CN104272876A - 用于基于室外照明网络中的交通适应性地控制照明的方法 - Google Patents

用于基于室外照明网络中的交通适应性地控制照明的方法 Download PDF

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Abstract

用于室外照明网络（100）的方法被公开。所述方法能够基于室外照明网络（100）中的交通适应性地控制照明要求。自适应控制基于通过装配有传感器（12）的照明单元（LU1-8）进行的对象（20）的检测以及此外可能地对象（20）的速度在特定响应范围之上提供光照。对于室外照明网络（100）而言，所公开的方法包括：决定控制消息何时应该被传送到其它照明单元（LU1-8）；选择具有适配成实现取决于对象（20）的速度的响应范围的模式的一个或多个控制消息传送协议；以及控制照明单元（LU1-8）的光水平输出的行为。

Description

用于基于室外照明网络中的交通适应性地控制照明的方法
技术领域
本发明涉及用于室外照明网络中的自适应照明的各种方法和协议，更特别地涉及用来基于交通模式适应性地决定对室外照明单元的光水平/调光要求的方法，所述室外照明单元使用关于控制消息何时应该被传送的决策协议和具有自适应模式的控制消息传送协议。
背景技术
室外照明网络（OLN）正日益变得智能，在照明单元/电杆装置中具有能够分别检测对象的存在、控制照明器的调光并且跨越照明系统传递相关控制信息的传感器、致动器以及通信模块。依照对象检测条件所被适配的智能调光策略能够帮助实现能量效率。与使所有照明单元/电杆时时打开的系统相比，光污染也通过选择性地调光以便确保特定响应行为而被减少。
OLN中的常规传感器（例如，被动红外（PIR）传感器、相机）给出二元检测结果。如果对象在传感器的感测范围内被检测到，则这样的常规传感器可以发送“检测”结果。传感器还可以周期性地试图检测在感测范围内的对象，并且如果对象被检测到，则发送“检测”结果，否则发送“无检测”结果。
基于二元检测结果的常规控制协议工作如下。基于经由传感器的本地检测或非检测，照明单元周期性地广播消息。如果在照明单元处的灯具有本地检测或者在来自附近的另一照明单元的接收到的广播消息中接收到至少一个ON（开）消息则它变成ON。如果灯具在广播消息中接收到OFF（关）消息并且没有本地检测，或者如果定时器期满，则它变成OFF。这样的常规协议虽然简单，但是在预期调光行为方面引发大的出错率而且遭受大的通信消息开销。这样的常规协议的性能可以在一定程度上通过改进感测和通信可靠性而被改进。然而，这要求传感器和通信模块的非常仔细且费时费力的（昂贵的且费时的）配置/试运行。
采用例如基于多普勒效应或FMCW（调频连续波）的雷达传感器，有可能在传感器的感测范围内提取与所检测到的对象的速度有关的附加的交通信息。使用这样的速度信息提供了在OLN中改进调光行为的可能性。然而，感测通常是易出错的，其可以导致漏检测和假警报。进一步地，所检测到的速度可能具有有限的准确度。例如，所估计的速度可能在不确定性范围内不同于实际速度。而且，诸如无线链路这样的跨越光单元/电杆的通信链路是易出错的（由于衰落、阴影条件等）且是范围有限的。在这点上，准确通信不被保证，但是存在与任何两个照明单元/电杆的通信为成功的相关联的概率。此外，接收的功率随着距离而降级，并且因此成功的通信仅直到特定距离才可能发生，所述特定距离被称为通信范围。
因此，在本领域内存在对于解决上面所指出的常规协议和常规OLN系统的缺点的方法和协议的需要。
发明内容
本发明的一个目标是提出用于确定OLN中的照明单元（LU）的调光行为以便调光性能被改进的控制方法。
本发明的另一目标是提出用于在OLN中的LU之间和之中进行消息传送以便满足或者超过要求的响应性能的通信协议。
本发明的另一目标是通过提供符合预期调光行为的适当光水平来改进OLN中的能量节约和/或减少光污染。
本发明的另一目标是减少LU之间的通信消息开销。
本发明的一个特征是使用照明/调光控制协议，所述照明/调光控制协议使用所检测到的对象的速度来适配LU响应范围。在这点上，响应范围能够被认为是应该基于检测被“打开”或“关闭”的LU的数目。例如，在所检测到的对象的方向上，当第一LU已检测到对象时一个或多个附加的LU应该被“打开”。响应范围能够基于与第一LU相距的距离和/或附加的LU的数目（假定在附加的LU之间的已知间隔）被选择。
本发明的另一特征与用来与从邻近照明单元通过控制消息所获得的速度检测结果相结合地基于本地检测结果来确定“真检测”的决策准则有关。
要注意的是，取决于传感器确定对象的位置和速度来设置照明单元的光水平的一个常规尝试在EP2271184 A1中被公开。如由发明人所理解的，主控制器被描述，所述主控制器传递调光命令以便从光源能够实现光照分布。然而，这个参考未被理解成公开本发明中所描述的分布式通信和控制协议，其与关于控制消息何时应该被传送的决策规则、（ii）通信消息的内容和具有被适配成实现取决于对象速度的响应范围的模式的控制消息传送协议以及（iii）在照明电杆处用来决定调光行为的所设计的决策规则有关。而且，该参考被理解成公开了：与先前的传感器结果和邻近传感器结果和/或光驱动结果相结合地，当前传感器检测结果能够被以分布式方式使用来决定光照行为。
本发明的另一特征与针对每个照明单元使用准则来决定是否将控制消息发送到邻近LU而减少OLN中的通信开销的方法有关。
在一个实施例中，本发明针对用于控制室外照明网络中的多个照明单元的方法。所述方法包括步骤：检测在照明单元的感测范围内的车辆并且确认检测是真。如果检测被确认，则响应范围基于车辆的速度被确定。数个消息传送协议之一然后基于所确定的响应范围而被选择，并且控制消息使用所选择的一个消息传送协议被发送到其它选择的照明单元以便控制其它照明单元的光水平。
