CN102202443A - 路灯电力管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种路灯电力管理系统及方法，该系统包括后端主机及多个电力控制器，每一电力控制器与一路灯相连接，并透过网络与后端主机相连接。后端主机存储路灯电力管制区域的路灯供电配置讯息。电力控制器包括影像摄取单元、测速器及微处理器。该微处理器包括影像侦测模块、路线识别模块及电力控制模块。当行人或车辆即将通过该路段时，电力控制器自动开启该路段的路灯或调高路灯亮度，当行人或车辆已通过该路段时，电力控制器自动关闭该路段的路灯或调低路灯亮度。实施本发明，能够实时自动调整路灯亮度，不仅可以保留路灯所提供的道路安全照明，更能够有效达到节省电力的功效。

Description

路灯电力管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电力管理系统及方法，特别是关于一种路灯电力管理系统及方法。
背景技术
在人口稀少的小城镇里，在深夜至凌晨这段时间，街道上便少有行人或车辆通行，但由于所用的传统的路灯电力管理系统无法自动进行区域自动供电、断电，为了避免造成交通与治安的死角，即使整夜没有行人与车辆通行，仍旧会整夜开着路灯。由于小乡镇人口密度较低，地方经费往往无法如大城市充裕，庞大的路灯电费开支往往成为地方财政上沉重的负担。目前人口稀少的小乡镇为了节省电费，或实施间隔开灯，将点亮的路灯数量减半来节省支出。此种方式将导致路面产生明暗相间的斑马效应，驾驶员或行人必须更吃力地注视前方路况，也容易因看不清楚穿越道路的行人或动物而发生车祸，在这种路况下开车也更容易产生视觉疲劳，反而无法达到道路安全照明的功效。
因此，传统的路灯电力管理系统无法自动依道路的行人与车辆流量动态调整路灯亮度或进行区域自动供电、断电，仅能控制全数开启或关闭该区域的路灯。而一般住家门口装设的红外线监控感应灯，当行人或车辆靠近时才瞬间点亮路灯，将造成道路光线的明暗对比过大，瞬间亮起来的灯光会导致人体眼睛产生失能眩光，虽然仅会短时间的影响人体视力，却很可能因此发生交通事故。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种路灯电力管理系统及方法，其能够实时自动调整路灯亮度，不仅可保留路灯所提供的道路安全照明，更能够有效达到节省电力的功效。
所述的路灯电力管理系统包括后端主机及多个电力控制器，每一电力控制器与一路灯相连接，并透过网络与后端主机相连接。所述后端主机存储路灯电力管制区域的路灯供电配置图。所述的电力控制器包括影像摄取单元、测速器及微处理器。该微处理器包括：影像侦测模块，用于控制影像摄取单元持续拍摄所属管制区域内路段两侧路面的场景影像，采用影像识别方法对所摄得的场景影像进行影像识别分析，并根据识别结果判断该路段是否有车辆或行人通过；路线识别模块，用于控制测速器侦测路段内车辆或行人的行进方向与速度，从后端主机中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息，根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间，及判断该预计通行时间内车辆或行人是否已通过该路段；及电力控制模块，用于当行人或车辆即将通过该路段时，自动开启该路段路灯或调高路灯亮度，当行人或车辆已通过该路段时，自动关闭该路段路灯或调低路灯亮度。
所述的路灯电力管理方法透过后端主机及多个电力控制器对路灯电力进行管制，每一电力控制器与一路灯相连接。该方法包括步骤：根据路灯电力管制区域的路灯供电配置图判断车辆或行人即将通过路段的电力控制器是否具备影像摄取功能；若电力控制器具备影像摄取功能，则执行步骤(a1)至(a4)：(a1)控制电力控制器的影像摄取单元持续拍摄所属管制区域内路段两侧路面的场景影像；(a2)采用影像识别方法针对所摄得的场景影像进行影像识别分析；(a3)根据识别结果判断场景影像中是否包含人型影像或车辆影像；(a4)若场景影像中包含人型影像或车辆影像，则开启该路段的路灯或调高路灯亮度，若场景影像中没有包含人型影像或车辆影像，则关闭该路段的路灯或调低路灯亮度。若电力控制器不具备影像摄取功能，则执行步骤(b1)至(b5)：(b1)控制测速器侦测路段内车辆或行人的行进方向与速度；(b2)从后端主机中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息；(b3)根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间；(b4)判断通行时间内车辆或行人是否已通过该路段；(b5)若预计通行时间内车辆或行人还没有通过该路段，则开启该路段路灯或调高该路灯亮度，若预计通行时间内车辆或行人已通过该路段，则关闭该路段路灯或调低该路灯亮度。
