远程灯光自动控制系统技术方案

远程灯光自动控制系统，包括设置在教室中用于录制视频的前摄像头、后摄像头及侧摄像头，前摄像头、后摄像头、侧摄像头与控制中心通信连接，控制中心包括灯光控制器以及图像处理和运算单元；教室中设有一个灯光开关，该灯光开关仅用于控制教室中间座位区域的灯光开启和关闭；图像处理和运算单元在设定的工作时段内从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中提取当前时间点的图像，并根据各座位区域的亮度是否均低于设定阈值来判断有无灯光开启；若有灯光开启，再从提取的图像中判断各座位区域是否有人，并判断其亮度是否低于设定阈值，进而根据判断结果并通过灯光控制器控制对应灯光的开启和关闭。

【技术实现步骤摘要】
远程灯光自动控制系统
本专利技术涉及计算机图像识别与自动化控制交叉的
，特别涉及一种远程灯光自动控制系统。
技术介绍
高校自修室中经常出现“人已走，灯未关”的情况，每年因为忘记关灯的问题造成了大量的电能浪费。最初解决该问题的方法是安排值班人员到点巡查，由巡查人员将无人使用的灯光关闭，该办法增加了值班人员的工作负担并且效率不高，近些年来，随着互联网及通讯技术的发展，针对灯光控制的方法也变得越来越智能化。中国专利文献CN109121270A公开了一种互联网通信技术的教室灯光控制方法和系统，其通过给每间教室构建一个不同的无线局域网，再以每个学生的智能手机作为灯光控制客户端，灯光控制客户端与内网服务器通信，再由内网服务器控制照明灯的打开，内网服务器同时监测灯光控制客户端与无线局域网的连接状态，当灯光控制客户端与无线局域网断开后，内网服务器控制相应的照明灯关闭。该控制方法依赖安装有APP的智能手机作为控制客户端，整个系统架构偏复杂。中国专利文献CN105934051A公开了一种基于互动式教室灯光智能控制系统，其通过摄像头拍摄教室内的图像，然后采用Hog特征和SVM分类器进行教室人头框定，进而统计出各区域的人数，绘制出人员分布图，再根据人员分布情况控制教室灯光。该文献中显然是通过单一摄像头获取教室内的图像，加上其是对人头进行框定，很容易出现后方座位的人头被其前方座位的人遮挡的情况，如此将导致统计数据准确性大大降低，进而影响执行准确性。另外，该灯光智能控制系统涉及的算法较为复杂，并且其采用的是人工智能算法，前期需要通过大量的样本训练来保证人头识别的准确性，实施起来比较麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种架构和算法简单且执行准确性较高的远程灯光自动控制系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种远程灯光自动控制系统，其包括：前摄像头，固定设置在教室前方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；后摄像头，固定设置在教室后方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；侧摄像头，固定设置在教室的左侧或右侧，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；控制中心，与所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头通信连接，所述控制中心包括灯光控制器以及图像处理和运算单元；灯光开关，仅用于控制教室中间座位区域的灯光开启和关闭；所述教室被划分为包括中间座位区域在内的多个座位区域，通过所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头同时监测教室内的人员变化情况并录制视频；所述图像处理和运算单元在设定的工作时段内从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中每间隔一段时间各提取一副当前时间点的图像，并利用颜色空间转换算法将所提取的图像由RGB格式转换为HSV格式，然后判断各副图像中所有座位区域的亮度是否均低于设定阈值，若是，则判定教室内无灯光开启；若否，则判定教室内有灯光开启；当判定结果为教室内有灯光开启时，所述图像处理和运算单元再从提取的图像中判断各座位区域是否有人，并判断其亮度是否低于设定阈值；若座位区域有人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光开启；若座位区域有人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；若座位区域无人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；若座位区域无人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光关闭。其中，所述图像处理和运算单元从提取的图像中提取各座位区域中的像素，然后将前摄像头所对应图像中座位区域的像素与后摄像头所对应图像中对应座位区域的像素相减；若二者的像素差值大于设定的上限值，则判定当前该座位区域无人；若二者的像素差值小于设定的上限值，则将侧摄像头所对应图像中该座位区域的像素分别与前摄像头所对应图像中座位区域的像素以及后摄像头所对应图像中座位区域的像素相减；在相减后所得到的两个像素差值中，若有一个像素差值大于设定的上限值或者两个像素差值均小于设定的下限值，则判定当前该座位区域无人，若有一个像素差值大于设定的下限值并小于设定的上限值，则判定当前该座位区域有人。其中，所述教室被划分为多个座位区域并且各座位区域在每个摄像头所对应视频图像中的坐标范围预先存储在图像处理和运算单元中，所述图像处理和运算单元根据各座位区域的坐标范围从图像中提取对应坐标范围内的像素。优选地，所述图像处理和运算单元从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中提取图像后，先对各副图像作矫正以及平滑去噪处理，再从各副图像中提取各座位区域中的像素。其中，所述控制中心还包括至少一个远程控制开关，所述远程控制开关用于控制教室内所有灯光的开启和关闭。进一步地，该远程灯光自动控制系统包括多个前摄像头、后摄像头、侧摄像头及灯光开关，在每个教室中均安装一个前摄像头、一个后摄像头、一个侧摄像头及一个灯光开关，所有教室的前摄像头、后摄像头及侧摄像头均与控制中心通信连接。本专利技术利用三个不同方向的摄像头（目前大部分高校的教室前后都安装有监控摄像头，某些教室在左右两侧也安装有摄像头，实际应用时可考虑利用现有的摄像头）对教室内的人员变化情况进行监测，再通过对图像进行处理和计算，判定座位区域是否有人，并根据判断结果控制该座位区域所对应的灯光开启和关闭，其中，控制中心可以设置在远离教室的夜间值班室中，由此可以实现对教室灯光的远程自动化控制。与现有的灯光控制系统相比，本专利技术无需为每个教室设置单独的局域网，也无需为每个用户提供控制客户端，整个灯光控制系统的架构更简单。另外，本专利技术采用三个不同方向的摄像头或获取图像，大大减轻了因遮挡导致判断错误的问题，并且本专利技术所采用的算法在投入实际应用之前无需进行大量的样本训练，实施起来更简单、易于操作。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。本实施例所涉远程灯光自动控制系统包括：前摄像头，固定设置在教室前方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；后摄像头，固定设置在教室后方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；侧摄像头，固定设置在教室的左侧或右侧，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；控制中心，与所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头通信连接，所述控制中心包括灯光控制器以及图像处理和运算单元；灯光开关，仅用于控制教室中间座位区域的灯光开启和关闭；所述教室被划分为包括中间座位区域在内的多个座位区域，通过所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头同时监测教室内的人员变化情况并录制视频；所述图像处理和运算单元在设定的工作时段（例如可以是晚上7点-0点）内从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中每间隔一段时间（例如可以是3～5分钟）各提取一副当前时间点的图像，并利用颜色空间转换算法将所提取的图像由RGB格式转换为HSV格式，然后判断各副图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.远程灯光自动控制系统，其特征在于，包括：/n前摄像头，固定设置在教室前方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；/n后摄像头，固定设置在教室后方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；/n侧摄像头，固定设置在教室的左侧或右侧，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；/n控制中心，与所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头通信连接，所述控制中心包括灯光控制器以及图像处理和运算单元；/n灯光开关，仅用于控制教室中间座位区域的灯光开启和关闭；/n所述教室被划分为包括中间座位区域在内的多个座位区域，通过所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头同时监测教室内的人员变化情况并录制视频；/n所述图像处理和运算单元在设定的工作时段内从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中每间隔一段时间各提取一副当前时间点的图像，并利用颜色空间转换算法将所提取的图像由RGB格式转换为HSV格式，然后判断各副图像中所有座位区域的亮度是否均低于设定阈值，若是，则判定教室内无灯光开启；若否，则判定教室内有灯光开启；/n当判定结果为教室内有灯光开启时，所述图像处理和运算单元再从提取的图像中判断各座位区域是否有人，并判断其亮度是否低于设定阈值；/n若座位区域有人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光开启；/n若座位区域有人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；/n若座位区域无人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；/n若座位区域无人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光关闭。/n...

