一种基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置的制作方法

1.本发明属于装置艺术设计与人工智能控制领域，具体为一种基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置，适用于室内或室外的商场、博物馆、娱乐场馆、展示厅等各种场地。


背景技术：

2.装置艺术是将机械、电子装置与艺术相结合的一种新型艺术形式，其广泛应用于各种大型商场、博物馆、娱乐场馆等场地，用于吸引游客进行参观游览。
3.对于商场、博物馆、娱乐场所等室外和室内的场馆的展示，都需要借助照明装置进行基础照明和装饰照明，来提高视觉效果。目前，照明装置基本都是设置在场馆中固定的位置，灯光颜色、灯光角度、灯光亮度、灯光位置等基本都是不可调节的，其不能很好的吸引观众的视线，提高观众的兴趣。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于设计一种基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置，通过将视觉识别技术、人工智能技术与照明装置结合，形成了具有人机交互功能的新奇装置艺术品。本发明的智能照明装置能够根据观众的动作指令进行相应的动作变化，从而实现与观众之间的互动，极大激发观众兴趣与想象力，进而提升场馆吸引力。
5.实现发明目的的技术方案如下：
6.一种基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置，包括灯光装置，灯光装置包括调节支架，调节支架的下端设置在底座下部，调节支架的上端设有灯具。人机交互灯光装置还包括设置在灯光装置上的视觉识别及智能控制系统，视觉识别及智能控制系统用于识别人体姿势，依据人体姿势形成并执行动作指令。
7.其中，视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置、控制装置、执行装置，视觉识别装置用于获取图像；控制装置用于依据图像内人体姿势形成并输出动作指令；执行装置设置在灯光装置上，用于执行动作指令调整灯具的位置。
8.本发明基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置的原理是：通过将视觉识别及智能控制系统与灯光装置连接，通过视觉识别装置对观众的各种人体姿势的采集，控制装置对人体姿势分析并输出相应的动作指令，通过执行装置的执行，使以实现人机交互功能，其可以应用于商场、博物馆、娱乐场所、科教场所等各种场所，通过与观众的实时交互，吸引观众对场馆的参观以提升场馆吸引力。
9.进一步的，上述控制装置包括控制模块，控制模块的输入端与视觉识别装置电连接，输出端电连接有识别模块、姿态规划模块、驱动模块。具体的，识别模块用于对图像内的人体姿势识别；姿态规划模块用于根据人体姿势形成动作指令；驱动模块的输出端与执行装置电连接，用于接收动作指令并驱动执行装置执行相应的动作指令。
10.在上述控制装置的一个优选实施例中，控制装置还包括反馈模块，反馈模块的输
入端与视觉识别装置电连接，输出端与控制模块电连接，用于反馈灯具的位置信息。
11.进一步的，上述视觉识别及智能控制系统还包括电源装置，电源装置分别与视觉识别装置、控制装置、执行装置、灯具电连接，用以提供电能。
12.进一步的，上述动作指令包括高度调整指令、水平方向调整指令，且执行装置包括执行高度调整指令的第一执行装置，以及执行水平方向调整指令的第二执行装置。
13.进一步的，上述调节支架包括高度调节结构，高度调节结构包括连杆组件。具体的，连杆组件经第一铰接点铰接固定在位于底座下部的支撑杆上，且连杆组件的一端与第一执行装置连接，连杆组件的另一端设有灯具。
14.人机交互时，第一执行装置执行控制装置发出的动作指令，使连杆组件调整灯具的高度。
15.在上述连杆组件的一个优选实施例中，连杆组件包括由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆依次铰接形成的四边形结构。同时，第一连杆的一端设有第一连接点，第一连杆经第一连接点与第一执行装置的第一执行电机连接。
16.所述第三连杆上且与所述第一连接点位于同一侧的一端设有第二连接点，第三连杆经第二连接点与第一执行装置的第二执行电机连接。
17.在上述调节支架的一个优选实施例中，调节支架还包括第二角度调节结构，第二角度调节结构包括位于支撑杆与底座之间的转盘，且转盘内设有第二执行装置。
18.人机交互时，第二执行装置用于执行水平方向调整指令，使转盘转动沿水平方向调整灯具在水平方向上的位置。
19.在上述动作指令的一个优选实施例中，动作指令包括还包括灯光照射弧度调节指令，且执行装置还包括执行灯光照射弧度调节指令的第三执行装置；第三执行装置一侧与灯具固定，另一侧与连杆组件转动连接。
20.人机交互时，第三执行装置用于根据灯光照射弧度调节指令，调整灯具与连杆组件之间的角度。
21.在上述动作指令的一个优选实施例中，动作执行指令还包括行走指令，且执行装置还包括执行行走指令的第四执行装置，第四执行装置设置在底座下部；
