[發明專利]一種基于卷積神經網絡的光照度測量及光照度智能控制方法

在審

• 申請號: 201711305358.5
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108181952A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 付明磊;胡海霞;穆禮德
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05D25/02
• 分類號: G05D25/02;G06N3/04;H05B37/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于卷積神經網絡的光照度測量及光照度智能控制方法，包括如下步驟：步驟1：設備安裝；步驟2：樣本圖像采集；步驟3：建立樣本數據；步驟4：設計卷積神經網絡；步驟5：實際測量；步驟6：單片機與照明設備通過D/A轉換模塊連接，實現單片機對照明設備亮度的控制；步驟7：將步驟5所測得的環境光照度數字信號E通過串行口輸入單片機，單片機比較環境光照度E與最適光照度A選擇性地增大、減少或保持單片機的輸出值；步驟8：重復步驟5、步驟6、步驟7，實現對環境光照度的控制。本發明測量精度較高、對測量環境適應性較好，能夠實時檢測所處環境光照度信息并實時做出智能調整。

技術領域

本發明涉及光照度檢測及智能控制技術，尤其是一種基于卷積神經網絡的光照度測量及光照度智能控制方法。

背景技術

光照度是光學度量中的一個重要單位，指被攝物體單位面積上所接受可見光的光通量。為了保障人們能在適宜的光照下生活，我國制定了有關室內(包括公共場所)照度的國家標準。在工廠，生產線上的照度要求比較嚴格，連續工作會引起視覺疲勞，工作效率大打折扣，通常照度要求≥1000Lx。日常生活當中，倉庫、學校、辦公室、家庭、路燈建設、實驗室等等，都與光照度息息相關。

光照度計是測量光照度的常用儀器。國內常用的光照度計存在測量范圍窄、精度低、成本高等缺點，而且用戶需要手動調節測量范圍。此外，傳統的光照度測試均采用人工測試，費時費力，效率又低，且測試的誤差大，精度達不到要求，隨機性大。

為了解決上述問題，李玲玲等人在專利《室內光照度智能測量裝置及其運行方法》中通過藍牙模塊、處理器、輸入模塊、液晶顯示屏和電源模塊作為控制端，無線通信模塊、處理器模塊、存儲模塊、環境照度檢測模塊、距離測量模塊、光電編碼器、方向定位模塊、驅動模塊、報警模塊、電源模塊和電動小車作為移動終端設計了室內光照度智能測量裝置。趙儉等人在專利《一種溫室環境數字光照度計監控系統》中通過兩個硅光電池組成差動系統采集光照數據，再通過微處理控制部分和通信部分進行監控。劉敬術等人在專利《溫室大棚物聯網光照度智能監控系統》中通過光敏電阻傳感器連接微控制器與通信模塊共同作用進行智能監控。鄭琪等人在專利《基于CAN總線的環境溫濕度及光照度智能監測系統》中通過光敏傳感器等模塊檢測光照度。王濤等人在專利《光照度采集模塊》中通過BH1750FVI光照度采集傳感器連接無線通信模塊進行控制。張倩等人在專利《一種用于光電探測器光照度測量的裝置》中直接通過光照度探頭外接光照度計進行光照測量。專利《一種基于光學聚焦系統的光照度測量裝置》中通過將光源的出射光線聚集到光感應器的感光面上,使待測光源的出射光線的光照度在到達光感應器時得到增強,從而使測得的光照度數據線性提高、噪聲降低,從而準確有效的測量到光源的光照度。陳志磊在《基于CMOS圖像傳感器的照度檢測系統設計與實現》中設計了基于CMOS圖像傳感器的嵌入式照度檢測系統。

經文獻調研分析，目前已提出的光照度檢測方法基本通過光照度傳感器、光敏電阻傳感器或者光照度計等進行測量。目前市場上出現的自動檢測儀器對環境參數檢測大都是單點測量，因此光照度等信息傳遞過程容易產生誤差。光照度計連續測量時需長期曝露在光照條件下，會產生溫度漂移，嚴重影響儀器的測量精度。傳統的光照傳感器由于其固有屬性無法滿足智能照明精確檢測和測量范圍的要求。

發明內容

為了解決現有光照度測量僅適用于單點測量、且測量精度低、對測量環境適應性差等缺點，本發明采用卷積神經網絡，提出了一種測量精度較高、對測量環境適應性較好的光照度測量及光照度智能控制方法，能夠實時檢測所處環境光照度信息并實時做出智能調整。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于卷積神經網絡的光照度測量及光照度智能控制方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：設備安裝

選取一處固定位置安裝攝像頭，單片機通過串口通訊與主機相連，同時單片機與照明設備通過D/A轉換模塊連接；