在另一实施例中，本发明针对用于控制室外照明网络中的照明单元的光水平输出的方法。所述方法包括步骤：确定是否存在真位置检测和/或ON（开）控制消息是否被照明单元接收到。真位置检测通过检测在照明单元的感测范围内的对象并且确认该检测而被确定。ON控制消息通过从室外照明网络中的另一照明单元接收控制消息而被确定，其中控制消息至少包括目的照明单元的列表、ON/OFF控制指示以及控制消息传送协议模式指定。所接收到的控制消息被检查以便确定照明单元的标识码是否在目的照明单元的列表中并且ON/Off控制指示是否是ON，ON意味着控制消息被确定为ON控制消息。所述方法同样包括步骤：基于真位置检测和/或ON控制消息的确定来提高照明单元的光水平输出。
在又一个实施例中，本发明涉及用于包括多个照明单元的室外照明网络的方法。所述方法包括步骤：由多个照明单元中的至少一个来检测在感测范围内的对象以及基于来自当前的监测周期和过去的监测周期的与该照明单元有关的状态信息并且基于来自多个照明单元中的一个或多个其它照明单元的状态数据来确定是否将控制消息发送到一个或多个其它照明单元。所述方法进一步包括步骤：基于所述确定将控制消息发送到多个照明单元中的一个或多个其它照明单元以便控制室外照明网络中的照明。
总而言之，本发明的各种方面、特征以及实施例可以被以在本发明的范围内可能的任何方式组合和耦合。被视为本发明的主题在本说明书的结束处的权利要求中被特别指出并且清楚地要求保护。
本发明的前述和其它特征以及优点从结合附图进行的以下具体实施方式将是明显的。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的室外照明网络100。
图2示出了根据本发明的实施例的控制消息图。
图3示出了根据本发明的另一实施例的控制消息决策图方法。
图4示出了根据本发明的又一个实施例的控制消息决策图方法。
具体实施方式
如图1中所示，室外照明网络100包括一个或多个照明单元（1-8）。LU（1-8）包括发光机构11、传感器12、数据库13、通信接口14以及光水平控制器15。
在前面的描述中，将对邻居和邻近LU（1-8）进行参考。作为例子，LU2是LU3的左邻居并且LU4是LU3的右邻居。
传感器12被用来检测在预定感测范围内的一个或多个对象20以及它们的速度（方向和速率）。如上面所指出的，传感器12可以是用来实现这个结果的任何适合的传感器。
通信接口14可以是例如与DSRC、3G、LTE、WiFi、RFID、另一类型的无线通信系统和/或可视光通信兼容的无线接口和/或硬连线链路。通信接口14可以是用来在LU（1-8）中的一个或多个之间转移数据的任何适合的通信装置。
数据库13不必被包括在LU（1-8）中的全部中。因为LU（1-8）能够与一个和多个其它LU（1-8）和/或中间节点（在图1中未示出）进行通信，所以将需要被特定LU（1-8）存储或者访问的任何数据能够按需被存储在另一LU（1-8）中或在中间节点中的数据库13中以及从在另一LU（1-8）中或在中间节点中的数据库13访问。
光水平控制器15被用来基于响应于对象20的检测所做出的确定来适配发光机构11的光照输出。
在操作中，在室外照明系统100内的LU（1-8）按需执行各种功能以便管理照明/调光要求。
然而，在描述本发明的各种方法、实施例以及协议之前，数据格式的一些注释（notation）、定义以及例子在下面被描述。
下面的是可以被用来将来自LU（1-8）之一的检测数据和来自其它LU（1-10）的控制消息数据存储在数据库13中的示例性存储器格式。
在LU（1-8）中的每一个中，（一个或多个）LU（1-8）的检测数据和状态的先前迭代（每个迭代被认为是一个监测周期）中的一个或多个可以像在表1和2中所示出的那样被存储。这个数据和状态可以被存储在数据库13中。　
迭代 本地检测 真本地检测 速度 光（开/关）
i        
i-1        
i-2        
i-3        
表1。
要被使用的监测周期将取决于OLN 100的特征和/或位置并且考虑到对象20的速度。例如，较快的移动对象将要求较小的监测周期以便在它们移动通过感测范围时确保恰当的检测。
数个条目（例如，10）的栈可以被用来将来自其它LU（1-8）的控制消息的数据存储在数据库13中，像在表2中所示出的那样。　
表2。
如在下文中所使用的：
ld(i)表示由LU（1-8）之一在迭代i处对于对象20的本地检测；
true_ld(i)表示由LU在迭代i处的真本地检测；
ld(i)=1意指本地检测（即，对象20已被在这个特定LU处的传感器12检测到）并且ld(i)=0意味着对象20尚未被检测到；
true_ld(i)=1意指真本地检测（即，本地检测已被确认）并且true_ld(i)=0意味着本地检测未被确认；
light(i)表示LU的光状态；
light(i)=1（或ON）意味着发光机构11在迭代i处被打开（活动的），light(i)=0（或OFF（关））意味着发光机构11被关闭（不活动的或变暗的）；以及
v(i)表示在迭代i处检测到的对象20的速度。
在特定情形下，如在下面所描述的，可能有必要确定对象20中的至少两个具有相同的或接近的速度。出于这个目的能够宣称，如果速度v1和v2具有相同的方向并且，则分别具有速度v1和v2的两个对象20是相同的或接近的。
此外，在特定情形下，可能有必要确定对象20的速度能够从被以上面所描述的栈格式存储的从邻近LU（1-8）所获得的数据中被找到。通过遍历数据库13中的栈数据条目，能够确定如果栈条目满足以下四个要求中的全部，则对象20的速度能够从被从邻近LU（1-8）所获得的数据中找到：
1. 栈条目是“ON”条目（ON的远程检测的控制消息被从特定LU的邻近LU（1-8）中的至少一个接收到）；
2. 条目来自左或右邻近LU（1-8）（取决于v(i)的方向）；
3. v(i)和v(k)是接近的（其中v(k)是栈条目中的速度并且k是针对该栈条目的迭代号）；以及
4. i- k少于迭代的有限周期：
