CN105467935A - 一种建筑主动式节能监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种建筑主动式节能监控系统及方法，该系统由红外摄像机、运动目标检测模块、行人检测模块、照明控制模块、监控录像控制模块、照明电源控制器和视频监控存储器组成，该方法是通过智能视频分析的方法在运动目标检测模块和行人检测模块检测到有行人进入红外摄像机监控区域时，启动监控录像功能；同时在行人检测的基础上，系统根据红外摄像机对监控区域光照度的判断，实现照明系统的智能控制，只有在有人进入且红外灯开启的情况下启动该监控区域附近的公共照明。本发明主动完成对建筑照明系统的优化控制，同时节省了监控录像的存储容量。从而达到建筑中主动节能的效果。

Description

一种建筑主动式节能监控系统及方法

技术领域

本发明属于建筑节能与监控技术领域，尤其涉及一种建筑主动式节能监控系统及方法。

背景技术

“十二五”期间，在城乡一体化大经济改革的推进下，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。在中国能耗总量中，建筑能耗占总能耗的比例也在不断上升。自2008年以来，建筑能源消耗已经占全国能源消耗总量的27.5%，且随着国家经济的发展，建筑总量的攀升与居住舒适度要求的提高，使得建筑耗能呈急剧上扬趋势。据建设部预测，到2020年建筑能耗将占中国总能耗的40%，如果不对建筑能耗加以控制，将直接加剧我国能源危机。

在建筑能耗中，照明能耗的上升的趋势非常显著，据已有的一些研究成果和资料分析，预计到2020年全国需求的发电量为4.3万亿Kw·h，按照明耗电量占发电量的10%~12%计算，届时照明耗电量将达惊人的4.3~5.2千亿Kw·h。因此减少建筑照明的能耗，对节能减排具有重大的意义。

现阶段智能大厦的节能主要是采用声控或指纹接触式控制的被动式节能的方法，虽然在一定程度上改善了建筑照明能源的浪费问题，但如果在光线较暗的环境下，会暴露出操作不便、传感器敏感度无法做到自动适应等缺点，不能够根据应用场景智能的控制公共区域的照明，影响智能电源控制与智能监控的效果。

目前，随着硬件和软件的不断发展，视频监控技术获得了较大进步，从原来的数字化视频、发展到网络化监控，到现在的智能化监控。智能视频监控技术能对视频图像中的目标进行自动的监测、识别、跟踪和分析，另外，随着红外成像技术的发展，在一些安防视频监控、夜视视频监控等领域，主要采用红外视频监控技术，利用这种技术，可以使人们在完全无光的夜晚，或者是在雨雪雾风的恶劣气候下，都能清晰地观察监控范围内的情况。

智能视频监控技术已经发展的相当成熟，但这种被动式的监控技术也暴露出一些问题：如长时间不间断监控的工作能耗、监控视频的海量存储需占用大量存储空间等。

因此，目前急需一种能够利用视频监控主动控制照明的建筑主动式节能监控技术。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种实现楼宇管理过程中的主动式节能管理、充分利用已有的视频监控资源、减少照明控制系统对红外传感器或者声光传感器的依赖的建筑主动式节能监控系统及方法。

（二）技术方案

本发明所述一种建筑主动式节能监控系统及方法，其原理是以实时视频分析技术为基础，通过基于Haar特征的Adaboost算法判断监控区域是否有行人，以此来确定是否需要开启电源。

本发明的第一方面，提供一种建筑主动式节能监控系统，包括红外摄像机、运动目标检测模块、行人检测模块、照明控制模块、监控录像控制模块、照明电源控制器和视频监控存储器，其中：

红外摄像机，用于输出拍摄的视频图像信息、红外光束；

运动目标检测模块与红外摄像机连接，用于检测并发送视频图像信息中的运动目标数据信息；

行人检测模块与运动目标检测模块连接，对运动目标数据信息进行分析，获得行人数据信息；

照明控制模块与行人检测模块连接，根据行人数据信息，发送电源开启指令，用于开启照明灯；

监控录像控制模块与行人检测模块连接，根据行人数据信息，启动监控录像功能，同时发送录像存储指令;

