本发明涉及一种可穿戴智能地下勘察照明装置及控制方法,属于勘察照明。
背景技术:
1、现在,充电桩报装需求不断升高。因车位多位于地下环境昏暗,传统手持式照明设备存在一定的局限性,操作不便、智能化程度低,现场勘察人员需要不断调整灯光角度,同时又双手忙于其他工作,影响工作效率,增加工作风险。亟需一款智能探照灯,具备:
2、1、无需手持
3、2、语音控制
4、3、自动调节
5、4、设备跟踪等特点,提供更稳定、灵活的照明,更简单、方便的操作。优化工作流程,提高工作效率。
6、例如,中国专利公开号cn 110246497a,公开了一种语音控制灯具的控制方法,获取用户的语音信息;对所述语音信息进行分析,语音信息若是控制类指令,识别出语音信息中的关键字,根据关键字向用户发送回应的语音信息,并向灯具发送控制指令,再向灯具发送返回初始状态和进入睡眠模式的控制指令。用户通过语音控制信息与灯具进行交互,通过语音控制灯具的开启或关闭或其他的灯光控制,使用方便。但是不具备自动调节和设备跟踪功能,也不适用于地下勘察照明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,提供一种可穿戴智能地下勘察照明装置及控制方法,具备无需手持、语音控制、自动调节、设备跟踪等特点,提供更稳定、灵活的照明,更简单、方便的操作。
2、本发明所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置,包括灯头和穿戴结构,还包括灯头调节机构和控制单元,所述灯头调节机构连接灯头,用于灯头的方向调整;所述控制单元用于控制灯头调节机构调整灯头的方向。
3、优选的,所述灯头调节机构包含两个电机,一个用于水平调节灯头的方向,另一个用于垂直调节灯头的方向。
4、优选的,所述控制单元采用包括:
5、微处理器:作为中央处理单元,处理语音指令、传感器信号、图像信号等产生控制信号;
6、语音识别模块:用于接收和处理语音指令;
7、传感器模块:包括环境亮度传感器,用于识别环境亮度以自动调节灯光亮度;
8、图像处理模块:连接摄像头,集成机器学习算法,识别和跟踪特定的供电设备;
9、电机驱动模块:连接到微处理器,接收控制信号并控制灯头调节机构。
10、优选的,还包括通信单元、电源单元和外壳,所述通信单元包括麦克风和扬声器,麦克风用于捕捉用户的语音指令,扬声器用于提供语音反馈给用户。
11、本发明所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,包括如下步骤:
12、步骤s1、接收用户指令;
13、步骤s2、若指令为手动模式则控制相应电机转动,调整角度;若指定为自动模式则自动跟踪特定的供电设备,控制电机转动,调整角度。
14、优选的,所述步骤s2具体包括如下步骤:
15、步骤s21、若指令为手动模式中的“向上”、“向下”、“向左”、“向右”,执行步骤s22;若指令为手动模式中的“变亮”、“变暗”,执行步骤s23;若指令为自动模式,执行步骤s24;
16、步骤s22、根据接收到的指令词,控制相应电机转动,调整角度;
17、步骤s23、根据接收到的指令词,通过pwm控制灯泡电流,“变亮”增加pwm占空比,“变暗”减小pwm占空比;
18、步骤s24、根据接收到的指令词,启动自动跟踪功能和自动亮度调节功能,自动跟踪功能用图像处理技术和机器学习模型锁定并跟踪特定的设备,保持设备在光线中心;自动亮度调节功能自动检测周围光线的强度,并相应地调整灯头的灯光亮度。
19、优选的,所述步骤s22中,接收到“向上”、“向下”、“向左”、“向右”指令后,每次向相应方向调整10度。
20、优选的,所述自动跟踪功能具体如下:
21、步骤1、图像处理:包括灰度转换、噪声滤除;
22、步骤2、位置识别:
23、(1)特征提取:图像特征向量x=[x1,x2......xn]
24、其中,x为图像的特征向量,x1,x2……xn这些是从图像中提取的特征,每个特征代表图像的某个属性或特征(如颜色、纹理、形状等)。
25、(2)机器学习模型:设置模型函数f(x),模型参数:θ0,θ1......θn;
