CN107688814A - 智能化剧院超声波发射控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化剧院超声波发射控制方法，包括提供一种超声波发射控制平台，所述平台包括超声波发射设备和超声波控制设备，超声波发射设备设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号，超声波控制设备与隔板连接，设置在超声波发射设备附近，控制用于安防的超声波发射设备的发射模式。通过本发明，能够提高剧院对超声波发射设备控制的智能化水准。

Description

智能化剧院超声波发射控制方法

技术领域

本发明涉及图像检测领域，尤其涉及一种智能化剧院超声波发射控制方法。

背景技术

对于人作为演员进行的演出来说，其安全性的控制比较简单，通过事先与演员沟通，告知哪些区域是安全区域，使其在演出过程中保持在安全区域内演出，减少与观众的接触，就能够成功避免因为与观众接触而造成的安全事故，实际上，即使是与观众接触，其造成安全事故的可能性也非常小。

但如果采用动物作为演员进行演出，例如在一些孩子偏爱的动物舞台或动物剧场内，与观众接触而造成的安全事故发生的数量大幅度增加。其原因一方面是无法与动物进行事先沟通，另一方面是动物的可控性较差，更关键的是，动物与观众的接触不仅可能对观众身心造成影响和伤害，对动物本身也可能造成不利影响。

现有技术中，为了避免上述事故发生，演出方一般是采用人工的方式，事先告诉动物的驯养员在演出时尽量减少与观众的接触，尽量保留在安全区域内进行表演，同时，如果发现动物不听指令，即将与前排观众接触时，立即派遣后备人员赶赴前排对动物进行围堵和驱赶，危急情况下，甚至可以采取极端措施。

很显然，上述驱逐方式不够理想，而且无法根据动物类型确定驱逐模式，驱逐的效率很低下。同时，现有技术中动物舞台或动物剧场中，包括升降框架、背景光或拉幕的设备的控制方式简单粗糙，无法根据设备的具体使用情况进行灵活操作，导致设备控制效率不高。