（例如，round((LU间距离)/(abs(v(i))*T)) + 2，其中T是监测周期）。
一个最后注释，传感器12仅能够检测对象20的速度但是不能够检测对象20的确切位置。在这点上，当在感测范围内存在一个以上的对象20时，如果对象20的速度是接近的，则传感器12将两个对象20视为一个对象。
用于决定来自LU（1-8）之一的控制消息何时应该被发送到一个或多个其它LU（1-8）的方法现被描述。决策方法能够被分解成三个部分：
· 用来确定“真”本地检测的准则；
· 用来发送ON消息的准则；以及
· 用来发送OFF消息的准则。
用来确定“真”本地检测的准则将限制通过传感器12的假检测的效果。当LU（1-8）之一具有本地检测时，LU在数据库13中检查本地检测的状态、在先前的迭代中光的状态（开/关）以及还有从其它LU（1-8）接收到的栈条目以便决定本地检测（即，确认）是“真”还是否则是假警报。给定在迭代i处的本地检测，需要被讨论的五个情况可能发生。
给定ld(i)=1（即，对象20已在感测范围内被LU（1-8）的传感器12检测到）：
i). 如果true_ld(i-1)=1，则这很可能意味着LU（1-8）确定在先前的迭代i-1处的真本地检测，从而使得确定/确认了：true_ld(i)=1；
ii). 如果true_ld(i-1)=0并且ld(i-1)=1以及light(i-1)=1，则这很可能意味着在先前的迭代i-1处存在本地检测并且LU（1-8）决定在迭代i-1处打开光。然而，LU不能够确认ld(i-1)为真本地检测。如果v(i)和v(i-1)是接近的，则设置true_ld(i)=1；或者如果v(i)能够被从邻近LU（1-8）找到，则设置true_ld(i)=1；
iii). 如果true_ld(i-1)=0并且ld(i-1)=0，则这可能是由于对象20刚刚进入LU（1-8）的感测范围。如果v(i)能够被从邻居LU找到，则true_ld(i)=1被设置；
iv). 如果LU（1-8）在街道的左端或在街道的右端，则该LU（1-8）仅在一侧具有邻居并且栈条目中的数据对于真本地检测的确定来说是不完整的。为了保守起见，true_ld(i)=1被设置。要注意的是，OLN中的所有LU（1-8）的网格地图能够被用来识别特定LU（1-8）的位置特性（例如，街道的尽头）和其它独特特征；
v). 否则true_ld(i)=0被设置。
ON消息由其的“真”本地检测（如上面在用来确定“真”本地检测的准则中所描述的）为true_ld(i)=1的LU（1-8）发送。从LU_ID n来看，当存在本地检测并且它是真本地检测时，如果存在进入传感器12的感测范围的“新的”对象20（这意味着传感器12检测到不能够在LU（1-8）的数据库13中被找到的新的速度），则LU将ON消息发送到在响应范围内的其它LU（1-8）。
为了确定是否发送ON消息，两个步骤被LU（1-8）执行。
步骤1：首先要注意的是，在当前迭代i中（检测到）的速度被表示为V1(i)、V2(i)、... Vn(i)。这个例子假定“n”个速度在当前迭代中被传感器12检测到。在数据库13中的先前的迭代v(i-1)的速度（假定“m”个先前的速度）被遍历以便确定“n”个当前速度中的第一个是否不接近于在迭代i-1中的先前的“m”个速度中的任一个。如果“n”个当前速度中的第一个未被发现为接近的，则“n”个当前速度中的第一个被宣称是新近检测到的（即，到达的）并且ON消息被发送到邻近LU（1-8）。这针对当前速度中的全部“n”个被重复。
步骤2：如果m>0并且n>m以及在步骤1中LU（1-8）未发送任何ON消息，则这意味着有新的对象20（可以为一个以上）已进入LU（1-8）的感测范围但是LU（1-8）不将对象20辨识为新近检测到的。原因是新近检测到的对象20的速度接近于先前的迭代i-1中的速度。在这种情况下，LU（1-8）将对象20中的两个或更多个视为具有相同速度的相同对象。在这种情况下，ON消息连同当前迭代中的最大速度一起被发送到响应范围内的LU（1-8）。
现在描述由LU（1-8）发送OFF消息的准则。当对象20刚刚离开LU（1-8）的感测范围并且在LU（1-8）的感测范围内不存在其它对象20（即，LU（1-8）的本地检测（ld(i)）从1变成0）时，LU（1-8）发送OFF消息，其意味着LU（1-8）的本地检测（ld(i)）当前为0。OFF消息在与对象20的速度的方向相反的方向上被发送到邻近LU（1-8）。
为了确定是否发送OFF消息，两个步骤由LU（1-8）执行。
步骤1：如果ld(i)=0并且true_ld(i-1)=1以及light(i-1)=1，则转向步骤2（这意味着LU（1-8）当前没有通过传感器12检测对象20但是在先前的迭代中存在真检测并且光是ON）；否则不发送OFF消息；
步骤2：首先要注意的是，迭代（i-1）中的速度被表示为v(i-1)。通过遍历数据库13中的栈条目，如果v(i-1)能够从邻居LU（1-8）被找到（见图2中的情况1），则OFF消息在对象20正从其移动的相反方向上被发送到邻近LU（1-8）。如果不存在匹配，则不发送OFF消息。
在图2中，OFF消息由不同的LU（1-8）在迭代i+1、i-2、i-5处被发送。当所指出的（一个或多个）条件被满足时，每个LU（1-8）在与对象20的估计方向相反的方向上将OFF消息发送到邻居LU。
接下来，控制消息传送协议和在LU（1-8）之间/之中的传输内的消息内容被描述。针对控制消息传送协议的三个开关模式被公开：
· 控制消息传送协议模式1；
· 控制消息传送协议模式2；以及
· P2P协议模式。
控制消息传送协议模式1被用于当对于在LU（1-8）之间中继相同的控制消息（分组）的较少需要是要求的时向在短响应范围内的多个目的（即，LU（1-8））进行广播/发送。控制消息传送协议模式2被用于当对在LU（1-8）之间中继相同的控制消息（分组）的较多需要是要求的时向在较大响应范围内的多个目的进行广播。