照明电源控制器与照明控制模块连接，用于接收电源开启指令，并根据红外摄像机的红外灯的开启与关闭状态，控制开启照明灯；

视频监控存储器与监控录像控制模块连接，用于接收录像存储指令，存储监控录像。

本发明的第二方面，提供一种建筑主动式节能监控方法，包括以下步骤：

步骤S1：红外摄像机传送拍摄的视频图像信息；

步骤S2：运动目标检测模块检测出监控视频图像中运动目标的显著特征，并形成运动目标的返回值；

步骤S3：行人检测模块根据Haar特征的Adaboost算法来判断运动目标是否是人，如果是行人，则行人检测模块返回值为真，则执行步骤S4，如果不是行人，行人检测模块返回值为假，则结束；

步骤S4：将返回值发送给照明控制模块和监控录像控制模块；

当红外摄像机的红外灯处于开启状态，监控录像控制模块向视频监控存储器发送录像存储指令；同时照明控制模块向照明电源控制器发送电源开启指令，控制照明电源控制器打开照明电源并开启照明灯；

当红外摄像机的红外灯未处于开启状态，监控录像控制模块向视频监控存储器发送录像存储指令。

本发明的第三方面，使用所述的建筑主动式节能监控系统，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。

本发明的第四方面，使用所述的建筑主动式节能监控方法，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。

（三）本发明的有益效果

1）利用本发明，通过红外摄像机实现对监控区域光照度的判断，从而主动完成对建筑照明系统的优化控制。

2）利用本发明，在耗能设备管理方面，通过实时视频分析与检测对耗能设备进行控制，如果视频检测目标物为人，监控录像控制模块启动监控录像功能，同时，如果红外摄像机的红外灯开启，则照明控制模块向照明电源控制器发送电源开启指令。否则，不激活视频监控录像与照明。这样在很大程度上节省了监控录像的存储容量与照明能耗。

3）利用本发明，实现了一种结合现有监控系统，通过智能视频分析算法来控制公共场所电源开关的控制系统，将能源利用到正确的场所，从而实现智能视频分析技术在电源自动控制方面的应用。实现了真正意义上的能源智能控制。

4）利用本发明，充分利用了现有的视频监控资源，减少照明控制性系统对红外传感器或者声光传感器的依赖，降低了系统复杂度，减少了实施的硬件成本。

附图说明

图1为本发明的建筑主动式节能监控系统示意图。

图2为本发明基于建筑主动式节能监控系统的建筑主动式节能监控方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

目前，随着建筑照明耗能急剧增加，各种照明节能技术发展迅速，但主要是采用声控或指纹接触式控制的被动式节能的方法，不能够根据应用场景智能的控制公共区域的照明，因此现在急需一种建筑主动式照明节能系统及方法，本发明将智能视频分析技术应用在自动电源控制系统中，通过运动目标检测、行人检测技术对视频运动目标进行检测、比对，并根据比对值信息，来控制电源开关。从而避免不必要的能源浪费。

如图1所示本发明提供的建筑主动式节能监控系统示意图，该系统包括红外摄像机1、运动目标检测模块2、行人检测模块3、照明控制模块4、监控录像控制模块5、照明电源控制器6和视频监控存储器7，其中：

