CN111023510A - 基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，包括人脸图像采集模块(100)、人体温度监测模块(200)、人脸识别模块(300)、中央控制单元(400)和房间设备温度控制模块，其中：人脸图像采集模块，用于拍摄采集房屋内当前用户的人脸图像信息，然后发送给人脸识别模块；人脸识别模块，与人脸图像采集模块相连接；人体温度监测模块，与人脸识别模块相连接；中央控制单元，分别与人脸识别模块、人体温度监测模块和房间设备温度控制模块相连接，用于调节控制房间内的温度和风量大小。本发明通过人脸温度反映人的情绪，对空调的温度和风量进行相应的控制，从而提高空调的舒适性，解决不同人群对空调的个性化要求。

Description

基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是涉及基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统。
背景技术
人工智能技术是计算机学科的一个分支学科，其核心是“人工”和“智能”，基本研究目标就是让机器产品认识和模拟人类的智能行为。伴随着计算机学科的发展，人工智能技术经历了形成、发展和综合快速发展三个阶段，其内容也涉足人类活动的各个领域。
识别技术是人工智能化技术中的其中一种，包括人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、视网膜识别以及语音识别等，且识别技术已被别的领域广泛应用，但是空调技术领域，还没有得到有效的应用。
因此，目前亟需开发出一种技术，能够将识别技术应用与温度控制相结合并应用在空调系统中，满足消费者的需求，给消费者带来更为舒适的生活体验。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统。
为此，本发明提供了基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，包括人脸图像采集模块、人体温度监测模块、人脸识别模块、中央控制单元和房间设备温度控制模块，其中：
人脸图像采集模块，用于拍摄采集房屋内当前用户的人脸图像信息，然后发送给人脸识别模块；
人脸识别模块，与人脸图像采集模块相连接，用于预先存储多个合法用户的身份识别信息以及对应的用户人脸图片信息，当接收人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息时，进行人脸识别操作，将人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息，与预先存储的用户人脸图片信息进行对比，当对比成功时，判断当前用户身份识别成功，然后发送对应的用户身份识别信息给中央控制单元，以及发送触发启动信号给人体温度监测模块；
人体温度监测模块，与人脸识别模块相连接，用于在接收到人脸识别模块发来的触发启动信号后，实时对房屋内当前用户的人脸温度进行监测，并将获得的当前用户的人脸温度值发送给中央控制单元；
中央控制单元，分别与人脸识别模块、人体温度监测模块和房间设备温度控制模块相连接，用于预先存储多个用户的身份识别信息以及每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的空调参数设置信息，当收到人脸识别模块发来的用户的身份识别信息以及人体温度监测模块发来的当前用户的人脸温度值时，读取对应的空调参数设置信息，然后发送给房间设备温度控制模块，相应调节控制房间内的温度和风量大小。
其中，中央控制单元，还用于存储每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的人脸情绪信息，每种人脸情绪信息，分别对应不同的空调参数设置信息(例如空调设置温度和空调设置风量大小信息)；
人脸情绪信息具体包括开心、难过、兴奋和骄傲在内的多种情绪信息。
其中，人体温度监测模块，安装在房屋入户门门框的左右两侧，安装高度等于平均成人人体身高中的人脸高度。
其中，人脸图像采集模块，包括至少一个双视摄像头。
其中，人体温度监测模块和人脸图像采集模块集成设置在一起。
其中，空调参数设置信息包括空调设置温度和空调设置风量大小信息。
其中，人体温度监测模块，具体用于采集获得当前用户的人脸额头中间位置温度和左右脸部中间位置温度的平均值。
其中，中央控制单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
其中，还包括电源模块，分别与人脸图像采集模块、人体温度监测模块、人脸识别模块、中央控制单元和房间设备温度控制模块，用于为人脸图像采集模块、人体温度监测模块、人脸识别模块、中央控制单元和房间设备温度控制模块提供工作用电。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其通过人脸温度反映人的情绪，对空调的温度和风量进行相应的控制，从而提高空调的舒适性，解决不同人群对空调的个性化要求。因此，对于本发明，能够将识别技术应用与温度控制相结合并应用在空调系统中，满足消费者的需求，给消费者带来更为舒适的生活体验。
附图说明
图1为本发明提供的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统的结构方框图；
图2为本发明提供的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统中，进行人脸图像跟踪流程图。
