CN107517532A - 一种护眼智能照明系统及其实现方法 - Google Patents

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姜韵慧
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Abstract

本发明公开了一种护眼智能照明系统，包括与移动电子设备无线通讯连通的照明系统，照明系统包括控制器模块和分别与控制器模块连通的摄像头模块、照明灯和体感摄像头，移动电子设备上设置有用于向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息的APP，摄像头模块用于捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，摄像头模块将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块，体感摄像头用于捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，控制器模块根据移动电子设备屏幕亮度信息、环境光线强度及扫描结果、或人体手臂姿势数据控制照明灯进行亮度补偿，本发明预防了手机用户的眼睛在昏暗环境中出现负荷过大而诱发近视或青光眼等眼部疾病。

Description

一种护眼智能照明系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种照明系统及其实现方法，尤其涉及一种护眼智能照明系统及其实现方法，属于智能照明技术领域。
背景技术
根据工信部数据显示，截至2015年12月底，我国手机用户数达13.06亿户，手机用户普及率达95.5部/百人，而很多手机用户习惯卧姿并在昏暗的环境下看手机，因此引发的青光眼病例屡见不鲜，尤其是青少年手机用户，缺乏健康用眼的意识和自我控制能力，因不恰当观看手机而引起的眼部疾病也逐渐增多，在昏暗的光线下用眼，很容易导致青光眼的发生，青光眼是指眼内压力或间断、或持续升高的一种眼病，眼内压力升高可因其病因的不同而有不同的症状，持续的高眼压可给眼球各部分组织和视功能带来损害，造成视力下降和视野缩小，青光眼在我国不可逆致盲性眼病中排列第一，根据眼压升高时房角开闭的情况，青光眼可分为闭角型和开角型两类，如果长期在黑暗的环境中看手机，瞳孔自然散大，就会引发闭角型青光眼，青光眼的眼压不控制的话会造成视神经损坏，就会失明，眼睛在黑暗中对比敏感度低，会引起眼睛的调节系统负担加剧，进一步还会导致近视加深，屏幕的光线在黑暗中对比度过大，长期刺激人的神经系统，还容易造成失眠。
目前为了预防手机用户在黑暗环境中使用手机而造成的手机用户眼睛在昏暗环境中的负荷过大，通常给出的解决方案基本都是主动式的，要求手机用户调整手机屏幕的对比度，使手机亮度和色泽尽量柔和，或者在房间里主动开一盏低亮度的背景照明灯，缓和一下屏幕和背景环境间亮度的差距，从而对眼睛起到保护作用，但这要求手机用户具有较高的自觉性，但很多手机用户特别是青少年手机用户的自觉性并不好，因此该方法对手机用户眼睛的保护作用效果并不明显。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种护眼智能照明系统及其实现方法，运用无线通讯技术，根据手机的当前状态，自动的开启或关闭照明光源，缓和了手机屏幕与背景环境间亮度的差距，有效预防了手机用户的眼睛在昏暗环境中出现负荷过大，从而避免手机用户诱发近视或青光眼等眼部疾病。
本发明所采用的技术方案为：
一种护眼智能照明系统，包括与移动电子设备无线通讯连通的照明系统，所述照明系统包括控制器模块和分别与控制器模块连通的摄像头模块、照明灯和体感摄像头，所述移动电子设备上设置有用于向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息的APP，所述摄像头模块用于捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，摄像头模块将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块，所述体感摄像头用于捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，所述控制器模块根据移动电子设备屏幕亮度信息、环境光线强度及扫描结果、或人体手臂姿势数据控制照明灯进行亮度补偿。
作为本发明的进一步优选，所述的照明灯设置有两个，用于平衡环境光线强度，提高对环境亮度的补偿效果。
作为本发明的进一步优选，所述的照明灯是阵列式LED发光板，有效提高照明灯亮度补偿效果。
作为本发明的进一步优选，所述的移动电子设备通过WIFI或蓝牙传输方式与照明系统无线通讯连通。
作为本发明的进一步优选，所述的移动电子设备是手机、平板电脑或笔记本电脑。
一种护眼智能照明系统的实现方法，包括以下步骤：
（1）移动电子设备上的APP在联网的情况下访问网络时间，并将网络时间发送给控制器模块，控制器模块根据网络时间对此时此刻的环境亮度进行评估，移动电子设备上的APP感知屏幕是否点亮或屏幕点亮是否超过预设时间，若移动电子设备屏幕已点亮并超过预设时间，则移动电子设备上的APP向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息；同时，摄像头模块捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块；
（2）控制器模块将移动电子设备屏幕亮度信息与摄像头模块捕捉的环境光线强度进行对比，然后根据对比结果控制两个照明灯进行亮度补偿；
