CN105744706A

CN105744706A - 一种公路直路段智能路灯控制系统与控制方法

Info

Publication number: CN105744706A
Application number: CN201610256047.3A
Authority: CN
Inventors: 赵烟桥; 于博洋; 何宝华; 朱凯鹏
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Sichuan Fengye Technology Co., Ltd.
Priority date: 2016-04-23
Filing date: 2016-04-23
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2036-04-23
Also published as: CN105744706B

Abstract

本发明公路直路段智能路灯控制系统与控制方法属于测控技术领域；该控制系统包括设置在车辆上的标识，等间距设置在路面上的车辆身份识别装置，与每个车辆身份识别装置位置相同的路灯；所述标识用于对车辆身份信息进行编码，实现车辆身份唯一化；所述车辆身份识别装置用于解码车辆身份信息；该控制方法将车辆身份识别装置位置信息、车辆身份信息和记录时间绑定并发送给处理器，处理器将具有相同车辆身份信息的绑定数据进行汇总，通过车辆身份识别装置位置信息和记录时间控制路灯点亮；本发明抓住直路段车辆的行驶速度特点和规律，针对车辆行驶位置和速度，对路灯的点亮和关闭进行自动智能控制，实现节约电能的技术目的。

Description

一种公路直路段智能路灯控制系统与控制方法

技术领域

本发明公路直路段智能路灯控制系统与控制方法属于测控技术领域。

背景技术

随着全球人口的增长，传统能源的不断消耗，能源能源问题已成为21世纪影响世界和平、甚至关系人类生存的重大问题。如何节约能源已被各行各业广泛关注。

在交通系统，为了节约电能，很多路灯都安装有太阳能电池板，然而，白天日照积累的电能还不足以维持夜晚的用电，而阴雨天气则需要完全依靠传统电能来维持公路照明。在这种情况下，如何只能控制路灯的点亮与关闭就显得尤为重要。

发明内容

针对上述技术需求，本发明公开了一种公路直路段智能路灯控制系统与控制方法，本发明抓住直路段车辆的行驶速度特点和规律，针对车辆行驶位置和速度，对路灯的点亮和关闭进行自动智能控制，实现节约电能的技术目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种公路直路段智能路灯控制系统，包括设置在车辆上的标识，等间距设置在路面上的车辆身份识别装置，与每个车辆身份识别装置位置相同的路灯；

所述标识用于对车辆身份信息进行编码，实现车辆身份唯一化；

所述车辆身份识别装置用于解码车辆身份信息，并将车辆身份识别装置位置信息、车辆身份信息和记录时间绑定并发送给处理器，处理器将具有相同车辆身份信息的绑定数据进行汇总，通过车辆身份识别装置位置信息和记录时间控制路灯点亮。

上述公路直路段智能路灯控制系统，所述的标识包括起始段和结束段，以及设置在起始段和结束段之间的编码段，所述编码段采用二进制编码。

所述标识和车辆身份识别装置采用以下两种方案中的一种：

第一、标识中的起始段、结束段、以及编码段采用高低起伏的台阶结构，所述台阶结构的变化方向垂直于公路延伸方向，车辆身份识别装置为距离测量装置，根据台阶的高低变化规律识别车辆身份；

第二、标识中的起始段、结束段、以及编码段采用黑白相间的条纹结构，所述条纹结构的变化方向垂直于公路延伸方向，车辆身份识别装置为成像装置，根据条纹颜色和宽度信息识别车辆身份。

一种在上述公路直路段智能路灯控制系统上实现的公路直路段智能路灯控制方法，包括以下步骤：

步骤a、记录车辆经过第i-1个车辆身份识别装置时的时间t_i-1；

步骤b、记录车辆经过第i个车辆身份识别装置时的时间t_i；

步骤c、计算车辆经过第i-1个路段的平均速度v_i-1：

v_{i - 1} = \frac{x}{t_{i} - t_{i - 1}}

式中，x为相邻两个车辆身份识别装置之间的距离；

步骤d、记录车辆经过第i+1个车辆身份识别装置时的时间t_i+1；

步骤e、计算车辆经过第i个路段的平均速度v_i：

v_{i} = \frac{x}{t_{i + 1} - t_{i}}

步骤f、更新第i个路段的所有车辆平均速度以及车辆寄存器数据N：

{\overset{&OverBar;}{v}}_{i} = \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{i}^{'} \times N + v_{i}}{N + 1}