图3为本发明提供的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统中，一种具体实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图3，本发明提供了基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，包括人脸图像采集模块100、人体温度监测模块200、人脸识别模块300、中央控制单元400和房间设备温度控制模块500，其中：
人脸图像采集模块100，用于拍摄采集房屋内当前用户的人脸图像信息，然后发送给人脸识别模块；
人脸识别模块200，与人脸图像采集模块100相连接(通过信号线)，用于预先存储多个合法用户的身份识别信息以及对应的用户人脸图片信息(例如每个用户的姓名和对应的用户人脸图片)，当接收人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息时，进行人脸识别操作，将人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息，与预先存储的用户人脸图片信息进行对比，当对比成功(图像的相似度达到预设值，例如85％)时，判断当前用户身份识别成功，然后发送对应的用户身份识别信息(例如姓名)给中央控制单元，以及发送触发启动信号给人体温度监测模块；
人体温度监测模块300，与人脸识别模块200相连接，用于在接收到人脸识别模块发来的触发启动信号后，实时对房屋内当前用户的人脸温度进行监测，并将获得的当前用户的人脸温度值发送给中央控制单元；
中央控制单元400，分别与人脸识别模块200、人体温度监测模块300和房间设备温度控制模块500，用于预先存储多个用户的身份识别信息以及每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的空调参数设置信息(例如空调设置温度和空调设置风量大小信息)，当收到人脸识别模块发来的用户的身份识别信息(例如姓名)以及人体温度监测模块发来的当前用户的人脸温度值时，读取对应的空调参数设置信息，然后发送给房间设备温度控制模块500(例如在空调机的室内机中，为现有的室内机内部控制模块)，相应调节控制房间内的温度和风量大小(中央控制单元具体可以向房间设备温度控制模块发送温度控制指令以及风量控制指令)。也就是说，控制空调机组的温度和风量改变。
在本发明中，具体实现上，中央控制单元400，还用于存储每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的人脸情绪信息，每种人脸情绪信息，分别对应不同的空调参数设置信息(例如空调设置温度和空调设置风量大小信息)；
人脸情绪信息具体包括开心、难过、兴奋和骄傲在内的多种情绪信息，当然，根据系统的预先设置，还可以定义其他的情绪信息。
在本发明中，具体实现上，人体温度监测模块300，优选为安装在房屋入户门内侧(例如房屋入户门门框的左右两侧)，安装高度等于平均成人人体身高中的人脸高度(人脸中间位置高度)。
具体实现上，人体温度监测模块300，具体可以为红外温度传感器。
在本发明中，具体实现上，人脸图像采集模块100，优先为包括至少一个双视摄像头，优选为安装在房屋入户门的室内方向正前方。
在本发明中，具体实现上，人体温度监测模块300和人脸图像采集模块100可以集成设置在一起，例如可以采用红外双视摄像头。
在本发明中，具体实现上，人体温度监测模块300，具体用于采集获得当前用户的人脸额头中间位置温度和左右脸部中间位置温度的平均值(即人脸三点温度的平均值)。
在本发明中，具体实现上，中央控制单元400经固态继电器及其触点，连接在房间设备温度控制模块500的电源回路上。
需要说明的是，对于人脸图像采集模块100，在具体实现上，可以应用人脸图像跟踪技术，参见图2所示。人脸图像跟踪可以包括下述步骤：
首先，获取目标图像中人脸图像的位置信息和偏移参数；
然后，根据所述偏移参数对所述位置信息进行校正；将所述校正后的位置信息定义为所述人脸图像在下一帧目标图像中的变化位置。
然后，根据空调知识，通过中央控制单元400判别用户人脸情绪，并将其信息定义为开心、难过、兴奋、骄傲等，这些最重要的情绪信息，可以通过用户脸部的温度，来对应准确反映，从而对应调节控制空调机组的温度和风量改变。
需要说明的是，人脸图像跟踪技术，为现有公知的方法(现有技术)，在此不再赘述。
需要说明的是，对于本发明，中央控制单元，能够控制人脸图像采集模块100，对人脸图像位置进行跟踪拍摄。同时，结合人体温度监测模块300对人脸的温度进行监控。
人脸图像采集模块100，通过应用人脸图像跟踪技术，能够根据当前目标图片中的人脸图像额头位置信息和特征推断出当前目标图像至下一帧目标图片中，人脸图像额头精准的偏移参数，因此，能够在获取到当前目标图像额头后，即推断出下一帧目标图像中人脸图像的位置信息。
因此，本发明通过应用人脸图像跟踪技术，能够解决人脸图像额头跟踪过程中，拍摄与跟踪处理速度不同步时，丢失图像的跟踪问题。
在本发明中，具体实现上，中央控制单元可以为现有的可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
在本发明中，具体实现上，对于人脸识别模块，需要说明的是，人脸识别模块所应用的人脸识别技术是现有成熟的技术，已得到广泛的应用，在此不再赘述。
在本发明中，具体实现上，还可以设置一个温度传感器在房间内室内机吸风口处，用于检测空气温度。
在本发明中，具体实现上，还包括电源模块，分别与人脸图像采集模块100、人体温度监测模块200、人脸识别模块300、中央控制单元400和房间设备温度控制模块500，用于为人脸图像采集模块100、人体温度监测模块200、人脸识别模块300、中央控制单元400和房间设备温度控制模块500提供工作用电。
