CN110708838A

CN110708838A - 一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***

Info

Publication number: CN110708838A
Application number: CN201910753749.6A
Authority: CN
Inventors: 金庆江; 曾建勤; 付传军; 柏龙灏; 徐秋红
Original assignee: Anhui Vocation Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Vocation Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-01-17

Abstract

本发明提出的一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，包括多个照明控制子***，每一个照明控制子***包括一个雷达和至少一个路灯；每一个路灯均设有对应的驱动控制器和通信模块；每一个雷达均设有对应的控制处理器；控制处理器用于在雷达检测到移动目标时，根据移动目标的移动速度计算雷达探测区域内位于移动目标前进路线上的一个或者多个路灯的照明时间段；驱动控制器用于获取控制处理器生成的对应路灯的照明时间段，并根据照明时间段控制路灯工作。本发明通过雷达实时探测移动目标出现在各照明区域的时间，从而控制各路灯在相应的时间内打开，实现需要照明时路灯打开，不需要照明时路灯关闭或者调暗，从而节约路灯电量。

Description

一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***

技术领域

本发明涉及节能路灯技术领域，尤其涉及一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***。

背景技术

随着城市化的发展，城市道路照明设备对现代化城市的建设起着重要的作用。城市道路的照明极大地改善了城市人民居住环境，方便了人民的生活。

目前，我国路灯存量巨大，城市道路照明路灯数量不计其数。城市道路的路灯由政府部门统一控制，通常由工作人员在规定的时间同时开启或关闭全城路灯，例如，全城路灯在下午6点开启，次日早上7点关闭，路灯在这一时间段内处于常亮状态。现实生活中，即便是车流量极少的凌晨时分甚至是在一些路段几乎没有人流量和车流量的情况下，路灯依然处于常亮状态，这造成了能源的极大浪费。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***。

本发明提出的一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，包括多个照明控制子***，每一个照明控制子***包括一个雷达和至少一个路灯；多个路灯沿着交通道路布置，雷达用于实时检测道路上的移动目标以及移动目标的运动速度；与雷达对应的各路灯的照明区域均位于雷达探测区域内；

每一个路灯均设有对应的驱动控制器和通信模块；每一个雷达均设有对应的控制处理器；

控制处理器用于在雷达检测到移动目标时，根据移动目标的移动速度计算雷达探测区域内位于移动目标前进路线上的一个或者多个路灯的照明时间段；

驱动控制器分别连接路灯和通信模块，通信模块与对应雷达的控制处理器连接；驱动控制器用于获取控制处理器生成的对应路灯的照明时间段，并根据照明时间段控制路灯工作。

优选的，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明区域相交，且相交区域在道路宽度方向上的最大直径大于道路宽度。

优选的，每一个照明控制子***包括一个雷达和一个路灯，雷达安装在路灯杆上。

优选的，控制处理器内预设有对应的照明区域的边缘与雷达探测区域的边缘沿着道路延伸方向上的最小行程距离，控制处理器内还预设有沿着道路延伸方向移动目标穿过照明区域的最大行程距离；控制处理器用于结合移动目标进入雷达探测区域的起始时间、移动目标的移动速度、最小行程距离和最大行程距离计算对应路灯的照明时间段。

优选的，照明时间段的计算公式如下：

其中，tq为照明时间段的起始时间，tz为照明时间段的终止时间，t0为移动目标进入雷达探测区域的起始时间，l_min为最小行程距离，l_max为最大行程距离。

优选的，每一个照明控制子***包括一个雷达和多个路灯，同一个雷达探测区域内，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明时间段相交。

优选的，控制处理器内设置有一个或多个数据类，每一个数据类对应雷达探测区域内的一个无分叉路段，每一个数据类内设置有两个集合，每一个集合对应一个前进方向；每一个集合内包含有多个子集，每一个子集对应一个用于在对应无分叉路段的对应前进方向路线上进行照明的路灯，多个子集根据前进方向上的位置分布顺序排列；

每一个子集中包含有：照明区域的边缘与对应的雷达探测区域的边缘在前进方向上的在前行程距离，移动目标沿着前进方向穿过照明区域的最大行程距离；

控制处理器用于根据移动目标的移动方向获取对应的子集，并用于结合子集、移动目标进入雷达探测区域的起始时间和移动目标的移动速度计算对应路灯的照明时间段。

优选的，驱动控制器设有休眠模式和照明模式，自然状态下，驱动控制器启用休眠模式，休眠模式下，驱动控制器控制路灯关闭或者低电压工作；驱动控制器用于在照明时间段内将路灯调整到照明模式，照明模式模式下，驱动控制器控制路灯进行照明。