响应范围确定对于中继的需要。短响应范围意味着控制消息被中继到较少目的（即，LU）并且最远目的是接近的。大响应范围意味着控制消息应该被中继到更多目的并且需要更多中继将控制消息发送到最远目的。
P2P协议模式被设计用于点对点通信。在使用这样的协议模式的典型OLN应用中，如果LU（1-8）的响应范围在40米的半径内，则控制消息传送协议模式1可以被使用。如果LU（1-8）的响应范围大于40米的半径，则控制消息传送协议模式2可以被使用。如果点对点通信是需要的，则P2P协议模式可以被使用。
为了确定LU的响应范围，对象20的速度必须被考虑以便相应地适配响应范围。这可以例如使用预定查找表或算法来完成。下面的表3是针对LU（1-8）的响应范围的查找表的例子。　
对象20的速度（m/s） 要被打开的LU的数目：（后面，前面） 响应时间（秒）
<=4 (1, 1)  
4-10 (1, 3) 8
10-20 (1, 4) 5
20-30 (1, 6) 4.66
30-40 (1, 8) 4.5
表3。
响应时间是（对象20的）驾驶员在看到被打开的最远的前面LU（1-8）处的情形时做出反应需要时间的量。响应时间被用来确定需要被打开的前面/前向LU（1-8）的数目（在表3的第二列中）。这将允许充足数目的LU（1-8）被打开（即，点亮）以便在不同的速度的情况下将视觉舒适性提供给驾驶员。
响应时间 = (LU间隔) * (前面LU的数目) / (最大速度)。
响应时间还能够从表3的前两列并且针对给定LU间隔被得到。
控制消息传送协议模式中的每一个的具体描述在下面被描述。
在控制消息传送协议模式1下，当目的LU（1-8）从发送LU（1-8）接收到控制消息时，ACK被从目的LU（1-8）发送到发送LU（1-8）。
表3以人类语言表示示出了控制消息数据格式的例子。本领域的普通技术人员将了解，这个表示将被译成适合的格式以用于模拟或数字传输。在这个例子中，控制消息被发送到两个左和右邻居LU（即，L1、2和R1、R2）。然而，要注意的是，控制消息能够取决于所选择的响应范围而被发送到更多或更少的邻近LU（1-8）。
如上面所指出的，如果（前面，后面）=（2, 2）被指定为意指LU（1-8）的左边两个和右边两个邻居并且如果具有本地检测的LU（1-8）的LU_ID是n，则控制消息的格式如表3中所示出的一样。　
表3。
在控制消息传送协议模式1下，发送者LU（1-8）（经由通信接口14）将控制消息发送到目的LU（1-8）的列表。当ACK被从目的LU（1-8）中的全部接收到时发送者LU（1-8）停止发送。当发送者LU（1-8）从目的LU（1-8）之一接收到ACK时，发送者LU（1-8）不再向该特定目的LU（1-8）发送控制消息。这样，仅尚未发送ACK的目的LU（1-8）将从发送者LU（1-8）接收重复控制消息。发送者LU（1-8）可以将控制消息再次发送到尚未发送ACK的目的LU（1-8）达预定次数，例如，多达4次。这防止目的LU（1-8）之一不能够发送ACK的无尽循环情形。
当目的LU（1-8）之一从发送者LU（1-8）接收到控制消息时（在这种情况下，开关模式将是控制消息传送协议模式=1），该目的LU（1-8）将它自己的LU_ID与目的LU（1-8）的列表相比较。如果匹配被找到则以下步骤被执行：
步骤1：如果内部状态标志具有少于二的值（这意味着这个目的LU（1-8）尚未以ACK应答或者已应答一次但是未被发送者LU（1-8）接收到），则转向步骤2；否则，如果内部状态标志具有二的值，则停止并且不发送ACK；以及
步骤2：将内部状态标志的值增加1，存储控制消息并且以ACK对发送者LU（1-8）作出应答。
当进入下一个迭代（监测周期）时，内部状态标志的值被重置为零。
控制消息传送协议模式2现将被描述。在这个模式下，在目的列表上的LU（1-8）中的每一个都再次发送来自发送者LU（1-8）的控制消息两次，而不向原始发送者LU（1-8）应答ACK。控制消息包含目的LU（1-8）的列表。当目的LU（1-8）之一接收到控制消息时，目的LU（1-8）将该控制消息再次发送到其邻居。然而，邻居LU（1-8）将ACK发送回到再次发送控制消息的目的LU（1-8）。
作为例子，在控制消息传送协议模式2下，当发送者LU（1-8）在其感测区中具有对象20的本地检测时，LU（1-8）将控制消息发送到在目的LU（1-8）的列表上的LU（1-8）。在这个例子中，假定了具有本地检测的发送者LU（1-8）的LU_ID是n，并且（前面，后面）=（6, 1），其意味着目的LU（1-8）的列表将是L1、L2、L3、L4、L5、L6、R1（发送者LU（1-8）的六个左邻居和一个右邻居）。当目的LU（1-8）之一从发送者LU（1-8）接收到控制消息时（在这种情况下控制消息传送协议模式的开关模式=2），目的LU（1-8）将它自己的LU_ID与控制消息中的目的电杆的列表相比较。如果存在匹配，则目的LU执行以下步骤：
步骤1：如果内部状态标志具有零的值（这意味着这个目的LU（1-8）尚未将控制消息再次发送到其邻居LU（1-8）），则转向步骤2；否则，如果内部状态标志的值是一，则停止并且不再次发送控制消息；以及
步骤2：目的LU（1-8）存储控制消息，连续两次将控制消息再次发送到邻近LU（1-8）并且将内部状态标志的值设置为一（当进入下一个迭代（监测周期）时，内部状态标志的值被重置为零）。
要注意的是在上面的步骤2中，控制消息被发送两次以便提高通过中继的通信的总体成功率，同时仍然使重传开销保持最小。然而，两个再次发送是不必须并且更多或更少的再次发送能够被使用。再次发送的数目取决于单个通信的成功率和对通过中继的总体成功率的要求。
步骤3：如果目的LU的LU_ID的值与发送者LU（1-8）的LU_ID的值差一（这意味着目的LU（1-8）和发送者LU（1-8）是邻居），则以ACK对发送者LU（1-8）作出应答。