因此，需要一种新的舞台或剧院的设计方案，能够采用专门设计的基于图像识别技术的动物检测机制和动物类型检测机制确定接近观众的动物的类型，根据动物的类型确定具体的相应的驱逐方式，同时能够改造现有动物舞台或动物剧场的设备控制机制，提高驱逐动物的效率和设备控制的可控性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能化剧院超声波发射控制方法，设计多个图像处理设备以基于特定的图像识别技术识别动物进入演出平台的边缘区域，进一步识别到进入演出平台的边缘区域的动物类型，建立基于动物类型的驱逐机制，更关键的是，对动物舞台或动物剧场的现场设备的控制机制进行改善，以有效避免演出事故的发生。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化剧院超声波发射控制方法，包括提供一种超声波发射控制平台，所述平台包括超声波发射设备和超声波控制设备，超声波发射设备设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号，超声波控制设备与隔板连接，设置在超声波发射设备附近，控制超声波发射设备的发射模式。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中，所述平台包括：超声波发射设备，设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号；超声波控制设备，分别与超声波发射设备和MSP430单片机连接，设置在超声波发射设备附近，接收MSP430单片机发送的超声波控制信号，并基于超声波控制信号控制超声波发射设备的发射模式；升降框架负载检测设备，设置在升降框架下，包括高度检测仪、重量变化检测仪和AT89C51单片机，高度检测仪用于检测升降框架当前的实时高度，重量变化检测仪用于检测升降框架上负载重量变化率，AT89C51单片机分别与高度检测仪和重量变化检测仪连接，当实时高度大于等于预设高度阈值时，发出坠落预警信号，当实时高度大于等于预设高度阈值且负载重量变化率大于等于预设变化率阈值时，发出坠落报警信号；报警警示灯，与升降框架负载检测设备连接，基于坠落预警信号或坠落报警信号进行不同颜色的警示灯显示操作；高清图像采集设备，设置在剧院演出平台边缘的上方，包括鱼眼摄像机和辅助光源，对剧院演出平台边缘进行拍摄，以获得剧院边缘图像；图像修正设备，与高清图像采集设备连接以接收剧院边缘图像，对于剧院边缘图像依次执行边缘增强、自适应均值滤波、中值滤波、光照补偿和直方图均衡化处理，以获得对应的修正图像；目标识别设备，分别与MS卡和图像修正设备连接，接收修正图像、预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值，基于预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值在修正图像中进行动物目标识别，识别成功则将动物目标从修正图像中分割以作为动物子图像输出，识别失败则输出无目标动物信号；动物检测设备，分别与MS卡和目标识别设备连接，在接收到无目标动物信号时，转发无目标动物信号，在接收到动物子图像时，将动物子图像与各种基准动物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准动物轮廓对应的类型以作为目标动物类型输出，匹配失败则输出无目标动物信号；环境亮度检测设备，检测剧院周围环境亮度，并作为实时环境亮度输出；灯光亮度检测设备，检测剧院灯光亮度，并作为实时灯光亮度输出；场景进度检测设备，与MS卡连接，读出场景文件，并基于场景文件和当前时刻确定当前场景进度，当前场景进度为一个百分比数值；背景光亮度控制设备，基于接收到的背景光控制信号，确定剧院背景光的实时亮度；MSP430单片机，分别与环境亮度检测设备、灯光亮度检测设备、场景进度检测设备和背景光亮度控制设备连接，基于预设环境亮度权重、实时环境亮度、预设灯光权重、实时灯光亮度、预设场景进度权重和当前场景进度确定背景光控制信号，并将背景光控制信号发送给背景光亮度控制设备；MS卡，与MSP430单片机连接，存储场景文件、预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重，预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重分别对实时环境亮度、实时灯光亮度和当前场景进度进行加权，预设高度阈值和预设变化率阈值被预先存储在MS卡中；MS卡还预先存储了预设动物灰度上限阈值、预设动物灰度下限阈值和各种基准动物轮廓；其中，MSP430单片机还分别与动物检测设备和超声波控制设备连接，当接收到目标动物类型时，向超声波控制设备发出与目标动物类型对应的超声波发射频率，当接收到无目标动物信号时，向超声波控制设备发出停止超声波发射信号。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中：各种基准动物轮廓中，每一种基准动物轮廓对应一种动物类型。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中：与目标动物类型对应的超声波发射频率为目标动物类型厌恶的超声波发射频率。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中：替换地，采用MSP430单片机的内置存储器替换MS卡。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中，还包括：ZIGBEE通信设备，与MSP430单片机连接，当接收到MSP430单片机转发目标动物类型时，无线发送动物接近报警信息。

更具体地，在所述智能化剧院超声波发射控制方法中：ZIGBEE通信设备设置在剧院演出平台边缘。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的超声波发射控制平台的结构方框图。

附图标记：1超声波发射设备；2超声波控制设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化剧院超声波发射控制方法的实施方案进行详细说明。

舞台或剧院是人们常去的休闲娱乐场所，在舞台或剧院内，人们可以欣赏到各种歌剧、舞剧以及其他形式的表演内容，通过演员的演出，观众进入演员虚构的场景内，从而感受到艺术的魅力，获得视听上的享受。舞台或剧院甚至已经成为人们生活品味高雅程度的一种象征。

实际上，在舞台或剧院的演出平台中，表演的可能不只是人类，也可能是各种类型的动物，这种场合常见于动物园或马戏团的表演场景中。表演的可能是大象、狮子、老虎等大型动物，也可能是猫、狗或绵羊等小型动物。动物舞台或动物剧院是儿童喜爱的娱乐场所，通过动物的表演，孩子们能够了解动物的习性，并感叹于动物的聪明灵慧。

由于在现场表演中，动物离观众的距离较近，尤其离前排的观众最近。当动物在演出平台上表演时，演出组织方可能要考虑的是，这些动物会不会因为意外而与观众接触，以及这种接触会不会给动物或观众造成身体或心理上的伤害。而这些伤害是演出组织方和观众都不愿意看到的。

