CN103702485B - 一种智能视频感应led道路照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能视频感应LED道路照明系统，包括LED光源装置、视频感应分析装置、对信息获取装置获取的信息进行处理的数据处理装置、根据数据处理装置发出的指令实现对LED光源的无线控制的亮度控制装置、根据亮度控制装置发出的指令对LED光源进行亮度调整的设备驱动装置以及用于连接LED光源的无线网络传输装置；视频感应分析装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置均与数据处理装置连接。本发明的有益效果是：利用智能视频分析技术作为环境感应装置，实时获取道路上行人和车辆的运动状态，调整道路照明的亮度，达到按需照明的目的，节省能源，还可延长照明使用寿命，提高道路照明系统的工作效率。

Description

一种智能视频感应LED道路照明系统

技术领域

本发明涉及一种照明系统，尤其涉及一种智能视频感应LED道路照明系统。

背景技术

每个城市中都有许多城市道路，为了行人及车辆行驶方便，道路两侧都配有照明系统，即俗称的路灯。从目前的情况来看，所有路灯都从晚上一直点亮到第二天早上，而且亮度一直保持不变；而实际上，在深夜里，有很长一段时间道路上没有行人和车辆，但路灯一直处于点亮状态，这样就造成了能耗的大量浪费，这显然违背了国家节约能源的号召和可持续发展的思路。另一方面，当白天遇到阴天或者下雨天的时候，天色变暗，自然光照亮度急剧下降，但由于是白天，如果路灯管理人员没有及时通过人工操作打开路灯，就会给道路上行人和车辆的通行造成了极大地不便。综上所述，当前的道路照明系统控制过于死板，基本还停留在依靠人工操作的阶段，不能随着自然光照亮度的变化而点亮或者调整亮度，也不能随着道路上的行人和车辆的数量来动态调节自身的亮灭或亮度。这样，不仅不能及时满足行人和车辆的照明需要，同时还浪费了巨大的能源消耗，因此，现有的传统道路照明控制方式已经远远不能符合当前城市智能、高效、节约的运作理念和运作方式，随着经济建设的发展和城市管理水平的提高，这种传统的道路照明控制方式已经到了必须改进的地步。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能视频感应LED道路照明系统，充分体现“按需照明”的理念，以克服现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种智能视频感应LED道路照明系统，包括：

LED光源装置，所述LED光源装置包括路灯网管控制装置，所述路灯网管控制装置连接有路灯电源板，所述路灯电源板连接有LED光源，所述路灯网管控制装置连接有视频感应分析装置；

视频感应分析装置，用于获取现场实时人流量、车流量以及环境明暗的信息，对获取到的实时视频进行分析和判断处理，从背景中分离出运动物体；

数据处理装置，对所述各装置获取的信息进行集中处理；

亮度控制装置，所述亮度控制装置根据所述数据处理装置发出的指令实现对所述LED光源亮度的调节控制；

设备驱动装置，所述设备驱动装置根据所述亮度控制装置发出的指令对LED光源进行亮度调整；

无线网络传输装置，用于连接LED光源，使各LED光源之间形成网状的网络拓扑结构，用于在各LED光源之间传输控制协议和指令，以达到在中心控制端获取各LED光源工作状态及改变各LED光源工作状态的目的；

其中，所述视频感应分析装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置均与数据处理装置连接。

进一步的，所述智能视频感应LED道路照明系统还包括故障监测装置及耗电量监测装置，所述故障监测装置及耗电量监测装置均与所述数据处理装置连接。

进一步的，所述LED光源装置包括路灯网管控制装置，所述路灯网管控制装置连接有路灯电源板，所述路灯电源板连接有路灯光源，所述路灯网管控制装置连接有视频感应分析装置。

进一步的，所述信息获取装置设有远红外传感器及雷达传感器。

进一步的，所述LED光源装置采用脉冲宽度调制（PWM）技术实现对LED光源亮度的动态调节。

进一步的，所述LED光源通过SNMP协议实现集中管理控制。

进一步的，所述数据处理装置连接有用户操作装置。

本发明的有益效果是：本发明的智能视频感应LED道路照明系统可根据道路上人流，车流的密集程度和环境光照强度动态、智能地调整道路照明的亮度，实现了“按需照明”的目的，解决了传统路灯整夜点亮，恒定亮度的问题，大大提高了道路照明的效率，节省了能源；同时该系统可以根据当地实际情况进行人工设定，可以通过客户端远程配置路灯的执行方案，实现人对路灯的远程控制。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的智能视频感应LED道路照明系统结构原理框图；

