基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，包括图像采集装置，图像处理装置，遮阳控制装置，与图像处理装置信号连接；遮阳构件与遮阳控制装置连接；图像处理装置接收图像采集装置发送来的室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，图像处理装置根据第二亮度分布信息发送信号到遮阳控制装置，遮阳控制装置驱动遮阳构件动作。本发明专利技术通过提取和分析室内亮度分布信息，基于分析结果调控室内采光，使室内亮度分布符合室内采光标准，满足多数个体视觉舒适度要求。本发明专利技术还涉及基于室内视觉图像分析的建筑采光控制方法。

Lighting control device and method based on indoor visual image analysis

The invention relates to a building daylighting control device based on indoor visual image analysis, which comprises an image acquisition device, an image processing device, a sunshade control device, a signal connection with the image processing device, a sunshade component connection with the sunshade control device, an image processing device receiving the indoor panoramic image sent by the image acquisition device, and extracting the first luminance distribution information from the indoor panoramic image The image processing device sends a signal to the sunshade control device according to the second brightness distribution information, and the sunshade control device drives the sunshade component to act. By extracting and analyzing the indoor luminance distribution information, the invention adjusts and controls the indoor lighting based on the analysis result, so that the indoor luminance distribution meets the indoor lighting standard and meets the requirements of most individual visual comfort. The invention also relates to a building daylighting control method based on indoor visual image analysis.

【技术实现步骤摘要】
基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置和方法
本专利技术涉及建筑采光领域，特别是涉及基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置和方法。
技术介绍
建筑采光控制是智能建筑的一个重要组成部分，在节能减排和提高居住者舒适性中扮演着重要角色。使用遮阳控制系统来调节进入室内的光线是目前较为流行的改善室内视觉和热舒适性的方式。传统的建筑遮阳装置的操作方式以手动控制为主，控制方式比较简单，其优势是根据个体主观真实感受来进行舒适度判断后发出指令。智能建筑遮阳装置通过传感器检测室外的太阳直射光强度，然后根据检测结果控制窗口上的遮阳构件的闭合以调节建筑物内光线。其通过传感、控制、信息等技术的融合，对建筑遮阳进行智能控制优化应用，提供更加舒适和节能的个性化室内环境。目前智能建筑遮阳装置存在以下问题：(1)由于检测的光线来自室外的太阳直射光，而通过分析室外的太阳直射光来调控室内采光，室内亮度分布不一定符合室内采光标准；(2)室内亮度分布无法满足多数个体视觉舒适度。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的之一是：提供基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其能够通过提取和分析室内亮度分布信息，基于分析结果调控室内采光，室内亮度分布符合室内采光标准，满足多数个体视觉舒适度。针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的之二是：提供基于室内视觉图像分析的建筑采光控制方法，通过提取和分析室内亮度分布信息，基于分析结果调控室内采光，使室内亮度分布符合室内采光标准，满足多数个体视觉舒适度。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，包括图像采集装置，设于室内，用于采集室内全景图像；图像处理装置，与图像采集装置信号连接；遮阳控制装置，与图像处理装置信号连接；遮阳构件，设于室内，用于遮挡太阳光线，与遮阳控制装置连接；其中，图像处理装置接收图像采集装置发送来的室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，图像处理装置根据第二亮度分布信息发送信号到遮阳控制装置，遮阳控制装置驱动遮阳构件动作。进一步，第二亮度分布信息包括最高亮度、平均亮度、亮度对比度和视觉舒适度指标。进一步，图像处理装置分别与图像采集装置和遮阳控制装置无线连接。进一步，遮阳控制装置包括主控制器、驱动装置和转角传感器，转角传感器与遮阳构件对应设置，用于收集当前遮阳构件的转角位置信息，主控制器分别和图像处理装置和转角传感器信号连接，分别接收由图像处理装置和转角传感器发送来的数据。主控制器控制驱动装置动作，驱动装置驱动遮阳构件打开或关闭。进一步，图像采集装置为高动态范围图像相机。进一步，相机设于室内顶部中心位置，相机镜头朝下。基于室内视觉图像分析的建筑采光控制方法，包括以下步骤，S1、图像采集装置采集室内全景图像并将室内全景图像发送至图像处理装置；S2、图像处理装置从室内全景图像提取第一亮度分布信息；S3、图像处理装置将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息；S4、根据第二亮度分布信息，图像处理装置发送信号到遮阳控制装置；S5、遮阳控制装置驱动遮阳构件动作。进一步，S3包括以下步骤，建立空间三维直角坐标系A，设定房间内任意一点E的空间坐标为(XE,YE,ZE)，人眼所在空间位置坐标为A1(XP,YP,ZP)，屋顶相机的安装位置坐标为A2(XC,YC,ZC)；建立以屋顶相机俯视的二维直角坐标系B1；建立以人眼平视的二维直角坐标系B2；三维直角坐标系A中点E映射到二维直角坐标系B1的坐标为EB1(XEC,YEC)，映射到二维直角坐标系B2的坐标为EB2(XEP,YEP)；三维直角坐标系A中点E与二维直角坐标系B1中点EB1的关系式为：三维直角坐标系A中点E与二维直角坐标系B2中点EB1的关系式为：通过公式(1)～(4)计算出点EB2的坐标XEP和YEP；从第一亮度分布信息中提取点EB1(XEC,YEC)的亮度值D；将点EB2的亮度值设为D。进一步，S4包括以下步骤，转角传感器测量遮阳构件的当前转角位置实际值；转角传感器将当前转角位置实际值发送到遮阳控制装置的主控制器；遮阳控制装置的主控制器将当前转角位置实际值发送到图像处理装置；图像处理装置根据当前转角位置实际值和第二亮度分布信息计算出符合人眼舒适度的遮阳构件的转角位置预设值；图像处理装置发送转角位置预设值到主控制器。进一步，S5包括以下步骤，遮阳控制装置的主控制器计算当前转角位置实际值与转角位置预设值之间差值，根据差值发送控制信号到驱动装置，驱动装置驱动遮阳构件动作。总的说来，本专利技术具有如下优点：图像采集装置能够采集室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，根据第二亮度分布信息，图像处理装置能够发送信号到驱动装置，驱动装置驱动遮阳构件相应动作。相比于现有技术采集分析室外的太阳光，本专利技术能够通过提取和分析室内亮度分布信息，基于分析结果调控室内采光，使室内亮度分布符合室内采光标准，满足多数个体视觉舒适度要求。附图说明图1为本专利技术实施例的平面结构示意图。图2为基于相机俯视视角的室内全景图像。图3为基于室内个体人眼视角方向的人眼视角图。图4为本专利技术实施例建立的三维直角坐标系A的示意图。图5为本专利技术实施例基于室内个体人眼视角方向建立的二维直角坐标系B1的示意图。图6为本专利技术实施例基于相机俯视视角建立的二维直角坐标系B2的示意图。图7为本专利技术实施例的模块框图。附图标记说明：1——相机；2——图像处理主机；3——遮阳控制电机；4——遮阳构件；5——侧窗、51——一窗、52——二窗、53——三窗、54——四窗；61——前墙、62——右墙、63——后墙、64——左墙；7——地面。具体实施方式下面来对本专利技术做进一步详细的说明。如图1～图3所示，基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，包括图像采集装置，设于室内，用于采集室内全景图像；图像处理装置，与图像采集装置信号连接；遮阳控制装置，与图像处理装置信号连接；遮阳构件4，设于室内，用于遮挡太阳光线，与遮阳控制装置连接；其中，图像处理装置接收图像采集装置发送来的室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，图像处理装置根据第二亮度分布信息发送信号到遮阳控制装置，遮阳控制装置驱动遮阳构件4动作。通过图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：包括/n图像采集装置，设于室内，用于采集室内全景图像；/n图像处理装置，与图像采集装置信号连接；/n遮阳控制装置，与图像处理装置信号连接；/n遮阳构件，设于室内，用于遮挡太阳光线，与遮阳控制装置连接；/n其中，图像处理装置接收图像采集装置发送来的室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，图像处理装置根据第二亮度分布信息发送信号到遮阳控制装置，遮阳控制装置驱动遮阳构件动作。/n