一些动物在表演过程中是不会因为与观众接触而造成相互身心上的伤害的，例如猫、狗或绵羊，一方面是因为这些动物的习性温顺，而且逃离驯养者的可能性不大，易受驯养者控制，但是也有一些动物在与观众接触时有可能发生危险，例如大象、狮子、老虎等大型动物，甚至温顺的羚羊、斑马或者角牛。

因此，为了避免上述意外发生，最根本的解决办法是在发现动物进入到演出平台边缘位置时，立即采取措施将其驱逐，使其远离观众位置，进入安全区域，具体操作中，可以通过动物类型的识别来确定对应的合适的驱逐措施，这样，一方面能够保证前排观众的身心不受到伤害，另一方面，实际上也保护了这些动物。

然而，现有技术中并没有上述针对动物类型确定驱逐措施的具体的隔离方案，同时，现有技术中的动物舞台或动物剧场的一些设备控制效率低下，控制效率不高，容易造成演出事故，例如，缺少对升降框架、背景光或拉幕的有效控制机制。

为了克服上述不足，本发明建立了一种智能化剧院超声波发射控制方法，能够识别到动物进入演出平台的边缘区域，能够进一步识别到进入演出平台的边缘区域的动物类型，以基于动物类型确定对应的合适的驱逐方案，提高驱逐的效率，同时，对现有的一些设备进行控制机制的优化，提高整个动物舞台或动物剧场的演出效果。

图1为根据本发明实施方案示出的超声波发射控制平台的结构方框图，所述平台包括超声波发射设备和超声波控制设备，超声波发射设备设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号，超声波控制设备与隔板连接，设置在超声波发射设备附近，控制超声波发射设备的发射模式。

接着，继续对本发明的超声波发射控制平台的具体结构进行进一步的说明。

所述平台包括：超声波发射设备，设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号；超声波控制设备，分别与超声波发射设备和MSP430单片机连接，设置在超声波发射设备附近，接收MSP430单片机发送的超声波控制信号，并基于超声波控制信号控制超声波发射设备的发射模式。

所述平台包括：升降框架负载检测设备，设置在升降框架下，包括高度检测仪、重量变化检测仪和AT89C51单片机，高度检测仪用于检测升降框架当前的实时高度，重量变化检测仪用于检测升降框架上负载重量变化率，AT89C51单片机分别与高度检测仪和重量变化检测仪连接，当实时高度大于等于预设高度阈值时，发出坠落预警信号，当实时高度大于等于预设高度阈值且负载重量变化率大于等于预设变化率阈值时，发出坠落报警信号。

所述平台包括：报警警示灯，与升降框架负载检测设备连接，用于基于坠落预警信号或坠落报警信号进行不同颜色的警示灯显示操作；高清图像采集设备，设置在剧院演出平台边缘的上方，包括鱼眼摄像机和辅助光源，用于对剧院演出平台边缘进行拍摄，以获得剧院边缘图像。

所述平台包括：图像修正设备，与高清图像采集设备连接以接收剧院边缘图像，对于剧院边缘图像依次执行边缘增强、自适应均值滤波、中值滤波、光照补偿和直方图均衡化处理，以获得对应的修正图像；目标识别设备，分别与MS卡和图像修正设备连接，用于接收修正图像、预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值，基于预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值在修正图像中进行动物目标识别，识别成功则将动物目标从修正图像中分割以作为动物子图像输出，识别失败则输出无目标动物信号。

所述平台包括：动物检测设备，分别与MS卡和目标识别设备连接，在接收到无目标动物信号时，转发无目标动物信号，在接收到动物子图像时，将动物子图像与各种基准动物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准动物轮廓对应的类型以作为目标动物类型输出，匹配失败则输出无目标动物信号；环境亮度检测设备，用于检测剧院周围环境亮度，并作为实时环境亮度输出。

