(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 202210609735.9 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 郑庆祥　金积德　张逸凡　郭金铭　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 肖明洲 (51)Int.Cl. G06V 40/10(2022.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 10/10(2022.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 基于摄像头画面分割的分区域行人检测照 明方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于摄像头画面分割的 分区域行人检测照明方法及系统， 首先开发板调 用监控摄像头获取实时监控摄像头画面； 将实时 监控画面输入到YOL Ov5目标检测模型， 由开发板 执行检测算法并获得单帧画面分割成五个区域 后的行人检测结果信息， 包括行人的坐标信息， 检测概率信息等， 同时输出检测结果的数字信 号； 单片机处理数字信号并对五个画面区域相应 的继电器进行控制， 以控制相应的五组照明灯线 路的通断， 最终实现分区域行人检测照明。 本发 明检测结果稳定、 实时性和准确率均较优， 能够 实现跟随照明， 节约电能， 便 于使用。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 114943986 A 2022.08.26 CN 114943986 A 1.一种基于摄像头画面分割的分区域行人检测及照明方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 实时获取监控摄 像头监控画面； 步骤2： 采用YOLOv5目标检测网络， 从视频流中获得单帧图像画面， 并将单帧图像画面 等比例行分割成N个区域， 每个区域均可以对行人进 行检测， 得到行人在画 面像素上的坐标 信息和检测概 率； 所述YOLOv5目标检测网络， 包括Backbo ne模块、 Neck模块和Output模块； 所述Backbone模块， 其包括Focus模块、 CBA模块、 CSP模块和SPP模块， 用于将图像的特 征谱图多次进行 下采样操作， 获得不同细粒度的图像信息， 并以三条途径输入到Neck模块； 所述Focus模块， 是将输入图片进行切片操作， 对图像进行一次下采样操作， 同时增加 特征图的通道数； 所述CBA模块， 是将输入的特征图进行下采样操作， 同时增加特征图的通道数， 保留更 多的图像信息； 所述CSP模块， 是对输入的特征图进行下采样操作， 并增加了残差结构以增加层与层 之 间反向传播的梯度值， 以避免因神经网络加深而造成的梯度损失； 所述SPP模块， 是将输入的特征图通道数减半， 再分别以卷积核3*3、 5*5、 7*7做最大池 化操作， 最对结果进行拼接， 得到新的特 征图； 所述Neck模块， 其包括Concat模块、 Upsample模块、 CBA模块和CSP模块， 用于混合所获 得的图像信息， 增强模型对不同尺度对象的检测能力， 并以三条途径输入Output模块； 所述Upsample模块， 是 特征图进行 上采样操作， 以获得合 适的尺寸； 所述的Concat模块， 是将上采样得到的特征图与Backbone模块输出的特征图进行拼 接， 获得更广泛信息的特 征图； 所述CBA模块和CS P模块， 作用同Backbo ne模块中的CBA模块和CS P模块相同； 所述Output模块， 其包括CONV模块， 用于在征 图上锚框， 并输出最终带有类别概率、 对 象的分和预测框信息的特 征图； 所述CONV模块是将Neck模块三条途径输出的特征图进行卷积操作， 以获得最终大小为 80*80*255、 40*40*255、 20*20*255的特征图； 步骤3： 通过控制照明电路， 控制N个画面区域所对应的继电器， 控制N组照明灯路线的 通断， 实现分区域行 人检测照明控制； 所述控制照明电路， 包括Arduino单片机、 N路继电器、 N组照明灯、 外接电源和24V变压 器； 所述Arduino单片机上的N个数字引 脚与所述N个继电器连接， 用于来传递控制信号； 所 述N个继电器对应与N组照明灯连接， 以实现对照明灯的控制。 