CN115789578A - 多功能智慧杆追踪照明方法、装置及多功能智慧杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种多功能智慧杆追踪照明方法、装置及多功能智慧杆。本发明的多功能智慧杆追踪照明方法包括以下步骤：获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。本发明可以根据人流方向灵活调整照明方式以在为行人提供充足照明的同时降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及智慧杆控制技术领域，尤其涉及一种多功能智慧杆追踪照明方法、装置及多功能智慧杆。
背景技术
过去10余年，降低终端节点功耗一直是物联网核心研究方向之一，催生了多项智能控制的创新技术。具有照明功能的智慧杆作为智能控制的终端运用产品，也得到了越来越多的应用。特别是在广场，公园等人流不断变化的场景中，智慧杆周围的行人的行进方向和距离智慧杆的远近在随时变化，然后目前智慧杆的照明方式较为单一和固定，如果智慧杆的灯光过亮虽然能够照亮周围的大部分区域，但是当行人较少或者行人距离智慧杆较近时则容易造成电能的浪费，如果智慧杆的灯光较暗则无法为距离较远的行人提供照明。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种多功能智慧杆追踪照明方法、装置、及智慧杆，用于解决现有的照明技术无法在节约电能的同时为行人提供充足照明的技术问题。
本发明采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供了一种多功能智慧杆追踪照明方法，所述方法包括以下步骤：
S1：获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
优选的，所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置包括以下步骤：
S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人；
S22：分析视频流中各帧图像之间目标行人的关联性；
S23：根据视频流中各帧图像之间目标行人的关联性获取目标行人在每一帧图像中的位置；
S24：根据目标行人在每一帧图像中的位置获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置。
优选地，所述S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人还包括以下步骤：
S211：对视频流中的行人进行检测获取视频流中每个行人对应的行人目标框；
S212：获取每个行人目标框的平均灰度值；
S213：根据每个行人目标框的中心坐标获取每个行人对应的行人目标参考框，设第i个行人的行人目标框为Pi(x,y,w,h)，其中x和y表示行人目标框的中心坐标，w表示行人目标框的宽度，h表示行人目标框的高度，则第i个行人对应的行人目标参考框为以Ci(x+w/2,y+h/2)为中心，且宽度为2w，高度为2h的矩形框；
S214：获取每个行人目标参考框中除去对应的行人目标框部分后的平均灰度值作为参考灰度值；
S215：从检测到的行人中筛选出参考灰度值最小者作为目标行人。
优选地，所述S22：分析视频流中各帧图像之间目标的关联性还包括以下步骤：
S221：从视频流中获取当前一帧图像中的目标行人所对应行人目标框作为初始行人目标框P(x,y,w,h)；
S222：从视频流中获取下一帧图像中各个行人对应的行人目标框；
S223：从下一帧图像中各个行人对应的行人目标框中获取距离初始行人目标框最近的行人目标框作为疑似行人目标框Lk(xk,yk,wk,hk)；
S224：判断疑似行人目标框和初始行人目标框之间是否满足|(x+w/2)-(xk+wk/2)|≤w/2,如果满足则以疑似行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，如果不满足则以初始行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，并将下一帧图像的关联行人目标框所对应的行人作为下一帧图像的目标行人。
优选地，所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S31：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)；
S32：以当前一帧图像的中心为坐标原点，建立笛卡尔直角坐标系，得到行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置；
S33：根据行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置确定光源的照明策略，具体包括：
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第一象限，则所述光源的照明策略为光源朝参考方向的右上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第二象限，则所述光源的照明策略为光源朝朝参考方向的左上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第三象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝左下方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第四象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝右下下方照射。
优选地，所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置还包括以下步骤：
S201：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S,其中S＝wk×hk；
S202：获取前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast,其中Slast＝wk-1×hk-1；
S203：根据当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S和前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast计算面积比raito，其中raito＝S/Slast；
