[发明专利]一种基于视频的照明节能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于视频的照明节能控制系统。 

背景技术

“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。 

本发明采用全新视角，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，否则，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。 

本发明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。 

发明内容

本发明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。 

本发明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。