【技术特征摘要】
1.基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：包括
图像采集装置，设于室内，用于采集室内全景图像；
图像处理装置，与图像采集装置信号连接；
遮阳控制装置，与图像处理装置信号连接；
遮阳构件，设于室内，用于遮挡太阳光线，与遮阳控制装置连接；
其中，图像处理装置接收图像采集装置发送来的室内全景图像，从室内全景图像提取第一亮度分布信息并将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息，图像处理装置根据第二亮度分布信息发送信号到遮阳控制装置，遮阳控制装置驱动遮阳构件动作。


2.按照权利要求1所述的基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：第二亮度分布信息包括最高亮度、平均亮度、亮度对比度和视觉舒适度指标。


3.按照权利要求1所述的基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：图像处理装置分别与图像采集装置和遮阳控制装置无线连接。


4.按照权利要求1所述的基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：遮阳控制装置包括主控制器、驱动装置和转角传感器，转角传感器与遮阳构件对应设置，主控制器分别和图像处理装置和转角传感器信号连接，主控制器控制驱动装置动作，驱动装置驱动遮阳构件打开或关闭。


5.按照权利要求1所述的基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：图像采集装置为高动态范围图像相机。


6.按照权利要求5所述的基于室内视觉图像分析的建筑采光控制装置，其特征在于：相机设于室内顶部中心位置，相机镜头朝下。


7.基于室内视觉图像分析的建筑采光控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、图像采集装置采集室内全景图像并将室内全景图像发送至图像处理装置；
S2、图像处理装置从室内全景图像提取第一亮度分布信息；
S3、图像处理装置将第一亮度分布信息转换成室内个体人眼视角方向的第二亮度分布信息；
S4、根据第二亮度...

【专利技术属性】
技术研发人员：边宇，遇大兴，林佳，冷天翔，郑锦泽，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44