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        基于圖像處理技術(shù)的智能照明

        2020-08-30 04:45:50趙佑銘吉林省石油化工設(shè)計(jì)研究院
        消費(fèi)導(dǎo)刊 2020年27期
        關(guān)鍵詞:照度圖像處理光照

        趙佑銘 吉林省石油化工設(shè)計(jì)研究院

        在如今智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,往往要求設(shè)計(jì)以及技術(shù)人員可以考慮加強(qiáng)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用,因?yàn)檫@關(guān)系著圖像處理技術(shù)的應(yīng)用效果,同時(shí)對(duì)于最終照明效果具有一定的影響,只有加強(qiáng)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用,才能提高照明系統(tǒng)的功能性,達(dá)到預(yù)期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的。然而,如何有效的利用圖像處理技術(shù)加強(qiáng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)就成為了設(shè)計(jì)人員所思考的問(wèn)題,這就要求設(shè)計(jì)人員提高對(duì)于圖像處理技術(shù)的認(rèn)識(shí),并結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),了解其基礎(chǔ)原理的同時(shí),合理加以融合應(yīng)用,以便解決傳統(tǒng)照明控制方法的不足之處。

        一、常見的照明控制方法

        (一)手動(dòng)方式。手動(dòng)方式即通過(guò)手動(dòng)操作加以控制,也是常見照明控制方法之一,一般表現(xiàn)為通過(guò)開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)控制。開關(guān)主要分為以下三種:一是標(biāo)準(zhǔn)墻壁開關(guān),僅僅有開啟與關(guān)閉兩個(gè)功能。二是安裝按鍵控制按鈕進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)與有級(jí)調(diào)節(jié)控制。三是遙控開關(guān),遙控開關(guān)主要依靠無(wú)線發(fā)射與接受裝置加以控制,進(jìn)而達(dá)到預(yù)期照明的目的。

        (二)自動(dòng)方式。伴隨自然光源以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,照明控制方式也變得多樣,自動(dòng)化照明功能的便捷性也有所凸顯。常見的自動(dòng)照明方式體現(xiàn)在以下兩點(diǎn):首先,以自然光為主的照明控制方式,例如,太陽(yáng)光等,取得較好的自動(dòng)照明效果。其次,以技術(shù)為主的照明控制方式,例如,紅外探測(cè)器以及自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用,使得光照裝置可以自動(dòng)變明變暗,方便進(jìn)行照度控制。

        二、圖像處理技術(shù)

        圖像處理技術(shù),顧名思義,主要指的是利用計(jì)算機(jī)編輯圖像以及處理數(shù)據(jù)的先進(jìn)技術(shù),具體包含圖像增強(qiáng)和復(fù)原、數(shù)據(jù)編碼、分割以及像識(shí)別等。就圖像處理技術(shù)發(fā)展歷程而言,主要起源于上個(gè)時(shí)代中期,美國(guó)噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)中利用計(jì)算機(jī)技術(shù)針對(duì)月球照片加以處理,最終得到清晰度較高的圖像,實(shí)現(xiàn)了圖像的基本處理。而在70年代左右,圖像處理方面的研究越來(lái)愈多,當(dāng)前圖像處理技術(shù)主要包含點(diǎn)處理、組處理、幾何處理以及幀處理等方法,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)形成較為系統(tǒng)的學(xué)科體系。目前而言,圖像處理技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,該技術(shù)的應(yīng)用也具有重要意義。傳統(tǒng)紅外技術(shù)以及傳感技術(shù)很難達(dá)到龐大照明條件的要求,而且需要安裝很多傳感器,增加人力物力財(cái)力,而圖像處理技術(shù)的應(yīng)用可以解決這類問(wèn)題,取得燈光智能控制與節(jié)能的效果。

        三、基于圖像處理技術(shù)的智能照明系統(tǒng)

        (一)智能照度控制系統(tǒng)

        1.控制結(jié)構(gòu)。智能照度控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)光線明暗,包括以下幾方面:一是照明燈具,由大量電路構(gòu)成,可以改變照度值。二是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置,安裝在照明燈具內(nèi)部,通過(guò)傳感器接收外界信息。三是信號(hào)采集及測(cè)量電路。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置利用傳感器檢測(cè)出信號(hào)以后,會(huì)將信號(hào)傳入到測(cè)量電路,采集信號(hào)后展開合理的計(jì)算機(jī)比較,最終傳入到控制器內(nèi)部。四是控制器??刂破魇侵悄苷斩瓤刂葡到y(tǒng)的核心,可以轉(zhuǎn)換傳感器信號(hào),通過(guò)控制鍵完成信號(hào)轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)對(duì)光源電路的調(diào)節(jié)控制,更改為需要的照度值。五是控制按鈕。照明系統(tǒng)上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)及按鍵,使用者可以結(jié)合自身需求采取手動(dòng)控制或者遙控控制的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的開啟關(guān)閉。2.智能照度控制系統(tǒng)控制策略。該照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)管線,可以節(jié)省大量的照明能源。在檢測(cè)到房間有人或者自然光要求較高的情況,會(huì)自動(dòng)開啟人工光源,可以手動(dòng)光比。此外,由于系統(tǒng)設(shè)置了安裝控制單元,所以可以認(rèn)為切斷自動(dòng)控制,可以結(jié)合實(shí)際需求調(diào)整照明程度,可以滿足人工控制和自動(dòng)控制兩種需求。房間照度由兩大因素決定,一個(gè)就是自然光照,另一個(gè)為人工光照,自然光照較差時(shí),會(huì)自動(dòng)輔以人工光照,反之也一樣。當(dāng)自然光超出設(shè)定值,理論上應(yīng)該立即關(guān)閉人工燈管,為了避免系統(tǒng)在自然光短暫變化間隙出現(xiàn)反映,需要設(shè)定照度閾值,假定該數(shù)值為25%,一旦超出該極限,并且時(shí)間持續(xù)15min,就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉人工光照,等待自然光減弱到最低值,重新打開人工照度系統(tǒng)。

        (二)基于圖像處理技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)?;趫D像處理技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)的框圖如圖1所示。其中CCD傳感器的作用在于將某一區(qū)域的照度值傳送給圖像處理控制器,而后控制器再進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算,控制照度,方便進(jìn)行調(diào)光。為提高圖像器的處理效率,圖像處理計(jì)算方式也有所不同,主要將圖像進(jìn)行分割成更小塊的圖像,而后一一快捷處理。最后利用圖像相鄰像素之間的相關(guān)系數(shù)來(lái)提取亮域和暗域之間的邊界。提高控制的準(zhǔn)確度,大大地延長(zhǎng)了燈具的使用壽命。

        圖1 基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的智能照明系統(tǒng)

        結(jié)語(yǔ):伴隨信息時(shí)代的變化與發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)成為智能化社會(huì)發(fā)展的持續(xù)動(dòng)力,在技術(shù)變革的背景下,圖像處理技術(shù)得以誕生,被人們應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域階段?,F(xiàn)階段,智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,部分設(shè)計(jì)人員就已經(jīng)加強(qiáng)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用,主要采用CCD攝像傳感,并利用傳感器等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化照明等功能,不僅降低了工作量,還能進(jìn)一步提高照明的可靠性。由此可見,圖像處理技術(shù)在智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及控制中起著極為關(guān)鍵的作用,該技術(shù)值得加以推廣和應(yīng)用,有利于加快我國(guó)智能化社會(huì)的建設(shè)。

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