2.根据权利要求1所述的基于摄像头画面分割的分区域行人检测照明方法， 其特征在 于： 步骤2中， 单帧图像画 面等比例行分割成N个区域， 与同行排列的N组照明灯相对应， 每个 画面区域对应一组照明灯。 3.根据权利要求1 ‑2任意一项所述的基于摄像头画面分割的分区域行人检测照明方 法， 其特征在于， 步骤3的具体实现过程是： 若画 面中N个同行别列区域中的某个区域检测到 行人时， 向Arduino单片机传递数字信号 “1”， Arduino单片机将其转换成虚拟信号 “LEDON”， 并通过数字引脚控制该区域相对应的继电器接通， 实现该区域相对应的照明灯照明； 若画权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114943986 A 2面中N个同行别列区域中的某个区域检测到行人时， 向Arduino单片机传递数字信号 “0”， Arduino单片机将其转换成虚拟信号 “LEDOFF”， 并通过数字引脚控制该区域相对应的继电 器断开， 实现该区域相对应的照明灯不照明。 4.一种基于摄 像头画面分割的分区域行 人检测照明系统， 其特 征在于， 包括以下模块： 模块1， 用于实时获取监控摄 像头监控画面； 模块2， 用于采用YOLOv5目标检测网络， 从视频流中获得单帧图像画面， 并将单帧图像 画面等比例行分割成N个区域， 每个区域均可以进 行行人检测， 得到行人在画 面像素上的坐 标信息和检测概 率； 所述YOLOv5目标检测网络， 包括Backbo ne模块、 Neck模块和Output模块； 所述Backbone模块， 其包括Focus模块、 CBA模块、 CSP模块和SPP模块， 用于将图像的特 征谱图多次进行 下采样操作， 获得不同细粒度的图像信息， 并以三条途径输入到Neck模块； 所述Focus模块， 是将输入图片进行切片操作， 对图像进行一次下采样操作， 同时增加 特征图的通道数； 所述CBA模块， 是将输入的特征图进行下采样操作， 同时增加特征图的通道数， 保留更 多的图像信息； 所述CSP模块， 是对输入的特征图进行下采样操作， 并增加了残差结构以增加层与层 之 间反向传播的梯度值， 以避免因神经网络加深而造成的梯度损失； 所述SPP模块， 是将输入的特征图通道数减半， 再分别以卷积核3*3、 5*5、 7*7做最大池 化操作， 最对结果进行拼接， 得到新的特 征图； 所述Neck模块， 其包括Concat模块、 Upsample模块、 CBA模块和CSP模块， 用于混合所获 得的图像信息， 增强模型对不同尺度对象的检测能力， 并以三条途径输入Output模块； 所述Upsample模块， 是 特征图进行 上采样操作， 以获得合 适的尺寸； 所述的Concat模块， 是将上采样得到的特征图与Backbone模块输出的特征图进行拼 接， 获得更广泛信息的特 征图； 所述CBA模块和CS P模块， 作用同Backbo ne模块中的CBA模块和CS P模块相同； 所述Output模块， 其包括CONV模块， 用于在征 图上锚框， 并输出最终带有类别概率、 对 象的分和预测框信息的特 征图； 所述CONV模块是将Neck模块三条途径输出的特征图进行卷积操作， 以获得最终大小为 80*80*255、 40*40*255、 20*20*255的特征图； 模块3， 用于通过控制照 明电路， 控制N个画面区域所对应的继电器， 控制N组照明灯路 线的通断， 实现分区域行 人检测照明控制； 所述控制照明电路， 包括Arduino单片机、 N路继电器、 N组照明灯、 外接电源和24V变压 器； 所述Arduino单片机上的N个数字引 脚与所述N个继电器连接， 用于来传递控制信号； 所 述N个继电器对应与N组照明灯连接， 以实现对照明灯的控制。 5.根据权利要求4所述的基于摄像头画面分割的分区域行人检测照明系统， 其特征在 于： 所述模块2， 用于将单帧图像画面等比例行分割成N个区域， 与同行排列的N组照明灯相 对应， 每个画面区域对应一组照明灯。 6.根据权利要求4 ‑5任意一项所述的基于摄像头画面分割的分区域行人检测照明系 统， 其特征在于： 所述模块3， 用于若画面中N个同行别列区域中的某个区域检测到行人时，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114943986 A 3