图2是本发明实施例所述的LED光源装置的结构框图。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明实施例所述的智能视频感应LED道路照明系统为实现智能动态控制路灯的开关以及亮暗变化，采用了高性能的环境信息获取装置、数据处理装置以及亮度控制装置。同时使用SNMP网络单元管理技术和无线通信技术实现对各个路灯装置的集中控制，采用windows客户端，支持人为远程设置路灯亮度执行方案，采用先进的优先级分配方案，实现人为管理、感应器控制、动态监测的协同工作。本发明实施例所述的智能视频感应LED道路照明系统的终端主要包括五个装置：视频感应分析装置、数据处理装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置，视频感应分析装置用于获取现场实时人流量、车流量以及环境明暗的信息，并利用智能视频分析技术、实时图像处理技术和计算机人工智能技术对获取的视频信息进行分析，准确地掌握当前道路行人和车辆的运行状况；数据处理装置对所述个装置获取的信息进行集中处理，负责各装置数据的收集，指令的分发及用户的接口，是整个系统的核心部分，数据处理装置连接有用户操作装置，提供了友好的人机界面，方便用户操作，实现实时控制及监测；亮度控制装置根据所述数据处理装置发出的指令实现对所述LED光源的无线控制；设备驱动装置根据所述亮度控制装置发出的指令对LED光源进行亮度调整；无线网络传输装置用于连接LED光源，使各LED光源之间形成网状的网络拓扑结构，用于传递控制信号及上报运行状态数据，实现按道路或按区域整体管理；所述视频感应分析装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置均与数据处理装置连接。所述智能视频感应LED道路照明系统还包括故障监测装置及耗电量监测装置，所述故障监测装置及耗电量监测装置均与所述数据处理装置连接。

视频感应分析装置，用于获取现场实时人流量、车流量以及环境明暗的信息，利用实时图像处理技术、计算机人工智能技术和运动物体行为分析技术，对获取到的实时视频进行分析和判断处理，从背景中分离出运动物体，如人、车辆等，从而得知当前道路上行人和车辆的运行情况。视频感应分析装置得到的分析结果会传送至数据处理装置，数据处理装置会根据获取的信息控制亮度控制装置，从而实现LED光源亮度的动态控制。由于采用了独有的图像处理技术和智能分析算法，视频感应分析装置可以在判断人和车辆的过程中排除其它运动物体的干扰，如风吹草动，光影变换，小动物运动等，有效保证了判断结果的准确性和有效性。

在信息获取方面，系统采用高性能数字摄像机获取实时的环境监测视频信号，外加辅助的远红外传感器，雷达传感器从多方面获取实时的现场环境信息，保证能够获得需要考虑的所有因素。使用视频感应分析装置，能够获取现场实时人流量，车流量，环境亮暗等信息，为后续处理提供数据基础。

在信息处理方面，采用高性能的运动检测系统，能够实时的统计道路的车流量信息，能够检测判别周围环境的亮暗程度，外加各种感应器提交的感应信息，通过协同工作，实现当前环境下所需的路灯的亮度信息。

亮度控制装置根据信息处理中心装置输出的需要的亮度信息，通过设备驱动装置改变路灯的亮度，从而实现对路灯的动态控制。亮度控制装置负责对道路照明的亮度进行控制，它可由客户自行设计照明策略，依据当地日出日落时间指定道路照明打开关闭时间，以及开启过程中不同时段亮度的调整，同时，还可以根据夜间人流车流量的大小动态调整亮度。即使在白天，如遇到暴雨，风沙等严重影响光照的恶劣天气，此系统中的感光控制装置会自动侦测到光照的变化，及时开启道路照明系统并动态调整亮度，真正实现了智能化照明。

在各路灯设备管理方面，采用SNMP简单网络管理协议实现人为对路灯的亮暗控制，管理员可以通过windows客户端远程配置路灯的执行方案，同时能够统计道路耗电信息等管理员需要关心的系统信息。

故障监测装置可对每个路灯的工作状态进行实时监测，如发现故障，会及时汇总到数据处理中心告知操作人员进行干预，同时记录下故障现象，以备后期查看。耗电量监测装置可实时获取道路照明系统消耗的电量，让客户及时了解能耗情况。

如图2所示，本发明实施例所述的LED光源装置包括路灯网管控制装置，所述路灯网管控制装置连接有路灯电源板，所述路灯电源板连接有路灯光源，所述路灯网管控制装置连接有摄像机。LED光源可以通过PWM波段实现路灯的调节，通过路灯网管控制装置使得路灯在没有行人和车辆时，使路灯工作在亮度较低的状态下，通过智能视频检测发现有物体进入到路灯范围内，视频检测会发出信号通知路灯网管控制装置，路灯网管控制装置调整发出的PWM波形改变路灯的亮度，使其达到最大亮度，同时通过路灯网管控制装置上的无线装置通知其他同组的路灯，改变PWM波形的输出，点亮同组其他路灯。在规定的时间内如果没有行人和车辆再次通过，则路灯网管控制装置改变PWM的输出，使路灯变为较低亮度的模式，从而实现了路灯亮度根据人流和车流状况动态变化的目的。

