一种基于视频的照明节能控制系统技术方案

一种基于视频的照明节能控制系统，通过对摄像机采集的视频进行视频分析，一旦发现有目标进入该照明灯覆盖的范围，则自动打开照明灯或者增强照明灯的亮度，如果没有发现目标进入该照明灯覆盖范围，则自动延时一定时间关闭照明灯或者降低照明灯的亮度。本发明专利技术相比现有的照明灯节能控制技术，具有作用距离远、灵敏度高、安装简单等特点，能够更加细致的更加实际需求控制照明灯的开关和亮度，能够在现有节能技术的基础上，更进一步的节省电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一 种基于视频的照明节能控制系统。
技术介绍
“节能减排、低碳经济”已成为时下最受关注的经济热点之一。据中科院一项调查 显示，我国是全世界自然资源浪费最严重的国家之一，全国能源使用量一半以上在工业生 产上。而另外一项调查又显示，中国的能源使用效率仅为美国的26. 9%,日本的11. 5%。能 源的高支出和使用的低效率形成了鲜明的对比。对于正在发展中的中国，在国家大力发展 工业的背景下，推进节能减排、实行低碳经济的策略，可谓迫在眉睫。而伴随我国城市现代 化建设的突飞猛进，近年来城市道路照明快速发展，相应电费也大幅度攀升。据不完全统计，目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万只(套)，加上高速 公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万只(套)，总数超过500多万只，并且 每年以10%以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例，约439 亿kWh，以平均电价0. 65元/kWh计算，一年开支达285亿元，成为各地财政部门的一大负 担。根据2004年国家建设部的统计结果，我国照明耗电大体占全国发电总量的 10% -12%。目前国内全年的照明耗电量是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的 两倍多，可以看出照明灯的节能有很大的潜力，可以带来相当可观的社会与经济效益。目前照明灯节能技术往往从以下几个方面考虑，并已有一些有效的技术1)采用新的光源技术，如LED照明灯，太阳能照明灯，其比传统的高压钠灯或高压 水银灯具有更高的效率，从而可以显著阶跃能源。2)智能感应控制。智能感应控制采用红外、压力、光敏、震动、声音等传感器检测环 境光照亮度或者有没有人或者车辆经过，一旦检测到人或者车辆，则自动打开或者增强照 明灯的亮度，否则自动延时后关闭或者降低照明灯的亮度。3)采用更合理的照明灯管理方法与开关策略。这种方法主要是借助照明灯开关策 略进行节能，例如在后半夜降低照明灯亮度等方案，其本质是一种管理手段，而非技术手 段。本专利技术采用全新视角，提出了一种全新的照明灯节能控制系统，其从照明灯作为 照明需要的角度，给出了一种完全按需提供光源的思路，结合视频检测技术进行照明控制。 即对于一个照明灯覆盖的区域，只有出现行人或者车辆等光源需求物时，才给予照明，否 贝1J，如果照明灯下没有任何光源需求物的出现，则不提供照明，这种方式最大化了按需分配 的原则，能在现有节能技术上，更进一步节省照明灯的耗电量。本专利技术采用现有技术中的智能感应控制方法，但已有技术中红外传感器是借助人 或者车辆经过时能够产生不可见的红外信号，利用红外传感器就可以有效的检测出有人或 者车辆的经过，但目前红外传感器的有效检测器距离是8-10米，对于很多城市照明灯不太 适用。而压力传感器则需要在地面布设大量的压力传感器，成本较高，而且不易维护。而震动和声音传感器则往往只对震动强度或者声音较大的车辆产生反应，而对安静的行人则不 会产生反应，例如很多楼道的声控灯往往需要人大声说话或者击掌才能响应。光敏控制是 目前广泛采用的控制方法，但其往往只能感应黑夜的来临和离去，不能更加细致的控制照 明灯的开合。
技术实现思路