S204：如果raito>1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进；
S205：如果raito<1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝远离光源的方向行进。
优选地，所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S301：获取智慧杆上光源的当前光照强度Q；
S302：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度减小至Q/raito；
S303：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度增大至Q×raito。
优选地，所述智慧杆杆还包括设置在光源照射方向上的光学透镜，所述光源包含LED模块；
所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S310：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向确定人流方向和人流速度；
S320：根据所述人流方向确定光源照射的角度和光源移动的角速度；
所述S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明还包括以下步骤：
S41：获取所述照明策略；
S42：根据所述照明策略确定光源的照射角度；
S43：根据所述光源的照射角度调整LED模块和光学透镜的相对位置关系。
第二方面本发明还提供了一种多功能智慧杆追踪照明装置，所述装置包括：
视频流获取模块，所述视频流获取模块用于获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
行进方向和行人位置获取模块，所述行进方向和行人位置获取模块用于根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
照明策略获取模块，所述照明策略获取模块用于根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
光源控制模块，所述光源控制模块用于根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
第三方面，本发明还提供了一种智慧杆，包括：光源、视频采集装置和至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现第一方面所述的方法。
有益效果：本发明的多功能智慧杆追踪照明方法、装置、及多功能智慧杆利用对视频采集装置所采集到的视频流分析得出行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置，然后根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置灵活制定照明策略，控制光源根据照明策略为行人提供合适的照明，这样可以在为行人提供充分照明的同时节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本发明的保护范围内。
图1为本发明的多功能智慧杆追踪照明方法的流程示意图；
图2为本发明获取行人行进方向和位置的方法的流程图示意图；
图3为本发明获取检测目标行人的方法的流程图示意图；
图4为本发明分析目标行人关联性的方法的流程图示意图；
图5为本发明获取照明策略的方法的流程图示意图；
图6为本发明获取行人行进方向的方法的流程示意图；
图7为本发明根据行进方向调整光源光照强度的方法的流程示意图；
图8为本发明的多功能智慧杆追踪照明装置的结构示意图；
图9为本发明的智慧杆的结构框体；
图10为本发明的智慧杆的结构示意图；
图11为本发明的视频采集装置所采集的视频流的一帧图像的示意图；
图12为本发明的相邻多功能智慧杆协同工作的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本发明施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种多功能智慧杆追踪照明方法，主要是对夜间公园或广场等区域，人员流动并不是稳定的情况下，从节能的角度对智慧杆上的光源进行控制。所述方法包括以下步骤：
S1：获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
本实施例中的智慧杆40安装了摄像头等视频采集装置10，视频采集装置10对智慧杆周围的进行实时的视频图像采集得到视频流，所述视频流由按照时间先后顺序排列的一帧帧图像30组成。如图10所示，视频采集装置10安装后其光轴11与智慧杆平面41垂直，其中摄像头横向视场角度为Vangle,纵向视场角度为Hangle。视频采集装置10安装在与光源20靠近的位置，使光源20照射的中心和视频采集装置10的视场中心重合。
S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
本步骤对视频采集装置所采集的视频流进行分析处理，根据分析处理结果得到行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置。由于光源在智慧杆上的安装位置不变，因此行人相对智慧杆的位置也是行人相对光源的位置。
如图2所示，作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置包括以下步骤：
S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人；
其中目标行人为经过智慧杆附近的行人中周围环境较暗的行人，以便后续为该行人提供合适的照明策略。
如图3所示，作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中所述S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人还包括以下步骤：
S211：对视频流中的行人进行检测，获取视频流中每个行人对应的行人目标框；
本步骤可以获取视频流中的各个帧图像30，然后从检测出各帧图像30中的行人，并获取该行人所对应的行人目标框31。其中一个行人对应一个行人目标框31，行人目标框31是指将对应的行人包含在内的框体。该框体可以是一个矩形框。矩形框的长度为行人在各帧图像30中的高度，矩形框的宽度为行人在图像中的宽度。作为一种具体的实施方式本实施例可以采用yolov5s算法检测出各帧图像中的行人。