22.人机交互时，第四执行装置用于根据行走指令，移动人机交互灯光装置的位置。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.本发明的人机交互灯光装置，通过视觉识别及智能控制系统与灯光装置连接，使灯光装置实现了人机交互功能，其可以应用于商场、博物馆、娱乐场所、科教场所等各种场所，通过与观众的实时交互，吸引观众参观，提升场馆吸引力。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
26.图1为本发明基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置的流程图；
27.图2为本发明视觉识别及智能控制系统的示意图；
28.其中，1.调节支架；2.底座；3.灯具；4.连杆组件；41.第一连杆； 42.第二连杆；43.第三连杆；44.第四连杆；45.第一连接点；46.第二连接点；5.第一铰接点；6.支撑杆；7.第二
铰接点；8.第三铰接点；9.第四铰接点；10.第五铰接点；11.滑轮结构；12.转盘；100.视觉识别装置； 200.控制装置；201.控制模块；202.识别模块；203.姿态规划模块；204. 驱动模块；205.反馈模块；300.执行装置；301.第一执行装置；301
‑
1.第一执行电机；301
‑
2.第二执行电机；302.第二执行装置；303.第三执行装置； 304.第四执行装置。
具体实施方式
29.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
30.本具体实施方式提供了一种基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置。
31.如图1所示，在本实施例中，基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置包括灯光装置，灯光装置包括调节支架1，调节支架1的下端设置在底座2上，调节支架1的上端设有灯具3。
32.如图2所示，人机交互灯光装置还包括设置在灯光装置上的视觉识别及智能控制系统，视觉识别及智能控制系统用于识别人体姿势，依据人体姿势形成并执行动作指令。
33.上述视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置100、控制装置200、执行装置300。
34.其中，如图2所示，视觉识别装置100用于获取图像，在本具体实施方式中，视觉识别装置100可以安装在灯光装置的灯具3上，其通过对位于人机交互灯光装置前方的做不同姿势的观众进行拍照，获得含有人体姿势的图像，并将其输入控制装置200内。
35.其中，控制装置200用于依据图像内人体姿势形成并输出动作指令，在本具体实施方式中，控制装置200对输入的图像进行处理，从图像中提取和辨别人体姿势，从而依据识别的人体姿势形成相应的动作指令至执行装置 300内。
36.在上述控制装置200的一个实施例中，如图2所示，上述控制装置200 包括控制模块201，控制模块201的输入端与视觉识别装置100电连接，输出端电连接有识别模块202、姿态规划模块203、驱动模块204。
37.更具体的，控制模块201作为整个控制装置200的主控制器，用于实现视觉识别装置100、识别模块202、姿态规划模块203、驱动模块204等模块的控制以及数据交换。
38.识别模块202用于对视觉识别装置100获得的图像内的人体姿势识别，经识别后获得如挥手、抬手、拍手、抬腿、拍腿等人体姿势。
39.姿态规划模块203用于根据人体姿势形成动作指令，上述动作指令包括高度调整指令、水平方向调整指令，灯光照射弧度调节指令、行走指令、停止指令等。例如，根据抬手的人体姿势形成灯具3下降指令，然后经拍手的人体姿势形成灯具3停止下降指令；再例如，根据拍腿的人体姿势形成人机交互灯光装置移动行走指令等等。
40.驱动模块204的输出端与执行装置300电连接，用于接收动作指令并驱动执行装置300执行相应的动作指令。例如，驱动模块204驱动执行装置300，使灯具3上升、下降、同一水平面上转动、灯具3与调节支架1之间角度调整、人机交互灯光装置移动位置等具体的操作。
41.在上述控制装置200的一个优选实施例中，如图2所示，控制装置还包括反馈模块
205，反馈模块205的输入端与视觉识别装置100电连接，输出端与控制模块201电连接，用于反馈灯具3的位置信息。人机交互灯光装置在每执行一次动作指令后，根据对灯具3当前位置与前一次位置的反馈，能够便于根据反馈的信息，对控制装置200以及执行装置300进行分析判断，以确认控制装置200或执行装置300是否存异常情况。
42.其中，上述执行装置300设置在灯光装置上，用于执行动作指令调整灯具3的位置。
43.在执行装置300的一个实施例中，如图1及图2所示，执行装置300包括第一执行装置301、第二执行装置302、第三执行装置303。
44.第一执行装置301与调节支架1连接，用于执行高度调整指令，调整灯具3的高度，第一执行装置301的结构参见调节支架1部分的描述。
45.第二执行装置302位于底座2与调节支架1之间，用于执行水平方向调整指令，调整灯具3在水平方向上的位置(即灯具3的照射方向)，第二执行装置302的结构参见调节支架1部分的描述。
