CN105472808B - 一种智能化led路灯的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化LED路灯的控制方法，该方法包括监控中心模块、远程控制模块、传输网络模块、视频监控模块、LED路灯模块，图像识别模块包括实时图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块、图像处理模块，图像数据处理模块包括人数统计单元、计数器单元、计数器比较单元，图像数据处理模块包括标准线区域，能够依托已有的监控设备，通过增加一台配有图像处理的计算机即可实现智能化控制LED路灯，实用性强，能够有效节约成本。

Description

一种智能化LED路灯的控制方法

技术领域

本发明涉及半导体照明监控领域，特别是涉及一种智能化LED路灯的控制方法。

背景技术

近年来，校园信息化建设正以十分惊人的速度发展，对校园进行智能化管理是学校各级领导追求的一个目标，如何进一步提高校园智能化管理能力，是摆在学校管理部门面前的一个难题，虽然各种照明系统已经广泛的应用于校园，但校园的照明系统的耗电量始终居高不下，在兼顾校园安全的同时，针对校园的具体情况，能够有效节能的任务已经迫在眉睫。

新型光源LED以其功耗低、寿命长、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染等诸多优点而备受关注，日渐朝着成为新一代照明光源的方向发展。在校园信息化建设快速发展的今天，LED光源照明系统已经广泛的应用于校园，相对以往的路灯，其节能效果明显。

现有技术中，对于路灯的控制，有通过声控、光控、声光控的技术方案，在学校需要安静的环境中，一是声控或者声光控会产生噪音，二是不能智能化，例如：学生因突发事件而停止走动，过了延时时间，便出于一片漆黑的环境；在操场等相对偏僻的道路上，经常会有个别同学聚集，声控的路灯系统，由于学生发生的声音不大，或者灯亮后一段时间自动关闭，但此时学生并没有离开，往往会发生安全事件；针对相关安全问题，设计一套智能化的技术方案，可有效解决学校晚上的各种问题，并对学生的行为进行相应的规范，比如，学生来时，路灯打开，学生不从道路上离开，路灯不灭，针对故意不从道路上离开，造成路灯长时间打开浪费能源的现象，通过调取路灯打开前的录像，进行排查教育，本方案的实施，能有效的提高校园安全，在校园的应用中，还存在以下问题，学生下课和放学时，需要高强度的照明，这时校园的照明系统能够满足需要，但在上课时，此时照明系统的使用造成很大的浪费，尤其课间的时间只有十分钟左右，通常在上课的时候，学校里也会偶尔有教师和学生走动，特别是某个别班级上课时间因教学需要集体活动时，或者提前上下课，需要高强度的照明，此时若在上课期间通过关闭路灯，达到节能的目的，往往存在些许多隐患，尤其是，某个别学生突发事件，例如：生病需要去医院，若在上课期间不关闭路灯，则造成一定的浪费，出于节能的目的，需要一种智能化LED路灯的控制方法，在有人经过时，打开路灯，当该路上的人数为0时，关闭路灯，则可以在兼顾校园安全的同时，能够有效节能。因此，急需一套能够有效节能，同时能够保证学生在校园的安全的智能化LED路灯，针对以上情况，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本项发明的目的是：提供一种智能化LED路灯的控制方法，当校园大门的监控采集到学生图像时，计数器单元开始计数，当该方向的另一个监控采集同方向运动的人像时，输出信号，关闭两个监控之间的路灯。优选的，通过视频监控采集到标准线区域中的人，辨别其运动方向，同时计数，分别记录标准线区域中来回两个方向的人数，并与该道路另一端的监控进行比较，通过计数器比较单元，输出信号，关闭两个监控之间的路灯，本发明中计数器单元和计数器比较单元的设置保证智能化控制LED路灯。