如果发送者LU（1-8）在监测周期内未从两个邻近LU（1-8）接收到ACK，则P2P协议模式在发送者LU（1-8）与未以ACK作出应答的邻近LU（1-8）之间被启动。
控制消息传送协议模式2的一个优点是它确保到响应范围内的最远LU（1-8）的快速通信。考虑到LU（1-8）从数个邻居LU（1-8）接收控制消息，控制消息传送协议模式2也是鲁棒的。
在另一实施例中，控制消息传送协议模式2还可以包括原始发送者LU（1-8）与目的LU（1-8）之间的ACK（确认）机制。
控制消息传送协议模式2还能够被用于如图3中所示出的动态通信范围。图3示出了其中发送者LU（黑色的）需要将控制消息发送到十个邻居LU的例子。存在将控制消息中继到不同目的的多个路线，这提供通信的鲁棒性。
P2P协议模式现将被描述。P2P协议模式可以在至少两个情形下被启动：
情形1. 在控制消息传送协议模式2下，发送者LU（1-8）（其不是如上面所描述的控制消息的原始发送者LU（1-8））未从两个邻近LU（1-8）接收到ACK；以及
情形2. 当LU（1-8）的本地检测的状态从ON改变为OFF时，LU（1-8）将OFF消息发送到在对象20的速度的反方向上的邻近LU（1-8）。当LU（1-8）从目的LU（1-8）接收到所有ACK时LU（1-8）停止发送OFF消息。然而，关于即使所有ACK未被接收到LU（1-8）也发送OFF消息的次数（例如，6次）的限制可以被发送。如果出于任何原因而目的LU（1-8）中的一个或多个不能够以ACK做出响应，则这防止无尽循环情形。
表4示出了OFF消息的例子。在这个例子中，具有本地检测的发送者LU（1-8）的LU_ID是n并且速度根据先前的迭代取自数据库13。　
表4。
当目的LU（1-8）接收到包括控制消息传送协议模式的开关模式=3的控制消息时，如果LU（1-8）的LU_ID是在目的LU（1-8）的列表上，则目的LU（1-8）执行以下步骤：
步骤1：如果内部状态标志具有少于二的值（这意味着这个LU（1-8）尚未再次发送控制消息或者已以ACK应答一次但是ACK未被发送者LU（1-8）接收到），则转向步骤2；否则，如果内部状态标志的值是2，则停止并且不采取进一步动作；
步骤2：将内部状态标志的值增加1，存储控制消息并且以ACK对发送者LU（1-8）作出应答（内部状态标志在下一个迭代（即，监测周期）中被重置为零）。
针对OLN中的LU（1-8）用于调光/光水平控制的决策规则现将被描述。以下决策规则集被LU（1-8）采用：
（1）如果本地检测（i）=ON，则light(i)=ON；
（2）否则如果ON消息在当前迭代i中从邻居LU（1-8）之一被接收到，则light(i)=ON；
（3）否则如果OFF消息在当前迭代i中被接收到并且栈中的所有ON条目已被释放，则light(i)=off （即，将光从ON重置为OFF）；
（4）否则如果：本地检测（i）=OFF并且light(i-1)=ON并且没有OFF消息在当前迭代i中被接收到以及栈中的所有ON条目已被释放，则light(i)=OFF（即，将光从ON重置为OFF）；
（5）否则：light(i)=light(i-1)（使光状态保持不变）。
情况（1）和（2）是将光设置为ON的两个情况。情况（3）和（4）是将光从ON重置为OFF的两个情况。情况（5）包括维持光的状态的所有其它情况。
同样要注意的是在上述例子中，LU（1-8）（光）的状态被描述为“ON”或“OFF”。然而，应理解，“OFF”意味着来自发光机构11的光水平从当发光机构11在“ON”状态下时的光水平减少。例如，在“ON”状态下，光水平可以是满功率。
测试结果现将被描述，从而将本发明的实施例与用于对LU（1-8）进行调光/控制的常规方法相比较。在这个测试比较中，以下系统参数已被使用：
（1）迭代次数：m=5000次；
（2）LU的数目：n=80，其中LU沿着直路的一侧被布置；
（3）周期T=0.25秒（即，监测周期）；
（4）LU间相距 = 20m；
（5）针对在通信范围内的LU中的两个之间的单个通信的成功概率= 0.8（即，80%）；
（6）LU（1-8）的感测范围：半径=15m；
（7）本地检测的漏检测概率 = 0.05（即，5%）；
（8）本地检测的假警报概率 = 0.05（即，5%）；
（9）交通模式：忙模式。平均来说，每次在80个LU（1-8）的道路上存在七辆车辆（即，对象20）；
（10）LU（1-8）的通信范围：半径 <= 40m；
（11）LU（1-8）的基于车辆的速度的响应范围（见下面的查找表5）；以及
速度（m/s） 要被打开的LU的数目：（后面，前面） 响应时间（秒）
<=4 (1, 1)  
4-10 (1, 3) 8
10-20 (1, 4) 5
20-30 (1, 6) 4.66
30-40 (1, 8) 4.5
表5
（12）车辆的速度的检测的不确定性：+/- 20%。在这个测试例子中，假定了实际速度是Va，于是，在均匀分布的概率的情况下所检测到的速度。
要注意的是，采用T=0.25的监测周期和5000次迭代，完成测试的总时间是1250秒。
本发明的实施例被与用于在四个性能度量的基础上对LU（1-8）进行调光/控制的常规方法相比较：
1）类型I出错率：a/b
“a”是其中LU（1-8）被关闭但是对象20中的一个或多个出现在LU（1-8）的响应区内的情形；并且其中“b”被定义为m*n（m是迭代次数并且n是LU的总数）。
2）类型II出错率：a/b
对于类型II错误，“a”是其中LU（1-8）被打开但是无对象20出现在LU（1-8）的响应区内的情形。要注意的是，对于类型II错误的计算，在街道的左端的三个LU和在街道的右端的三个LU由于末端效应而未被考虑到。“b”被定义为m*(n-2*3)。
3）非控制能量成本的能量百分数：a/b*100%
对于这个性能度量，“a”是遍及所有迭代已被打开的LU（1-8）的数目并且其中“b”被定义为m*n。对于“b”，这假定了所有LU（1-8）始终被打开。
