CN112367742A - 一种控制篮球场中照明设备的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制篮球场中照明设备的方法及系统,方法包括根据目标篮球场内各子区域内的光照强度,结合目标篮球场内各子区域中是否有人的情况,分别对目标篮球场中用于为各个子区域照明的照明设备进行控制,对于各个子区域:只有其中的光照强度满足条件要求、且该子区域中有人时才控制照明设备打开为该子区域照明;系统包括用于实现该方法的各个模块。本发明提供的方法及系统提高了篮球场中照明设备的电力资源的利用率,减少了篮球场内的子区域中无人但仍旧保持照明设备打开而造成的电力资源浪费,解决了光照强度不够时,打球人员在目标篮球场中打球而造成安全性问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域,具体涉及一种控制篮球场中照明设备的方法及系统。
背景技术
随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,人们对体育锻炼的需求也逐步提高,越来越多的篮球场被建立。室外篮球场晚间需要照明设施进行照明,而多数照明设施采用的供电方式为电网供电。
而对于球场灯光系统,大部分的球场采用定时开关来控制灯光,以此来实现每天定时定点的开灯关灯。但是由于天气原因和季节的差异,有可能会出现下雨天无人打球却开着灯,或者是有人打球但是未到开灯时间造成无法打球的情况,这样就会造成电力资源的浪费,或者是打球人员的无灯打球的而因此造成安全性问题。
发明内容
本发明的目的:提供一种减少电力资源浪费,且能提高篮球场安全性的智能控制篮球场中照明设备的方法。
技术方案:本发明提供的控制篮球场中照明设备的方法,包括如下步骤:
步骤A、按照预设子区域范围将目标篮球场划分为至少一个子区域;
分别针对目标篮球场中的各个子区域i,i=0,1……n,n为按照预设的范围对目标篮球场进行划分的子区域的个数,实时执行步骤B至步骤D:
步骤B、判断当前时刻子区域i内的光照强度是否小于预设光照强度阈值,是则捕获当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,进入步骤D;否则进入步骤C;
步骤C、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则关闭所述照明设备,然后返回步骤B;否则直接返回步骤B。
步骤D、根据当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,判断当前时刻子区域i内是否有人,是则进入步骤E;否则返回步骤C;
步骤E、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则直接返回步骤B;否则打开所述照明设备,然后返回步骤B。
作为本发明的一种优选方案,在步骤B中,基于红外摄像头实现对覆盖子区域i场景的图片的捕获。
作为本发明的一种优选方案,在步骤D中,判断当前时刻子区域i内是否有人的方法为:
提取当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量,并与预设的人像特征向量样本集中的各人像特征向量作比对,若当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量中存在至少一个和所述人像特征向量相同的特征向量,判定当前时刻覆盖子区域i内有人,否则判定当前时刻覆盖子区域i内无人。
作为本发明的一种优选方案,还包括根据如下所述的方法构建预设的人像特征向量样本集:
针对覆盖区域i内场景、且区域i内有人的一组样本图片,提取其中各个人像特征向量,将其作为区域i所对应的人像特征向量,进而构建预设的人像特征向量样本集。
作为本发明的一种优选方案,应用HOG特征提取法从图片中提取人像的特征向量。
本发明还提供了一种控制篮球场中照明设备的系统,系统包括图像采集模块1、图像处理模块4、照明设备控制模块;
图像采集模块1,用于在篮球场中预设区域内的光照强度小于预设的光照强度时,捕获覆盖该预设区域内的场景的图片;
图像处理模块4,用于根据覆盖预设区域内的场景的图片,判断该预设区域内是否有人;
照明设备控制模块,用于在预设区域内的光照强度大于预设的光照强度时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于关闭状态;还用于在预设区域内的光照强度小于预设的光照强度且预设区域内有人时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于打开状态。
作为本发明的一种优选方案,系统还包括通信模块3,用于实现所述图像采集模块1和所述图像处理模块4之间的通信连接。
作为本发明的一种优选方案,系统还包括光敏电阻模块2;用于判断篮球场中预设区域内的光照强度是否小于预设的光照强度,是则启动图像采集模块1,否则启动照明设备控制模块。
有益效果:相对于现有技术,本发明提供的方法和系统,根据目标篮球场内各子区域内的光照强度,结合目标篮球场内各子区域中是否有人的情况,对目标篮球场中用于为各个子区域照明的照明设备分别进行控制:对于各个子区域,只有其中的光照强度满足条件要求,且该子区域中有人时才控制照明设备打开,为该子区域照明;本发明提供的方法及系统提高了电力资源的利用率,减少了篮球场内的子区域中无人但仍旧保持照明设备打开而造成的电力资源浪费;根据光照强度控制照明设备,解决了光照强度不够时,打球人员在目标篮球场中打球而造成安全性问题。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的控制篮球场中照明设备方法的流程图;