式中，为更新前的第i个路段的所有车辆平均速度，为更新后的第i个路段的所有车辆平均速度；

如果车辆寄存器数据已满，则N值不变；

如果车辆寄存器数据未满，则N值+1；

步骤g、预测车辆的未来速度v：

v = k_{1} v_{i - 1} + k_{2} v_{i} + k_{3} {\overset{&OverBar;}{v}}_{i}

其中，k₁+k₂+k₃＝1；

步骤h、根据未来速度v查找刹车距离安全值s；

步骤i、计算需要被控制点亮的路灯：

式中，为向下取整运算，k为系数，

点亮第i+1+n个路灯。

上述公路直路段智能路灯控制方法，步骤i所述的第i+1+n个路灯在该车辆经过第i+1+n个车辆身份识别装置时，删除点亮信息。

有益效果：

第一、由于本发明设置有能够实现车辆身份唯一化的标识，以及能够对车辆身份进行识别的车辆身份识别装置，因此能够控制参数的计算过程相对于车辆身份的唯一性，排除其他车辆的数据干扰，提高了数据的可靠性；

第二、所述在标识中，台阶结构的变化方向垂直于公路延伸方向，或条纹结构的变化方向垂直于公路延伸方向，在车辆变道甚至转弯时，台阶结构或条纹结构的间距仅以比例形式变化，因此不影响车辆身份识别结果，增加了车辆身份识别的鲁棒性。

第三、车辆在直路段上行驶的时候，经常需要针对突发情况进行减速或加速，在突发情况消除后，再恢复原来的速度，在这种情况下，减速或加速对整体速度影响很小，如果单纯记录具有减速或加速操作的第i个路段的平均速度，那么预测结果将与真实结果之间存在较大误差；针对这种情况，在预测车辆未来速度时，由于利用了该车辆经过第i-1个路段的平均速度v_i-1，因此能够继承前一个路段的经验速度，降低预测结果会受突减速或加速的影响，提高预测结果的准确性；

第四、车辆在直路段上行驶的时候，即使部分路段的行驶速度明显高于或低于所有车辆的平均速度，但全路段的平均速度会与所有车辆的平均速度十分接近，这说明车辆无论行驶速度如何，都有向着所有车辆平均速度趋近的趋势，如果车辆在第i个路段、甚至包括第i-1个路段的平均速度均距离所有车辆平均速度较远，那么预测结果将与真实结果之间存在较大误差；针对这种情况，在预测车辆未来速度时，由于利用了所有车辆平均速度因此能将该车辆趋近所有车辆平均速度的趋势考虑进来，提高预测结果的准确性；

第五、计算需要被控制点亮的路灯时，增加了系数k，因此能够针对不同路况调整刹车距离安全值的大小，增强预测结果的鲁棒性。

附图说明

图1是本发明公路直路段智能路灯控制系统的数据逻辑图。

图2是台阶结构示意图。

图3是条纹样式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例为公路直路段智能路灯控制系统实施例。

本实施例的公路直路段智能路灯控制系统，包括设置在车辆上的标识，等间距设置在路面上的车辆身份识别装置，与每个车辆身份识别装置位置相同的路灯；

上述公路直路段智能路灯控制系统的数据逻辑图如图1所示。

具体实施例二

本实施例为公路直路段智能路灯控制系统实施例。

本实施例的公路直路段智能路灯控制系统，在具体实施例一的基础上，进一步限定所述的标识包括起始段和结束段，以及设置在起始段和结束段之间的编码段，所述编码段采用二进制编码。

二进制编码，编码和解码都容易，可靠性高。起始段和结束段的设置，可以更快地找到标识所在位置。

具体实施例三

本实施例为公路直路段智能路灯控制系统实施例。

本实施例的公路直路段智能路灯控制系统，在具体实施例二的基础上，进一步限定标识和车辆身份识别装置采用以下方案：

标识中的起始段、结束段、以及编码段采用高低起伏的台阶结构，所述台阶结构的变化方向垂直于公路延伸方向，车辆身份识别装置为距离测量装置，根据台阶的高低变化规律识别车辆身份。

车牌号能够用来确定车辆身份，因此台阶结构可以与车牌号相对应。由于车牌号由汉字、字母、以及数字组成，其中，代表省份信息的汉字33个，字母26个，数字10个，共69个；需要用能够表示128个区别信息的7位二进制台阶表示，每个汉字、字母、或数字都由一个7位二进制台阶表示。具体编码方式，二进制码、格雷码等等，本领域技术人员能够根据需要进行选取，本发明不再重复说明。

起始段和结束段采用不同宽度的，台阶高度为编码段中间高度的台阶。

二进制台阶中的7个低台阶表示0，6个低台阶1个高台阶表示1为例，说明台阶结构，如图2所示。

具体实施例四

本实施例为公路直路段智能路灯控制系统实施例。

标识中的起始段、结束段、以及编码段采用黑白相间的条纹结构，所述条纹结构的变化方向垂直于公路延伸方向，车辆身份识别装置为成像装置，根据条纹颜色和宽度信息识别车辆身份。

