CN105423503A - 基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法及***。它包括视频监控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块;所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域,其视频信号输出至人流密度图分析模块;所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积并传递给空调控制模块;所述空调控制模块根据得到的面积信息,调节PID调节器的KP参数。本发明所述的方法及***针对影响运行工况最重要的人流量因素,提出基于视频人流密度图的估计人流量的方法及***,根据人流量不断更新PID调节器的参数,达到最佳的节能控制效果,复杂度低,实时性好。
Description
技术领域:
本实发明涉及视频监控技术领域,尤其涉及一种基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法及***。
背景技术:
中央空调的出现满足了人们对大空间范围内温度调节的需求,使人们的生活更加舒适。然而中央空调对能源的消耗极大,在能源、成本压力不断高涨的今天,节能降耗成为中央空调***设计的关键。近年来,随着楼宇自动化***(BAS)的应用和发展,在中央空调领域,人们开始采用BAS对空调***设备进行控制。通过对空调***管网压力或温度的采集,以压差或温差作为控制参量,采用PID算法控制变频器调节水泵的运转频率,使水泵流量跟随负荷变化,从而达到水泵节能的目的。但这种以压差或温差作为控制参量的PID调节,在中央空调控制中存在较大的局限性,节能效果较差,原因在PID调节器最重要的工程参数KP(比例系数)、TI(积分时间常数)和TD(微分时间常数)一旦确定之后,如果没有人为的调节,它是固定不变的,不会跟随受控参量的变化而自动调整。也就是说,这些工程参数确定之后,就用同一种参数去应对各种不同的运行工况。实际上,中央空调***是一个时变性的动态***,其运行工况受季节变化、环境温度、人流量等诸多因素的共同影响,是随时变化且处于波动之中,因此静态参数的PID控制方法不可能达到最佳的节能控制效果。
发明内容:
为了解决背景技术所存在的问题,本发明提供一种基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法,包括步骤如下:
步骤一,设定全负载时的PID调节器的KP值---KPmax,此时监控画面中人员所占面积为Smax,将Smax分为N等份 对应N个可调的KP值
步骤二,监控能反映区域人流密度的区域,并将视频信号输出至人流密度图分析模块;
步骤三,人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积,具体方法为:
1)每隔T秒采集M帧图像,每前后两帧相减得到差值图像,对第i(i=1,2,...,M-1)差值图像进行阈值二值化处理,小于设定阈值置为0,反之置为255,得到二值化图像,在该图像上应用形态学“开操作”去除点以及细线噪声,得到有空洞的运动区域图像,值为255的像素点代表存在运动;
2)如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动;否则对运动区域图像应用形态学“膨胀”操作,检查一次“膨胀”后的连通域数量,如果连通域数量减少,则继续应用“膨胀”操作;如果连通域数量不变,则操作结束。如此得到去除大部分空洞的运动区域图像,即人流密度图,它反映了当前时刻的人流状况;
3)将各个连通域的面积相加,得到运动区域的面积Si,它反映了人员拥挤状况;
4)计算平均面积Sa,
步骤四,空调控制模块接收步骤三得到的面积Sa,判定其落入步骤一中的哪个区间,如果与前一时刻相同则不调整;否则将KP调整为对应区间的KP值。
本发明方法基于视频信号得到人流密度图,并据此调整中央空调控制***的参数,克服了控制参数固定所带来的弊病,达到最佳的节能控制效果,复杂度低,实时性好,完全可以嵌入摄像头前端,进一步降低控制成本。
本发明还提供了一种基于视频人流密度图的中央空调节能控制***,包括视频监控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块:
所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域,其视频信号输出至人流密度图分析模块;