4）由所有LU（1-8）发送的控制消息的总数。
在这个测试比较中，车辆（即，对象20）的速度通过遵循具有平均值18m/s和标准偏差为七的正态分布被生成。这意味着平均响应范围（即在本地检测发生时响应LU（1-8）的平均数）是约六（例如，它对于在20-30m/s范围内的速率来说将是五而对于在30-40m/s范围内的速率来说为七）。
对于用于对LU（1-8）进行调光/控制的常规方法，两个响应标准被用在测试比较中。第一响应标准是如果本地检测发生则打开左边三个和右边三个LU（1-8）。第二响应标准是遵循与结合本发明的各种实施例在上面所描述的相同的查找表5。
如可以通过下面的表6中的概要看到的，本发明的实施例在所有四个性能度量方面具有较好的性能。　
表6。
在又一个实施例中，控制规则和方法基于二元检测感测被描述。用于发送控制消息的决策准则将首先被描述。在这个实施例中，LU（1-8）仅发送“本地检测”（ld）控制消息并且如果无对象20被LU（1-8）检测到则无传输发生。为了提高本地检测是有效的可能性，以下准则被使用。
给定本地检测，存在其中控制消息被传送（即ON消息被从该LU发送）的三个情况。在下文中，
（指示对于对象20远程地或在本地检测的检查）
（指示对象20的本地检测或远程检测被找到）
如果在蓝色框的区中存在一个或多个红色框，则在迭代i处的本地检测是“真”本地检测。
如果以下三个情况中的任何一个被满足（指示本地检测是“真”本地检测），则将控制消息（即，ON消息）发送到邻居LU（1-8），即如果“真”本地检测=1，则将ON消息广播到邻居LU（1-8）。
1) 如果ld(本地检测)(i)=1，ld(i-1)=1，则首先，针对从i-2到i-3的迭代检查本地检测。要么ld(i-2)=1发生，或者否则ld(i-2)=0并且ld(i-3)=1，在这种情况下很可能的是，对象20（例如，车辆）停留在LU的感测范围内持续一时间段并且在迭代i-2处仅一个漏检测。
如果在迭代i-2和i-3处无本地检测，则针对从i-2到i-3的迭代检查邻居LU（L1和R1）。这个情形很可能指示，高概率的是对象20已刚刚在迭代i-1（ld(i-1)=1）处从L1（第一左邻近LU）或R1（第一右邻近LU）到达LU（ld）。
2) 如果ld(i)=1，ld(i-1)=0，则针对从i-2到i-3的迭代检查本地检测。如果ld(i-2)=1或ld(i-3)=1，则ld(i-1)=0是很可能的漏检测。
如果无本地检测被找到，则针对从i-1到i-3的迭代从L1和R1检查远程检测。如果存在远程检测，则很可能的是，车辆在迭代i（ld(i)=1）处从L1（第一左邻近LU）或R1（第一右邻近LU）刚刚到达LU（ld）。
3) 如果在街道上的左端或右端的LU具有本地检测，则它广播ON消息。这是针对对象20从LU（1-8）仅在街道的一侧具有邻居的街道的一端进入的情况。
如果上述条件中的至少一个被满足，则控制消息是一次或多次。优选的是，控制消息被广播两次以便提高由接收LU（1-8）进行的恰当接收的可能性。控制消息包含作为目的（即，接收LU（1-8））的LU的列表。见下面的表7以得到这个实施例中的控制消息的示例性格式。在这个例子中，如果具有本地检测的LU（1-8）的LU_ID是n并且响应范围是R=3，则控制消息具有以下格式：
目的LU的列表 L1、L2、L3、R1、R2、R3
本地检测的LU N
内容 （本地检测）ON
当特定LU（1-8）在其感测区中具有对象20的本地检测时，该LU（1-8）将控制消息广播到目的LU的列表中的所有LU（1-8）。当一个或多个LU（1-8）接收到控制消息时，接收LU（1-8）将它自己的LU_ID与目的LU的列表相比较。如果接收LU（1-8）在目的LU的列表上，则以下步骤被执行：
步骤1：如果内部状态标志是0（即，控制消息尚未被再次发送），则转向步骤2；否则，如果内部状态标志是1，则停止并且不再次发送控制消息；以及
步骤2：存储控制消息，再次发送控制消息（优选地连续两次）并且将内部状态标志设置为1（当进入下一个监测周期时，内部状态标志被重置为0）。
在这个实施例中针对LU（1-8）的用于调光/光水平控制的决策规则现被描述。以下决策规则集被LU（1-8）采用：
(1) 如果：本地检测（i）=ON则light(i)=ON；
(2) 否则如果：控制消息（即，ON消息）在当前迭代I中从邻居LU（1-8）被接收到，则light(i)=ON；
(3) 否则如果：在连续三次内（对于迭代i、i-1、i-2）不存在本地检测和远程检测（（取决于响应范围）从左边三个或右边三个邻居LU接收到的ON消息）并且light(i-1)=ON，则light(i)=off（将LU（1-8）从ON重置为OFF）；
(4) 否则如果：在迭代i和i-1中无本地检测和远程检测但是在迭代i-2时存在来自邻近L3（第三左LU（1-8））或R3（第三右LU（1-8）））的远程检测，则light(i)=OFF（将LU（1-8）从ON重置为OFF）；以及
(5) 否则：light(i)=Light(i-1)（LU（1-8）状态保持不变）。
上面的情况（1）和（2）是将LU（1-9）设置为ON的两个情况，而情况（3）和（4）是将LU（1-8）从ON重置为OFF的两个情况。情况（5）包括维持LU（1-8）的状态的所有其它情况。
这个实施例的一个优点是它确保到响应范围内的最远LU（1-8）的快速通信。由于LU（1-8）从数个邻居LU（1-8）接收控制消息的事实，它是进一步鲁棒的。实施例可以通过引入可选的ACK（确认）机制而进一步成为鲁棒的，其中成功的传输被接收LU（1-8）进行确认。它能够进一步适于如图4中所示出的动态通信范围。
针对这个实施例的测试结果现将被描述，从而将本发明的实施例与用于对LU（1-8）进行调光/控制的常规方法相比较。在针对这个实施例的测试比较中，相同的系统参数（1）-（10）已像上面所指出的那样被使用。系统参数（11）和（12）已被用：