本专利技术 的目的是提供一种基于视频的照明节能控制系统的实现方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的。一种基于视频的照明节能控制系统的实现方法，通过对摄像机采集的视频进行视 频分析，一旦发现有目标进入该照明灯覆盖的范围，则自动打开照明灯或者增强照明灯的 亮度，如果没有发现目标进入该照明灯覆盖范围，则自动延时一定时间关闭照明灯或者降 低照明灯的亮度。本系统的核心部分在于视频分析模块和照明灯开关与亮度控制模块，视频分析模 块用于通过采集摄像机的实时视频，分析当前视域内是否存在有效的运动目标，这里的目 标包含车辆和行人等任何对光源有需要的对象。一旦发现有效目标，则给照明灯开光与亮 度控制模块一个信号，照明灯开关与亮度控制模块结合其他接入的控制模块，如光敏控制 模块等统一判定，决定是开关照明灯还是降低或者提高照明强度。还是降低或者提高照明 强度。本系统中视频分析模块采用基于帧间差分、背景差分法等智能视频分析技术，其 基本流程如下第一步获取一帧视频。第二步利用运动目标检测算法提取运动目标并进行跟踪。第三步对跟踪目标进行判断，对目标进行确认，判定是否发现了一个有效目标。第四步利用目标发现结果控制照明灯的开关或者亮度。对于不同的应用场景，本专利技术可以采用不同的应用方案，以下列举几种，但实际中 不限于以下这几种方案1)只关注动目标的方案。对于城市路灯、厂房等区域，可以只关注运动目标，即只 有有效运动目标出现之后，才给予正常亮度的照明。此时，可以在没有目标出现的时候，只 提供最低亮度的照明，其亮度要求足够用于视频检测需要(如果环境中本身有一定光照， 并满足视频检测的需要，则在视频检测过程也无需照明)。2)关注运动目标和静止目标的方案。对于家用照明等场景，则不仅需要关注运动 目标，还需要关注静止目标(一个人当然不希望自己呆着不动了，灯就全灭了)，此时不光 需要检测运动的目标，还要判断环境中是否存在静止的目标，不论是存在运动目标还是静 止目标，均需要给予正常亮度的照明。一种基于视频的照明节能控制系统，包括照明灯开关与亮度控制模块、视频分析 模块、摄像机、光敏控制模块以及其他控制模块，所述照明灯开关与亮度控制模块与电源连 接并控制照明灯，所述摄像机通过食品分析模块与照明灯开关与亮度控制模块连接，所述 照明灯开关与亮度控制模块同时与光敏控制模块和其他控制模块连接，所述视频分析模块 与目标确认模块连接，判定有效目标进入照明范围，当有效目标进入照明范围时，目标确认模块将确认结果发送给反应模块，通过反应模块发送指令给照明灯开关与亮度控制模块。根据实际需要，也可以选择全范围检测还是局部范围检测，如果是局部范围检测，则照明灯最好是固定设备，例如房屋的顶灯，而不能是类似于台灯这类可移动照明设备。本专利技术相比现有的照明灯节能控制技术，具有作用距离远、灵敏度高、安装简单等 特点，能够更加细致的更加实际需求控制照明灯的开关和亮度，能够在现有节能技术的基 础上，更进一步的节省电能。采用基于视频分析技术进行照明控制，不仅可以缓解我国目前的电力紧张，而且 在今后电能不紧张的时候同样起到节约能源，大量节省不可再生资源的作用，市场前景广 阔，照明灯照明用电占用了我国的大量电能，照明灯照明节能有广阔的节能空间。附图说明下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1是一种基于视频的照明节能控制系统的控制结构图。具体实施例方式如图1所示，一种基于视频的照明节能控制系统的实现方法，通过对摄像机采集 的视频进行视频分析，一旦发现有目标进入该照明灯覆盖的范围，则自动打开照明灯或者 增强照明灯的亮度，如果没有发现目标进入该照明灯覆盖范围，则自动延时一定时间关闭 照明灯或者降低照明灯的亮度。本系统的核心部分在于视频分析模块和照明灯开关与亮度控制模块，视频分析模 块用于通过采集摄像机的实时视频，分析当前视域内是否存在有效的运动目标，这里的目 标包含车辆和行人等任何对光源有需要的对象。一旦发现有效目标，则给照明灯开光与亮 度控制模块一个信号，照明灯开关与亮度控制模块结合其他接入的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频的照明节能控制系统的实现方法，通过对摄像机采集的视频进行视频分析，一旦发现有目标进入该照明灯覆盖的范围，则自动打开照明灯或者增强照明灯的亮度，如果没有发现目标进入该照明灯覆盖范围，则自动延时一定时间关闭照明灯或者降低照明灯的亮度，其基本流程如下：第一步：获取一帧视频；第二步：利用运动目标检测算法提取运动目标并进行跟踪；第三步：对跟踪目标进行判断，对目标进行确认，判定是否发现了一个有效目标；第四步：利用目标发现结果控制照明灯的开关或者亮度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴柯维，许松涛，魏周朝，贾子杰，
申请(专利权)人：北京中科卓视科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]