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人机互动智能灯光系统设计

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-11-24 10:29:04

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 郑炳松 | 2022-11-24 10:29:04

针对现有电磁无线遥控驱动的灯光互动系统存在着装置易丢失、空间位置固定、电磁干扰影响等问题,本文基于Google的MediaPipe-hand算法,设计了实时人体手势识别算法,并将其应用于智能灯光互动系统的驱动。该系统采用机器视觉技术来实现人机交互功能,可根据单帧图像推断出单手21个骨骼节点坐标,将其转化为骨骼矢量,并通过SVM分类器实现手势判断,最后驱动灯光设备实现不同效果。系统由上位机、下位机两部分组成,其中上位机主要完成手势识别,下位机主要实现对灯光设备的驱动。实验表明:该系统具有良好的实时性和鲁棒性,能够准确地识别手势并驱动灯光设备,识别综合评价指标达到90%,本系统提供了一种新型的智能灯光人机交互思路。

本课题利用机器视觉,识别人体的手势语言,进而驱动灯光控制系统,进行人机灯光交互,该系统也是一种功能更为强大的智能照明产品,其智能交互装置的位置设置更为灵活,交互的控制方式更为便捷,控制的选择更为多样化,可以取代市场上的其他同类型产品。使这种新兴的人机交互技术惠及用户。本课题利用新兴的人机交互技术进行灯光驱动,彻底打破传统互动的局限性,无论摄像机前的任何手势动作都可以通过各种手段方法,分离重要特征信息,达到识别效果。这样新兴技术既有准确性,效率也很高,符合多种室内场景用户需求。

光的多样性使灯光艺术装置相对于其他艺术形式具有无可比拟的艺术特性,近年来也成为了国内外艺术、设计师们的新宠,利用创新、独特的创作手法,使灯光艺术装置“活”起来。随着科技进步,人们希望技术朝着更加便利的方向发展。现在各类传感器已经发展的比较成熟,能让相关的技术更加便利。目前灯光装置已经逐渐普及各种艺术展览、文旅景区、特色小镇、城市商圈、地标建筑,甚至是文体场馆项目上。

互动灯光在商业用途能得到广泛运用,各类商务展馆都可以运用到互动灯光。如售楼处,借助互动灯光,将各类售卖房屋以独特方式展现,既便利也给人深刻的印象。在各式各样的艺术类展馆也会用相同的作用,让展示的方式更加独特,让人印象深刻。互动灯光不仅出现在商务场馆,随着科技的发展与普及,互动灯光在当今社会得到了广泛的应用,它不仅成为节日活动的新秀宠儿,更充分地体现在人们的日常生活中,也有非常可观的经济收入。

智能灯光互动技术有着极其远大的前景,在各类商业场馆,文娱展馆都可以发挥极大的作用。基于机器视觉的智能灯光互动系统可以将方便快捷精准等多个优点融于一体,在科学技术快速发展的今天跟随新兴科技的脚步,让各项科技融于人们的生活。

郑州大学电气与信息工程学院机器视觉团队由罗勇教授牵头,研发了基于手势识别的智能灯光驱动系统。本项目团队在机器视觉和模式识别领域具有长期的工作基础,尤其在基于机器视觉的物体识别和匹配方面,积累了丰富的研发成果和技术经验。曾发表相关的SCI期刊论文本项目组由一名教授,一名副教授,两名硕士生,及两名本科生组成。其中罗勇教授负责项目的整体思路和方案设计,罗勇教授兼任中国照明学会学术工作委员会副主任,河南省照明学会副理事长及秘书长,有着多年自动化领域的理论和实际研发经验。王河山副教授负责项目的手势识别算法设计,在机器视觉领域发表过多篇高水平的国际SCI期刊论文,有较高的理论研究水平。硕士生桂文韬负责算法设计和软件开发,本科生宋浩楠负责算法设计和硬件开发,硕士生周帅参与算法的开发,本科生吕铁负责软件开发。

本课题目前已经完成了基础投入,完成了样机,但由于相关产品并未通过产业化,进入市场,并未产生实际的经济效益。未来,需要进行转化落地方面的投入。主要是进行软件的定型,硬件的定型,以及控制输出的多样化,与照明设备的兼任。所需要的继续投入经费将由具体的产业化项目内容和规模确定。

本课题产品的投入使用,将人工智能和灯光技术进行很好的融合,将提高灯光驱动的智能化水平,促进我国照明科技的技术进步,对于推动照明行业发展,促进房地产、展览、教育等应用行业的发展,均起到积极的作用。

本项目拟采用技术转让的方式,并辅助以技术合作的方式进行转化。由投资方提供技术转让费用,进行技术转让。然后本课题团队可以在后续继续进行技术合作,协助投资方进行落地转化的本地化相关工作,具体转让经费,以及后续的技术合作与服务经费,双方协商确定。

成果转化方向即实现基于手势的智能灯光驱动能够在主要的应用场景落地,并能够在实际中很好的应用,为操作人员驱动灯光,提供方便快捷的途径。