（3）体感摄像头捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，控制器模块根据体感摄像头捕捉的人体手臂姿势数据调整两个照明灯的亮度补偿。
进一步，所述的体感摄像头捕捉人体手臂姿势包括以下步骤：
（1）在体感摄像头内以人体颈部的骨骼点为原点建立骨骼空间坐标系并预存动作指令，将体感摄像头水平设置在待捕捉环境中；
（2）体感摄像头捕捉提取人体手臂姿势图像，对捕捉到的人体手臂姿势图像进行骨骼识别，将识别后的骨骼图像与骨骼空间坐标系进行对比，提取捕捉到的骨骼特征，通过骨骼特征比较手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令；
（3）动作指令匹配成功，则向控制器模块发送动作指令；动作指令匹配失败，则返回重新捕捉提取人体手臂姿势图像，并对捕捉到的人体手臂姿势图像重新进行骨骼识别，直至动作指令匹配成功。
进一步，为了更精确控制两个照明灯进行亮度补偿，所述手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令包括以下四种情况：
（1）左手臂前臂高于左手臂上臂，动作指令为照明灯一开；
（2）左手臂前臂低于左手臂上臂，动作指令为照明灯一关；
（3）右手臂前臂高于右手臂上臂，动作指令为照明灯二开；
（4）右手臂前臂低于右手臂上臂，动作指令为照明灯二关。
更进一步，为了避免摄像头模块在环境光线强度比较高时对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，所述的摄像头模块捕捉环境光线强度在低于光照度100LX设定值时，再对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块。
本发明的有益效果在于：本发明公开的护眼智能照明系统及其实现方法运用无线通讯技术，根据环境光线的强度、手机或电脑等移动电子设备的屏幕亮度调整出最佳的光线补偿强度，自动的开启或关闭照明光源，缓和了移动电子设备手机或电脑屏幕与背景环境间亮度的差距，使得人眼达到最舒适的程度，有效预防了手机用户的眼睛在昏暗环境中出现负荷过大，防止因昏暗环境下使用手机或电脑等移动电子设备对眼睛造成的危害，同时本发明加入了人工体感控制，使其照明系统更具有智能化，从而避免手机用户诱发近视或青光眼等眼部疾病。
附图说明：
图1为本发明照明系统示意图；
图2为本发明体感摄像头捕捉提取到的人体骨骼图像示意图；
图3为本发明体感摄像头软件实现流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
如图1所示：本实施例是一种护眼智能照明系统，包括与移动电子设备无线通讯连通的照明系统，照明系统包括控制器模块和分别与控制器模块连通的摄像头模块、照明灯和体感摄像头，移动电子设备上设置有用于向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息的APP，摄像头模块用于捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，摄像头模块将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块，体感摄像头用于捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，控制器模块根据移动电子设备屏幕亮度信息、环境光线强度及扫描结果、或人体手臂姿势数据控制照明灯进行亮度补偿。
本实施例中的照明灯设置有两个，用于平衡环境光线强度，提高对环境亮度的补偿效果；且本实施例中的照明灯是阵列式LED发光板，有效提高照明灯亮度补偿效果。
本实施例中移动电子设备通过WIFI传输方式与照明系统无线通讯连通，实际应用时，移动电子设备也可以通过蓝牙传输方式与照明系统无线通讯连通。
本实施例中的移动电子设备是手机，实际应用时，也可以是平板电脑或笔记本电脑。
一种护眼智能照明系统的实现方法，包括以下步骤：
（1）移动电子设备上的APP在联网的情况下访问网络时间，并将网络时间发送给控制器模块，控制器模块根据网络时间对此时此刻的环境亮度进行评估，移动电子设备上的APP感知屏幕是否点亮或屏幕点亮是否超过预设时间，若移动电子设备屏幕已点亮并超过预设时间，则移动电子设备上的APP向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息；同时，摄像头模块捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块；
（2）控制器模块将移动电子设备屏幕亮度信息与摄像头模块捕捉的环境光线强度进行对比，然后根据对比结果控制两个照明灯进行亮度补偿；
（3）体感摄像头捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，控制器模块根据体感摄像头捕捉的人体手臂姿势数据调整两个照明灯的亮度补偿。
其中，如图2和3所示，体感摄像头捕捉人体手臂姿势包括以下步骤：
（1）在体感摄像头内以人体颈部的骨骼点为原点建立骨骼空间坐标系并预存动作指令，将体感摄像头水平设置在待捕捉环境中；
（2）体感摄像头捕捉提取人体手臂姿势图像，对捕捉到的人体手臂姿势图像进行骨骼识别，将识别后的骨骼图像与骨骼空间坐标系进行对比，提取捕捉到的骨骼特征，通过骨骼特征比较手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令；
（3）动作指令匹配成功，则向控制器模块发送动作指令；动作指令匹配失败，则返回重新捕捉提取人体手臂姿势图像，并对捕捉到的人体手臂姿势图像重新进行骨骼识别，直至动作指令匹配成功。