【技术特征摘要】
1.远程灯光自动控制系统，其特征在于，包括：
前摄像头，固定设置在教室前方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；
后摄像头，固定设置在教室后方，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；
侧摄像头，固定设置在教室的左侧或右侧，用于监测教室内的人员变化情况并录制视频；
控制中心，与所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头通信连接，所述控制中心包括灯光控制器以及图像处理和运算单元；
灯光开关，仅用于控制教室中间座位区域的灯光开启和关闭；
所述教室被划分为包括中间座位区域在内的多个座位区域，通过所述前摄像头、后摄像头及侧摄像头同时监测教室内的人员变化情况并录制视频；
所述图像处理和运算单元在设定的工作时段内从前摄像头、后摄像头及侧摄像头录制的视频中每间隔一段时间各提取一副当前时间点的图像，并利用颜色空间转换算法将所提取的图像由RGB格式转换为HSV格式，然后判断各副图像中所有座位区域的亮度是否均低于设定阈值，若是，则判定教室内无灯光开启；若否，则判定教室内有灯光开启；
当判定结果为教室内有灯光开启时，所述图像处理和运算单元再从提取的图像中判断各座位区域是否有人，并判断其亮度是否低于设定阈值；
若座位区域有人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光开启；
若座位区域有人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；
若座位区域无人且其亮度低于设定阈值，则所述灯光控制器对与该座位区域相对应的灯光不作处理；
若座位区域无人且其亮度不低于设定阈值，则所述灯光控制器控制与该座位区域相对应的灯光关闭。


2.根据权利要求1所述的远程灯光自动控制系统，其特征在于：
所述图像处理和运算单元从提取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凌志，罗泽，戈布凡，常赟杰，胡湘龙，杨苗苗，刘赛，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43