CN103257627A - 一种基于计算机视觉的物联网控制***及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于计算机视觉的控制***及方法，***包含一个嵌入式计算机、嵌入式计算机的各信号端分别连接至少一个摄像头、一个物联网协调器、一个有线路由器和/或一个无线路由器、一个电磁锁、一个开关门装置、一个麦克风、一个扬声器，基于上述控制***的控制方法，控制***提供摄像头采集视频信号，嵌入式计算机中的图像识别软件可进行身份识别、状态识别、特征识别、表情识别、身体语言识别，完成识别后，根据设定的控制方案对物联网产品进行控制，实现开锁、开门、开灯、开空调、报警等操作，也可通过上网手机或计算机来实现上述控制，本发明提高人们生活和工作的便利。

Description

一种基于计算机视觉的物联网控制***及方法

技术领域

本发明涉及物联网控制领域，特别涉及一种基于计算机视觉的控制***及方法，物联网摄像头根据图像识别结果对相关物联网单元进行控制。 

背景技术

图像所包含信息的丰富多样性决定了摄像头应用领域的广泛性。物联网已经进入开始人们的生活中，摄像头作为物联网中一个传感器，其作用尚未得到充分的发挥。 

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于计算机视觉的控制***及方法，可以通过单目（单个摄像头）或双目（双摄像头）视觉，来实现身份识别、状态识别、特征识别、表情识别等等，进而根据识别结果控制自动控制物联网中的其它单元，以提高人们生活和工作的便利。 

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的： 

一种基于计算机视觉的控制***，包含一个嵌入式计算机、嵌入式计算机的各信号端分别连接至少一个摄像头、一个物联网协调器、一个有线路由器和/或一个无线路由器、一个电磁锁、一个开关门装置、一个麦克风、一个扬声器。 

基于上述控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤一、根据需求选择一个或多个物联网产品，物联网产品包括物联网电源开关、物联网空调控制器、物联网门锁、物联网开关门控制器、物联网电脑开机装置和物联网报警装置；嵌入式计算机通过物联网协调器与各物联网产品通信，向物联网产品发送控制信号并接收物联网产品发回的状态信号； 

步骤二、嵌入式计算机中包含视频图像识别软件，实现平面图像即对应于单目视觉或立体图像即对应于双目视觉识别，具体有以下几类识别功能：身份识别、状态识别、特征识别、表情识别、身体语言识别；所述的嵌入式计算机中还包含控制功能设置软件，使用户可以通过连入互联网的手机或计 算机来设定所述智能控制装置的控制方案， 

控制方案包含两项内容，一是嵌入式计算机采集到图像后进行哪一类识别，识别类型包括：身份识别、状态识别、特征识别、表情识别和身体语言识别；二是识别完成后进行哪一种控制操作，控制操作有三类，第一类是直接控制操作，具体包括以下几种：开锁、关锁、开门、关门、语音提示、语音报警；第二类是通过物联网协调器发送控制命令来控制物联网产品进行功能操作，具体包括以下几种：物联网电源开关的开和关；物联网空调控制器的控制操作，包括开、关、运行模式设定、温度设定和风量设定；物联网门锁的开和关；物联网开关门控制器控制的开门和关门；物联网电脑开机装置控制电脑开机、物联网报警装置的报警；第三类是通过互联网进行的操作，具体包括以下几种：通过互联网向指定的手机或计算机发送图像或视频信号、通过互联网实现主人与造访者之间的双向语音联络、通过互联网报警、通过互联网操作计算机播放音乐； 

上述三类控制操作由基于计算机视觉的控制***根据设定的控制方案自动控制完成，或者由手机或计算机通过互联网经密码认证后向控制***发送命令来控制完成； 

步骤三、安装在家庭、公寓、车库或办公室门口的摄像头，对到达门口的人进行身份识别，根据识别结果进行下一步操作：若是主人则开锁/开门，并根据设定的控制方案来进行开灯、开空调、开电脑、播放音乐等操作；若不是主人则通知主人，并根据主人的指令或开门、或询问、或报警；安装在车库门口的摄像头还可对车牌进行识别，对于设定的车牌号可以控制开启车库门；所述的摄像头也可以安装在保险柜前，对开启保险柜者进行身份识别，若不是主人则通知主人并报警。 