所述平台包括：灯光亮度检测设备，用于检测剧院灯光亮度，并作为实时灯光亮度输出；场景进度检测设备，与MS卡连接，用于读出场景文件，并基于场景文件和当前时刻确定当前场景进度，当前场景进度为一个百分比数值；背景光亮度控制设备，用于基于接收到的背景光控制信号，确定剧院背景光的实时亮度。

所述平台包括：MSP430单片机，分别与环境亮度检测设备、灯光亮度检测设备、场景进度检测设备和背景光亮度控制设备连接，基于预设环境亮度权重、实时环境亮度、预设灯光权重、实时灯光亮度、预设场景进度权重和当前场景进度确定背景光控制信号，并将背景光控制信号发送给背景光亮度控制设备。

所述平台包括：MS卡，与MSP430单片机连接，用于存储场景文件、预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重，预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重分别用于对实时环境亮度、实时灯光亮度和当前场景进度进行加权，预设高度阈值和预设变化率阈值被预先存储在MS卡中；MS卡还用于预先存储了预设动物灰度上限阈值、预设动物灰度下限阈值和各种基准动物轮廓。

其中，MSP430单片机还分别与动物检测设备和超声波控制设备连接，当接收到目标动物类型时，向超声波控制设备发出与目标动物类型对应的超声波发射频率，当接收到无目标动物信号时，向超声波控制设备发出停止超声波发射信号。

可选地，在所述平台中：各种基准动物轮廓中，每一种基准动物轮廓对应一种动物类型；与目标动物类型对应的超声波发射频率为目标动物类型厌恶的超声波发射频率；替换地，采用MSP430单片机的内置存储器替换MS卡；所述平台还可以包括ZIGBEE通信设备，与MSP430单片机连接，当接收到MSP430单片机转发目标动物类型时，无线发送动物接近报警信息；以及可以将ZIGBEE通信设备设置在剧院演出平台边缘。

另外，公共演出平台即舞台或剧院最能反映一个国家或地区当代文明发展的进程，一个演出平台是一个集美学、建筑学、建筑声学、电声学、电子及电子技术、计算机网络技术、电视技术、舞台机械、舞台灯光、监控、现代装饰、舞台艺术等多学科、多界面紧密结合的宏大科技艺术体系工程。

现代公共演出平台的发展与现代科学技术密不可分，他随着科学技术的进步而产生日新月异的变化，他为舞台或剧院艺术在有限的舞台或剧院里创造了更多的发展空间，给导演、舞美人员提供更多选择的可能。就演出平台机械这一行业而言，机械本体的设计、制造、加工、安装与其他机械行业相比较并没有太多的差异，他也遵循机械行业发展的一般规律，但在公共演出平台这一特殊领域，由于大量应用现代机电技术，使得演出平台机械设备不仅具有运行平稳、定位准确、同步运行精度高、噪音低等特点，而且在运行速度、空间位置变化上丰富多彩，操作上方便、灵活，使推、拉、升、降、转的各种功能组合变化更加灵活、快捷，形成机械与艺术的完美统一。

采用本发明的智能化剧院超声波发射控制方法，针对现有技术无法有效避免观众与表演的动物之间的接触以及演出设备可靠性差的技术问题，通过搭建由多个图像处理设备组成的图像检测机制去实现动物表演中动物接近观众的检测以及动物类型的检测，基于动物类型确定对应的驱逐措施，提高驱逐的有效性，另外，还改造了现有的设备控制机制，提高设备控制的自动化水平。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种智能化剧院超声波发射控制方法，所述平台包括超声波发射设备和超声波控制设备，超声波发射设备设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号，超声波控制设备与隔板连接，设置在超声波发射设备附近，控制超声波发射设备的发射模式。

2.如权利要求1所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于，所述平台包括：

超声波发射设备，设置在剧院演出平台边缘，能够以设定频率发射出不同的超声波信号；

超声波控制设备，分别与超声波发射设备和MSP430单片机连接，设置在超声波发射设备附近，接收MSP430单片机发送的超声波控制信号，并基于超声波控制信号控制超声波发射设备的发射模式；

