开关动作触发单元检测到人为操作接电控制开关的动作，都会触发以下执行操作：
步骤001.通过接电控制开关动作检测判断单元针对人为操作接电控制开关的动作进行判断，若人为操作接电控制开关控制光源工作，则进入步骤002，若人为操作接电控制开关关闭光源，则结束；
步骤002.通过设置在顶灯下表面的图像捕获单元，由光源位置竖直向下进行图像捕获，获得像素值为300dpi的检测图像，先通过图像预处理单元采用图像小波域滤波法对检测图像进行图像去噪处理，然后进入所述步骤003；
步骤003.通过人脸图像检测判断单元检测判断检测图像中是否存在人脸图像，是则进入步骤004，否则进入步骤011；
步骤004.通过人脸图像提取单元提取该检测图像中各个人脸图像，并通过眼皮瞳孔比例计算单元分别计算获得各个人脸图像上眼皮覆盖瞳孔的比例，进入步骤005；
步骤005.根据各个人脸图像上眼皮覆盖瞳孔的比例，通过眼皮瞳孔比例计算单元计算获得该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a，进入步骤006；
步骤006.通过眼皮瞳孔比例比较单元判断该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a是否等于0，是则进入步骤011，否则进入步骤007；
步骤007.通过眼皮瞳孔比例比较单元判断该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a是否等于100％，是则进入步骤008；否则进入步骤009；
步骤008.通过光源工作检测单元检测判断光源是否工作，是则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，控制关闭光源，并返回步骤002，否则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，保持光源关闭状态，并返回步骤002；
步骤009.通过光源工作检测单元检测判断光源是否工作，是则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，保持光源工作，并进入步骤010，否则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，控制光源工作，并进入步骤010；
步骤010.通过光源亮度检测单元检测判断光源的亮度百分比是否等于该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a，是则指令发送单元向光源亮度指令执行单元发送控制命令，控制光源保持该亮度，并返回步骤002，否则指令发送单元根据该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a，向光源亮度指令执行单元发送控制命令，调节光源的亮度百分比等于该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a，并返回步骤002；
步骤011.通过光源工作检测单元检测判断光源是否工作，是则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，保持光源工作，并进入步骤012，否则指令发送单元向光源工作指令执行单元发送控制命令，控制光源工作，并进入步骤012；
步骤012.通过光源亮度检测单元检测判断光源的亮度百分比是否等于100％，是则指令发送单元向光源亮度指令执行单元发送控制命令，保持光源的亮度百分比等于100％，并返回步骤002，否则指令发送单元向光源亮度指令执行单元发送控制命令，调节光源的亮度百分比等于100％，并返回步骤002。
上述执行步骤中，当该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a等于0，表示仰面向上的人的眼皮没有覆盖瞳孔，对于此时顶灯光源的亮度能够接受，则不需要调低光源亮度，也不需要关闭光源；当该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a等于100％，表示仰面向上的人都将眼睛闭住了，对于此时顶灯光源的亮度完全不能接受，则需要关闭光源；当该检测图像中眼皮覆盖瞳孔平均比例a大于0、且小于100％时，表示仰面向上的人存在轻微闭眼的情况，对于此时顶灯光源的亮度轻微感到不适，则需要针对光源的亮度进行调节，用以适应人眼的感受。
上述针对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种顶灯照明自适应控制系统，其中，顶灯包括光源和与其相连的接电控制开关，其特征在于，光源为亮度可调光源，顶灯照明自适应控制系统包括接电控制开关动作触发单元、接电控制开关动作检测判断单元、图像捕获单元、人脸图像检测判断单元、人脸图像提取单元、眼皮瞳孔比例计算单元、眼皮瞳孔比例比较单元、光源工作检测单元、光源工作指令执行单元、光源亮度检测单元、光源亮度指令执行单元和指令发送单元，其中：
接电控制开关动作触发单元：用于检测人为操作接电控制开关的动作；
接电控制开关动作检测判断单元：用于判断人为操作接电控制开关的动作是人为操作接电控制开关控制光源工作，或者是人为操作接电控制开关关闭光源；
图像捕获单元：用于由光源位置竖直向下进行图像捕获，获得检测图像；
人脸图像检测判断单元：用于检测判断检测图像中是否存在人脸图像；
人脸图像提取单元：用于从检测图像中提取人脸图像；
眼皮瞳孔比例计算单元：用于计算获得人脸图像上眼皮覆盖瞳孔的比例，以及用于计算多个人脸图像中眼皮覆盖瞳孔比例的平均值，即眼皮覆盖瞳孔平均比例；
眼皮瞳孔比例比较单元：用于将眼皮覆盖瞳孔平均比例与0进行比较；
光源工作检测单元：用于检测判断光源是否工作；
光源工作指令执行单元：用于控制光源的开启或者保持光源开启状态，以及控制光源的关闭或者保持光源关闭状态；
光源亮度检测单元：用于针对光源的亮度进行检测；
光源亮度指令执行单元：用于控制调节光源的亮度或者控制保持光源的亮度；
指令发送单元：用于根据人脸图像检测判断单元的结果、眼皮瞳孔比例比较单元的结果，决定是否向光源工作指令执行单元、光源亮度指令执行单元发送控制指令。
2.根据权利要求1所述一种顶灯照明自适应控制系统，其特征在于：还包括图像预处理单元，用于针对由图像捕获单元获得的检测图像进行去噪处理。
3.根据权利要求2所述一种顶灯照明自适应控制系统，其特征在于：所述去噪处理为图像小波域滤波法。
4.根据权利要求1所述一种顶灯照明自适应控制系统，其特征在于：所述由图像捕获单元获得像素值为300dpi的检测图像。
5.根据权利要求1所述一种顶灯照明自适应控制系统，其特征在于：所述图像捕获单元为设置在顶灯下表面的微型摄像装置。
6.根据权利要求5所述一种顶灯照明自适应控制系统，其特征在于：所述微型摄像装置为KF-007AV微型摄像装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Jiahua Inventor before: Zhu Jie |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170210 Address after: 510665 Guangdong city of Guangzhou province Tianhe District Software Park Building No. 59 Middle East block, Grand Building Room 501 Applicant after: Li Jiahua Address before: 214028 Jiangsu Province, Wuxi New District No. 7 Changjiang Road, Science Park, No. two, No. 501 Applicant before: WUXI COCIS ELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Feilong Inventor before: Li Jiahua |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170224 Address after: 528478 Guangdong city of Zhongshan Province town Henglan Maohui industrial zone four Le Feng Road No. 13 Applicant after: Zhongshan City Galton Lighting Appliance Co.,Ltd. Address before: 510665 Guangdong city of Guangzhou province Tianhe District Software Park Building No. 59 Middle East block, Grand Building Room 501 Applicant before: Li Jiahua |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230719 Address after: 529000 Building 1-2, No. 5 Kangda Road, Jianghai District, Jiangmen City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong Galton Electric Appliance Co.,Ltd. Address before: No.13, Lefeng 4th Road, Maohui Industrial Zone, Henglan Town, Zhongshan City, Guangdong Province 528478 Patentee before: Zhongshan City Galton Lighting Appliance Co.,Ltd. |