S212：获取每个行人目标框的平均灰度值；
其中行人目标框的平均灰度值是指图像中行人目标框所在区域的灰度的平均值。
S213：根据每个行人目标框的中心坐标获取每个行人对应的行人目标参考框，如图11所示，设第i个行人的行人目标框为Pi(x,y,w,h)，其中x和y表示行人目标框的起点位置的坐标，w表示行人目标框31的宽度，h表示行人目标框的高度，则第i个行人对应的行人目标参考框为以Ci(x+w/2,y+h/2)为中心，且宽度为2w，高度为2h的矩形框；在前述行人目标框的表示方式中，以图像的角点为坐标系的原点。本步骤获通过行人目标参考框取行人周围环境情况。
S214：获取每个行人目标参考框中除去对应的行人目标框部分后的平均灰度值作为参考灰度值；
由于行人目标参考框中包含的行人目标框，因此本步骤将行人目标参考框中属于行人目标框所占的区域排除后再计算器平均灰度值，可以更加准确地获取到行人周围环境的明暗程度。如果参考灰度值大于125，此时认为行人目标周围的区域较为明亮，这时光源不再对行人目标进行跟踪。
S215：从检测到的行人中筛选出参考灰度值最小者作为目标行人。
本步骤将参考灰度值最小的行人目标参考框所对应的行人作为目标行人，可以快速准确地找到作为环境较为昏暗的行人作为目标行人。
S22：分析视频流中各帧图像之间目标行人的关联性；
本步骤对视频流中各帧图像之间目标行人的关联性进行分析，从而找到每一帧图像中的目标行人。
如图4所示，作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中所述S22：分析视频流中各帧图像之间目标的关联性还包括以下步骤：
S221：从视频流中获取当前一帧图像中的目标行人所对应行人目标框作为初始行人目标框P(x,y,w,h)；P(x,y,w,h)表示以Ci(x+w/2,y+h/2)为中心，且宽度为w，高度为h的矩形框。其中坐标系的原点为图像的一个角点。
S222：从视频流中获取下一帧图像中各个行人对应的行人目标框；
下一帧图像中有多个行人，本步骤将这些行人都检测出来并得到这些行人对应的行人目标框。
S223：从下一帧图像中各个行人对应的行人目标框中获取距离初始行人目标框最近的行人目标框作为疑似行人目标框Lk(xk,yk,wk,hk)；
其中xk+w/2和yk+h/2为疑似行人目标框的中心点的坐标，wk表示疑似行人目标框的宽度，hk表示疑似行人目标框的高度。
S224：判断疑似行人目标框和初始行人目标框之间是否满足|(x+w/2)-(xk+wk/2)|≤w/2,如果满足则以疑似行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，如果不满足则以初始行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，并将下一帧图像的关联行人目标框所对应的行人作为下一帧图像的目标行人。
如果连续10帧都没有满足|(x+w/2)-(xk+wk/2)|≤w/2的条件，则表示目标行人丢失，光源不再追踪。
S23：根据视频流中各帧图像之间目标行人的关联性获取目标行人在每一帧图像中的位置；
S24：根据目标行人在每一帧图像中的位置获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置。
S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
本步骤针对行人不同的行进方向和位置制定不同的照明策略，使智慧杆上的光源可以在节约能源的基础上为行人提供最合适的照明。
如图5所示，作为一种可选但有利的实施方式，本实施例提供光源的照射方向随目标行人移动的照明策略，在本实施例中所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S31：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)；
S32：以当前一帧图像的中心为坐标原点，建立笛卡尔直角坐标系，得到行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置；其中xk+w/2和yk+h/2表示疑似行人目标框的中心点的坐标，wk表示行人目标框的宽度，hk表示疑似行人目标的高度。
S33：根据行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置确定光源的照明策略，其中照明策略包括：
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第一象限，则所述光源的照明策略为光源朝参考方向的右上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第二象限，则所述光源的照明策略为光源朝朝参考方向的左上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第三象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝左下方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第四象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝右下下方照射。其中参考方向为图像采集装置的光轴方向(由靠近智慧杆朝向远离智慧杆的方向)。
若当前行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心坐标距离图像中心坐标P(centerX,centerY)的欧式距离小于当前行人目标的宽度时，则停止旋转图像采集设备：即当：
Sqrt((xk+wk/2-centerX)*(xk+wk/2-centerX)+(yk+hk/2-centerY)*(yk+hk/2-centerY))≤wk时所追踪的行人距离光源较近，不必旋转图像采集设备。当没有行人目标时，光源回到初始状态，即光源回到光源照射的中心和视频采集设备视场中心重合的角度。
如图6所示，作为一种可选但有利的实施方式，本实施例提供光源的光照随目标行行进方向调整的照明策略，所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置还包括以下步骤：
S201：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S,其中S＝wk×hk；