本项发明的技术方案是：提供一种智能化LED路灯的控制方法。该方法包括监控中心模块、远程控制模块、传输网络模块、视频监控模块，图像识别模块，LED路灯模块，监控中心模块通过传输网络模块与远程控制模块、视频监控模块、图像识别模块、有机的集成在一起，图像识别模块与远程控制模块相连，用于控制学校各条路上的LED路灯的开关，图像识别模块包括实时图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块、图像处理模块，图像采集模块与图像存储模块相连，图像处理模块与图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块相连。

监控中心模块设置在学校监控室中，对于各个路口的监控优先设置在主控台上。

远程控制模块用于控制学校各条路上的LED路灯的开关，其特征在于，每条路上的LED路灯分别单独控制，这同时也是学校路灯的常规设置方法。

传输网络模块包括一个控制箱，设置在在学校监控室，通过该模块实现视频图像的传送。

图像识别模块与远程控制模块相连，用于控制学校各条路上的LED路灯的开关，

图像识别模块包括实时图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块、图像处理模块，图像采集模块与图像存储模块相连，图像处理模块与图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块相连。

实时视频图像采集模块采用CCD摄像机并结合大恒DH-CG400视频图像采集卡来实现场景图像的实时采集，将模拟视频图像信号转化为数字视频信号通过计算机PCI接口传输至计算机内存或显存，满足本系统对于视频的实时采集要求。本系统是在大恒DH-CG400图像采集卡自带软件包的基础上进行程序的二次开发。DH-CG400图像采集卡是基于高性能PCI总线的高集成度低功耗视频图像采集卡，能将由CCD采集的彩色模拟视频信号通过采集卡的模数转换器、比例缩放、裁剪和色空变换等处理转换为数字图像信号传送到计算机内存实时存储，采集传输无需CPU参与便能稳定工作，不占用CPU的时间，支持图像的实时采集。

图像存储模块采用PC机硬盘作为视频图像的存储设备，储存系统中视频图像的各种数据信息。

图像显示模块选择计算机显示器用于显示系统的视频图像，可将实时采集得到的场景视频图像、检测跟踪、计数器等显示在显示器上。

图像数据处理模块包括人数统计单元、计数器单元、计数器比较单元、延时设定，其中，人数统计单元中还包括标准线区域的设置。

人数统计单元包括图像的预处理、学生检测识别、学生人数统计。利用Visual C++6.0软件基于PCI总线的DH-CG400大恒图像采集卡的应用接口函数进行二次开发，可以将经CCD摄像机获取通过采集卡转化成的数字图像，实现了对实时场景视频图像采集到屏幕、采集到内存、数据传递的控制和处理。

图像的预处理是人数统计单元的第一步，主要功能是数据格式的转化可以实现简化数据，降低运算量，抑制噪声的干扰，强化图像的某些细节，增强图像的质量，保证提取有效的图像特征的后续操作。

学生检测识别是智能监控系统的基础，也是关键的一个模块，主要的功能是使用相应的人脸检测技术，检测场景中的变化区域，分割运动目标和背景，通过利用对人脸以及头部的形状、质心、颜色直方图、轮廓等特征的提取识别出学生。

学生人数统计是在识别学生的基础上，对图像中的学生人数进行实行统计，并将相应的人数进行显示。

人数统计单元中包括标准线区域的设置，计数器单元优选为统计标准线区域中的学生图像，标准线区域的设置可以有效解决统计人数出现的误差，可极大的提高该系统的准确度和灵敏度。利用计算机作为实现学生实时监控、人数统计单元分析的硬件设备，人数统计单元通过识别出图像中的人脸，同时，通过连续采集的图像进行比较，辨别行人行进方向，并对符合条件的开始计数。

标准线区域的设置在监控画面的中间，此时识别效果最好，同时对标准线区域上的人数进行统计，通过连续的两幅标准线上的图像进行比较，辨别行进方向，按照行进方向的不同，分别进行存储。

