CN110049604A - 一种路灯照明节能方法与*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路灯照明节能方法和***，包含一种方法和***装置。所述***装置包括：路灯、路灯架、控制模块、光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块。所述方法包括：光照度传感器采集的光照度值用于控制路灯照明节能功能的开启和关闭，路灯照明节能功能是利用红外摄像模块采集马路上的图像信息，并利用人体行为识别模块从图像信息中识别人体和人体行为，人体行为包括人远离路灯的行为和走近路灯的行为，而控制模块根据所识别的人体行为结果来控制路灯的开启和关闭。本发明基于光照度传感器、红外摄像模块和人体行为识别模块完成路灯照明节能功能，能够有效解决传统路灯照明***大量浪费电能的缺陷。

Description

一种路灯照明节能方法与***
技术领域
本发明涉及照明节能技术领域，尤其涉及一种基于人工智能方法的路灯照明节能方法与***。
背景技术
路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施。据统计，当前我国路灯照明耗电量约占照明总用电量的15％。面对供电的紧张局面，传统的照明光源和灯具节能已经不能满足大范围节电的需求，而人工控制、路灯巡查同时也是一项需要耗费大量人力物力的工作。更有效率的路灯自动控制手段是路灯节能的重要方向，而目前的路灯控制手段大多采用定时开关功能，实际上这一方案也不能达到好的节能效果，因为很多马路可能人流稀少，路灯整夜常开只是为了可能的少量路人服务，大量的时间段内马路上没有人经过，故导致路灯耗电量极大。在一些住宅楼等小范围内，路灯采用了人体红外检测设备辅助路灯进行开关控制，可达到较好的节能效果，但这种方案对于常规的马路路灯是不适用的，不能给路人带来好的体验。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于人体行为识别的路灯照明节能***。本发明需要在硬件和软件上对传统的路灯进行智能化改造，使得本发明的路灯照明节能***在户外光照度值达到一定阈值时自动开启路灯节能功能，然后利用路灯上设置的红外摄像模块和人体行为识别模块监测路面是否有人路过该路灯，从而控制路灯的开启与关闭。
为了达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种路灯照明节能方法与***，包括路灯、路灯架、控制模块、光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块。
所述路灯架用于承载所述路灯、光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块、和控制模块。
所述路灯可采用各种类型的灯，如LED灯、卤钨灯等，并安装于所述路灯架中，用于为路面行人提供照明。
所述控制模块与上述路灯、光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块相连。控制模块作为中枢设备在各种设备之间传输信息，包括与红外摄像模块之间传输图像信息，与人体行为识别模块之间传输图像信息和人体行为识别结果信息，与光照度传感器之间传输光照度信息，与路灯之间传输开关控制信息。所述控制模块可以是一块带有信号控制和处理功能的嵌入式设备。
所述光照度传感器安装在路灯架顶部，并与所述控制模块相连，光照度传感器不能被本发明的路灯照明节能***中任何设备遮掩，该设备用于实时监测当前路灯所在区域光照度信息，并将信息即时传输给控制模块，本发明中光照度传感器起到了自动开启路灯照明节能功能的目的，在监测到的光照度值小于预设的某一个阈值时开启路灯照明节能功能，此时所述控制模块、红外摄像模块和人体行为识别模块开始工作；如果监测到的光照度值大于预设的某一个阈值时关闭路灯照明节能功能，此时所述控制模块、红外摄像模块和人体行为识别模块停止工作。
所述红外摄像模块安装在所述路灯架上，红外摄像模块与所述控制模块相连，用于在路灯照明节能功能启动后连续捕捉图像信号，并将信号传输到所述控制模块。该红外摄像模块的图形采集和传输频率可以人为设定。路灯架上可以设置沿着路面方向的多个红外摄像模块同时监控多个路面方向。本发明采用红外摄像模块，而非普通摄像模块是为了能在夜晚进行清晰地图像采集。
所述人体行为识别模块安装在所述路灯架上，并与所述控制模块相连，该设备连续从控制模块获取来自红外摄像模块的图像信息，并对图像信息进行分析，判断此时路灯附近是否有人出现，如果有人出现，再进行人体行为识别，即人是远离路灯状态还是走近路灯状态，同时将识别结果信息发送回给控制模块，控制模块根据此信息完成开灯或关灯的工作。所述人体行为识别模块可以是一个置入图像处理算法和人体行为识别算法的嵌入式设备，也可以是一个专有的图像处理硬件平台。