本发明提出的一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，通过雷达实时探测移动目标出现在各照明区域的时间，从而控制各路灯在相应的时间内打开，实现需要照明时路灯打开，不需要照明时路灯关闭或者调暗，从而节约路灯电量。

本发明中，用于根据照明区域与雷达探测区域的边缘距离和移动目标的移动速度，计算移动目标抵达照明区域的时间作为起始时间，并进一步结合照明区域在道路上的跨度计算移动目标离开照明区域的时间作为终止时间，从而结合起始时间和终止时间获得照明时间段。如此，照明区域与雷达探测区域的边缘距离以及照明区域在道路上的跨度相对于每一个路灯和对应的雷达均为定值，即，只需要结合雷达测量获得的移动目标发现时间和移动速度，便可快速计算照明时间段。

本发明中，照明时间段的计算方式简单快捷，有利于提高路灯响应效率，从而降低路灯延时响应的耗能，保证路灯控制的高效、精确，在节能环保的同时保证移动目标的照明需求，从而保证交通安全。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***模块图；

图2为实施例1中路灯和雷达区域分布示意图；

图3为实施例2中路灯和雷达区域分布示意图；

图4为实施例3中路灯和雷达区域分布示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，包括多个照明控制子***，每一个照明控制子***包括一个雷达和至少一个路灯。多个路灯沿着交通道路布置，雷达用于实时检测道路上的移动目标以及移动目标的运动速度。与雷达对应的各路灯的照明区域均位于雷达探测区域内。以便通过雷达实时探测移动目标出现在各照明区域的时间，从而控制各路灯在相应的时间内打开，实现需要照明时路灯打开，不需要照明时路灯关闭或者调暗，从而节约路灯电量。

每一个路灯均设有对应的驱动控制器和通信模块。每一个雷达均设有对应的控制处理器。控制处理器用于在雷达检测到移动目标时，根据移动目标的移动速度计算雷达探测区域内位于移动目标前进路线上的一个或者多个路灯的照明时间段。

具体的，本实施方式中，用于根据照明区域与雷达探测区域的边缘距离和移动目标的移动速度，计算移动目标抵达照明区域的时间作为起始时间，并进一步结合照明区域在道路上的跨度计算移动目标离开照明区域的时间作为终止时间，从而结合起始时间和终止时间获得照明时间段。如此，照明区域与雷达探测区域的边缘距离以及照明区域在道路上的跨度相对于每一个路灯和对应的雷达均为定值，即，只需要结合雷达测量获得的移动目标发现时间和移动速度，便可快速计算照明时间段。

驱动控制器分别连接路灯和通信模块，通信模块与对应雷达的控制处理器连接。驱动控制器用于获取控制处理器生成的对应路灯的照明时间段，并根据照明时间段控制路灯工作。具体的，驱动控制器设有休眠模式和照明模式，自然状态下，驱动控制器启用休眠模式，休眠模式下，驱动控制器控制路灯关闭或者低电压工作。驱动控制器用于在照明时间段内将路灯调整到照明模式，照明模式模式下，驱动控制器控制路灯进行照明。

本实施方式中根据照明时间段控制路灯工作，照明时间段的计算方式简单快捷，有利于提高路灯响应效率，从而降低路灯延时响应的耗能，保证路灯控制的高效、精确，在节能环保的同时保证移动目标的照明需求，从而保证交通安全。

具体的，本实施方式中，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明区域相交，且相交区域在道路宽度方向上的最大直径大于道路宽度。如此，通过相交区域对移动目标进行照明缓冲过度，有利于提高对移动速度不可控等因素造成的照明时间段误差的容纳消减，进一步保证照明的可靠。

以下结合一个具体的实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

如图2所示，本实施例中，每一个照明控制子***包括一个雷达和一个路灯，雷达安装在路灯杆上，如此，可使得在道路上，照明区域与雷达覆盖区域在两端的边缘距离近似相等，即l1≈l2。

本实施例中，道路A为双向道路或者单向道路，多个路灯L1、L2、……交替分布在道路两旁,多个路灯L1、L2、……分别对应雷达R1、R2，LA1、LA2分别为路灯L1、L2的照明区域，RA1、RA2分别为雷达R1、R2的雷达探测区域。

本实施例中，控制处理器内预设有对应的照明区域的边缘与雷达探测区域的边缘沿着道路延伸方向上的最小行程距离l_min，具体的，本实施方式中， l_min＝min(l1,l2)。控制处理器内还预设有沿着道路延伸方向移动目标穿过照明区域的最大行程距离l_max。具体实施时，由于照明区域近似为以路灯为中心的圆形区域，故而可以取照明区域的直径作为最大行程距离l_max。

控制处理器用于结合移动目标进入雷达探测区域的起始时间、移动目标的移动速度、最小行程距离和最大行程距离计算对应路灯的照明时间段。

具体的，本实施例中，照明时间段的计算公式如下：

本实施例中，由于路灯与雷达一一对应，每一个路灯的照明时间段均根据雷达的检测数据单独计算，保证了路灯照明时间段的设置与移动目标的照明需求的高度吻合。且，通过路灯与雷达的对应计算，避免了移动目标移动方向对路灯需求的影响，避免了根据移动方向预判路灯需求的工作，有利于进一步提高路灯节能控制的效率。

实施例2

参照图3，本实施例中，以两条相交道路C、D为例，道路C上设有雷达R1， CD交口处设有雷达R2，雷达R1和雷达R2的雷达探测区域分别为RA1和RA2。其中，雷达探测区域RA1内覆盖有路灯L11、L12和L13的照明区域，雷达探测区域RA2内覆盖有路灯L20、L21、L22、L23和L24的照明区域。

路段C1为道路C被雷达探测区域RA1覆盖的部分，路段C21为道路C上位于CD交口与雷达探测区域RA2边缘之间且靠近雷达R1的一段，路段C22为道路C上位于CD交口与雷达探测区域RA2边缘之间且远离雷达R1的一段，路段 D21为道路D上位于CD交口与雷达探测区域RA2边缘之间的一段，路段D22为道路D上位于CD交口与雷达探测区域RA2边缘之间的另一段。

本实施例中雷达R1对应的控制处理器内设有一个数据类，该数据类为：

其中，l11_min为由L11至L13的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1 边缘抵达路灯L11照明区域的距离，即当雷达R1监测到移动目标到移动目标进入路灯L11照明区域时，移动目标需要穿过的距离；l12_min为由L11至L13的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1边缘抵达路灯L12照明区域的距离， l13_min为由L11至L13的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1边缘抵达路灯L13照明区域的距离。

为由L13至L11的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1边缘抵达路灯L13照明区域的距离，

为由L13至L11的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1边缘抵达路灯L12照明区域的距离，为由L13至L11的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA1边缘抵达路灯L11 照明区域的距离。

l11_max、l12_max和l13_max分别为路灯L11、L12和L13对应的照明区域的直径。

如此，本实施例中，当雷达RA1探测到移动目标出现且前进方向为由L11 至L13时，控制处理器根据内置时钟获取监测到移动目标出现的时间t0，并获取移动目标的移动速度v0，然后控制处理器结合t0、v0和集合 (l11_min,l11_max),(l12_min,l12_max),(l13_min,l13_max)，分别计算路灯L11、L12和L13的照明时间段T1、T2和T3，计算公式如下：

其中，tq1,tz1分别为照明时间段T1的起始时间中终止时间，tq2,tz2分别为照明时间段T2的起始时间中终止时间，tq3,tz3分别为照明时间段T3的起始时间中终止时间。

当雷达RA1探测到移动目标出现且前进方向为由L13至L11时，控制处理器根据内置时钟获取监测到移动目标出现的时间t0’，并获取移动目标的移动速度v0’，然后控制处理器结合t0’、v0’和集合

分别计算路灯L13、L12和L11的照明时间段T3’、T2’和T1’，计算公式如下：

其中，tq3',tz3'分别为照明时间段T3’的起始时间中终止时间，tq2',tz2'分别为照明时间段T2’的起始时间中终止时间，tq1',tz1'分别为照明时间段T1’ 的起始时间中终止时间。

本实施例中雷达R2对应的控制处理器内设有一个数据类，该数据类包含四个分别对应路段C21、C22、D21和D22的集合：

其中l21_min为由L21至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L21照明区域的距离；l20_min为由L21至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L20照明区域的距离；l20r_min为由L20至L21 的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L20照明区域的距离；

为由L20至L21的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L21照明区域的距离；l22_min为由L22至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L22照明区域的距离；

为由L20至L22的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L22照明区域的距离；l23_min为由L23至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L23照明区域的距离；

为由L20至L23的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L23照明区域的距离；l24_min为由L24至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L24照明区域的距离；

为由L24至L20的前进方向上，移动目标自雷达探测区域RA2边缘抵达路灯L24 照明区域的距离。

具体实施时，本实施例中，当雷达R2监测到移动目标时，根据其计算获得的分别对应L20、L21、L22、L23和L24的照明时间段控制路灯工作；也可进一步在L20照明区域内确定移动目标接下来的移动方向，即在移动目标抵达路口前，仅根据移动目标所在路段调用数据类中对应的集合计算该路段上各路灯的照明时间段；然后当移动目标进入L20照明区域，通过雷达进一步获取移动方向，并根据移动方向调用数据类中对应的集合计算下一路段上的路灯的照明时间段。

例如，当移动目标处于路段C21时，调用集合[(l21_min,l21_max),(l20_min,l20_max)]计算路灯L21和L20的照明时间段；当移动目标进入L20照明区域，并通过雷达进一步确认移动目标向路段D21偏转，则调用集合

计算路灯L22的照明时间段。具体实施时，还可根据路灯安装位置，在驱动控制器中进一步设置冗余值，调整路灯照明时间段。例如，本实施例中，假设控制处理器获得的路灯L20的照明时间段为[tq20，tz20]，驱动控制器中设置有照明时间段终点延时t1，则，驱动控制器根据照明时间段[tq20，tz20+t1]控制路灯L20工作。

可见，本实施例中，雷达R1的控制处理器内设置有一个，雷达R2的控制处理器内设置有四个数据类，每一个数据类对应雷达探测区域内的一个无分叉路段。且，每一个数据类内设置有两个集合，每一个集合对应一个前进方向。每一个集合内包含有多个子集，每一个子集对应一个用于在对应无分叉路段的对应前进方向路线上进行照明的路灯，多个子集根据前进方向上的位置分布顺序排列。

每一个子集中包含有：照明区域的边缘与对应的雷达探测区域的边缘在前进方向上的在前行程距离，移动目标沿着前进方向穿过照明区域的最大行程距离。

且，本实施例中，每一个照明控制子***包括一个雷达和多个路灯，同一个雷达探测区域内，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明时间段相交。

实施例3

实施例2中，每一条道路上的路灯均交替布置，同一路段对应的两个集合中包含的路灯相同。

本实施例中，一条道路的两侧分别设置用于照明单向道路的路灯，如图4 所示，在道路一侧设置有路灯L01、L02和L03并顺序排列，在道路另一侧设置有路灯L30、L20和L10并顺序排列，路灯L01、L02、L03、L30、L20和L10的照明区域均被雷达R0的雷达探测区域覆盖。

如此，本实施例中，雷达R0对应的控制处理器内设置有一个包含两个集合的数据类，具体为：

其中，l01_min、l02_min、l03_min为由L01至L03的前进方向上，移动目标自雷达 R0的雷达探测区域边缘分别抵达路灯L01、L02、L03的照明区域的距离；即l01_min、 l02_min、l03_min为由L01至L02的前进方向上，路灯L01、L02、L03分别对应的在前行程距离。l30_min、l20_min、l10_min为由L30至L10的前进方向上，移动目标自雷达R0的雷达探测区域边缘分别抵达路灯L30、L20、L10的照明区域的距离；即 l30_min、l20_min、l10_min为由L30至L10的前进方向上，路灯L30、L20、L10分别对应的在前行程距离。

具体的，本实施例中，当雷达R0监测到移动目标，则首先确定移动目标的前进方向，然后从调用对应的集合，参照实施例2计算各前进方向上各路灯的照明时间段。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，包括多个照明控制子***，每一个照明控制子***包括一个雷达和至少一个路灯；多个路灯沿着交通道路布置，雷达用于实时检测道路上的移动目标以及移动目标的运动速度；与雷达对应的各路灯的照明区域均位于雷达探测区域内；

2.如权利要求1所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明区域相交，且相交区域在道路宽度方向上的最大直径大于道路宽度。

3.如权利要求2所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，每一个照明控制子***包括一个雷达和一个路灯，雷达安装在路灯杆上。

4.如权利要求3所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，控制处理器内预设有对应的照明区域的边缘与雷达探测区域的边缘沿着道路延伸方向上的最小行程距离，控制处理器内还预设有沿着道路延伸方向移动目标穿过照明区域的最大行程距离；控制处理器用于结合移动目标进入雷达探测区域的起始时间、移动目标的移动速度、最小行程距离和最大行程距离计算对应路灯的照明时间段。

5.如权利要求4所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，照明时间段的计算公式如下：

6.如权利要求2所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，每一个照明控制子***包括一个雷达和多个路灯，同一个雷达探测区域内，位于同一条道路上的相邻的两个路灯的照明时间段相交。

7.如权利要求6所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，控制处理器内设置有一个或多个数据类，每一个数据类对应雷达探测区域内的一个无分叉路段，每一个数据类内设置有两个集合，每一个集合对应一个前进方向；每一个集合内包含有多个子集，每一个子集对应一个用于在对应无分叉路段的对应前进方向路线上进行照明的路灯，多个子集根据前进方向上的位置分布顺序排列；

8.如权利要求1所述的基于交通道路实时雷达探测的智慧路灯***，其特征在于，驱动控制器设有休眠模式和照明模式，自然状态下，驱动控制器启用休眠模式，休眠模式下，驱动控制器控制路灯关闭或者低电压工作；驱动控制器用于在照明时间段内将路灯调整到照明模式，照明模式模式下，驱动控制器控制路灯进行照明。