标准线区域可优选为长度等于道路的宽度，同时，宽度可以进行设置可根据不同需要，优选为0.5米。

标准线区域可优选为长度等于道路的宽度，同时，宽度可以进行设置可根据不同需要，优选为0.2米。

标准线区域可优选为长度大于道路的宽度，同时，宽度可以进行设置可根据不同需要，优选为0.2米。

标准线区域可优选为长度大于道路的宽度，同时，宽度可以进行设置可根据不同需要，优选为0.1米。

标准线区域可优选为线。

优选为对标准线区域中的学生人数进行实行统计，并将相应的人数进行显示。

计数器单元中设置有监控数量相同的计数器单元，每一个监控的计数器单元包括计数器存储单元1和计数器单元存储单元2，即，每一个监控分别设置一个计数器单元，每一个监控的计数器单元包括计数器存储单元1和计数器单元存储单元2，计数器存储单元1与计数器存储单元2存储相反方向的人数；相邻的计数器存储单元1存储同方向的人数，相邻的计数器存储单元2也存储同方向的人数。

计数器比较单元，通过对计数器存储单元1和计数器单元存储单元2进行运算，并其相邻的计数器存储单元1和计数器单元存储单元2进行比较，实现对于道路中LED路灯的控制。例如：两个监控分别为监控1和监控2，其相应的对计数器单元1和计数器单元2，计数器单元1中设置有计数器存储单元1与计数器存储单元2，计数器单元2中计数器存储单元1与计数器存储单元2。对于监控1，计算计数器存储单元1与计数器存储单元2存储的人数的差值，即，计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数得到的数值1，对于监控2，计算计数器存储单元2与计数器存储单元1存储的人数的差值，即，计数器存储单元2的人数-计数器存储单元1的人数得到的数值2，通过数值1和数值2的比较，若不相等，输出信号打开LED路灯，若相等，与延时时间进行比较，若大于延时时间，输出信号关闭LED路灯。

计数器比较单元中数值1和数值2的比较，当初始值为0值，数值1和数值2有正负数的区别。

计数器比较单元中计数器存储单元1和计数器存储单元2初始数值可以不为0，例如：优选为100，优选为50，优选为10。

图像数据处理模块包括一个延时设定，基于道路的距离和行人的速度设置，例如，从教学楼到大门口有两百米，此时延时值设定大于20秒，即，每次LED路灯打开的时间至少大于延时值，比如：每次LED路灯打开的时间至少大于20秒，利用微型计算机作为实现学生实时监控、人数统计分析的硬件设备。

优选为依托已有的监控设备，通过增加一台配有图像处理软件的计算机即可实现智能化控制LED路灯。

采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

校园的照明系统的耗电量始终居高不下，特别是晚上上课时，此时照明系统的使用造成很大的浪费，通过本方案，可有效节约能源，同时本方案的优点还在于，可智能化控制LED路灯，尤其适应于学校中的各种状况，例如：上课期间刚进学校和准备出去的同学在路上遇见，会有效减少闲聊的时间，同时特别适合操场等相对偏僻地方的道路，有效提高校园的安全管理，特别是依托已有的监控设备，通过增加一台配有图像处理软件的计算机即可实现智能化控制LED路灯，实用性强，能够有效节约成本。

附图说明

图1为本发明的框图示意图。

图2为本发明的图像识别模块示意图。

图3为本发明的计数器比较单元示意图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例1。

一条道路两端的监控工作过程如下：当校园大门的监控采集到学生图像时，计数器单元开始计数，当该方向的另一个监控采集同方向运动的人像时，输出信号，关闭两个监控之间的路灯，当同一条路相邻的两个监控采集的人数不等时，输出信号，保持常亮。

具体如下：

学校大门通往教学楼的道路，监控1为学校大门的监控，监控2为教学楼前的监控；

计数器存储单元1记录学校大门到教学楼方向的人数，计数器存储单元2记录教学楼到学校大门方向的人数；

计数器存储单元1和计数器存储单元2的初始值为0。

当学生从大门进入时，此时，监控1的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为0，数值1=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=1；

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为0, 存储单元2记录数为0，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

