高速公路隧道照明系统的节能设计摘要:高速公路隧道运营是保障高速公路行车安全的重要举措。文章结合某实际工程,对高速公路典型隧道照明系统的设置和节能控制方案进行了优化,选用LED 光源、改进隧道各区段照明设计,采用自动实时控制方式等节
摘 要: 阐述了体感设备Kinect及其关键技术在家庭智能监控系统中的应用。利用Kinect设备,可以将其人体骨骼跟踪、深度数据探测、脸部识别、音频采集和声源定位、红外彩色摄像头等功能整合到家庭智能监控系统中,使家庭智能监控系统更加有效、精准,在整体性能上比传统的家庭智能监控系统有明显的提高。
关键词: Kinect;智能监控;骨骼追踪;计算机视觉;人脸识别
随着当前科学技术的飞速发展,很多监控系统添加了比较先进的技术使得监控系统变得越来越智能。目前,很多家庭监控系统都只具有对监控对象的简单行为分析、视频录制和实时警报等比较传统的功能,但是当镜头出现一个陌生人的时候,监控系统并不知道这个就要通过肉眼来监控识别。
基于Kinect的家庭智能监控系统是利用当前比较热门的体感设备Kinect来取代传统的摄像头,利用Kinect的先进功能对进入监控区域的人进行骨骼跟踪从而智能的判断是否有人进入监控区,还可以通过人脸识别对进入监控区的人进行身份识别,比以往传统的监控系统更加的实时主动,也更加的智能。
本文从目前的家庭智能监控系统所存在的问题着手,系统地阐述了Kinect在家庭智能监控系统中所能提供的服务,其中包括人体骨骼跟踪、人脸识别和深度数据探测等,并通过家庭智能监控系统中的Kinect的应用研究,进一步论证了Kinect在智能监控中的价值以及对智能监控发展创新的现实意义[1]。
1 Kinect设备的基本介绍及其先进性
Kinect是微软公司研制的一款体感外设,它是一种3D体感摄影机。起初是针对游戏主机XBOX360推出的一套外设产品,开始也仅仅适用在游戏领域,利用即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识等功能让玩家摆脱传统游戏手柄地束缚,以自己的身体作为遥控器在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他XBOX玩家分享图片和信息等。但是它高科技的含量和它本身的创意使得它逐渐应用于很多领域,随着Kinect for Windows的推出,越来越多的人投入到Kinect的研究中。
Kinect共有3个摄像头,中间的镜头是RGB彩色摄像机,主要用来对图像进行捕捉,左右两边镜头分别为红外线发射器和红外线CMOS传感器,作用是使得设备能识别3D空间。Kinect底部内置的用于语音识别的多点阵列麦克风系统可以为声音定位,而且还可以过滤背景噪声。此外,Kinect还搭配了追焦技术,底座马达可编程控制,会随着对焦物体的移动而转动从而能够获取最佳视角。
2 Kinect在家庭智能监控系统中的应用
在本家庭智能监控系统中将利用Kinect的以下几种关键特性。
2.1 骨骼追踪
Kinect的骨骼追踪技术是通过处理深度图像来建立人体各个关节的坐标,而Kinect的突出大功率电感功能就是处理深度图像,它能够通过骨骼追踪技术来确定人体的电感器封装各个部分以及他们的位置。深度图像指从观察视角看去,图像所包含信息与场景物体表面距离相关的一种图像或一个图像通道。与彩色图像相比,深度图像能直接反映物体表面的三维特征,且不受光照、阴影和色度等因素的影响,图1所示就是正常图像与深度图像的对比。
Kinect通过用20个关节点来表示一个骨架,如图2所示。当一个人进入Kinect的视野范围内时,Kinect就可以把他的20个关节点的位置找到,位置是通过(x,y,z)三维坐标来表示,Kinect就是通过这些坐标来识别人所做的复杂动作。x,y,z是深度感应器实体的空间坐标轴。坐标系满足右手螺旋规则,Kinect处于原点位置,y轴正向往上延伸,x轴正向往左延伸,z轴则与Kinect摄像头的方向相同,这些坐标表述的空间被称为骨架空间,如图3所示。
Kinect的两个深度传感器能够提供捕捉人体骨骼的功能,在目前最多能够同时定位6个人的骨骼位置,而且能最多同时获取两个人的骨骼追踪数据,站立模式可以跟踪20个关节点,坐姿模式可以跟踪10个关节点。