場景信息對地鐵空間進行三維重建，進而建立坐標系。行人檢測模塊利用雙目立體視覺原理處理視覺信息對行人進行定位。邏輯控制模塊根據(jù)行人位置信息對照明系統(tǒng)和通風空調(diào)系統(tǒng)生成區(qū)域化控制命令信息。
[0036]所述的命令執(zhí)行模塊包括控制器、LED燈光組和空調(diào)通風系統(tǒng)，其中，控制器向LED燈光組和空調(diào)通風系統(tǒng)傳輸工作信號?？刂破鲗^(qū)域化控制的機器命令轉(zhuǎn)化為LED燈光組和空調(diào)通風系統(tǒng)傳輸工作信號。
[0037]本實施例的工作過程是:
[0038]地鐵站的行人公共區(qū)分成一個個區(qū)域，每一個區(qū)域的場景由兩個數(shù)字攝像頭進行視覺?目息米集。
[0039]將視覺信息傳輸?shù)接嬎銠C上通過計算機視覺技術進行分析處理，利用雙目立體視覺原理對地鐵站空間進行三維重建，圖像A和B為攝像頭從不同視點獲取的圖像，經(jīng)過一定的預處理后，利用極線約束法進行立體匹配，建立圖像特征間的對應關系，讓同一個空間物體三維點在不同圖像中的映像點能夠?qū)饋怼ＡⅢw匹配可以得到視差圖像，通過視差圖像確定圖像的深度信息，根據(jù)深度信息我們可以計算點的三維坐標，恢復場景的三維信息。取用其水平面坐標系Oxy，同時將地鐵站內(nèi)各個燈光組以及通風口位置標示在水平面坐標系Oxy上，第i個燈組對應的坐標為(Xi, Yi)。
[0040]行人檢測模塊使用基于學習的方法對行人頭部進行檢測，基于Harr特征采用Adaboost算法訓練分類器，最終得到頭部檢測分類器。使用頭部檢測分類器檢測視頻幀圖片獲取頭部區(qū)域信息，結(jié)合多角度的視頻幀圖片處理信息，通過對行人頭部進行簡單的三維重建獲得行人頭部的空間坐標(xt，yt, zt)，取用水平坐標(xt，yt)。
[0041]行人在行走過程中每個時間點都有位置坐標(xt, yt)，在點(xt, yt)周圍設定一定區(qū)域At。燈組的對應坐標在區(qū)域At內(nèi)，燈組就被程序控制調(diào)亮到要求亮度，保證行人的正?；顒?。圖2為智能控制示意圖，每隔3m安裝一組燈組，圖2(b)中行人為靜止狀態(tài)，\為邊長6m的正方形；若行人為圖2 (c)中的行走狀態(tài)，At為長9m、寬4m的長方形，行人位于長方形中心線的三等分點上。特殊地，人在燈組的排列線上時，除了頭頂正常亮度亮起，系統(tǒng)選定右邊一排燈正常亮度亮起，形成圖2 (b)、圖2 (c)中的形狀；空調(diào)通風口管轄區(qū)域Bi如圖2(d)，區(qū)域具體大小依通風口布置而定，區(qū)域之間有所重疊，保證及時送風。
[0042]根據(jù)二維平面上的LED燈光組和通風口數(shù)據(jù)和行人坐標數(shù)據(jù)是否交疊形成燈亮、暗或通風閥開口大、小的控制命令。由控制器將控制命令轉(zhuǎn)化為工作信號從而對行人相應位置區(qū)域的燈光組和送風閥進行控制。
[0043]另外，系統(tǒng)利用光流法對行人頭部進行自動跟蹤定位，實現(xiàn)對人位置坐標的不斷更新，進而推算出行人的移動速度和方向控制照明和空調(diào)通風系統(tǒng)，最終實現(xiàn)地鐵站內(nèi)人走到哪里燈亮到哪里、人流量有多大，空調(diào)通風量就有多大的智能節(jié)能效果。
[0044]照明系統(tǒng)控制邏輯如下:
[0045]照明系統(tǒng)有基礎亮度設定。系統(tǒng)對信息的處理以個人為單位。人所在位置坐標的周圍區(qū)域At為正常照明亮度范圍。由于系統(tǒng)需要對燈組進行經(jīng)常性的開關，故系統(tǒng)對燈組采用低壓軟啟動和調(diào)壓、穩(wěn)壓慢斜坡的控制方法，從而降低電光源損壞，延長使用壽命。
[0046]照明系統(tǒng)控制邏輯如圖3所示。由計算機對視頻信息進行相關數(shù)據(jù)處理，得出監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有人的位置信息。根據(jù)行人的位置變化速度，計算出行走速度。當行人速度低于等于一定值時，形成如圖2中左圖的默認照明范圍6mX6m，以此方法適用于行人靜止或小速度行走；當行人速度高于一定值時，系統(tǒng)分析行人最近Is內(nèi)路徑方向，對行人走向進行預判，在預判走向上開啟更多的燈組形成如圖2中右圖中的行走照明范圍。燈光效果圖如圖2。
[0047]另外，當?shù)罔F進站，對于地鐵站站臺兩側(cè)乘客上下區(qū)，不管燈組下面是否有行人，燈光打開保持正常亮度直至地鐵離站，保證下車乘客安全。其余時間按上文控制方法進行控制。
[0048]通風空調(diào)系統(tǒng)控制邏輯如下:
[0049]通風空調(diào)系統(tǒng)是為了保持站廳和站臺等公共區(qū)內(nèi)溫度、濕度和CO2濃度，為乘客創(chuàng)造一個往返于地面街道至地鐵列車內(nèi)的過渡性熱舒適環(huán)境?，F(xiàn)行的BAS控制系統(tǒng)通過對地鐵站內(nèi)溫濕度、CO2濃度的監(jiān)測反饋對空調(diào)通風系統(tǒng)進行自動控制，這套監(jiān)測設備稱為環(huán)控系統(tǒng)。環(huán)控系統(tǒng)通過回風口測定地鐵站內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)，具有一定的延滯性，故在人流量較少時不能十分精確地及時調(diào)整送風量，所以現(xiàn)階段地鐵站必須時刻保持相對高要求的通風量，以保證環(huán)境的熱舒適性。而系統(tǒng)利用攝像監(jiān)控實時性的特點，通過通風口向站內(nèi)及時送風，調(diào)節(jié)速度快，故本系統(tǒng)可以設置相對較低的通風量基礎值，根據(jù)人數(shù)進行精確送風，節(jié)約了環(huán)控系統(tǒng)延遲性導致的能源浪費。本系統(tǒng)將環(huán)控系統(tǒng)作為輔助調(diào)控系統(tǒng)，保證空氣狀態(tài)參數(shù)符合要求。
[0050]本通風空調(diào)濃度系統(tǒng)控制邏輯如圖4所示。由計算機對視頻信息進行相關數(shù)據(jù)處理，得出監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有人的位置信息，與通風口負責區(qū)域進行對比，計算出轄區(qū)人數(shù)，在低于一定人數(shù)Ntl時保持基礎通風量；在人數(shù)高于N ^時，根據(jù)人數(shù)結(jié)合地鐵變風量空調(diào)系統(tǒng)的特性，調(diào)節(jié)送風閥，按照實際需求量進行送風。
[0051]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計構(gòu)思前提下，本領域中普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項】
1.一種基于行人檢測的地鐵站能源區(qū)域化智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集模塊(I)、程序控制模塊(2)和命令執(zhí)行模塊(3)，其中:數(shù)據(jù)采集模塊(I)與程序控制模塊⑵連接，向程序控制模塊⑵傳輸視覺信息，程序控制模塊⑵與命令執(zhí)行模塊(3)連接，向命令執(zhí)行模塊(3)傳輸控制命令信息；所述的程序控制模塊(2)包括:基準坐標建立模塊(4)、行人檢測模塊(5)和邏輯控制模塊￠)，其中:基準坐標建立模塊(4)與行人檢測模塊(5)連接，向行人檢測模塊(5)傳輸坐標信息，行人檢測模塊(5)與邏輯控制模塊(6)連接，向邏輯控制模塊(6)傳輸行人位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行人檢測的地鐵站能源區(qū)域化智能控制系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)是數(shù)字攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行人檢測的地鐵站能源區(qū)域化智能控制系統(tǒng)，其特征是，所述的命令執(zhí)行模塊⑶包括控制器(7)、LED燈光組⑶和空調(diào)通風系統(tǒng)(9)，其中，控制器(7)向LED燈光組(8)和空調(diào)通風系統(tǒng)(9)傳輸工作信號。
【專利摘要】一種基于行人檢測的地鐵站能源區(qū)域化智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述智能控制系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊(1)、程序控制模塊(2)和命令執(zhí)行模塊(3)。本實用新型創(chuàng)造性地將行人檢測和區(qū)域化節(jié)能結(jié)合在一起，同時巧妙地利用計算機視覺技術對地鐵站進行三維重建，建立了基于平面坐標的智能控制方法，為智能節(jié)能控制系統(tǒng)提供了自動調(diào)節(jié)的新思路和新方法。根據(jù)人流狀況對照明和通風空調(diào)系統(tǒng)進行實時調(diào)控，避免了不必要的耗能，真正意義上實現(xiàn)了節(jié)約能源的最大化。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，改造投入成本低，維護保養(yǎng)方便，具有強大的可擴展性，并且不僅僅可以在運用在地鐵站，在商場、學校、辦公樓、甚至在交通領域都有很好的發(fā)展前景。
【IPC分類】G05B19-04, G06K9-66
【公開號】CN204537168
【申請?zhí)枴緾N201420791824
【發(fā)明人】武文彬, 陳睿, 宋圣申, 董珈, 朱賀, 李清, 王民澤
【申請人】南京工業(yè)大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年12月15日