图2是根据本发明实施例提供的图像处理方法示意图;
图3是根据本发明实施例提供的系统中各模块在目标篮球场中的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
参照图1,本发明提供的控制篮球场中照明设备的方法包括如下步骤:
步骤A、按照预设子区域范围将目标篮球场划分为至少一个子区域。
分别针对目标篮球场中的各个子区域i,i=0,1……n,n为按照预设的范围对目标篮球场进行划分的子区域的个数,实时执行步骤B至步骤D:
步骤B、判断当前时刻子区域i内的光照强度是否小于预设光照强度阈值,是则捕获当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,进入步骤D;否则进入步骤C。
在一个实施例中,基于红外摄像头实现对覆盖子区域i场景的图片的捕获。
步骤C、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则关闭所述照明设备,然后返回步骤B;否则直接返回步骤B。
步骤D、根据当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,判断当前时刻子区域i内是否有人,是则进入步骤E;否则返回步骤C。
判断当前时刻子区域i内是否有人的方法为:
提取当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量,并与预设的人像特征向量样本集中的各人像特征向量作比对,若当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量中存在至少一个和所述人像特征向量相同的特征向量,判定当前时刻覆盖子区域i内有人,否则判定时刻覆盖子区域i内无人。
其中,构建预设的人像特征向量样本集的方法为:针对覆盖区域i内场景、且区域i内有人的一组样本图片,提取其中各个人像特征向量,将其作为区域i所对应的人像特征向量,进而构建预设的人像特征向量样本集。
应用HOG特征提取法从图片中提取人像的特征向量。
参照图2,图像处理的方法为:
应用HOG(Histogram of Oriented Gradient,方向梯度直方图)特征提取法提取覆盖子区域i内场景、且子区域i内有人的一组样本图片中的人像特征向量,HOG特征提取法是一种在计算机视觉和图像处理中用来进行物体检测的特征描述子。它通过计算和统计图像局部区域的梯度方向直方图来构成特征,主要通过将图像分成小的连通区域,所述小的连通区域为细胞单元,然后采集细胞单元中各像素点的梯度的或边缘的方向直方图,进而把这些直方图组合起来,即可以构成特征描述器,也就是用于分类的特征向量,在本发明的方案中,结合此方法提取人像特征向量,然后再所述的人像特征向量储存起来,构建预设的人像特征向量样本集。
在之后的应用中,每隔五分钟采集一次覆盖子区域i内场景的图片,在进行照明设备控制时,根据当前时刻采集的图片的特征向量和预设的人像特征向量样本集中的人像特征向量,判断当前时刻采集的图片中是否有一个或者多个特征向量和预设的人像特征向量样本集中的人像特征向量相同,是则判定当前时刻覆盖子区域i内有人,否则判定时刻覆盖子区域i内无人。
进行特征向量比对的两种图片尺寸相同,在比对过程中,分别提取出图像的特征点,再根据图像特征点,对它们做特征点匹配,根据这些特征匹配点计算出畸变仿射矩阵,使用计算出来的矩阵进行图像匹配。
具体的,对应HOG特征提取算法,在进行特征向量提取时,方法为:
将要监测的图片进行灰度化处理,采用Gamma校正法对输入图像进行颜色空间的标准化处理用于调节图像的对比度,以降低图像局部的阴影和光照变化所造成的影响,并抑制噪音的干扰;然后计算图像每个像素的梯度,包括大小和方向,实现捕获轮廓信息、进一步弱化光照的干扰的目的;将图像划分成小cells,例如6*6像素/cell;统计每个cell的梯度直方图,即可形成每个cell的descriptor(描述符);将每几个cell组成一个block,例如3*3个cell/block,一个block内所有cell的特征descriptor串联起来便得到该block的HOG特征descriptor;将图像image内的所有block的HOG特征descriptor串联起来就可以得到该图像的HOG特征descriptor了。这个就是最终的可供分类使用的特征向量了。
步骤E、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则直接返回步骤B;否则打开所述照明设备,然后返回步骤B。
本发明还提供了一种用于实现前述方法的控制篮球场中照明设备5的系统,系统包括图像采集模块1、图像处理模块4、照明设备控制模块、通信模块3。
图像采集模块1,用于在篮球场中预设区域内的光照强度小于预设的光照强度时,捕获覆盖该预设区域内的场景的图片。
图像处理模块4,用于根据覆盖预设区域内的场景的图片,判断该预设区域内是否有人;,通信模块3用于实现所述图像采集模块1和所述图像处理模块4之间的通信连接。