S202：获取前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast,其中Slast＝wk-1×hk-1；
S203：根据当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S和前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast计算面积比raito，其中raito＝S/Slast；
S204：如果raito>1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进；
S205：如果raito<1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝远离光源的方向行进。
本实施例利用相邻两帧图像的面积比快速准确地判断出行人相对光源行进的方向。在判断出行人相对光源行进的方向后所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S301：获取智慧杆上光源的当前光照强度Q；
S302：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度减小至Q/raito；
如果行人朝着光源走来，则行人和光源之间的距离将减小，对此可以适当调小光源的光照强度，本步骤以相邻两帧图像面积之间的比值来调整光源强度，可以使光照强度与行人与光源之间的距离相适应，这样即可以保证为行人提供足够的照明，又可以节约能源。
S303：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度增大至Q×raito。
如果行人远离光源，则行人和光源之间的距离将增大，对此可以适当调大光源的光照强度，本步骤以相邻两帧图像面积之间的比值来调整光源强度，可以使光照强度与行人与光源之间的距离相适应，这样即可以保证为行人提供足够的照明，又可以节约能源。
S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
本步骤可以根据照明策略中的照射方向调整光源的照射角度，其中调整光源照射角度的方式可以使将光源朝照射方向转动。本步骤还可以根据照明策略中的光照强度来调整光源的发光功率。
作为一种可选但有利的实施方式，在本实施例中所述在杆还包括设置在光源照射方向上的光学透镜，所述光源包含LED模块；
所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S310：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向确定人流方向和人流速度；
S320：根据所述人流方向确定光源照射的角度和光源移动的角速度；
在公园或者广场这些场景中，行人所形成的人流方向和人流的速度随时都在变化，对此本实施例根据人流方向和人流速度来灵活调整照明策略，使光源照射的角度和光源移动的角速度与人流的方向和人流的速度相匹配。
所述S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明还包括以下步骤：
S41：获取所述照明策略；
S42：根据所述照明策略确定光源的照射角度；
S43：根据所述光源的照射角度调整LED模块和光学透镜的相对位置关系。
本实施例采用调整LED模块和光学透镜的相对位置关系来调整光源的照射角度，而不必对光源进行整体旋转，这样可以显著缩短光源照射角度的调整时间，从而实现光源对人流的实施追踪，以最大限度节约能耗。在具体实施可以使LED模块保持不动，并调整光学透镜的位置，也可以使光学透镜的位置不变，并调整LED模块的位置，当然也可以同时移动LED模块和光学透镜的位置。
如图12所示，本实施例提供一种相邻多功能智慧杆之间协调工作的控制方式，所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S31B：获取当前多功能智慧杆照射的边界位置；
图中虚线圆圈表示各个多功能智慧杆照射的边界位置。当前多功能智慧杆照射的边界位置70，是指当前多功能智慧杆能提供充足照明的临界位置，例如图12中以当前多功能智慧杆61为圆心的虚线圆圈。超过这个位置的区域，当前多功能智慧杆就部分提供充足的照明，。
S32B：检测行人目标是否到达当前多功能智慧杆照射的边界位置；
S33B：如果行人目标未达当前多功能智慧杆照射的边界位置，则以当前多功能智慧杆对行人目标进行追踪照明，如果行人目标已到达当前多功能智慧杆照射的边界位置，则获取行人目标当前所在的位置；
S34B：根据行人目标当前所在的位置选择与当前多功能智慧杆相邻的多功能智慧杆中距离行人目标最近的多功能智慧杆作为接续照明的多功能智慧杆；
由于在当前多功能智慧杆都有与当前多功能智慧杆相邻的其它多功能智慧杆，因此本步骤选择距离行人目标最近的那个作为后续为行人目标提供照明的接续照明多功能智慧杆62。
S35B：停止当前多功能智慧杆对进行目标的追踪照明，并开启所述接续照明的多功能智慧杆对行人目标进行追踪照明。
本步骤在行人目标行进到当前智慧杆照明的边界位置后，立即切换用于对该行人目标进行照明的多功能智慧杆，之前的智慧杆不再对行人目标进行追踪，而是对处于该智慧杆照明范围内的其它行人目标进行照明，如果该智慧杆的照明范围内没有行人目标则关闭该多功能智慧杆以达到节约能耗的目的。
实施例2
请参阅图8，本实施例提供了一种多功能智慧杆追踪照明装置，所述装置包括：
视频流获取模块，所述视频流获取模块用于获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
行进方向和行人位置获取模块，所述行进方向和行人位置获取模块用于根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
照明策略获取模块，所述照明策略获取模块用于根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
光源控制模块，所述光源控制模块用于根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
所述行进方向和行人位置获取模块还包括：
目标行人检测子模块，所述目标行人检测子模块用于检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人；
关联性分析子模块，所述关联性分析子模块用于分析视频流中各帧图像之间目标行人的关联性；
位置获取子模块，所述位置获取子模块用于根据视频流中各帧图像之间目标行人的关联性获取目标行人在每一帧图像中的位置；