需要说明的是，对于本发明，在用户首次使用前，先进行个人设置，首先通过采集个人人脸信息，然后录入该用户的个人习惯数据。当用户开始使用时，首先通过人脸识别模块300进行身份识别认证，当身份认证成功时，中央控制单元调取个人数据对空调设备控制模块(即房间设备温度控制模块500)进行参数设置，从而完成用户的个性化空调体验，同时按时间，根据现有温度数据覆盖预先设置值，形成新的个人习惯温度数据设置。例如：在室外高温刚回家时，前20分钟使用24℃的低温风，20分钟后，根据人脸温度识别使用26℃的风。
与现有技术相比较，本发明提供的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统具有如下有益效果：
本发明，可以基于人脸额头、左右脸部中间位置的平均温度监测及人脸图像跟踪技术相结合，根据不同的人对空调舒适性的要求，对人体脸部额头中部温度、左右脸部中间位置温度的平均温度进行精准测量，并对人体的移动根据人脸图像跟踪随动控制，并根据此参数进行精准的空调温度以及风量的调节，满足不同用户对空调的个性化和舒适度的要求。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其通过人脸温度反映人的情绪，对空调的温度和风量进行相应的控制，从而提高空调的舒适性，解决不同人群对空调的个性化要求。因此，对于本发明，能够将识别技术应用与温度控制相结合并应用在空调系统中，满足消费者的需求，给消费者带来更为舒适的生活体验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的保护范围。

Claims (9)

1.基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，包括人脸图像采集模块(100)、人体温度监测模块(200)、人脸识别模块(300)、中央控制单元(400)和房间设备温度控制模块(500)，其中：
人脸图像采集模块(100)，用于拍摄采集房屋内当前用户的人脸图像信息，然后发送给人脸识别模块；
人脸识别模块(200)，与人脸图像采集模块(100)相连接，用于预先存储多个合法用户的身份识别信息以及对应的用户人脸图片信息，当接收人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息时，进行人脸识别操作，将人脸图像采集模块发来的房屋内当前用户的人脸图像信息，与预先存储的用户人脸图片信息进行对比，当对比成功时，判断当前用户身份识别成功，然后发送对应的用户身份识别信息给中央控制单元，以及发送触发启动信号给人体温度监测模块；
人体温度监测模块(300)，与人脸识别模块(200)相连接，用于在接收到人脸识别模块发来的触发启动信号后，实时对房屋内当前用户的人脸温度进行监测，并将获得的当前用户的人脸温度值发送给中央控制单元；
中央控制单元(400)，分别与人脸识别模块(200)、人体温度监测模块(300)和房间设备温度控制模块(500)相连接，用于预先存储多个用户的身份识别信息以及每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的空调参数设置信息，当收到人脸识别模块发来的用户的身份识别信息以及人体温度监测模块发来的当前用户的人脸温度值时，读取对应的空调参数设置信息，然后发送给房间设备温度控制模块(500)，相应调节控制房间内的温度和风量大小。
2.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，中央控制单元(400)，还用于存储每个用户具有的不同的人脸温度值分别对应的人脸情绪信息，每种人脸情绪信息，分别对应不同的空调参数设置信息(例如空调设置温度和空调设置风量大小信息)；
人脸情绪信息具体包括开心、难过、兴奋和骄傲在内的多种情绪信息。
3.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，人体温度监测模块(300)，安装在房屋入户门门框的左右两侧，安装高度等于平均成人人体身高中的人脸高度。
4.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，人脸图像采集模块(100)，包括至少一个双视摄像头。
5.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，人体温度监测模块(300)和人脸图像采集模块(100)集成设置在一起。
6.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，空调参数设置信息包括空调设置温度和空调设置风量大小信息。
7.如权利要求1至6中任一项所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，人体温度监测模块(300)，具体用于采集获得当前用户的人脸额头中间位置温度和左右脸部中间位置温度的平均值。
8.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，中央控制单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
9.如权利要求1所述的基于人体脸部温度监控及人脸图像跟踪的空调控制系统，其特征在于，还包括电源模块，分别与人脸图像采集模块(100)、人体温度监测模块(200)、人脸识别模块(300)、中央控制单元(400)和房间设备温度控制模块(500)，用于为人脸图像采集模块(100)、人体温度监测模块(200)、人脸识别模块(300)、中央控制单元(400)和房间设备温度控制模块(500)提供工作用电。
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