基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源及其控制方法，其基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，包括摄像头、以太网路由器、上位计算机、以太网模块通信、LED驱动电源和LED灯，多个摄像头共同连接以太网路由器，太网路由器连接上位计算机，太网路由器还通过多个以太网模块通信分别连接其相应的LED驱动电源，上位计算机通过以太网路由器和以太网模块通信控制LED驱动电源，LED驱动电源连接LED灯；本发明专利技术具有较小的数据处理量、适合大面积多LED灯管照明控制及驱动，能依据摄像头的图像亮度信号及像素灰度信号的改变，自动控制LED驱动电源开启个数以及驱动功率的大小，能自适应照明环境的变化，延长的LED灯使用寿命、节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流高压高频开关电源领域，尤其涉及一种基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源及其控制方法。
技术介绍
随着我国公共基础设施逐步的发展和完善，公共场所的照明设备逐渐普遍，如公路路边和公园等场所；近几年，我国在照明用电上，占据了全国总耗电的15%左右，其中，公共场所的用电占据35%左右，且表现出逐步攀升的形式。针对公共场所照明耗电严重的问题，部分地区的公共场所开始采用节能型LED照明灯，或者采用智能照明控制系统，以减小公共场所电能消耗。LED灯具有低功耗、高亮度、寿命长、对环境无污染等优点，与普通白炽灯相比，同照明亮度下，LED灯的功耗仅为普通白炽灯的10%，也即可节省90%的电能。但LED灯对驱动电源具有一定的要求，LED照明灯需要整流系统输出恒定的直流电，因而，LED驱动电源的设计优良性对LED灯的效率、使用寿命等性能具有直接影响。现有的智能照明控制系统，主要是利用红外线探测器来探测人体的存在，并根据是否探测到人体来实现智能控制灯光的开闭；红外探测器具有结构简单、成本低、功耗小的优点；但红外探测器容易受环境温度的干扰，且探测距离短，不能准确作出判断。针对红外探测智能控制的问题，现有技术中公开了一种智能灯光控制系统及其控制方法（专利号：CN201010275058.9，公开日期：2011.02.09），记载了基于摄像头的智能灯光控制系统，通过人体检测模块和人体位置分析模块判断人体存在及其位置，实现智能控制对应区域灯光；但采用人体检测模块和人体位置分析模块所需要的数据处理量较大，且不适用于公路路边的车辆照明使用。
技术实现思路
本专利技术所要实现的目的是：提供一种具有数据处理量小、控制照明反应准确、以及LED灯效率高且使用寿命长的LED驱动电源及其控制方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：包括摄像头、以太网路由器、上位计算机、以太网模块通信、LED驱动电源和LED灯，多个摄像头共同连接以太网路由器，太网路由器连接上位计算机，太网路由器还通过多个以太网模块通信分别连接其相应的LED驱动电源，上位计算机通过以太网路由器和以太网模块通信控制LED驱动电源，LED驱动电源连接LED灯。作为进一步优化说明，所述摄像头为黑白摄像头或彩色摄像头。作为进一步优化说明，所述上位计算机包括图像处理与分析模块，用于对运动目标进行检测，以及对当前亮度进行检测。作为进一步优化说明，所述图像处理与分析模块通过帧差法，将固定时间间隔的两幅图像中的每个像素点相减，并作阈值处理，实现只有255和0两种灰度的差减图，再对其差减图做区域分割，各分割区域与各LED灯的照明区域相对应，再根据各区域的灰度值总和，与设定阈值作比较后，反馈出比较信号，从而实现每个分割区域反馈出一个比较信号，从而实现根据区域运动目标检测情况进行控制。作为进一步优化说明，所述图像处理与分析还对图像中各像素点的灰度值进行均值计算，计算出图像的灰度均值，并与设定阈值作比较，输出比较信号，从而实现根据亮度条件的控制。作为进一步优化说明，所述LED驱动电源包括滤波器、整流滤波器、高频变换器、高频变压器、高频整流滤波器、信号处理电路、驱动电路、辅助供电、STM8F103单片机和通信模块电路，滤波器、整流滤波器、高频变换器、高频变压器和高频整流滤波器依次连接，高频整流滤波器的输出端连接LED灯，整流滤波器的输出端还连接着信号处理电路，信号处理电路的输出端连接STM8F103单片机，STM8F103单片机还连接驱动电路、通信模块电路和辅助供电，驱动电路连接高频变换器，辅助供电连接驱动电路、STM8F103单片机、高频变换器和高频变压器。作为进一步优化说明，所述以太网模块通信采用RS485通讯方式或RS232通讯方式中的任意一种。作为进一步优化说明，所述以太网模块通信采用WiFi通信模块或GPRS通信模块或GSM通信模块中的任意一种无线通信模块。作为进一步优化说明，所述摄像头的感光元件采用CCD。作为进一步优化说明，所述摄像头采用红外光摄像。作为进一步优化说明，所述滤波器电路包括两输入端、两个输出端、一个接地线PE、共模电感T1、差模滤波电容C1和C0、共模滤波电容C2和C3、以及滤波电感L1和L2，共模电感T1的两输入端分别连接差模滤波电容C1的两端，共模电感T1的两输出端分别连接滤波电感L1与L2的输入端，差模滤波电容C0的两端、以及共模滤波电容C2与C3串联后的两端连接L1和L2的两输出端，共模滤波电容C2与C3的连接点连接接地线PE。