（11a）LU（1-8）的响应范围：半径=60m，即左边三个和右边三个LU（当在LU的感测范围内存在对象20时，左边三个和右边三个LU（1-8）应该被打开）代替。
相同的四个性能度量像在先前的测试比较中那样被使用。
在这个测试比较中，针对参考协议的两个情况被考虑。在第一情况下，成功通信的概率= 0.8，漏检测的概率= 0.05并且假警报的概率= 0.05。在第二情况下，成功通信的概率= 0.9，漏检测的概率= 0.01并且假警报的概率= 0.05。第二情况对应于其中通信感测可靠性已通过仔细配置/试运行而被改进的情形。对于参考协议，控制消息被广播两次（与本发明的实施例的类似比较）而且同样响应范围是R=3（再次，使得响应范围比较被维持）。在实践中，这是参考协议的缺陷，因为它不能够保证响应范围。
如可以通过下面的表8中的概要看到的，本发明的实施例在所有四个性能度量方面具有较好的性能。　
表8。
前面的具体描述已阐述了本发明能够采取的许多形式中的几个。上述例子仅仅说明本发明的各种方面的数个可能的实施例，其中在对本发明和附图的阅读和理解后，等同变更和/或修改将被本领域的其他技术人员想到。特别地，关于由上面描述的构件（设备、系统等等）所执行的各种功能，用来描述这样的构件的术语（包括对“装置”的参考）旨在一致，除非另外指示任何构件，诸如硬件或其组合，其即使不在结构上等同于执行本公开内容的所图示的实施方案中的功能的所公开的结构，也执行所描述的构件的规定功能（即，其在功能上是等同的）。
本发明的原理被实施为硬件、固件以及软件的任何组合。而且，软件被优选地实施为在程序存储单元或计算机可读存储介质上有形地体现的应用程序，所述计算机可读存储介质由零件或由特定设备和/或设备的组合构成。应用程序可以被上传到包括任何适合架构的机器，并且被包括任何适合架构的机器执行。例如，LU（1-10）可以被实施在具有硬件的计算机平台上，所述硬件诸如一个或多个中央处理单元（“CPU”）、存储器以及输入/输出接口。计算机平台还可以包括操作系统和微指令代码。本文中所描述的各种过程和功能可以是可以被CPU执行的微指令代码的一部分或应用程序的一部分，或其任何组合，而无论这样的计算机或处理器是否被显式地示出。此外，各种其它外围单元可以被连接到诸如附加的数据存储单元和打印单元这样的计算机平台。
尽管可能已经相对于数个实施方案中的仅一个说明和/或描述了本发明的特定特征，但是这样的特征可以被与如可能为期望的其它实施方案的一个或多个其它特征组合，并且对于任何给定或特定应用来说是有利的。此外，除非另外规定，否则对单数构件或项目的参考旨在包含两个或更多个这样的构件或项目。并且，就术语“包括有”、“包括”、“具有”、“有”、“带”或其变体被用在具体描述中和/或在权利要求中而言，这样的术语以与术语“含有”类似的方式旨在为包括性的。
已经参考优选实施例描述了本发明。然而，修改和变更将被其他人在阅读和理解前面的具体描述后想到。意图是，本发明被解释为包括所有这样的修改和变更。旨在定义本发明的范围的仅仅是权利要求，包括所有等同物。

Claims (21)

1. 一种用于控制室外照明网络（100）中的多个照明单元（LU 1-8）的方法，所述方法包括以下步骤：
由多个照明单元（LU 1-8）中的至少一个来检测在感测范围内的至少一个对象（20）；
确认对所述至少一个对象（20）的检测是否是真；
如果检测被多个照明单元（LU 1-8）中的所述至少一个确认，则基于所述至少一个对象（20）的速度来确定响应范围；
基于所确定的响应范围来选择多个消息传送协议中的一个；以及
使用所选择的一个消息传送协议将控制消息发送到多个照明单元（LU 1-8）中的另一个或多个以便控制多个照明单元（LU 1-8）中的所述另一个或多个的光水平。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中确认步骤包括检查多个照明单元（LU 1-8）中的所述至少一个的先前的本地检测状态和/或先前的光水平状态和/或从多个照明单元（LU 1-8）中的其它照明单元接收到的状态数据，以便确认对所述至少一个对象（20）的检测是否是真。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中确定响应范围步骤包括通过使用所述至少一个对象（20）的速度来适配响应范围而选择响应范围。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中选择多个消息传送协议中的一个步骤包括当响应范围是第一范围时选择第一协议以及当响应范围是大于第一范围的第二范围时选择第二协议。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中选择多个消息传送协议中的一个步骤进一步包括当预定条件未被满足同时是在第二协议中时选择第三协议。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中选择多个消息传送协议中的一个步骤进一步包括选择第三协议来发送第二类型的控制消息以便减少多个照明单元（LU 1-8）中的所述另一个或多个的光水平。
7. 一种用于控制室外照明网络（100）中的照明单元（LU 1-8）的光水平输出的方法，所述方法包括以下步骤：
确定是否存在真位置检测和/或ON控制消息是否被照明单元（LU 1-8）接收到，其中:
确定真位置检测包括步骤：检测在照明单元（LU 1-8）的感测范围内的对象（20）并且确认对象（20）的检测是真；
确定ON控制消息包括以下步骤：从室外照明网络（100）中的另一照明单元（LU 1-8）接收控制消息，其中控制消息至少包括目的照明单元的列表、ON/OFF控制指示以及控制消息传送协议模式，检查照明单元（LU 1-8）的标识码是否在目的照明单元的列表中以及ON/OFF控制指示是否是ON，ON意味着控制消息被确定为ON控制消息；以及