车牌号能够用来确定车辆身份，因此条纹结构可以与车牌号相对应。由于车牌号由汉字、字母、以及数字组成，其中，代表省份信息的汉字33个，字母26个，数字10个，共69个；需要用能够表示128个区别信息的7位二进制条纹表示，每个汉字、字母、或数字都由一个7位二进制条纹表示。具体编码方式，二进制码、格雷码等等，本领域技术人员能够根据需要进行选取，本发明不再重复说明。

起始段和结束段采用不同宽度的，条纹亮度为编码段中间条纹的单一图像。

二进制条纹中的7个暗条纹表示0，6个暗条纹1个亮条纹表示1为例，说明条纹样式，如图3所示。

具体实施例五

本实施例是公路直路段智能路灯控制方法实施例。

本实施例的公路直路段智能路灯控制方法，在具体实施例一所述的公路直路段智能路灯控制系统上实现，该方法包括以下步骤：

步骤b、记录车辆经过第i个车辆身份识别装置时的时间t_i；

步骤c、计算车辆经过第i-1个路段的平均速度v_i-1：

v_{i - 1} = \frac{x}{t_{i} - t_{i - 1}}

式中，x为相邻两个车辆身份识别装置之间的距离；

步骤e、计算车辆经过第i个路段的平均速度v_i：

v_{i} = \frac{x}{t_{i + 1} - t_{i}}

{\overset{&OverBar;}{v}}_{i} = \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{i}^{'} \times N + v_{i}}{N + 1}

如果车辆寄存器数据已满，则N值不变；

如果车辆寄存器数据未满，则N值+1；

步骤g、预测车辆的未来速度v：

v = k_{1} v_{i - 1} + k_{2} v_{i} + k_{3} {\overset{&OverBar;}{v}}_{i}

其中，k₁+k₂+k₃＝1；

步骤h、根据未来速度v查找刹车距离安全值s；

步骤i、计算需要被控制点亮的路灯：

式中，为向下取整运算，k为系数，

点亮第i+1+n个路灯。

具体实施例六

本实施例是公路直路段智能路灯控制方法实施例。

本实施例的公路直路段智能路灯控制方法，在具体实施例一所述的公路直路段智能路灯控制系统上实现，该方法在具体实施例五的基础上，进一步限定步骤i所述的第i+1+n个路灯在该车辆经过第i+1+n个车辆身份识别装置时，删除点亮信息。

本实施例提供了一种路灯点亮持续时间的实现方法。但还需要说明的是，一盏路灯可能会同时收到多个车辆的控制信号，只要有一个车辆要求该路灯点亮时，该路灯就会点亮，否则路灯关闭。

Claims

1.一种公路直路段智能路灯控制系统，其特征在于，包括设置在车辆上的标识，等间距设置在路面上的车辆身份识别装置，与每个车辆身份识别装置位置相同的路灯；

2.根据权利要求1所述的公路直路段智能路灯控制系统，其特征在于，所述的标识包括起始段和结束段，以及设置在起始段和结束段之间的编码段，所述编码段采用二进制编码。

3.根据权利要求2所述的公路直路段智能路灯控制系统，其特征在于，所述标识和车辆身份识别装置采用以下两种方案中的一种：

4.一种在权利要求1所述公路直路段智能路灯控制系统上实现的公路直路段智能路灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤b、记录车辆经过第i个车辆身份识别装置时的时间t_i；

步骤c、计算车辆经过第i-1个路段的平均速度v_i-1：

v_{i - 1} = \frac{x}{t_{i} - t_{i - 1}}

式中，x为相邻两个车辆身份识别装置之间的距离；

步骤e、计算车辆经过第i个路段的平均速度v_i：

v_{i} = \frac{x}{t_{i + 1} - t_{i}}

{\overset{&OverBar;}{v}}_{i} = \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{i}^{'} \times N + v_{i}}{N + 1}

如果车辆寄存器数据已满，则N值不变；

如果车辆寄存器数据未满，则N值+1；

步骤g、预测车辆的未来速度v：

v = k_{1} v_{i - 1} + k_{2} v_{i} + k_{3} {\overset{&OverBar;}{v}}_{i}

其中，k₁+k₂+k₃＝1；

步骤h、根据未来速度v查找刹车距离安全值s；

步骤i、计算需要被控制点亮的路灯：

式中，为向下取整运算，k为系数，

点亮第i+1+n个路灯。

5.根据权利要求4所述的公路直路段智能路灯控制方法，其特征在于，步骤i所述的第i+1+n个路灯在该车辆经过第i+1+n个车辆身份识别装置时，删除点亮信息。