46.第三执行装置303位于灯具3与调节支架1之间，用于执行灯光照射弧度调节指令，调整灯具3与调节支架1之间的角度。在本具体实施方式中，第三执行装置303择优选择使用云台，云台的一侧与灯具3固定，另一侧与连杆组件4转动连接。人机交互时，第三执行装置303用于根据灯光照射弧度调节指令，调整灯具3与调节支架1(即下述第二连杆42)之间的角度。
47.在上述执行装置300的一个优选实施例中，如图2所示，执行装置300 还包括第四执行装置304，第四执行装置304位于底座2的下部，用于执行行走指令，移动人机交互灯光装置的位置。在本具体实施方式中，第四执行装置304择优选择经行走电机控制的行走轮。
48.如图2所示，在上述视觉识别及智能控制系统的一个优选实施例中，视觉识别及智能控制系统还包括电源装置，电源装置分别与视觉识别装置100、控制装置200、执行装置300、灯具3电连接，用以为上述各个装置提供电能。在本具体实时方式中，电源装置可优选为可充电的锂离子电池。
49.在本具体实施方式中，人机交互灯光装置的调节支架1包括高度调节结构，高度调节结构包括连杆组件4。
50.如图1所示，在连杆组件4的一种结构中，连杆组件4经第一铰接点5 铰接固定在位于底座3上的支撑杆6上，且连杆组件4的一端与第一执行装置301连接，连杆组件4的另一端设有灯具3。人机交互时，第一执行装置 301执行控制装置200发出的动作指令，使连杆组件4调整灯具3的高度。
51.在上述连杆组件4的一个优选实施例中，如图1所示，连杆组件4包括由第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43、第四连杆44依次铰接形成的四边形结构。
52.具体的，第一连杆41的一端设有第一连接点45，第一连杆41经第一连接点45与第一执行装置301的第一执行电机301
‑
1连接。第三连杆43上且与第一连接点45位于同一侧的一端设有第二连接点46，第三连杆43经第二连接点46与第一执行装置301的第二执行电机301
‑
2连接。在本实施例中，第一执行电机301
‑
1及第二执行电机301
‑
2均固定在底座2上。具体的，在本实施例中，第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43、第四连杆44依次铰接形成的四边形结构为平行四边形结构，具体参考图1所示，第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43、第四连杆44依次铰接的铰接点为第二铰接点7、第三铰接点8、第四铰接点9、第五铰接点10。
53.同时，在本具体实施方式中，第一执行电机301
‑
1的输出轴上安装有绞盘，在绞盘与第一连接45之间通过绳索连接。第二执行电机301
‑
2的输出轴上安装有绞盘，同时在支撑杆6设有滑轮结构11，绳索一端固定在绞盘上，另一端绕过滑轮结构7后固定第二连接点46上。人机交互时，第一执行电机301
‑
1转动，绞盘转动收紧或松开绳索，通过第一连杆41以第一铰接点5为中心转动，调整连杆组件4与支撑杆6之间的角度；同时，通过第二执行电机301
‑
2的转动，绞盘转动收紧或松开绳索，调整栏杆组件 4中各个连杆之间的角度。通过第一执行电机301
‑
1与第二执行电机301
‑
2 之间的配合，实现了灯具3的高度的调整。
54.在上述调节支架1的一个优选实施例中，如图1所示，调节支架1还包括第二角度调节结构，第二角度调节结构包括位于支撑杆6与底座2之间的转盘12，且转盘12内设有第二执行装置302。人机交互时，第二执行装置 302用于执行水平方向调整指令，使转盘12转动沿水平方向调整灯具3在水平方向上的位置。具体的，可以通过第二执行装置302控制转盘12的转动角度实现灯具3在水平方向上位置的调整。
55.本发明基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置的原理：通过将通过视觉识别及智能控制系统与灯光装置连接，通过视觉识别装置对观众的各种人体姿势的采集，控制装置200对人体姿势分析并输出相应的动作指令，通过执行装置300的执行，使以实现人机交互功能，其可以应用于商场、博物馆、娱乐场所、科教场所等各种场所，通过与观众的实时交互，吸引观众对场馆的参观以提升场馆吸引力。
56.以下通过具体的示例对基于视觉识别及智能控制的人机交互灯光装置的操作进行说明，当观众位于人机交互灯光装置前方时，通过人机交互灯光装置上的操作指示进行对应的操作。
57.本示例以抬手的人体姿势是控制灯具3高度变化为例，对人机交互过程进行说明。
58.首先，视觉识别装置100(如深度相机)对观众拍照，获得含有抬手的图像；
59.其次，将图像输入控制装置200的控制模块201内，经识别模块202 对抬手动作提取和辨识；经姿态规划模块203进行规划形成高度调整指令；经驱动模块204驱动执行装置300进行相应的动作；
60.最后，第一执行电机301
‑
1和第二执行电机301
‑
2工作，调整连杆组件 4与支撑杆6之间的角度，调整连杆组件4内各个连杆之间的角度，实现灯具3的位置调整，完成人机交互过程。
61.需要说明的是，通过水平方向调整指令，灯光照射弧度调节指令、行走指令、停止指令等指令实现人机交互的操作过程，与通过高度调整指令实现人机交互的操作过程相同，在此不再进行赘述。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。