升降框架负载检测设备，设置在升降框架下，包括高度检测仪、重量变化检测仪和AT89C51单片机，高度检测仪用于检测升降框架当前的实时高度，重量变化检测仪用于检测升降框架上负载重量变化率，AT89C51单片机分别与高度检测仪和重量变化检测仪连接，当实时高度大于等于预设高度阈值时，发出坠落预警信号，当实时高度大于等于预设高度阈值且负载重量变化率大于等于预设变化率阈值时，发出坠落报警信号；

报警警示灯，与升降框架负载检测设备连接，基于坠落预警信号或坠落报警信号进行不同颜色的警示灯显示操作；

高清图像采集设备，设置在剧院演出平台边缘的上方，包括鱼眼摄像机和辅助光源，对剧院演出平台边缘进行拍摄，以获得剧院边缘图像；

图像修正设备，与高清图像采集设备连接以接收剧院边缘图像，对于剧院边缘图像依次执行边缘增强、自适应均值滤波、中值滤波、光照补偿和直方图均衡化处理，以获得对应的修正图像；

目标识别设备，分别与MS卡和图像修正设备连接，接收修正图像、预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值，基于预设动物灰度上限阈值和预设动物灰度下限阈值在修正图像中进行动物目标识别，识别成功则将动物目标从修正图像中分割以作为动物子图像输出，识别失败则输出无目标动物信号；

动物检测设备，分别与MS卡和目标识别设备连接，在接收到无目标动物信号时，转发无目标动物信号，在接收到动物子图像时，将动物子图像与各种基准动物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准动物轮廓对应的类型以作为目标动物类型输出，匹配失败则输出无目标动物信号；

环境亮度检测设备，检测剧院周围环境亮度，并作为实时环境亮度输出；

灯光亮度检测设备，检测剧院灯光亮度，并作为实时灯光亮度输出；

场景进度检测设备，与MS卡连接，读出场景文件，并基于场景文件和当前时刻确定当前场景进度，当前场景进度为一个百分比数值；

背景光亮度控制设备，基于接收到的背景光控制信号，确定剧院背景光的实时亮度；

MSP430单片机，分别与环境亮度检测设备、灯光亮度检测设备、场景进度检测设备和背景光亮度控制设备连接，基于预设环境亮度权重、实时环境亮度、预设灯光权重、实时灯光亮度、预设场景进度权重和当前场景进度确定背景光控制信号，并将背景光控制信号发送给背景光亮度控制设备；

MS卡，与MSP430单片机连接，存储场景文件、预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重，预设环境亮度权重、预设灯光权重和预设场景进度权重分别对实时环境亮度、实时灯光亮度和当前场景进度进行加权，预设高度阈值和预设变化率阈值被预先存储在MS卡中；MS卡还预先存储了预设动物灰度上限阈值、预设动物灰度下限阈值和各种基准动物轮廓；

其中，MSP430单片机还分别与动物检测设备和超声波控制设备连接，当接收到目标动物类型时，向超声波控制设备发出与目标动物类型对应的超声波发射频率，当接收到无目标动物信号时，向超声波控制设备发出停止超声波发射信号。

3.如权利要求2所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于：

各种基准动物轮廓中，每一种基准动物轮廓对应一种动物类型。

4.如权利要求2所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于：

与目标动物类型对应的超声波发射频率为目标动物类型厌恶的超声波发射频率。

5.如权利要求2所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于：

替换地，采用MSP430单片机的内置存储器替换MS卡。

6.如权利要求2所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于，还包括：

ZIGBEE通信设备，与MSP430单片机连接，当接收到MSP430单片机转发目标动物类型时，无线发送动物接近报警信息。

7.如权利要求6所述的智能化剧院超声波发射控制方法，其特征在于：

ZIGBEE通信设备设置在剧院演出平台边缘。