基于对真位置检测和/或ON控制消息的确定来提高照明单元（LU 1-8）的光水平输出。
8. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括步骤：如果照明单元（LU 1-8）的光水平输出在提高步骤中被提高，则将ON控制消息发送到至少一个其它照明单元（LU 1-8）。
9. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：
由照明单元（LU 1-8）来确定两个OFF条件中的至少一个是否已被满足：
确定第一OFF条件包括步骤：在当前的监测周期内接收OFF消息并且验证OFF控制消息被照明单元（LU 1-8）从先前已将ON控制消息发送到照明单元（LU 1-8）的任何其它照明单元接收到；
确定第二OFF条件包括以下步骤：由照明单元（LU 1-8）确定不存在真本地检测；验证照明单元（LU 1-8）的光水平在先前的监测周期内被提高了并且在当前的监测周期内照明单元（LU 1-8）从先前已将ON控制消息发送到照明单元（LU 1-8）的任何其它照明单元接收到OFF控制消息；以及
基于第一OFF条件和/或第二OFF条件的确定来减少照明单元（LU 1-8）的光水平输出。
10. 根据权利要求7所述的方法，其中用来确认对象（20）的检测是真的步骤包括检查来自先前的监测周期的照明单元（LU 1-8）的在先检测状态和/或在先光水平状态和/或从室外照明网络（100）中的一个或多个其它照明单元（LU 1-8）接收到的状态数据以便确认至少一个对象（20）的检测是否是真。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中从一个或多个其它照明单元（LU 1-8）接收到的状态数据包括先前的监测周期的指示、针对其它照明单元的标识码、ON/OFF状态指示以及关于对象（20）的速度的信息。
12. 一种用于包括多个照明单元（LU 1-8）的室外照明网络（100）的方法，所述方法包括以下步骤：
由多个照明单元（LU 1-8）中的至少一个来检测在感测范围内的至少一个对象（20）；
基于来自当前的监测周期和过去的监测周期的与照明单元有关的状态信息和/或基于来自多个照明单元中的一个或多个其它照明单元的控制数据来确定是否将控制消息发送到多个照明单元中的所述一个或多个其它照明单元；以及
基于确定步骤将控制消息发送到多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元以便控制室外照明网络（100）中的照明。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中确定步骤包括步骤：遍历所述至少一个对象（20）的一个或多个速度并且如果速度中的一个或多个被确定为新的速度则发送控制消息。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中在确定步骤中，如果所述至少一个对象的第一速度被认为接近于从另一对象（20）已经检测到的第二速度，则取决于哪一个是较大的而以第一速度或第二速度发送控制消息。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中控制消息包括多个照明单元（LU 1-8）中的旨在接收控制消息的一个或多个其它照明单元的列表、至少一个对象（20）的速度信息、多个照明单元（LU 1-8）中的至少一个的状态信息。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中确定步骤进一步包括基于依照至少一个对象（20）的速度所被适配的响应范围来选择多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元的列表。
17. 根据权利要求16所述的方法，进一步包括步骤：基于响应范围来选择多个消息传送协议中的一个并且使用所选择的一个消息传送协议来发送控制消息。
18. 根据权利要求12所述的方法，其中在确定步骤中首先检查在当前的监测周期和紧接的先前过去的监测周期内由多个照明单元（LU 1-8）中的所述至少一个进行的本地检测是否检测到了对象20，如果是则检查本地检测是否同样在另一过去的监测周期内被做出，以及如果是，则确定要发送控制消息。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中如果在确定步骤中在另一过去的监测周期内不存在本地检测，则来自多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元的控制数据被检查对象20是否在另一过去的监测周期内被多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元检测到，并且如果对象20被检测到，则确定要发送控制消息。
20. 根据权利要求12所述的方法，其中在确定步骤中首先检查在当前的监测周期内而不是在紧接的先前过去的监测周期内由多个照明单元（LU 1-8）中的至少一个进行的本地检测是否检测到了对象20，如果是则检查本地检测是否同样在另一过去的监测周期内被做出，以及如果是，则确定要发送控制消息。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中如果在确定步骤中在另一过去的监测周期内不存在本地检测，则来自多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元的控制数据被检查对象20是否在紧接的先前过去的监测周期或另一过去的监测周期内被多个照明单元（LU 1-8）中的所述一个或多个其它照明单元检测到，并且如果对象20被检测到，则确定要发送控制消息。
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