[发明专利]一种基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统

权利要求书

1.一种基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：包括主控制模块、光敏检测模块、机器视觉模块、舞台灯控制模块、舞台灯、通信模块；

光敏检测模块用于检测舞台上环境光照亮度；

机器视觉模块用于检测舞台上演出人物的位置分布情况，确定追踪目标；

通信模块用于主控制模块与光敏检测模块、机器视觉模块、舞台灯控制模块之间的通信连接；

每一组舞台灯对应一个舞台灯控制模块；所述舞台灯控制模块用于执行主控制模块命令来调控舞台灯的亮度和舞台灯的偏转角度。

2.根据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的舞台照明系统，其特征在于：具体调节过程如下：

(1)数据采集，通过机器视觉模块拍摄实体场景图片，图片内包括需要追踪的目标；

(2)采用卷积神经网络对步骤(1)中的图片进行处理，确认追踪目标；

(3)制定不同追踪目标的照明方案；

(4)通过光敏传感器检测每一追踪目标的照明情况；

(5)根据步骤(4)的检测结果、按照步骤(3)的照明方案、使主控制模块对舞台灯控制模块发出调节指令，让舞台灯控制模块对追踪目标所在舞台处的舞台灯进行角度和亮度的调节。

3.根据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：所述通信模块为ZigBee模块。

4.据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：所述主控制模块为MCU单片机。

5.据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：所述光敏检测模块为光敏传感器。

6.据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：每一组舞台灯中至少包括一个舞台灯。

7.据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：在所述主控制模块和所述舞台灯控制模块之间增加光电隔离器，所述光电隔离器的前后设置整形电路。

8.据权利要求1所述的基于目标检测和跟踪的智能舞台照明系统，其特征在于：所述机器视觉模块的检测方法如下：

(1)对于舞台上演出人物状态的检测采用视频图像识别检测；

(2)使用卷积神经网络直接从步骤(1)的视频图像中学习特征；所述卷积神经网络包括卷积层、Relu激活函数、池化层和全连接层，具体学习流程为：

(21)先通过卷积层提取演出人物的一部分特征，再通过Relu激活函数作用，把函数输出结果作为特征图，使网络具有非线性拟合能力；

(22)通过池化层进行特征抽样，压缩特征；

(23)通过全连接层中的Softmax损失函数计算该图像目标被预测为每个类别的概率，取最大概率所对应的类别作为本次预测的类别；

(3)网络添加批标准化、残差模块加快网络收敛，并融合不同深度的特征，用3个尺寸特征图预测，提高步骤(2)中卷积神经网络对多尺寸目标的检测能力。