相对位置获取子模块，所述相对位置获取子模块用于根据目标行人在每一帧图像中的位置获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置。
所述照明策略获取模块还包括：
行人目标框获取子模块，所述行人目标框获取子模块用于获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)；
行人目标框位置获取子模块，所述行人目标框位置获取子模块用于以当前一帧图像的中心为坐标原点，建立笛卡尔直角坐标系，得到行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置；
光源的照明策略确定模块，所述光源的照明策略确定模块用于根据行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置确定光源的照明策略，具体包括：
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第一象限，则所述光源的照明策略为光源朝参考方向的右上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第二象限，则所述光源的照明策略为光源朝朝参考方向的左上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第三象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝左下方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第四象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝右下下方照射。
所述照明策略获取模块还包括：
当前光照强度获取子模块，所述当前光照强度获取子模块用于获取智慧杆上光源的当前光照强度Q；
光照强度减小子模块，所述光照强度减小子模块用于如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度减小至Q/raito；
光照强度增大子模块，所述光照强度增大子模块用于如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度增大至Q×raito。
本实施例的多功能智慧杆追踪照明装置利用视频采集装置所采集到的视频流分析得出行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置，然后根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置灵活制定照明策略，控制光源根据照明策略为行人提供合适的照明，这样可以在为行人提供充分照明的同时节约能源。
实施例3
另外，结合图9描述的本发明中前述实施例的多功能智慧杆追踪照明方法可以由本实施例的智慧杆来实现。图9示出了本发明实施例提供的智慧杆的硬件结构示意图。
本实施例的智慧杆可以包括控制电路401、视频采集装置404、光源405、以及存储有计算机程序指令的存储器402。
具体地，上述控制电路401可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器402可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器402可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器402可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器402可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器402是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器402包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种区域随机智慧杆数据寻址方法。
在一个示例中本实施例的智慧杆还可包括通信接口403和总线410。其中，如图9所示，控制电路401、存储器402、通信接口403通过总线410连接并完成相互间的通信。通信接口403，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。总线410包括硬件、软件或两者，将用于智慧杆的各个部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线410可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
实施例4
另外，结合上述实施例中的多功能智慧杆追踪照明方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种多功能智慧杆追踪照明方法。
以上是对本发明实施例提供的多功能智慧杆追踪照明方法、装置、设备及存储介质的详细介绍。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
2.根据权利要求1所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置包括以下步骤：
S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人；
S22：分析视频流中各帧图像之间目标行人的关联性；
S23：根据视频流中各帧图像之间目标行人的关联性获取目标行人在每一帧图像中的位置；
S24：根据目标行人在每一帧图像中的位置获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置。
3.根据权利要求2所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S21：检测视频采集装置所采集的视频流以获得视频流中的目标行人还包括以下步骤：
S211：对视频流中的行人进行检测获取视频流中每个行人对应的行人目标框；
S212：获取每个行人目标框的平均灰度值；
S213：根据每个行人目标框的中心坐标获取每个行人对应的行人目标参考框，设第i个行人的行人目标框为Pi(x,y,w,h)，其中x和y表示行人目标框的中心坐标，w表示行人目标框的宽度，h表示行人目标框的高度，则第i个行人对应的行人目标参考框为以Ci(x+w/2,y+h/2)为中心，且宽度为2w，高度为2h的矩形框；