红外摄像机1，用于输出拍摄的视频图像信息、红外光束；运动目标检测模块2与红外摄像机1连接，用于检测并发送视频图像信息中的运动目标数据信息，运动目标检测模块2通过视频图像前后帧运动差值进行判断，并滤除亮度变化一致的帧，从而准确检测出监控范围内是否有运动目标，用于提高运动目标检测的准确性；行人检测模块3与运动目标检测模块2连接，对运动目标数据信息根据基于Haar特征的Adaboost算法进行分析，获得行人数据信息；所述的行人检测模块3，在检测到运动目标的情况下，通过基于Haar特征的Adaboost算法来判断运动目标是否是人，用于消除人以外运动物体的干扰。所述人以外运动物体为动物、机动设备、等运动物体中的一种或多种组合。照明控制模块4与行人检测模块3连接，根据行人数据信息，发送电源开启指令，用于开启照明灯；监控录像控制模块5与行人检测模块3连接，根据行人数据信息，启动监控录像功能，同时向视频监控存储器7发送录像存储指令；照明电源控制器6与照明控制模块4连接，用于接收电源开启指令，并根据红外摄像机1的红外灯的开启与关闭状态，控制开启照明灯；视频监控存储器7与监控录像控制模块5连接，用于接收录像存储指令，存储监控录像。

在本发明的一个实施例中，红外摄像机1安装在照明灯具附近，包含红外灯组件，在可视光线长期受影响的情况下，红外摄像机1能够根据图片采集的光线要求，判定是否开启红外摄像机1的红外灯；红外摄像机1根据监控录像启动情况，有两种工作状态：分别是监控录像未启动和监控录像启动；运动目标检测模块2和行人检测模块3，根据红外摄像机1传回的视频图像的画面，对建筑物廊道内红外摄相机1采集到的视频信息进行运动目标检测和行人检测，实时分析建筑物廊道内是否有运动目标即行人经过；照明控制模块4，通过向照明电源控制器6发送指令，可以实现对一个或一组灯具的协同控制，按照由近及远的方式控制廊灯逐个开启。

本发明使用所述的建筑主动式节能监控系统，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。

图2示出了本发明基于图1所示的建筑主动式节能监控系统的建筑主动式节能监控的实现方法，实施该方法的具体步骤包括以下：

步骤201：系统安装好后，监控录像处于关闭状态，红外摄像机1采集灯具周边环境信息；

步骤202：红外摄像机1将采集到的视频图像信息发送到运动目标检测模块；

步骤203：运动目标检测模块2通过对视频图像前后帧运动差值进行判断，并对亮度变化一致的进行滤除，从而准确检测出监控范围内是否有运动目标。如果没有运动目标，执行步骤204；如果有运动目标，执行步骤205；

步骤204：本次程序结束；

步骤205：运动目标检测模块2检测出监控视频图像中运动目标的显著特征，并形成运动目标的返回值，将分析的图像信息中运动目标的显著特征参数发送到行人检测模块3；

步骤206：行人检测模块3通过基于Haar特征的Adaboost算法对运动目标检测模块传来的数据信息进行比对，确定视频中的运动目标是否是人，消除人以外运动物体的干扰。如果运动目标不是行人，则行人检测模块3返回值为假，执行步骤207；如果运动目标是行人，则行人检测模块3返回值为真，执行步骤208；

步骤207：本次程序结束；

步骤208：行人检测模块3将返回值发送给照明控制模块4和监控录像控制模块5；

步骤209：检测红外摄像机1的红外灯是否开启，当红外摄像机1的红外灯处于开启状态，执行步骤211；当红外摄像机1的红外灯处于未开启状态，执行步骤210；

步骤210：仅启动监控录像控制模块5和视频监控存储器7，监控录像控制模块5向视频监控存储器7发送录像存储指令；

步骤211：启动录像控制模块5和视频监控存储器7，监控录像控制模块5向视频监控存储器7发送录像存储指令；同时照明控制模块4向照明电源控制器6发送电源的开启指令，控制照明电源控制器6打开照明电源并开启照明灯；所述电源的开启指令是照明控制模块4按照程序中设定的规则向照明电源控制器6发送的指令开启照明灯；