本发明的优点如下： 

（1）通过计算机视觉功能，能过实现自动开门、开灯、开空调、开加湿器、开饮水机、开电脑、播放音乐等一系列的操作，大大增加了生活的便利。 

（2）通过计算机视觉功能，能实现随时了解家庭安全状况和客人造访情况，能及时报警，有利于安全。 

（3）通过手机（或计算机），用户可以随时随地对家中的各种电源进行控制，有利于节能。 

附图说明

图1为本发明方法的智能控制装置原理框图。 

图2为本发明方法的家居应用实例框图。 

图3为本发明方法的安全报警应用实例框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细叙述。 

参照图1，一种基于计算机视觉的控制***，包含一个嵌入式计算机、嵌入式计算机的各信号端分别连接至少一个摄像头、一个物联网协调器、一个有线路由器和/或一个无线路由器、一个电磁锁、一个开关门装置、一个麦克风、一个扬声器。 

基于上述控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤一、根据需求选择一个或多个物联网产品，物联网产品包括物联网电源开关、物联网空调控制器、物联网门锁、物联网开关门控制器、物联网电脑开机装置和物联网报警装置；物联网协调器通过射频信号与各物联网产品通信，向物联网产品发送控制信号并接收物联网产品发回的状态信号； 

各物联网产品的功能简述如下：物联网电源开关既具有普通电源开关的功能，又能接受物联网协调器的指令，根据指令来控制电源的通断，并将电源通断状态信号返回物联网协调器；物联网空调控制器的既具有普通空调控制器的功能，又能物联网协调器的指令，根据指令来控制空调，并将空调运行状态信号返回物联网协调器；物联网门锁既具有普通门锁的手动开关功能，又能接受物联网协调器的指令，根据指令来控制门锁的开锁和关锁，并将锁的开关状态信号返回物联网协调器；物联网开关门控制器的功能是接受物联网协调器的指令，根据指令来控制门的开启或关闭，并将门的开关状态信号返回物联网协调器；物联网电脑开机装置的功能是接受物联网协调器的指令，根据指令来控制电脑的开启，并将电脑的开关机状态信号返回物联网协调器；物联网报警装置的功能是接受物联网协调器的指令，根据指令发出声光报警信号； 

步骤二、嵌入式计算机中包含视频图像识别软件，能够实现平面图像即对应于单目视觉或立体图像即对应于双目视觉识别，具体有以下几类识别功能：①身份识别，通过人脸识别判断造访者的身份；②状态识别，通过人脸识别判断造访者状态（疲倦、兴奋等）；③特征识别，通过图像识别判断汽车牌照等；④表情识别，通过人脸识别判断造访者的表情（喜怒哀乐等）；⑤身 体语言识别，通过图像识别判断造访者的身体语言；所述的嵌入式计算机中还包含控制功能设置软件，使用户可以通过连入互联网的手机或计算机来设定所述智能控制装置的控制方案， 

控制方案包含两项内容，一是嵌入式计算机采集到图像后进行哪一类识别，识别类型包括：身份识别、状态识别、特征识别、表情识别和身体语言识别；二是识别完成后进行哪一种控制操作，控制操作有三类，第一类是直接控制操作，具体包括以下几种：开锁、关锁、开门、关门、语音提示、语音报警；第二类是通过物联网协调器发送控制命令来控制物联网产品进行功能操作，具体包括以下几种：物联网电源开关的开和关；物联网空调控制器的控制操作，包括开、关、运行模式设定、温度设定和风量设定；物联网门锁的开和关；物联网开关门控制器控制的开门和关门；物联网电脑开机装置控制电脑开机、物联网报警装置的报警；第三类是通过互联网进行的操作，具体包括以下几种：通过互联网向指定的手机或计算机发送图像或视频信号、通过互联网实现主人与造访者之间的双向语音联络、通过互联网报警、通过互联网操作计算机播放音乐； 

上述三类控制操作由基于计算机视觉的控制***根据设定的控制方案自动控制完成，或者由手机或计算机通过互联网经密码认证后向控制***发送命令来控制完成； 

步骤三、安装在家庭、公寓、车库或办公室门口的摄像头，对到达门口的人进行身份识别，根据识别结果进行下一步操作：若是主人则开锁/开门，并根据设定的控制方案来进行开灯、开空调、开电脑、播放音乐等操作；若不是主人则通知主人，并根据主人的指令或开门、或询问、或报警；安装在车库门口的摄像头还可对车牌进行识别，对于设定的车牌号可以控制开启车库门；所述的摄像头也可以安装在保险柜前，对开启保险柜者进行身份识别，若不是主人则通知主人并报警。 

实施例一 

一个基于计算机视觉的物联网控制方法家庭应用实例。 

如图2所示，该实例中的智能控制装置采用单目视觉、无线路由器上网、省略了自动开关门装置；选用了六个物联网产品，其中三个物联网电源开关分别用于控制客厅照明灯、饮水机和加湿器，一个物联网空调控制器用来控制空调，一个物联网电脑开机装置用来控制家用电脑，一个物联网报警装置。 