本发明的有益效果是，本发明采用基于光照度传感器和人体行为识别模块的路灯照明节能***，能够完全解决传统路灯照明***大量浪费电能的缺陷，使得路灯照明***能根据马路上人的行为自动控制路灯的开启与关闭，在马路上没有人行走时自动关闭路灯，马路上有人行走时自动打开距离人最近的路灯。而光照度传感器又能实时根据路灯所在区域的照度值来确定是否开启路灯照明节能功能。另外，现在许多城市或区域的路灯***中已经装置了红外摄像模块，但其功能是用于视频监控的安防目的，对于这一类路灯***，本发明提出的思路可以利用路灯上已有的红外摄像模块达到照明节能目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1是路灯照明节能***结构图
图2是路灯照明节能***中各模块连接图
图3是路灯照明节能功能开启和关闭实现流程图
图4是路灯照明节能功能的实现流程图
图5是人体行为识别的实现流程图
图6是控制模块的灯控实现流程图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例以平直方向公路上一盏路灯***为例，对该路灯照明节能***的结构进行说明，路灯照明节能***结构图如图1所示。同时，对路灯照明节能***中各个模块的连接关系与功能进行说明，即如图2所示的路灯照明节能***中各模块连接图。同时，图3展现路灯照明节能功能开启与关闭实现流程图。同时，通过图4展现路灯照明节能功能的实现流程图。图5是人体行为识别的实现流程图，图6是控制模块的灯控实现流程图。
所述图1中，所述路灯照明节能***的各功能模块显示了其在路灯***中的位置，该***包括路灯架、路灯、控制模块、第一红外摄像模块、第二红外摄像模块、光照度传感器、人体行为识别模块。
所述光照度传感器必须位于路灯***顶端，用于准确测量出路灯***所处区域的光照度值，光照度值的变化控制路灯照明节能功能的开启和关闭。
所述第一红外摄像模块和第二红外摄像模块都采用固定式枪状摄像设备，通过将两个红外摄像模块设置在沿平直公路上相反的两个方向，可以更稳定地采集公路上的图像信息。例如平直公路为东西方向，第一红外摄像模块监测朝东方向的路面，第二红外摄像模块监测朝西方向的路面，那么任意一个红外摄像模块监测到有人朝该路灯走近，就开启路灯；两个红外摄像模块都监测到人已远离该路灯，就关闭路灯。
所述图2展示了所述路灯照明节能***的各功能模块的相互连接方式，包括路灯、控制模块、第一红外摄像模块、第二红外摄像模块、光照度传感器、人体行为识别模块。
所述第一红外摄像模块、所述第二红外摄像模块同时与所述控制模块相连，在所述路灯照明节能功能启动后，两个红外摄像模块连续采集图像信息，并同时向控制模块传输，直到路灯照明节能功能关闭，就停止图像采集和传输工作。
所述控制模块为路灯照明节能***的中枢模块，该模块同时与所述光照度传感器、第一红外摄像模块、第二红外摄像模块、人体行为识别模块，以及路灯相连。所述控制模块接受来自光照度传感器的光照度信息、两个红外摄像模块的图像信息，和人体行为识别模块的识别结果信息，同时，所述控制模块输出图像信息到人体行为识别模块，输出灯控信息到路灯。同时，控制模块也控制第一红外摄像模块、第二红外摄像模块、人体行为识别模块，以及路灯的开启和关闭。
所述图3展示了路灯照明节能功能开启和关闭的条件。所述路灯照明节能***中光照度传感器实时测量路灯所处区域的照度值，然后传输到所述控制模块，控制模块收到光照度信息后，判断光照度值大小，如果光照度值≥C Lux，那么控制模块开启路灯照明节能功能，即开启所述第一红外摄像模块、第二红外摄像模块和人体行为识别模块，使其处于工作状态。如果光照度值＜C Lux，那么控制模块自动关闭路灯照明节能功能，即关闭所述第一红外摄像模块、第二红外摄像模块和人体行为识别模块，使其处于休眠状态。这里C值可以根据需要自行定义，例如C＝50Lux。所以，所述光照度传感器所测量的照度值是整个路灯照明节能***的输入信号。
所述图4展示了路灯照明节能***开启状况下路灯照明节能功能的实现流程图。由于第一红外摄像模块和第二红外摄像模块同时采集两个不同方向的图像，并同时通过控制模块传输到人体行为识别模块进行人体行为识别，所以第一红外摄像模块和第二红外摄像模块的图像信息最后都可以控制路灯的开启和关闭，它们是相互独立工作的，故所述图4以第一红外摄像模块所采集的图像信号为例，对整个路灯照明节能功能的实现流程图进行说明，对于第二红外摄像模块的路灯照明节能功能的实现流程与此相同。
所述路灯照明节能功能实现流程如下：所述第一红外摄像模块连续采集实时图像信号，采集频率可以根据需要设定，例如每0.2秒采集一副图像信息，并实时地将图像信号传送至所述控制模块，控制模块再将该图像信息传送至人体行为识别模块，人体行为识别模块作为实现路灯照明节能的重要环节，需要对接收的图像信息进行分析，识别出所采集的图像中是否有人出现，当有人出现时，该人是走近该路灯还是远离该路灯，当识别出这些信息以后，就将信息发送回控制模块，如果没有识别出图像中有人出现，就不发送信息给控制模块，而当控制模块收到人体识别信息后，就可根据该信息控制路灯的开启或关闭。
图5展示了人体行为识别的实现流程图。所述人体行为识别模块连续从控制模块获取来自红外摄像模块的图像信息，并对这些图像信息进行分析，识别人体行为信息。人体行为识别的具体实现流程为：对输入的每一帧图像信号进行人体识别，如果没有识别到人体，就继续对后续输入的图像信号进行人体识别，如果识别到图像中包含人体，就从后续每一帧图像中取出人体轮廓，并计算人体轮廓的面积，然后，针对连续输入的每一帧图片，比较其后一帧图片中人体轮廓的面积与该图片中人体轮廓面积的大小，如果前一帧人体面积大于后一帧人体面积，那么所述人体行为识别模块就识别出了人远离该路灯的人体行为，如果前一帧人体面积小于后一帧人体面积，那么所述人体行为识别模块就识别出了人走近该路灯的人体行为。
