一、项目背景
【1】背景介绍
随着科技的发展和智能化的推广，越来越多的场合开始应用智能拍照控制系统。教室中的照明也不例
外，智能照明系统可以节约能源，提高使用效率，但现有的自动照明系统无法根据人员位置和光线情况
进行自适应控制，因此需要基于机器视觉技术设计智能化的教室照明控制系统。
当前系统通过摄像头拍摄图像识别教室里人员区域的情况，同时根据图片判断环境光的亮度、再利用教
室开放的时间范围，综合作为判断条件自动开启或者教室的灯光，实现智能灯光控制。摄像头将拍摄的
教室画面分为A,B,C,D四个区域，当教室灯光低于设定阀值，并且教室在开放时间范围内，根据识别图像
里人员的位置情况实现自动开关ABCD区域的灯光。 视频画面里的人体目标采用YOLO算法检测，软件采
用Qt开发。
【2】系统架构
该教室照明控制系统主要由摄像头、计算机、控制器、电灯等组成。摄像头负责拍摄教室画面，计算机
通过机器视觉算法对拍摄的画面进行分析识别，判断教室内光线的强弱和人员的位置情况，控制器根据
判断结果控制教室的灯光开启或关闭。
【3】系统实现步骤
（1）摄像头拍摄教室画面 首先摄像头需要摆放在教室的中央位置，对教室内的画面进行拍摄。由于教
室内的光线环境和人员位置常常发生变化，因此需要定时拍摄并传送画面给计算机。
（2）图像识别 通过对教室拍摄的画面进行图像识别，可以识别出教室内的人员位置、光线强度等信
息。其中人员位置的识别需要采用深度学习的目标检测算法，例如：YOLO算法。
（3）环境光的判断 根据识别的教室画面，可以判断出教室内的光线强度。如果光线强度低于设定的阈
值，就需要启动自动照明系统同时开启ABCD区域的灯光。
（4）教室开放时间的判断 教室在周末和晚上通常是关闭的，因此需要统计教室的开放时间，并与当前
时间进行对比，判断教室是否在正常开放时间内。
（5）控制教室灯光 当教室灯光低于设定阈值，并且教室在开放时间范围内时，根据识别出的人员位置
情况实现自动开关ABCD区域的灯光。
【4】系统特点
（1）节省能源：通过智能控制教室灯光的开关，可以在无人时自动关闭灯光，从而节省能源。
（2）提高使用效率：该系统可以根据人员位置和光线情况进行自适应控制，保障教室内的照明效果，并
提高了教室的使用效率。
（3）便于管理：该系统可以实现无人自动控制，减少了人为的管理成本，提高了管理的效率。
（4）应用广泛：该系统不仅可以应用于教室的照明控制，还可以应用于办公室、会议室、车间等需要定
时清空，需长时间使用灯光的场合。
【5】实现效果
经过实际的测试和应用，该智能化教室照明控制系统具有以下特点：
（1）教室内的灯光随环境光强度和人员位置变化自适应开关，节约了能源成本；