摄像头安装在家门口，当有人到达家门口时，智能控制装置首先完成身份识别，若是主人，则控制电磁门锁开锁；控制物联网电源开关1、2、3接通客厅照明灯、饮水机、加湿器的电源；根据设定的条件控制物联网空调控制器打开空调；控制物联网电脑开机装置打开电脑；进一步进行表情识别，根据表情识别结果和事先设定的程序，通过互联网控制电脑播放与心情相适应的音乐。 

若是客人造访，则向设定的手机或计算机中发送造访者的图像，主人通过手机或计算机可与造访者进行语音对话，由主人决定是否开锁。若造访者有异常行为（如蒙面、撬锁），主人可通过语音警告，并启动报警装置。 

实施例二 

一个基于计算机视觉的物联网控制方法安全报警应用实例 

如图3所示，该实例中的智能控制装置采用双目视觉、经有线路由器上网、省略了电磁门锁和自动开关门装置；只选用了一个物联网产品——物联网报警装置。 

双摄像头隐蔽安装在需要保证安全的区域（如保险柜前），双目视觉具有立体识别功能，采用双目视觉识别能够有效防止用照片代替真人来欺骗智能控制装置。 

当有人到达摄像头所保护的区域时，首先进行身份识别，若是主人，再进一步进行身体语言识别，事先约定几种特定的表示报警的身体语言，一旦识别出报警身体语言，立即根据事先的设定启动报警装置，并向预定的计算机发送视频信号；若不是主人，则向主人的手机或计算机中发送视频信号，同时进行身体语言识别，若有异常行为（如开锁）立即启动报警。 

Claims (2)

1.一种基于计算机视觉的控制***，其特征在于，包含一个嵌入式计算机、嵌入式计算机的各信号端分别连接至少一个摄像头、一个物联网协调器、一个有线路由器和/或一个无线路由器、一个电磁锁、一个开关门装置、一个麦克风、一个扬声器。

2.基于权利要求1所述的控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据需求选择一个或多个物联网产品，物联网产品包括物联网电源开关、物联网空调控制器、物联网门锁、物联网开关门控制器、物联网电脑开机装置和物联网报警装置；嵌入式计算机通过物联网协调器与各物联网产品通信，向物联网产品发送控制信号并接收物联网产品发回的状态信号；

步骤二、嵌入式计算机中包含视频图像识别软件，实现平面图像即对应于单目视觉或立体图像即对应于双目视觉识别，具体有以下几类识别功能：身份识别、状态识别、特征识别、表情识别、身体语言识别；所述的嵌入式计算机中还包含控制功能设置软件，使用户可以通过连入互联网的手机或计算机来设定所述智能控制装置的控制方案，

控制方案包含两项内容，一是嵌入式计算机采集到图像后进行哪一类识别，识别类型包括：身份识别、状态识别、特征识别、表情识别和身体语言识别；二是识别完成后进行哪一种控制操作，控制操作有三类，第一类是直接控制操作，具体包括以下几种：开锁、关锁、开门、关门、语音提示、语音报警；第二类是通过物联网协调器发送控制命令来控制物联网产品进行功能操作，具体包括以下几种：物联网电源开关的开和关；物联网空调控制器的控制操作，包括开、关、运行模式设定、温度设定和风量设定；物联网门锁的开和关；物联网开关门控制器控制的开门和关门；物联网电脑开机装置控制电脑开机、物联网报警装置的报警；第三类是通过互联网进行的操作，具体包括以下几种：通过互联网向指定的手机或计算机发送图像或视频信号、通过互联网实现主人与造访者之间的双向语音联络、通过互联网报警、通过互联网操作计算机播放音乐；

上述三类控制操作由基于计算机视觉的控制***根据设定的控制方案自动控制完成，或者由手机或计算机通过互联网经密码认证后向控制***发送命令来控制完成；

步骤三、安装在家庭、公寓、车库或办公室门口的摄像头，对到达门口的人进行身份识别，根据识别结果进行下一步操作：若是主人则开锁/开门，并根据设定的控制方案来进行开灯、开空调、开电脑、播放音乐等操作；若不是主人则通知主人，并根据主人的指令或开门、或询问、或报警；安装在车库门口的摄像头还可对车牌进行识别，对于设定的车牌号可以控制开启车库门；所述的摄像头也可以安装在保险柜前，对开启保险柜者进行身份识别，若不是主人则通知主人并报警。

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