本发明的关键技术在于采用智能视频分析技术，结合实时图像处理技术、计算机人工智能技术和运动物体行为分析技术，从获取到的实时视频中精确地探测和判断道路上行人和车辆的运动情况，并根据判断结果动态、智能地调节道路照明系统的亮度，利用智能视频分析技术作为环境感应装置，实时获取道路上行人和车辆的运动状态，并根据道路上是否有人流、车辆及人流、车流的密集程度和环境光照强度，动态、智能地调整道路照明的亮度，改变传统“灯开全亮，灯灭全黑”的照明状况，取而代之的是“车来全亮，车去暗亮，人来全亮，人去暗亮”这一体现按需照明理念的新一代智能照明控制技术，大大提高了整个道路照明系统的效率，本发明实施例所述的智能视频感应LED道路照明系统较目前行业LED照明产品节能提高70％－80％，该智能视频感应LED道路照明系统整体节能可达90％，除节省能源，由于该系统在无感应目标出现时工作在低功耗状态，因此还可延长大约3倍照明使用寿命；同时，用户还可以通过客户端软件远程配置道路照明系统，提前制定照明方案，使得照明系统按照既定的方案执行工作计划，这可以大大降低道路照明系统的日常管理和维护费用，提高道路照明系统的工作效率。

本发明的特点在于提出了一种当前业界没有使用的动态路灯调控解决方案，根据该方案提出了具体实现的系统模型，并通过验证能够实现稳定的系统运行以及精确的路灯控制，实现客观的能源节约。本发明与以前所有照明感应技术的不同是：以前的照明感应会对所有目标进行照明感应，而本发明由于采用视频图像分析感应技术，因而可以分辨有效目标感应及无效目标感应，从而只对有效目标感应启动照明控制。这就可以规避户外照明环境中树木风吹草动及爬行动物触发的无效照明感应，从而只对人车等有效感应目标进行照明。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种智能视频感应LED道路照明系统，其特征在于，其包括：

LED光源装置，所述LED光源装置包括路灯网管控制装置，所述路灯网管控制装置连接有路灯电源板；

智能视频感应LED道路照明系统的终端主要包括五个装置：视频感应分析装置、数据处理装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置，

视频感应分析装置用于获取现场实时人流量、车流量以及环境明暗的信息，并利用智能视频分析技术、实时图像处理技术和计算机人工智能技术对获取的视频信息进行分析，准确地掌握当前道路行人和车辆的运行状况；数据处理装置对各装置获取的信息进行集中处理，负责各装置数据的收集，指令的分发及用户的接口，是整个系统的核心部分，数据处理装置连接有用户操作装置，提供了友好的人机界面，方便用户操作，实现实时控制及监测；亮度控制装置根据所述数据处理装置发出的指令实现对所述LED光源的无线控制；设备驱动装置根据所述亮度控制装置发出的指令对LED光源进行亮度调整；无线网络传输装置用于连接LED光源，使各LED光源之间形成网状的网络拓扑结构，用于传递控制信号及上报运行状态数据，实现按道路或按区域整体管理；所述视频感应分析装置、亮度控制装置、设备驱动装置以及无线网络传输装置均与数据处理装置连接,所述智能视频感应LED道路照明系统还包括故障监测装置及耗电量监测装置，所述故障监测装置及耗电量监测装置均与所述数据处理装置连接；

视频感应分析装置，用于获取现场实时人流量、车流量以及环境明暗的信息，利用实时图像处理技术、计算机人工智能技术和运动物体行为分析技术，对获取到的实时视频进行分析和判断处理，从背景中分离出运动物体，从而得知当前道路上行人和车辆的运行情况,视频感应分析装置得到的分析结果会传送至数据处理装置，数据处理装置会根据获取的信息控制亮度控制装置，从而实现LED光源亮度的动态控制；

在信息获取方面，系统采用高性能数字摄像机获取实时的环境监测视频信号，外加辅助的远红外传感器，雷达传感器从多方面获取实时的现场环境信息，保证能够获得需要考虑的所有因素，使用视频感应分析装置，能够获取现场实时人流量，车流量，环境亮暗信息，为后续处理提供数据基础；在信息处理方面，采用高性能的运动检测系统，能够实时的统计道路的车流量信息，能够检测判别周围环境的亮暗程度，外加各种感应器提交的感应信息，通过协同工作，实现当前环境下所需的路灯的亮度信息；亮度控制装置根据信息处理中心装置输出的需要的亮度信息，通过设备驱动装置改变路灯的亮度，从而实现对路灯的动态控制，亮度控制装置负责对道路照明的亮度进行控制，它可由客户自行设计照明策略，依据当地日出日落时间指定道路照明打开关闭时间，以及开启过程中不同时段亮度的调整，同时，还可以根据夜间人流车流量的大小动态调整亮度，即使在白天，遇到严重影响光照的恶劣天气，此系统中的感光控制装置会自动侦测到光照的变化，及时开启道路照明系统并动态调整亮度，真正实现了智能化照明；

在各路灯设备管理方面，采用SNMP简单网络管理协议实现人为对路灯的亮暗控制，管理员可以通过windows客户端远程配置路灯的执行方案，同时能够统计道路耗电信息管理员需要关心的系统信息，

故障监测装置可对每个路灯的工作状态进行实时监测，发现故障会及时汇总到数据处理中心告知操作人员进行干预，同时记录下故障现象，以备后期查看，耗电量监测装置可实时获取道路照明系统消耗的电量，让客户及时了解能耗情况。