数值1不等于数值2，输出信号，打开LED路灯；

当学生到达教学楼前，

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为0，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=1；

数值1等于数值2，输出信号，同时，比较路灯打开时间是否大于延时时间，若大于，输出信号关闭LED路灯，若小于延时时间，等到大于延时时间时，输出信号关闭LED路灯。

标准线区域可优选为长度等于道路的宽度，同时，宽度可以进行设置可根据不同需要，优选为0.2米。

计数器比较单元中计数器存储单元1和计数器存储单元2初始数值优选为100，优选为50，优选为10。

图像数据处理模块包括一个延时设定，基本道路的距离和行人的速度设置，例如，从教学楼到大门口有两百米，此时延时值设定大于20秒，即，每次LED路灯打开的时间至少大于延时值。

优选为对标准线区域中的学生人数进行实行统计，并将相应的人数进行显示。

优选为依托已有的监控设备，通过增加一台配有图像处理软件的计算机即可实现智能化控制LED路灯。

实施例2。

当学生从大门进入走向教学楼时，另外一个学生从教学楼走向学校门口

此时，监控1的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为0，数值1=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=1；

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为0, 存储单元2记录数为1，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=-1；

数值1不等于数值2，输出信号，打开LED路灯；

当学生到达教学楼前，另外一个学生到达学校门口时；

此时，监控1的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为1，数值1=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为1，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

数值1等于数值2，输出信号，同时，比较路灯打开时间是否大于延时时间，若大于，输出信号关闭LED路灯，若小于延时时间，等到大于延时时间时，输出信号关闭LED路灯。

实施例3。

当学生从大门进入走向教学楼时，半路返回

此时，监控1的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为0，数值1=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=1；

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为0, 存储单元2记录数为0，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

数值1不等于数值2，输出信号，打开LED路灯；

当学生返回到大门前；

此时，监控1的计数器存储单元1记录数为1, 存储单元2记录数为1，数值1=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

此时，监控,2的计数器存储单元1记录数为0, 存储单元2记录数为0，数值2=计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数=0；

数值1等于数值2，输出信号，同时，比较路灯打开时间是否大于延时时间，若大于，输出信号关闭LED路灯，若小于延时时间，等到大于延时时间时，输出信号关闭LED路灯。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：该方法包括监控中心模块、远程控制模块、传输网络模块、视频监控模块、LED路灯模块、图像识别模块，监控中心模块通过传输网络模块与远程控制模块、视频监控模块、图像识别模块有机的集成在一起，图像识别模块与远程控制模块相连，用于控制学校各条路上的LED路灯的开关，远程控制模块与LED路灯模块相连，图像识别模块包括实时图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块、图像处理模块，图像采集模块与图像存储模块相连，图像处理模块与图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块相连，图像处理模块包括人数统计单元、计数器单元、计数器比较单元、延时设定，每一个监控分别设置一个计数器单元，每一个监控的计数器单元包括计数器存储单元1和计数器单元存储单元2，计数器存储单元1与计数器存储单元2存储相反方向的人数；监控1中计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数得到数值1，监控2中计数器存储单元1的人数-计数器存储单元2的人数得到数值2，通过数值1和数值2的比较，若不相等，输出信号打开LED路灯，若相等，与延时时间进行比较，若大于延时时间，输出信号关闭LED路灯。

2.根据权利要求1所述的一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：图像采集模块采用CCD摄像机和大恒DH-CG400或大恒DH-CG410视频图像采集卡。

3.根据权利要求1所述的一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：人数统计单元包括图像的预处理、学生检测识别、学生人数统计。

4.根据权利要求3所述的一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：人数统计单元中还包括标准线区域的设置。

5.根据权利要求4所述的一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：标准线区域为长度大于等于道路的宽度，同时，宽度设置为0.2米。

6.根据权利要求1所述的一种智能化LED路灯的控制方法，其特征在于：延时时间设置基于道路的距离和行人的速度设置。