26、(3)特定的设备识别:根据以下公式训练模型并根据特征向量实时识别预测位置;
27、f((x)=θ0+θ1x1+θ2x2......θnxn
28、predicted_position=f(xtest)其中,xtest代表特征向量,predicted_position代表预测位置;
29、(4)位置计算:根据图像中预测位置的像素坐标和摄像头参数,计算特定的设备在图像中的相对位置和角度;
30、水平相对角度:
31、
32、垂直相对角度:
33、
34、其中,(xbox、ybox)为图像中特定的设备预测位置,(xcenter、ycenter)为图像中心位置,fx和fy为根据摄像头焦距得出的参数;
35、(5)角度调节:利用pid控制算法,调节灯头角度,以保持对特定的设备的照明跟踪;
36、水平角度偏差:
37、
38、垂直角度偏差:
39、
40、其中,为水平目标角度和垂直目标角度;
41、水平电机角度调节:
42、
43、垂直电机角度调节:
44、
45、其中,kp、ki、kd分别是比例、积分、微分的系数。
46、优选的,所述自动亮度调节功能具体如下:
47、步骤1、传感器模块检测环境光线强度转换为电信号,通过数字转换器转换成数字信号;
48、步骤2、根据数字信号发送“变亮”、“变暗”指令;
49、步骤3、通过pwm控制灯泡电流,“变亮”增加pwm占空比,“变暗”减小pwm占空比,实现灯光亮度调节。
50、与现有的技术相比,本发明的可穿戴智能地下勘察照明装置的优点在于:
51、1、无需手持:可穿戴设计,灯头固定于前胸,使得勘察人员能够在双手自由的情况下进行工作
52、2、语音控制:采用百度或讯飞语音识别,唤醒后可通过语音指令调节灯光角度、亮度及光效模式(聚光、泛光),此探照灯有语音唤醒功能,听到“小亮”的时候,此灯被唤醒,并回应“主人请说",此灯接收到“向上”、“向下”、“向左”、“向右”的指令后会根据方向调整角度(控制两个电机)并回应“收到”,接收到“变亮”、“变暗”的指令后会调整亮度并回应“收到”。
53、3、自动调节:通过传感器模块自动识别环境亮度调节明暗。
54、4、设备跟踪:接收到“锁定设备”的指令后,灯头上的摄像头获取图片信息,利用机器学习模型和图像处理技术识别供电设备,运用pid控制算法进行角度调节,实现对电表等特定的设备的跟踪照明。
1.一种可穿戴智能地下勘察照明装置,包括灯头和穿戴结构,其特征在于,还包括灯头调节机构和控制单元,所述灯头调节机构连接灯头,用于灯头的方向调整;所述控制单元用于控制灯头调节机构调整灯头的方向。
2.根据权利要求1所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置,其特征在于,所述灯头调节机构包含两个电机,一个用于水平调节灯头的方向,另一个用于垂直调节灯头的方向。
3.根据权利要求2所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置,其特征在于,所述控制单元采用包括:
4.根据权利要求3所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置,其特征在于,还包括通信单元、电源单元和外壳,所述通信单元包括麦克风和扬声器,麦克风用于捕捉用户的语音指令,扬声器用于提供语音反馈给用户。
5.一种权利要求1-4任一项所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,其特征在于,所述步骤s2具体包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,其特征在于,所述步骤s22中,接收到“向上”、“向下”、“向左”、“向右”指令后,每次向相应方向调整10度。
8.根据权利要求6所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,其特征在于,所述自动跟踪功能具体如下:
9.根据权利要求6所述的一种可穿戴智能地下勘察照明装置的控制方法,其特征在于,所述自动亮度调节功能具体如下: