一种基于广角路灯光源的智慧调控方法及系统与流程

本发明涉及路灯调控，具体涉及一种基于广角路灯光源的智慧调控方法及系统。

背景技术：

1、路灯，指给道路提供照明功能的灯具，泛指交通照明中路面照明范围内的灯具，路灯被广泛运用于各种需要照明的地方，广角路灯是一种具有广泛照明范围和特定设计特点的路灯类型。

2、但是，路灯在实际使用过程中，使光源照射在道路上会有阴影，则不便于在道路上行驶，则需要对阴影的部位进行补光，但是现有技术中，并不能根据目标物自身的亮度和异常照射分区的亮度需求，获得补光值，不能根据实时情况灵活调整补光值的大小，可能会造成不必要的能源浪费，且现有技术中，也不能将多个需要补光的区域进行合并，在减少补光点数量的同时，确保每个需补光区域都能获得适当的补光，从而达到降低能耗和运营成本的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于广角路灯光源的智慧调控方法及系统，以解决上述背景中技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种基于广角路灯光源的智慧调控方法，包括：

4、步骤一：对路灯照射总区域进行分区分析，获取各个照射分区的亮度数据；

5、步骤二：基于照射分区的亮度数据，评估照射分区是否需要进行补光照射，从而获得异常照射分区；

6、步骤三：当有目标物进入路灯照射总区域时，对其行进道路进行分析，判定目标物是否会经过异常照射分区，并利用补光设备对需补光区域进行补光照射；

7、步骤四：当同时出现多个需补光区域时，利用对应数量的补光设备，分别对各个补光点进行对应补光值的照射；

8、步骤五：基于两个需补光区域，分别获取该两个需补光区域的补光点位置和补光值，将两个补光点进行合并，计算获得新补光点位置以及新补光点的补光值；依次将所有需补光区域的补光点进行合并，直至新补光点的补光要求不能由单个补光设备提供；最终获取一个或多个新补光点；

9、其中，将两个补光点进行合并，计算获得新补光点位置以及新补光点补光值的具体过程为：

10、预设新补光点c位于两个原始补光点a和b的连线上，并且距离两个原始补光点的距离分别为r1和r2，其中，r1为新补光点c到原始补光点a的距离，r2为新补光点c到原始补光点b的距离；

11、通过公式：ec=ea×r12=eb×r22以及公式：r1+r2=rab；计算获得r1、r2和新补光点c的需补光值ec；

12、式中，ea为原始补光点a的需补光值，eb为原始补光点b的需补光值，rab为原始补光点a和b之间的距离；

13、基于r1和r2即可获得新补光点c的位置，再根据lc=ec×rc2，计算获得新补光点c的补光值lc，式中，rc为新补光点c至路灯光源处的距离。

14、作为本发明进一步的方案：所述亮度数据的获取方法为：

15、亮度数据包括亮度系数；

16、以路灯照射总区域的中心为中心点，将路灯照射总区域进行网状式划分，获得多个独立的照射分区；再将照射分区均匀的划分为多个照射子区域，获取各个照射子区域的亮度值比，基于各个照射子区域的亮度值比，获取异常照射子区域总数比和异常亮度值比，将异常照射子区域总数比和异常亮度值比进行乘积计算，输出亮度系数。

17、作为本发明进一步的方案：所述亮度值比的获取方法为：

18、预设监测周期，在监测周期的开始时间对路灯照射总区域进行图像采集，获取路灯照射总区域图像；选取目标时段内，相同路灯照射总区域图像中数量最多的一组路灯照射总区域图像，将该路灯照射总区域图像标记为分析图像；基于分析图像，获得各个照射子区域的亮度值，再分别将各个照射子区域的亮度值与其对应的标准亮度值进行比值计算，输出各个照射子区域的亮度值比；

19、其中，标准亮度值的获取过程为：

20、基于光的反平方定律，通过公式：，计算得到标准亮度值e，其中，l为路灯光源处亮度值，r为照射子区域中心点至路灯光源处的距离。

21、作为本发明进一步的方案：所述异常照射子区域总数比的获取过程为：

22、获取照射子区域的亮度值比，将亮度值比与亮度值比阈值进行比较；当亮度值比大于亮度值比阈值时，生成照射子区域异常信号，并将照射子区域异常信号对应的照射子区域，标记为异常照射子区域，获取异常照射子区域总数，将异常照射子区域总数与该照射分区内照射子区域总数进行比值计算，输出异常照射子区域总数比。

23、作为本发明进一步的方案：所述获得异常照射分区的具体过程为：

24、获取照射分区的亮度系数，将亮度系数与亮度系数阈值进行对比分析；

25、若亮度系数≤亮度系数阈值，则生成照射分区光照正常信号；

26、若亮度系数＞亮度系数阈值，则生成照射分区光照异常信号，并将该照射分区标记为异常照射分区。

27、作为本发明进一步的方案：所述判定目标物是否会经过异常照射分区，并利用补光设备对需补光区域进行补光照射的具体过程为：

28、当在路灯照射总区域图像中发现目标物进入路灯照射总区域时，获取目标物的行进道路和行进方向，并判定目标物是否会经过异常照射分区；基于目标物会经过异常照射分区时，获取该异常照射分区的需补光值；对需补光值进行分析，若需补光值大于0，则生成需要补光信号，并将该异常照射分区标记为需补光区域；基于需补光区域，根据需补光区域的需补光值和需补光区域中心点至路灯光源处的距离，计算输出补光值，利用补光设备对补光点进行补光亮度为补光值的照射。

29、作为本发明进一步的方案：所述异常照射分区需补光值的获取方法为：

30、基于目标物行进道路和行进方向，根据目标物的当前位置点，获得目标物的面前照射子区域，并基于面前照射子区域，获取目标物的自带亮度值；获取该异常照射分区的需补光预值；将需补光预值与自带亮度值进行差值计算，输出异常照射分区的需补光值。

31、作为本发明进一步的方案：所述自带亮度值的获取方法为：

32、基于当前监测周期的路灯照射总区域图像，获取目标物面前照射子区域的亮度值，标记为当前面前区域亮度值；基于分析图像，获取目标物面前照射子区域的亮度值，标记为历史面前区域亮度值；将当前面前区域亮度值与历史面前区域亮度值进行差值计算，输出自带亮度值。

33、作为本发明进一步的方案：所述需补光预值的获取方法为：

34、获取该异常照射分区内各个照射子区域的亮度值，将该异常照射分区内所有照射子区域的亮度值进行均值计算，输出该异常照射分区的亮度均值，将亮度均值与标准标度均值进行差值计算，输出自身需补光预值；获取该异常照射分区的相邻异常照射分区总数比和相邻自身需补光预均值；将相邻异常照射分区总数比与相邻自身需补光预均值进行乘积计算，输出周边需补光预值；再将自身需补光预值与周边需补光预值进行求和计算，输出需补光预值。

35、第二方面，本发明提供了一种基于广角路灯光源的智慧调控系统，该系统包括：

36、数据获取模块：用于对路灯照射总区域进行分区分析，获取各个照射分区的亮度数据；

37、数据分析模块：基于照射分区的亮度数据，评估照射分区是否需要进行补光照射，从而获得异常照射分区；

38、补光处理模块：用于当有目标物进入路灯照射总区域时，对其行进道路进行分析，判定目标物是否会经过异常照射分区，并利用补光设备对需补光区域进行补光照射；

39、补光管理模块：用于当同时出现多个需补光区域时，利用对应数量的补光设备，分别对各个补光点进行对应补光值的照射；

40、补光优化模块：基于两个需补光区域，分别获取该两个需补光区域的补光点位置和补光值，将两个补光点进行合并，计算获得新补光点位置以及新补光点的补光值；依次将所有需补光区域的补光点进行合并，直至新补光点的补光要求不能由单个补光设备提供；最终获取一个或多个新补光点；

41、其中，将两个补光点进行合并，计算获得新补光点位置以及新补光点补光值的具体过程为：

42、预设新补光点c位于两个原始补光点a和b的连线上，并且距离两个原始补光点的距离分别为r1和r2，其中，r1为新补光点c到原始补光点a的距离，r2为新补光点c到原始补光点b的距离；

43、通过公式：ec=ea×r12=eb×r22以及公式：r1+r2=rab；计算获得r1、r2和新补光点c的需补光值ec；

44、式中，ea为原始补光点a的需补光值，eb为原始补光点b的需补光值，rab为原始补光点a和b之间的距离；

45、基于r1和r2即可获得新补光点c的位置，再根据lc=ec×rc2，计算获得新补光点c的补光值lc，式中，rc为新补光点c至路灯光源处的距离。

46、本发明的有益效果：

47、（1）本发明通过对路灯照射总区域进行分区，每个分区再细分为子区域，在每个预设的监测周期内，采集图像并分析子区域的亮度值，进而得到亮度系数，亮度系数是评估各照射分区是否需要补光的关键指标；将亮度系数与预设的亮度系数阈值进行对比，若亮度系数未超过阈值，则认为该分区光照正常；反之，则标记为异常照射分区，需要采取补光或其他维护措施；该方法通过精细化分区和数据分析，能够准确识别出光照异常的区域，为路灯的维护和管理提供了有力支持，同时，基于大量数据的评估结果更加客观可靠，提高了维护效率；

48、（2）本发明当目标物进入路灯照射范围时，分析其行进道路和行进方向，并判断其是否会经过异常照射分区；如果目标物的行进路径与异常照射分区相交，进一步计算该区域的需补光值；若需补光值大于0，标记该区域为需补光区域，并根据需补光值和距离路灯光源的位置，计算出精确的补光值；随后，补光设备会根据指令对补光点进行补光，确保目标物在行进过程中获得足够的亮度；如果需补光值不大于0，则不会触发补光操作，避免不必要的能源浪费；这种智能补光系统不仅能够提高路灯照明的效率和效果，还能根据实时情况灵活调整补光策略，为照明管理提供了智能化的解决方案；

49、（3）本发明当多个区域需要补光时，为了提高补光效率并降低能耗，对补光行为进行优化，其优化过程主要通过合并补光点来实现；合并策略，能够显著减少补光点的数量，同时确保每个需补光区域都能获得适当的补光；不仅提高了补光的整体效果，还降低了能耗和运营成本，此外，由于合并后的补光点位置更加合理，还能更好地适应不同场景下的补光需求，提高了路灯照明的智能化和灵活性。