S214：获取每个行人目标参考框中除去对应的行人目标框部分后的平均灰度值作为参考灰度值；
S215：从检测到的行人中筛选出参考灰度值最小者作为目标行人。
4.根据权利要求3所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S22：分析视频流中各帧图像之间目标的关联性还包括以下步骤：
S221：从视频流中获取当前一帧图像中的目标行人所对应行人目标框作为初始行人目标框P(x,y,w,h)；
S222：从视频流中获取下一帧图像中各个行人对应的行人目标框；
S223：从下一帧图像中各个行人对应的行人目标框中获取距离初始行人目标框最近的行人目标框作为疑似行人目标框Lk(xk,yk,wk,hk)；
S224：判断疑似行人目标框和初始行人目标框之间是否满足|(x+w/2)-(xk+wk/2)|≤w/2,如果满足则以疑似行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，如果不满足则以初始行人目标框作为下一帧图像的关联行人目标框，并将下一帧图像的关联行人目标框所对应的行人作为下一帧图像的目标行人。
5.根据权利要求1至4任一项所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S31：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)；
S32：以当前一帧图像的中心为坐标原点，建立笛卡尔直角坐标系，得到行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置；
S33：根据行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系中的位置确定光源的照明策略，具体包括：
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第一象限，则所述光源的照明策略为光源朝参考方向的右上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第二象限，则所述光源的照明策略为光源朝朝参考方向的左上方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第三象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝左下方照射；
如果行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的中心在所述笛卡尔直角坐标系的第四象限，则所述光源的照明策略为朝参考方向的朝右下下方照射。
6.根据权利要求1所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S2：根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置还包括以下步骤：
S201：获取当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S,其中S＝wk×hk；
S202：获取前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast,其中Slast＝wk-1×hk-1；
S203：根据当前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk,yk,wk,hk)的面积S和前一帧图像中目标行人对应的行人目标框Pnew(xk-1,yk-1,wk-1,hk-1)的面积Slast计算面积比raito，其中raito＝S/Slast；
S204：如果raito>1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进；
S205：如果raito<1，则目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝远离光源的方向行进。
7.权利要求6所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于，所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S301：获取智慧杆上光源的当前光照强度Q；
S302：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度减小至Q/raito；
S303：如果目标行人相对智慧杆上光源的行进方向为朝靠近光源的方向行进则照明策略为将光源的光照强度增大至Q×raito。
8.权利要求1所述的多功能智慧杆追踪照明方法，其特征在于：所述智慧杆还包括设置在光源照射方向上的光学透镜，所述光源包含LED模块；
所述S3：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略还包括以下步骤：
S310：根据行人相对智慧杆上光源的行进方向确定人流方向和人流速度；
S320：根据所述人流方向确定光源照射的角度和光源移动的角速度；
所述S4：根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明还包括以下步骤：
S41：获取所述照明策略；
S42：根据所述照明策略确定光源的照射角度；
S43：根据所述光源的照射角度调整LED模块和光学透镜的相对位置关系。
9.多功能智慧杆追踪照明装置，其特征在于，所述装置包括：
视频流获取模块，所述视频流获取模块用于获取智慧杆上视频采集装置所采集的视频流；
行进方向和行人位置获取模块，所述行进方向和行人位置获取模块用于根据视频采集装置所采集的视频流获取行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置；
照明策略获取模块，所述照明策略获取模块用于根据行人相对智慧杆上光源的行进方向和行人相对智慧杆的位置获取智慧杆上光源为行人提供照明的照明策略；
光源控制模块，所述光源控制模块用于根据所述照明策略控制所述光源为行人进行照明。
10.多功能智慧杆，其特征在于，包括：光源、视频采集装置和和至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，所述光源和所述处理器电连接，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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