照明设备控制模块,用于在预设区域内的光照强度大于预设的光照强度时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于关闭状态;还用于在预设区域内的光照强度小于预设的光照强度且预设区域内有人时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于打开状态。
照明设备控制模块包括光敏电阻模块2;用于判断篮球场中预设区域内的光照强度是否小于预设的光照强度,是则启动图像采集模块1,否则启动照明设备控制模块。
参照图3,图像采集模块1安装在篮板上,图像采集模块1主要包括外红外摄像头及其安装电路,由于需要采集图像的时间点都在光线比较暗的时候且需要暴露在室外,所以在本发明中选择使用到红外摄像头进行图像采集,红外摄像头安装在篮球架上,能够清楚完整的捕捉覆盖其所处子区域场景的图片。光敏电阻模块主要包括光敏电阻及其控制电路,此模块的主要目的是用来起到一个开关作用,当白天光线较暗时,光敏电阻的阻值很低相当于接地,图像采集模块1不工作,当夜色降临时光敏电阻阻值升高,电路导通使图像采集模块1开始捕捉图像,进而对球场上是否有人打球进行监控。通信模块3用来进行数据的传输,在电路正常工作的时候,将采集到的图像信息发送到图像处理模块4进行处理。照明设备5位LED灯,具有光线柔和、无辐射、驱动电压较小、易维护等优点,能提高照明效果、节约能源。
本发明提供的控制篮球场中照明设备5的方法,根据目标篮球场内各子区域内的光照强度,结合目标篮球场内各子区域中是否有人的情况,对于各个子区域,只有其中的光照强度满足条件要求,且该子区域中有人时才控制照明设备5打开,为该子区域照明减少了篮球场内的子区域中无人但仍旧保持照明设备5打开而造成的电力资源浪费;根据光照强度控制照明设备5,解决了光照强度不够时,打球人员在目标篮球场中打球而造成安全性问题;对目标篮球场中用于为各个子区域照明的照明设备5分别进行控制,避免了目标篮球场中只有部分区域有人打球时控制整个目标篮球场的照明设备5进行照明而造成的电力资源浪费情况;本发明提供的系统,结构简单成本低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种控制篮球场中照明设备的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、按照预设子区域范围将目标篮球场划分为至少一个子区域;
分别针对目标篮球场中的各个子区域i,i=0,1……n,n为按照预设的范围对目标篮球场进行划分的子区域的个数,实时执行步骤B至步骤D:
步骤B、判断当前时刻子区域i内的光照强度是否小于预设光照强度阈值,是则捕获当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,进入步骤D;否则进入步骤C;
步骤C、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则关闭所述照明设备,然后返回步骤B;否则直接返回步骤B。
步骤D、根据当前时刻覆盖子区域i内场景的图片,判断当前时刻子区域i内是否有人,是则进入步骤E;否则返回步骤C;
步骤E、判断用于为子区域i照明的照明设备是否处于工作状态,是则直接返回步骤B;否则打开所述照明设备,然后返回步骤B。
2.根据权利要求1所述的控制篮球场中照明设备的方法,其特征在于,在步骤B中,基于红外摄像头实现对覆盖子区域i场景的图片的捕获。
3.根据权利要求1所述的控制篮球场中照明设备的方法,其特征在于,在步骤D中,判断当前时刻子区域i内是否有人的方法为:
提取当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量,并与预设的人像特征向量样本集中的各人像特征向量作比对,若当前时刻覆盖子区域i内场景的图片的特征向量中存在至少一个和所述人像特征向量相同的特征向量,判定当前时刻覆盖子区域i内有人,否则判定当前时刻覆盖子区域i内无人。
4.根据权利要求3所述的控制篮球场中照明设备的方法,其特征在于,还包括根据如下所述的方法构建预设的人像特征向量样本集:
针对覆盖区域i内场景、且区域i内有人的一组样本图片,提取其中各个人像特征向量,将其作为区域i所对应的人像特征向量,进而构建预设的人像特征向量样本集。
5.根据权利要求3所述的控制篮球场中照明设备的方法,其特征在于,应用HOG特征提取法从图片中提取人像的特征向量。
6.一种控制篮球场中照明设备的系统,其特征在于,系统包括图像采集模块1、图像处理模块4、照明设备控制模块;
图像采集模块1,用于在篮球场中预设区域内的光照强度小于预设的光照强度时,捕获覆盖该预设区域内的场景的图片;
图像处理模块4,用于根据覆盖预设区域内的场景的图片,判断该预设区域内是否有人;
照明设备控制模块,用于在预设区域内的光照强度大于预设的光照强度时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于关闭状态;还用于在预设区域内的光照强度小于预设的光照强度且预设区域内有人时,控制用于为该预设区域进行照明的照明设备5处于打开状态。
7.根据权利要求6所述的控制篮球场中照明设备的系统,其特征在于,系统还包括通信模块3,用于实现所述图像采集模块1和所述图像处理模块4之间的通信连接。
8.根据权利要求6所述的控制篮球场中照明设备的系统,其特征在于,系统还包括光敏电阻模块2,用于判断篮球场中预设区域内的光照强度是否小于预设的光照强度,是则启动图像采集模块1,否则启动照明设备控制模块。
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