基于圖像處理的嵌入式控制系統(tǒng).pdf

1、本文介紹了一種基于圖像處理的嵌入式燈光控制系統(tǒng)，適用于教室等場所的燈光控制。與傳統(tǒng)的燈光控制相比，在監(jiān)控范圍、準(zhǔn)確率與功能方面有較大提高。通過對采集的圖像進行分析，運用不變矩，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和歐氏距離等方法對圖像進行檢測識別，取得了不錯的效果。 按照系統(tǒng)功能，本系統(tǒng)由圖像采集、處理和傳輸模塊，燈光控制模塊，人體與光照強度檢測模塊構(gòu)成。 圖像采集、處理和傳輸模塊選擇三星公司的ARM9內(nèi)核的S3C2440為處理器。操作系統(tǒng)我們選用

2、開源的Linux，使用中星微的USB攝像頭進行圖像的采集，在圖像處理部分包括三個步驟： 第一步驟是采集圖像的預(yù)處理部分，主要包括去除教室背景，圖像二值化和圖像格式的轉(zhuǎn)換等。在去除教室背景的方面采用的是圖像差影技術(shù)，實驗結(jié)果表明此算法是十分有效的。使用模板平滑得到的二值差影圖像，在圖像的增強中取得了很好的效果。 第二個步驟是人體特征的提取部分，本系統(tǒng)針對教室中人體的特點，采用人體的頭肩模型代替人體進行識別并且討論了人體頭肩

3、模型的不變矩。 第三個步驟是人體的檢測部分，介紹了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器的設(shè)計，充分利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行分布處理的特點，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于人體檢測，并將歐氏距離應(yīng)用到人體檢測中。對教室內(nèi)人員的數(shù)量和分布做出準(zhǔn)確判斷，并根據(jù)相應(yīng)的控制策略對不同區(qū)域的燈光做出控制。經(jīng)實驗驗證效果理想，提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。 數(shù)據(jù)傳輸部分有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，分別是串口通訊和網(wǎng)絡(luò)通訊。串口通訊應(yīng)用到控制系統(tǒng)與協(xié)處理系統(tǒng)之間的控制信息與光照強度等信息的傳輸

4、。本系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓δ?，可實現(xiàn)主控制系統(tǒng)與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通訊，將采集到的圖像傳送到服務(wù)器，也可接收服務(wù)器命令，實現(xiàn)集中監(jiān)控。 燈光控制模塊和人體及光照強度檢測模塊使用的處理器為AT89S51。以AT89S51為中心的協(xié)處理系統(tǒng)進行人體及光照強度信息的采集和燈光的控制，協(xié)處理系統(tǒng)采集人體和光照相關(guān)的信息通過串口發(fā)送到以ARM9為處理器的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過對采集的圖像及人體與光照強度的信息進行綜合判斷，產(chǎn)生控制命令?？刂泼?/p>