步骤212：行人检测模块对检测到的行人进行跟踪，当行人检测模块3检测不到行人，返回值为假时，行人检测模块3的计时器开启，计时30秒至35秒；

步骤213：计时结束后，如果行人检测模块3检测到有行人，结束本次循环，执行步骤214；如果行人检测模块3没有检测到行人，执行步骤215；

步骤214：退出本次循环，进入下一次循环检测过程；

步骤215：监控录像控制模块关闭红外摄像机1的录像和视频监控存储器7，同时照明控制模块4控制照明电源控制器6按照由近及远的方式逐个关闭照明灯，本次程序结束。

当行人检测模块返回值为假，且照明灯开启时，行人检测模块的计时器开启，照明控制模块关闭照明电源开关，监控录像控制模块关闭录像功能。

本发明使用所述的建筑主动式节能监控方法，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。

以上描述是用于实现本发明及其实施例，本发明的范围不应由该描述来限定，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均属于本发明权利要求来限定的范围。

Claims (8)

1.一种建筑主动式节能监控系统，其特征在于：该系统包括红外摄像机、运动目标检测模块、行人检测模块、照明控制模块、监控录像控制模块、照明电源控制器和视频监控存储器，其中：

红外摄像机，用于输出拍摄的视频图像信息、红外光束；

运动目标检测模块与红外摄像机连接，用于检测并发送视频图像信息中的运动目标数据信息；

行人检测模块与运动目标检测模块连接，对运动目标数据信息进行分析，获得行人数据信息；

照明控制模块与行人检测模块连接，根据行人数据信息，发送电源开启指令，用于开启照明灯；

监控录像控制模块与行人检测模块连接，根据行人数据信息，启动监控录像功能，同时发送录像存储指令；

照明电源控制器与照明控制模块连接，用于接收电源开启指令，并根据红外摄像机的红外灯的开启与关闭状态，控制开启照明灯；

视频监控存储器与监控录像控制模块连接，用于接收录像存储指令，存储监控录像。

2.根据权利要求1所述的建筑主动式节能监控系统，其特征在于：所述运动目标检测模块和行人检测模块，根据红外摄像机传回的视频图像的画面，对建筑物廊道内红外摄像机采集到的视频信息进行运动目标检测和行人检测，实时分析建筑物廊道内是否有行人经过。

3.根据权利要求1所述的建筑主动式节能监控系统，其特征在于：所述运动目标检测模块，通过视频图像前后帧运动差值进行判断，并滤除亮度变化一致的帧，从而准确检测出监控范围内是否有运动目标，用于提高运动目标检测的准确性。

4.跟据权利要求1所述的建筑主动式节能监控系统，其特征在于：所述的行人检测模块，在检测到运动目标的情况下，通过基于Haar特征的Adaboost算法来判断运动目标是否是人，用于消除人以外运动物体的干扰。

5.一种建筑主动式节能监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：红外摄像机传送拍摄的视频图像信息；

步骤S2：运动目标检测模块检测出监控视频图像中运动目标的显著特征，并形成运动目标的返回值；

步骤S3：行人检测模块根据Haar特征的Adaboost算法来判断运动目标是否是人，如果是行人，则行人检测模块返回值为真，则执行步骤S4，如果不是行人，行人检测模块返回值为假，则结束；

步骤S4：将返回值发送给照明控制模块和监控录像控制模块；

当红外摄像机的红外灯处于开启状态，监控录像控制模块向视频监控存储器发送录像存储指令；同时照明控制模块向照明电源控制器发送电源开启指令，控制照明电源控制器打开照明电源并开启照明灯；

当红外摄像机的红外灯未处于开启状态，监控录像控制模块向视频监控存储器发送录像存储指令。

6.根据权利要求5所述的建筑主动式节能监控方法，其特征在于：当行人检测模块返回值为假，且照明灯开启时，行人检测模块的计时器开启，计时结束后，照明控制模块关闭照明电源开关，监控录像控制模块关闭录像功能。

7.一种使用权利要求1至4任一项所述的建筑主动式节能监控系统，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。

8.一种使用权利要求5至7任一项所述的建筑主动式节能监控方法，用于检测视频图像中尺寸20像素×15像素以上的行人目标，还用于控制视频摄像机关联的照明电源的开关以及监控录像的存储，达到主动节能的目标。