(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211235031.6 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 高昆　李昊芸　张书豪　王硕　 丁锐涛　鲍云帆　 (74)专利代理 机构 北京晟睿智杰知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11603 专利代理师 于淼 (51)Int.Cl. H05B 45/10(2020.01) H05B 45/325(2020.01) H05B 47/11(2020.01)H05B 47/115(2020.01) G06F 3/01(2006.01) G06V 40/16(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 基于树莓 派的嵌入式智能LED调光方法和系 统 (57)摘要 本发明公开一种基于树莓派的嵌入式智能 LED调光方法和系统， 涉及智能光电探测技术领 域， 包括： 手势传感器采集光 感信息， 将光感信息 传输至树莓派； 树莓派根据光感信息， 判断有人 靠近时， 通过摄像头实时捕捉图像信息， 摄像头 将图像信息传输至树莓 派； 根据图像信息得出情 绪分类和各类别对应的置信 度； 根据光感信息进 行手势识别和距离检测； 根据置信度和手势识别 结果对应不同值； 将不同的情绪和手势对应输出 不同的占空比值， 传输至树莓派； 树莓派产生脉 冲信号， 控制LED驱动模块。 如此设置， 实现了通 过判断用户的心情和手势调整灯光的亮度， 让照 明方式的变化更加迎合用户的心理需求， 满足用 户对现代智能家居的灯光体验和节能的要求。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115515270 A 2022.12.23 CN 115515270 A 1.一种基于树莓派的嵌入式智能LED调光方法， 其特 征在于， 包括： 手势传感器采集 光感信息， 将所述 光感信息传输 至树莓派； 所述树莓派根据 所述光感信息， 判断有人靠近时， 通过摄像头实时捕捉图像信 息， 所述 摄像头将所述图像信息传输 至所述树莓派； 根据所述图像信息得 出情绪分类和各类别对应的置信度； 根据所述 光感信息进行手势 识别和距离检测； 根据所述置信度和所述手势 识别结果对应不同值； 将不同的情绪和手势对应输出不同的占空比值， 传输 至所述树莓派； 所述树莓派产生脉冲信号， 控制LED驱动模块对LED灯带进行调光； 其中， 据图像信息得 出情绪分类和各类别对应的置信度， 具体为： 计算机视觉和机器学习软件库检测人脸； 人脸识别开源库提取 人脸的关键特 征点和方向梯度直方图特 征； 将带有特 征的图像信息 输入到卷积神经网络中； 利用算法模型对现有网络进行优化， 得到训练模型； 将图像信息、 人脸的关键特征点和方向梯度直方图特征输入所述训练模型， 得到情绪 分类和各类别的置信度。 2.根据权利要求1所述的基于树莓派的嵌入式智能LED调光方法， 其特征在于， 将不同 的情绪和手势对应输出不同的占空比值， 传输 至所述树莓派， 包括： 计算情绪影响值M， M＝xi＝lg(10/3*ni)， 其中， 定义x1， x2，…， x7分别代表Angry、 Surprise、 Happy、 Neutral、 D isgust、 Sad、 Fear的预设 值， xi为x1～x7任一值， 定义n1， n2，…， n7的值为1， 2， …， 7， 分别对应Angry、 Surprise、 Happy、 Neutral、 Disgust、 Sad、 F ear， ni为n1～n7任一值。 3.根据权利要求2所述的基于树莓派的嵌入式智能LED调光方法， 其特征在于， 将不同 的情绪和手势对应输出不同的占空比值， 传输 至所述树莓派， 还 包括： 计算占空比基准 值pwm， 其中， 定义p1， p2，…， p7代表置信度， pi(i∈N|1≤i≤7)满足pi≥0； 计算手势影响值S， S＝10 ×lg(10/n)， 其中， 定义最大置信度pj对应的情绪 为n＝nj(j∈N|1≤j≤7)。 4.根据权利要求3所述的基于树莓派的嵌入式智能LED调光方法， 其特征在于， 将不同 的情绪和手势对应输出不同的占空比值， 传输 至所述树莓派， 还 包括： 计算△pwm， Δpwm＝(y2‑y1)·S， 其中，△pwm表示手势对占空比的影响值， 定义左摆次 数为y1次， 右摆次数为y2次； 计算占空比PWM值， PWM＝(pwm+Δpwm)/10 0×100％； 将所述PWM值传输 至所述树莓派。 5.一种基于树莓派的嵌入式智能LED调光系统， 其特 征在于， 包括： 树莓派， 摄像头， 电源， 扩展板， 手势传感器， LED驱动模块和LED灯带； 其中， 所述树莓派权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115515270 A 2分别与所述摄像头和所述扩展板电连接； 所述电源、 所述手势传感器、 所述LED驱动模块与 所述扩展板电连接； 所述 LED灯带与LED驱动模块电连接； 所述手势传感器用于采集 光感信息， 并将所述 光感信息传输 至所述树莓派； 所述树莓派用于根据所述光感信息判断有人靠近时， 通过摄像头实时捕捉图像信息； 并用于获取图像信息， 根据所述图像信息得出情绪分类和各类别对应的置信度； 还用于根 据所述光感信息进行手势识别和距离检测； 和用于根据所述置信度和所述手势识别结果对 应不同值； 以及用于将不同的情绪和手势对应输出不同的占空比值； 还用于产生脉冲信号， 控制LED驱动模块对LED灯带进行调光； 所述摄像头用于实时捕捉图像； 所述电源用于向所述树莓派供电； 所述扩展板用于连 接所述电源与所述树莓派， 显示电量且支持双向快充； 所述LED驱动模块用于控制所述LED 灯带的亮度和开关。 6.根据权利要求5所述的基于树莓派的嵌入式智能LED调光系统， 其特征在于， 所述树 莓派与所述手势传感器通过GPIO串口通信， 所述树莓派与所述LED驱动模块通过GPIO串口 通信。 7.根据权利要求5所述的基于树莓派的嵌入式智能LED调光系统， 其特征在于， 所述摄 像头像素 大于或等于 500万。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115515270 A 3