作为进一步优化说明，为了实现滤波器基本电路的良好滤波效果，共模滤波电容C2和C3采用2.2nF的陶瓷电容，差模滤波电容C1和C0采用53nF的薄膜电容。作为进一步优化说明，对应于上述基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：摄像头以固定是时间间隔采集黑白图像，输入到计算机，由计算机的图像处理与分析模块将固定时间间隔的两幅图像中的每个像素点相减，并作阈值处理，实现只有255和0两种灰度的差减图；S2：再对其差减图做区域分割，各分割区域与各LED灯的照明区域相对应；S3：再根据各区域的灰度值总和，与设定阈值作比较后，反馈出比较信号，从而实现每个分割区域反馈出一个比较信号；S4：图像处理与分析模块对S1步骤中采集的原始图片进行灰度均值计算，根据原始图片中各像素点的灰度值，求出均值，并与设定阈值作比较，输出比较信号；S5：计算机根据S3中的比较信号和S4中的比较信号，控制各照明区域的LED灯的开闭状态。本专利技术所述基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源及其控制方法，通过采用图像帧差处理方式，相对常规的人体检测模块的数据处理量方式，具有更小的数据处理量，且该图像处理和分析控制方式，是取向于图像范围内的动态检测，也即，只要有超过设定面积的动态物，如行人或行驶车辆或未知的大体积动态物，便可触发灯光开启，该种图像处理和分析控制方式具有更广泛的检测对象，且具有更准确的判断，减小了误判的概率。同时，该系统能对当前亮度进行检测，当当前亮度大于设定值时，灯光处于关闭状态，当当前亮度小于设定值时，再根据图像帧差处理法的检测结果控制灯光处于开闭。另外，本专利技术中的LED驱动电源采用了较佳的恒压电路结构设计，且其元件参数采用了较佳的参数匹配，其LED灯的效率高且使用寿命长。有益效果：本专利技术所述的基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源及其控制方法，具有较小的数据处理量，以及具有较广泛的检测对象和具有更准确的判断；能依据摄像头的图像亮度信号及像素灰度信号的改变，自动控制LED驱动电源开启个数以及驱动功率的大小，能自适应照明环境的变化，适合大面积多LED灯管照明控制及驱动，其驱动的LED灯具有较高节能效果和较长使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例一的总体框架结构图；图2为本专利技术实施例一中LED驱动电源的原理框图；图3为本专利技术实施例一中LED驱动电源的电路结构图；图4为本专利技术实施例一中通信模块电路的电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图及工作原理，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；实施例中所描述的仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：包括摄像头、以太网路由器、上位计算机、以太网模块通信、LED驱动电源和LED灯，多个摄像头共同连接以太网路由器，太网路由器连接上位计算机，太网路由器还通过多个以太网模块通信分别连接其相应的LED驱动电源，上位计算机通过以太网路由器和以太网模块通信控制LED驱动电源，LED驱动电源连接LED灯。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：包括摄像头、以太网路由器、上位计算机、以太网模块通信、LED驱动电源和LED灯，多个摄像头共同连接以太网路由器，太网路由器连接上位计算机，太网路由器还通过多个以太网模块通信分别连接其相应的LED驱动电源，上位计算机通过以太网路由器和以太网模块通信控制LED驱动电源，LED驱动电源连接LED灯。2.根据权利要求1所述的基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：所述摄像头为黑白摄像头或者彩色摄像头。3.根据权利要求1或2所述的基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：所述上位计算机包括图像处理与分析模块，所述图像处理与分析模块通过帧差法，将固定时间间隔的两幅图像中的每个像素点相减，并作阈值处理，实现只有255和0两种灰度的差减图，再对其差减图做区域分割，各分割区域与各LED灯的照明区域相对应，再根据各区域的灰度值总和，与设定阈值作比较后，对每个分割区域反馈出一个比较信号；所述图像处理与分析还对原图像中各像素点的灰度值进行均值计算，计算出图像的灰度均值，并与设定阈值作比较，输出比较信号。4.根据权利要求3所述的基于图像识别控制照明的LED数字驱动电源，其特征在于：所述LED驱动电源包括滤波器、整流滤波器、高频变换器、高频变压器、高频整流滤波器、信号处理电路、驱动电路、辅助供电、STM8F103单片机和通信模块电路，滤波器、整流滤波器、高频变换器、高频变压器和高频整流滤波器依次连接，高频整流滤波器的输出端连接LED灯，整流滤波器的输出端还连接信号处理电路，信号处理电路的输出端连接STM8F103单片机，STM8F103单片机还连接驱动电路、通信模块电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：董招辉，左华宇，宾斌，欧阳宏志，阳璞琼，马玉芳，陈文光，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43