相较在现有技术，本发明所述的路灯电力管理系统及方法，能够在夜间仍将在控制区域交界处的路段保留一定的路灯亮度，后方路段的路灯亮度则逐渐向下递减或关闭，藉此避免瞬间调整路灯的光线明暗对比过大，并可达到省电效益。
附图说明
图1是本发明路灯电力管理系统较佳实施例的架构图。
图2是图1中的电力控制器的架构图。
图3是本发明路灯电力管理方法较佳实施例的流程图。
图4是某一路灯电力管制区域的路灯供电配置图。
主要元件符号说明
后端主机        1
电力控制器      2
影像摄取单元    21
测速器          22
微处理器        23
影像侦测模块    231
路线识别模块    232
电力控制模块    233
路灯    3
网络    4
具体实施方式
如图1所示，是本发明路灯电力管理系统较佳实施例的架构图。在本实施例中，该路灯电力管理系统包括后端主机1及多个电力控制器2。每一电力控制器2与路灯3相连接，并透过网络4与后端主机1相连接。每一电力控制器2安装在路灯电力管制区域内(参考图4所示)，用于实时自动地开启、关闭路灯电力管制区域内的每一路灯3，及调整每一路灯3的亮度。后端主机1内存储有路灯电力管制区域的路灯供电配置图，并利用电力控制器2的网络IP地址透过网络4与每一路灯3建立彼此之间的位置关系。所述的路灯供电配置图包含路灯电力管制区域内所有电力控制器2的实际安装位置与网络IP地址，及车辆或行人通行路线的移动路径。
当路灯电力管制区域内所有电力控制器2安装完成后，根据道路现场的施工状况在后端主机1进行路灯供电范围配置图设定，逐一标示路灯电力管制区域内所有电力控制器2的实际安装位置与网络IP地址。后端主机1利用各电力控制器2的网络IP地址建立彼此之间的位置关系，定义车辆或行人通行路线的可能移动路径。管理员亦可在后端主机1直接根据各路段的电力控制器2来控制路灯3的亮度、开启或关闭路灯3。例如当山区发生浓雾导致现场的影像无法正确辨识时，管理人员便可根据后端主机1调整该区域内路灯3的亮度持续开启，以确保道路安全。
如图2所示，是图1中的电力控制器2的架构图。在进行路灯电力管制区域内安装路灯电力控制器2时，可先依据现场的路况与需求进行路灯电力控制器2的装设。为了能有效地节省安装费用且兼顾道路安全，除了路灯电力控制区域交界处与各交叉路口所安装的路灯电力控制器2具备影像摄取单元21，其余路灯电力控制器2则可视现场状况决定是否皆具备影像摄取单元21，亦能够按道路限速与现场路况决定各路灯电力控制器2所控制的路段距离。
在本实施例中，电力控制器2包括影像摄取单元21、测速器22及微处理器23。该影像摄取单元21为具备夜间拍摄功能的夜视摄影机、红外线摄影机，或者为任何可取得夜间数字影像的影像输入装置。该影像摄取单元21用于持续拍摄道路两侧路面的场景影像，并将所摄得的场景影像发送给微处理器23。所述的测速器22用于侦测车辆或行人的行进方向与速度，并将车辆或行人的行进方向与速度信息发送给微处理器23。所述的微处理器23为一种可程序化芯片，内固化有路灯电力控制指令模块，其包括影像侦测模块231、路线识别模块232及电力控制模块233。
所述的影像侦测模块231用于控制影像摄取单元21持续拍摄所属路段两侧路面的场景影像，并采用影像识别方法对所摄得的场景影像进行识别分析。在本实施例中，所述的影像识别方法包括人型侦测方法及车辆侦测方法，此两种影像识别方法皆为本领域通用的影像识别技术，在此不作阐述。影像侦测模块231根据人型侦测方法识别出场景影像中是否包含人型影像，或者根据车辆侦测方法识别出场景影像中是否包含车辆影像。若场景影像中包含有人型影像，则说明有行人通过该路段；若场景影像中包含有车辆影像，则说明有车辆通过该路段。
所述的路线识别模块232用于控制测速器22侦测路段内车辆或行人的行进方向与速度，从后端主机1中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息。所述的路线识别模块232还用于根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间，及判断该预计通行时间内车辆或行人是否已通过该路段。
所述的电力控制模块233用于当行人或车辆即将通过该路段时，自动开启该路段的路灯3或调高该路段内路灯3的亮度，当行人或车辆已通过该路段时，自动关闭该路段的路灯3或调低该路段内路灯3的亮度，以恢复该路段内路灯3的低耗电亮度。