所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积并传递给空调控制模块;
所述空调控制模块根据得到的面积信息,调节PID调节器的KP参数。
本发明所述的方法及***针对影响运行工况最重要的人流量因素,提出基于视频人流密度图的估计人流量的方法及***,根据人流量不断更新PID调节器的参数,达到最佳的节能控制效果,复杂度低,实时性好。
附图说明:
图1为本发明***的一实施例示意图。
具体实施方式:
本发明方法的实现步骤如下:
步骤一,设定全负载时的PID调节器的KP值---KPmax,此时监控画面中人员所占面积为Smax,将Smax分为10等份 对应10个可调的KP值
步骤二,监控能反映区域人流密度的区域,并将视频信号输出至人流密度图分析模块;
步骤三,人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积,具体方法为:
1)每隔600秒采集51帧图像,每前后两帧相减得到差值图像,对第i(i=1,2,...,50)幅差值图像进行阈值二值化处理,小于设定阈值置为0,反之置为255,得到二值化图像,在该图像上应用形态学“开操作”去除点以及细线噪声,得到有空洞的运动区域图像,值为255的像素点代表存在运动。
2)如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动;否则对运动区域图像应用形态学“膨胀”操作,检查一次“膨胀”后的连通域数量,如果连通域数量减少,则继续应用“膨胀”操作;如果连通域数量不变,则操作结束。如此得到去除大部分空洞的运动区域图像,即人流密度图,它反映了当前时刻的人流状况;
3)将各个连通域的面积相加,得到运动区域的面积Si,它反映了人员拥挤状况;
4)计算平均面积Sa,
步骤四,空调控制模块接收步骤三得到的面积Sa,判定其落入步骤一中的哪个区间,如果与前一时刻相同则不调整;否则将KP调整为对应区间的KP值。
图1为本发明***的一个实施例,如图1所示,它包括视频监控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块:
所述视频监控模块,如摄像头安装于能反映区域人流密度的区域,其视频信号输出至计算机中的人流密度图分析模块;
所述计算机人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积并传递给空调控制模块;
所述空调控制模块根据得到的面积信息,调节PID调节器的KP参数,进而控制中央空调进行调节,从而适应运行工况的变化。
Claims (2)
1.基于视频人流密度图的中央空调节能控制方法,其特征在于,包括步骤如下:
步骤一,设定全负载时的PID调节器的KP值---KPmax,此时监控画面中人员所占面积为Smax,将Smax分为N等份对应N个可调的KP值
步骤二,监控能反映区域人流密度的区域,并将视频信号输出至人流密度图分析模块;
步骤三,人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积,具体方法为:
1)每隔T秒采集M帧图像,每前后两帧相减得到差值图像,对第i(i=1,2,...,M-1)幅差值图像进行阈值二值化处理,小于设定阈值置为0,反之置为255,得到二值化图像,在该图像上应用形态学“开操作”去除点以及细线噪声,得到有空洞的运动区域图像,值为255的像素点代表存在运动;
2)如果运动区域内的连通域为0,说明不存在人员流动;否则对运动区域图像应用形态学“膨胀”操作,检查一次“膨胀”后的连通域数量,如果连通域数量减少,则继续应用“膨胀”操作;如果连通域数量不变,则操作结束。如此得到去除大部分空洞的运动区域图像,即人流密度图,它反映了当前时刻的人流状况;
3)将各个连通域的面积相加,得到运动区域的面积Si,它反映了人员拥挤状况;
4)计算平均面积Sa,
步骤四,空调控制模块接收步骤三得到的面积Sa,判定其落入步骤一中的哪个区间,如果与前一时刻相同则不调整;否则将KP调整为对应区间的KP值。
2.基于视频人流密度图的中央空调节能控制***,其特征在于,它包括视频监控模块、人流密度图分析模块、空调控制模块;
所述视频监控模块安装于能反映区域人流密度的区域,其视频信号输出至人流密度图分析模块;
所述人流密度图分析模块处理视频信号得到人流的密度图,计算其面积并传递给空调控制模块;
所述空调控制模块根据得到的面积信息,调节PID调节器的KP参数。
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