所述图6展示了控制模块的灯控实现流程图。所述控制模块从所述人体行为识别模块获取人体行为信息后需要对其进行判断，并控制路灯的开启与关闭，其具体流程为：控制模块获取来自人体行为识别模块连续输入的人体行为信息，然后判断输入的人体行为信息是否是人走近该路灯的人体行为，如果是，就发送开灯指令给路灯，如果否，即输入是人远离该路灯的人体行为，那么就发送关灯指令给路灯。
本发明的原理己经通过实施例或操作模式的实例在上面进行了描述。然而本发明不应该被解释为限于上面讨论的特定实施例，例如，本发明对具备不同数量不同类型的红外摄像模块的路灯照明节能***同样有效、对具备各种不同造型和结构的路灯***同样有效、对具有不同人体行为识别方法及模块的路灯照明节能***同样有效。
上述或多或少特定的实施例因此应该被认为是说明性的，而不是限制性的，并且应该理解的是，本领域技术人员可以在所述实施例中作出变化，而不背离由所附的权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (7)

1.一种路灯照明节能方法和***，包括路灯和路灯架，其特征在于路灯架中设置了光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块、控制模块，所述光照度传感器设置于路灯架顶端，用于采集光照度信息，并将信息传输至控制模块，通过控制模块开启和关闭路灯照明节能功能，所述红外摄像模块实时采集图像信息，并将信息通过控制模块传输至人体行为识别模块，所述人体行为识别模块通过对图像信息的分析来识别人体行为，所述控制模块根据人体行为识别结果控制路灯开启和关闭。控制模块与上述光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块、路灯相连并进行信息传输，控制模块控制红外摄像模块、人体行为识别模块和路灯的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于所述光照度传感器设置于路灯架顶部，所采集的照度数值输入到控制模块，用于控制路灯照明节能功能的开启和关闭，当照度值小于某一预先设定的值，开启路灯照明节能功能，当照度值大于某一预先设定的值，关闭路灯照明节能功能。
3.根据权利要求1所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于路灯架上可以设置多个红外摄像模块，用于采集不同方向的图像信息，不同方向的图像信息同时影响路灯的开启和关闭，红外摄像头模块图形采集的频率可以设置，且红外摄像模块的开启和关闭受光照度传感器值的控制。
4.根据权利要求1和权利要求3所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于所述人体行为识别模块接收来自一个或多个红外摄像模块的图像信息，并从图像信息中识别人体和人体行为，人体行为包括人远离路灯和人走近路灯的行为，这一行为可以控制路灯的开启和关闭，当识别到人远离路灯时，通过控制模块控制路灯关闭，当识别到人走近路灯时，通过控制模块控制路灯开启，人体行为识别模块的开启和关闭受光照度传感器值的控制。
5.根据权利要求1和权利要求4所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于基于图像信息的人体行为识别方法要识别出人体行为，包括人走近路灯的行为和人远离路灯的行为，人体行为识别的步骤分为：从每一帧图像信息中识别人体、从每一帧图像信息中取出人体轮廓、计算每一帧图像中人体轮廓面积、连续对前后两帧图像中的人体轮廓面积进行对比，识别出人体行为。
6.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4和权利要求5所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于所述控制模块同时连接上述光照度传感器、红外摄像模块、人体行为识别模块和路灯，控制模块接受来自红外摄像模块的图像信息、光照度传感器的照度信息、人体行为识别模块的人体行为识别结果信息，同时，控制模块可输入来自红外摄像模块的图像信息至人体行为识别模块，控制模块还可根据来自光照度传感器的照度信息控制红外摄像模块、人体行为识别模块和路灯的开启和关闭，控制模块还可根据来自人体行为识别模块的人体行为信息控制路灯的开启和关闭，当控制模块收到来自人体行为识别模块的信息是人走近路灯时，就发出开灯指令给路灯，当控制模块收到来自人体行为识别模块的信息是人远离路灯时，就发出关灯指令给路灯。
7.根据权利要求1和权利要求6所述的一种路灯照明节能方法和***，其特征在于路灯的开启和关闭受所述控制模块的直接控制，受所述光照度传感器和人体行为识别模块的间接控制。
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