如图3所示，是本发明路灯电力管理方法较佳实施例的流程图。步骤S31，后端主机1根据存储的路灯供电配置图判断车辆或行人即将通过路段的电力控制器2是否具备影像摄取功能。参考图4所示，位于路灯电力管制区域内标示“▲”位置的电力控制器2安装有影像摄取单元21，其具备影像摄取功能。位于路灯电力管制区域内标示“◎”位置的电力控制器2没有安装影像摄取单元21，其不具备影像摄取功能。若电力控制器2具备影像摄取功能，则执行步骤S32；若电力控制器2不具备影像摄取功能，则执行步骤S37。
步骤S32，影像侦测模块231控制影像摄取单元21持续拍摄该路段两侧路面的场景影像。步骤S33，影像侦测模块231采用影像识别方法对所摄得的场景影像进行识别分析。在本实施例中，所述的影像识别方法包括人型侦测方法及车辆侦测方法，此两种影像识别方法皆为本领域通用的影像识别技术，在此不作阐述。步骤S34，影像侦测模块231根据识别结果判断场景影像中是否包含人型影像或车辆影像。具体地，影像侦测模块231根据人型侦测方法识别场景影像中是否包含人型影像，或者根据车辆侦测方法识别出场景影像中是否包含车辆影像。若场景影像中包含有人型影像，则说明有行人通过该路段；若场景影像中包含有车辆影像，则说明有车辆通过该路段。
若场景影像中包含人型影像或车辆影像，步骤S35，电力控制模块233则自动开启该路段的路灯3或调高该路段内路灯3的亮度。若场景影像中没有包含人型影像或车辆影像，步骤S36，电力控制模块233则自动关闭该路段的路灯3或调低该路段内路灯3的亮度，以恢复该路段内路灯3的低耗电亮度。
步骤S37，路线识别模块232控制测速器22侦测路段内车辆或者行人的行进方向与速度，从后端主机1中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息。步骤S38，路线识别模块232根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间。步骤S39，路线识别模块232判断该预计通行时间内车辆或行人是否已通过该路段。若预计通行时间内车辆或行人还没有通过该路段，则执行步骤S35；若预计通行时间内车辆或行人已通过该路段，则执行步骤S36。
如图4所示，是某一路灯电力管制区域的路灯供电配置图。该路灯电力管制区域内标示“▲”位置的电力控制器2安装有影像摄取单元21，其具备影像摄取功能。该路灯电力管制区域内标示“◎”位置的电力控制器2没有安装影像摄取单元21，其不具备影像摄取功能。在本实施中，各电力控制器2可调整的路灯3的亮度分为四个等级，分别为最高亮度、1/2亮度(次高亮度)、1/3亮度及关闭路灯。为了避免瞬间调整路灯的光线明暗对比过大，造成驾驶员或行人的眼睛产生失能眩光，位于控制区域交界处的路段AB、FG、LM与NO的路灯3将持续保持在次高亮度状态，后方路段则随其亮度递减，因此越靠近控制区域中心路段路灯3的亮度越低或者关闭。
参考图4中A、G、M与O点，安装在路灯电力管制区域四周的电力控制器2皆安装有影像摄取单元21，其具备影像辨识功能以判别是否有车辆或行人即将通过该路灯电力管制区域。当影像摄取单元21侦测到车辆即将通过该区域时，电力控制器2的电力控制模块233将调整该路段内路灯3的亮度至最高亮度。因此当车辆即将通过AB路段时，电力控制模块233将自动调整AB路段的路灯亮度为最高亮度，邻近BC或BH路段则调整为次高亮度，以便车辆通过时实时地调整为最高亮度。
由于B点为一交叉路口，车辆可往BC或BH方向行进，因此B点的电力控制器2亦需安装具备影像摄取单元21的电力控制器2，以判断车辆的行进方向。当B点的电力控制器2判别车行方向为BC路段后，则电力控制模块233调整BC路段内路灯3的亮度为最高亮度，邻近路段AB、BH与CD路段内路灯3的亮度则调整为次高亮度。B点的电力控制器2也将以内建的测速器22进行车速的判别，并根据判别结果推测车辆预计通行时间，提前将通行时间讯息传送至后方路段的电力控制器2。
为了降低路灯电力管制成本，除了路灯电力管制区域入口与交叉路口的电力控制器2具备影像摄取单元21以外，其余路段的电力控制器2则不具备影像摄取单元21，需靠前方的电力控制器2的测速器22针对车辆或行人预计通行时间进行侦测，电力控制模块233再根据其侦测结果进行路灯亮度的调整。参考图4所示，后方路段的路灯电力控制时间点将以B点的测速器22所测得的车速与判别结果来做调整。当车辆行经DE路段时，电力控制模块233将DE路段路灯3的亮度为最高亮度，邻近CD与EF路段内路灯3的亮度为次高亮度，又因为FG路段为路灯电力管制区域交界处，为了避免对驾驶员眼睛产生失能眩光的状况，因此不递减CD与EF路段内路灯3的亮度，仍保持为次高亮度状态。