为了更精确控制两个照明灯进行亮度补偿，手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令包括以下四种情况：
（1）左手臂前臂高于左手臂上臂，动作指令为照明灯一开；
（2）左手臂前臂低于左手臂上臂，动作指令为照明灯一关；
（3）右手臂前臂高于右手臂上臂，动作指令为照明灯二开；
（4）右手臂前臂低于右手臂上臂，动作指令为照明灯二关。
为了避免摄像头模块在环境光线强度比较高时对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，摄像头模块捕捉环境光线强度在低于光照度100LX设定值时，再对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块。
本实施例中的控制器模块采用意法半导体推出的单片机STM32实现；摄像头模块选用德国AVT公司Pearleye系列长波红外（LWIR）数字摄像头；本发明对照明灯无特殊要求限制，在实际应用时，照明灯还可以采用可调光灯泡；本实施例中的体感摄像头采用微软Kinect体感摄像头。
本发明公开的护眼智能照明系统及其实现方法运用无线通讯技术，根据环境光线的强度、手机或电脑等移动电子设备的屏幕亮度调整出最佳的光线补偿强度，自动的开启或关闭照明光源，缓和了移动电子设备手机或电脑屏幕与背景环境间亮度的差距，使得人眼达到最舒适的程度，有效预防了手机用户的眼睛在昏暗环境中出现负荷过大，防止因昏暗环境下使用手机或电脑等移动电子设备对眼睛造成的危害，同时本发明加入了人工体感控制，使其照明系统更具有智能化，从而避免手机用户诱发近视或青光眼等眼部疾病。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种护眼智能照明系统，其特征在于：包括与移动电子设备无线通讯连通的照明系统，所述照明系统包括控制器模块和分别与控制器模块连通的摄像头模块、照明灯和体感摄像头，所述移动电子设备上设置有用于向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息的APP，所述摄像头模块用于捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，摄像头模块将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块，所述体感摄像头用于捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，所述控制器模块根据移动电子设备屏幕亮度信息、环境光线强度及扫描结果、或人体手臂姿势数据控制照明灯进行亮度补偿。
2.根据权利要求1所述的一种护眼智能照明系统，其特征在于，所述的照明灯设置有两个。
3.根据权利要求1或2所述的一种护眼智能照明系统，其特征在于，所述的照明灯是阵列式LED发光板。
4.根据权利要求1所述的一种护眼智能照明系统，其特征在于，所述的移动电子设备通过WIFI或蓝牙传输方式与照明系统无线通讯连通。
5.根据权利要求1或4所述的一种护眼智能照明系统，其特征在于，所述的移动电子设备是手机、平板电脑或笔记本电脑。
6.基于权利要求1所述的一种护眼智能照明系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）移动电子设备上的APP在联网的情况下访问网络时间，并将网络时间发送给控制器模块，控制器模块根据网络时间对此时此刻的环境亮度进行评估，移动电子设备上的APP感知屏幕是否点亮或屏幕点亮是否超过预设时间，若移动电子设备屏幕已点亮并超过预设时间，则移动电子设备上的APP向控制器模块发送移动电子设备屏幕亮度信息；同时，摄像头模块捕捉环境光线强度并对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块；
（2）控制器模块将移动电子设备屏幕亮度信息与摄像头模块捕捉的环境光线强度进行对比，然后根据对比结果控制两个照明灯进行亮度补偿；
（3）体感摄像头捕捉人体手臂姿势并将数据发送给控制器模块，控制器模块根据体感摄像头捕捉的人体手臂姿势数据调整两个照明灯的亮度补偿。
7.根据权利要求6所述的一种护眼智能照明系统的实现方法，其特征在于，所述的体感摄像头捕捉人体手臂姿势包括以下步骤：
（1）在体感摄像头内以人体颈部的骨骼点为原点建立骨骼空间坐标系并预存动作指令，将体感摄像头水平设置在待捕捉环境中；
（2）体感摄像头捕捉提取人体手臂姿势图像，对捕捉到的人体手臂姿势图像进行骨骼识别，将识别后的骨骼图像与骨骼空间坐标系进行对比，提取捕捉到的骨骼特征，通过骨骼特征比较手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令；
（3）动作指令匹配成功，则向控制器模块发送动作指令；动作指令匹配失败，则返回重新捕捉提取人体手臂姿势图像，并对捕捉到的人体手臂姿势图像重新进行骨骼识别，直至动作指令匹配成功。
8.根据权利要求7所述的一种护眼智能照明系统的实现方法，其特征在于，所述手臂的上臂和前臂的纵向相对位置匹配动作指令包括以下四种情况：
（1）左手臂前臂高于左手臂上臂，动作指令为照明灯一开；
（2）左手臂前臂低于左手臂上臂，动作指令为照明灯一关；
（3）右手臂前臂高于右手臂上臂，动作指令为照明灯二开；
（4）右手臂前臂低于右手臂上臂，动作指令为照明灯二关。
9.根据权利要求6所述的一种护眼智能照明系统的实现方法，其特征在于，所述的摄像头模块捕捉环境光线强度在低于光照度100LX设定值时，再对环境进行扫描确认是否有移动电子设备正在工作，然后将环境光线强度及扫描结果发送给控制器模块。
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