路线识别模块232根据B点所计算的预计通行时间，在车辆通过EF路段时，电力控制模块233实时将EF路段内路灯3的亮度调整为最高亮度，两侧邻近的DE与FG路段则随的递减路灯亮度。当车辆行驶至FG路段时，电力控制模块233则将FG路段内路灯3的亮度将调整为最高亮度。直到G点的电力控制器2持续一段时间(例如三分钟)皆没有侦测到相关车辆或行人通行后，电力控制模块233再将FG路段内路灯3的亮度调整为次高亮度，路灯电力管制区域内各路段的路灯亮度也将恢复为原来状态。

Claims (10)

1.一种路灯电力管理系统，包括后端主机及多个电力控制器，每一电力控制器与一路灯相连接，并透过网络与后端主机相连接，其特征在于：
所述的后端主机存储路灯电力管制区域的路灯供电配置图；
所述的电力控制器包括影像摄取单元、测速器及微处理器，其中，该微处理器包括：
影像侦测模块，用于控制影像摄取单元持续拍摄所属管制区域内路段两侧路面的场景影像，采用影像识别方法对所摄得的场景影像进行影像识别分析，并根据识别结果判断该路段是否有车辆或行人通过；
路线识别模块，用于控制测速器侦测路段内车辆或行人的行进方向与速度，从后端主机中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息，根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间，及判断该预计通行时间内车辆或行人是否已通过该路段；
电力控制模块，用于当行人或车辆即将通过该路段时，自动开启该路段的路灯或调高该路段的路灯亮度，当行人或车辆已通过该路段时，自动关闭该路段的路灯或调低该路段的路灯亮度。
2.如权利要求1所述的路灯电力管理系统，其特征在于，所述的影像摄取单元是一种具备夜间拍摄功能的夜视摄影机、红外线摄影机、或者为可取得夜间数字影像的影像输入装置。
3.如权利要求1所述的路灯电力管理系统，其特征在于，所述的路灯供电配置图包含路灯电力管制区域内所有电力控制器的实际安装位置与网络IP地址，及车辆或行人通行路线的移动路径距离讯息。
4.如权利要求1所述的路灯电力管理系统，其特征在于，所述的影像识别方法包括人型侦测方法以及车辆侦测方法。
5.如权利要求1所述的路灯电力管理系统，其特征在于，所述的后端主机还用于根据存储的路灯供电配置图判断车辆或行人即将通过路段的电力控制器是否具备影像摄取功能。
6.一种路灯电力管理方法，透过后端主机及多个电力控制器对路灯电力进行管制，每一电力控制器与一路灯相连接，其特征在于，该方法包括步骤：
根据路灯电力管制区域的路灯供电配置图判断车辆或行人即将通过路段的电力控制器是否具备影像摄取功能；
若电力控制器具备影像摄取功能，则执行步骤(a1)至(a4)：
(a1)控制电力控制器的影像摄取单元持续拍摄所属管制区域内路段两侧路面的场景影像；
(a2)采用影像识别方法针对所摄得的场景影像进行影像识别分析；
(a3)根据识别结果判断场景影像中是否包含人型影像或车辆影像；
(a4)若场景影像中包含人型影像或车辆影像，则开启该路段的路灯或调高路灯亮度，若场景影像中没有包含人型影像或车辆影像，则关闭该路段的路灯或调低路灯亮度；
若电力控制器不具备影像摄取功能，则执行步骤(b1)至(b5)：
(b1)控制电力控制器的测速器侦测路段内车辆或行人的行进方向与速度；
(b2)从后端主机中读取路灯供电配置图来确定车辆或行人通过下一路段的路径距离信息；
(b3)根据车辆或行人的行进速度与路径距离信息计算车辆或行人通过下一路段的预计通行时间；
(b4)判断通行时间内车辆或行人是否已通过该路段；
(b5)若预计通行时间内车辆或行人还没有通过该路段，则开启该路段的路灯或调高该路段内路灯的亮度，若预计通行时间内车辆或行人已通过该路段，则关闭该路段的路灯或调低该路段内路灯的亮度。
7.如权利要求6所述的路灯电力管理方法，其特征在于，所述的路灯供电配置图包含所述路灯电力管制区域内所有电力控制器的实际安装位置与网络IP地址，及车辆或行人通行路线的移动路径距离讯息。
8.如权利要求6所述的路灯电力管理方法，其特征在于，所述的影像摄取单元是一种具备夜间拍摄功能的夜视摄影机、红外线摄影机、或者为可取得夜间数字影像的影像输入装置。
9.如权利要求6所述的路灯电力管理方法，其特征在于，所述的影像识别方法包括人型侦测方法以及车辆侦测方法。
10.如权利要求6所述的路灯电力管理方法，其特征在于，所述的路灯电力管制区域交界处与各交叉路口位置的电力控制器安装有影像摄取单元，该电力控制器具备影像摄取功能。
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