CN109982900B - 经由智能照明进行降水感测 - Google Patents

Abstract

一种用于标识降水（50）的方法（400）包括步骤：提供（410）照明单元（10），该照明单元具有第一光电传感器（32）、第二光电传感器（34）和控制器（22），其中第一和第二光电传感器竖直隔开第一距离；由第一光电传感器在第一时间点（T1）接收（430）来自降水的第一光信号；由第二光电传感器在第二时间点（T2）接收（440）来自降水的第二光信号；计算（450）第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算（460）降水的速度。

Description

经由智能照明进行降水感测

技术领域

本公开总体上涉及被配置为检测降水的方法和照明系统，更具体地，涉及通过室外照明单元进行降水检测。

背景技术

智能照明的发展导致照明系统和照明器中对于包括存在性检测、运动检测等等在内的集成感测解决方案的需求增加。除了其他智能照明系统之外，广泛的功能集成到灯杆中，范围从用于光控制的存在性感测，用于照明器诊断的取向感测以及环境监测。为了允许实现智能照明网络的大规模市场渗透，也存在通过集成最少数量的感测模式，对于许多感测功能的强烈需求。

降水检测是一种感测功能，其可能是照明系统和照明器中所希望的，尤其是位于室外的那些照明系统和照明器。然而，现有的降水检测方法需要昂贵的专用传感器系统。这些专用传感器系统的示例包括翻斗式雨量计、红外雨量计、电容式雨检测器、声学雨滴测量器等等。不仅这些专用传感器系统是昂贵的，因此限制大规模集成和市场渗透，而且它们典型地依赖于单个模式。结果，这些现有的传感器很大程度上不能对检测的降水类型分类。雨、细雨、雪、雨夹雪、冰雹和其他降水类型通常仅仅分类为降水。

因此，在本领域中持续存在对于能够标识多种不同形式的降水的经济有效的降水检测系统的需求。

发明内容

本公开涉及被配置为提供天气事件检测和警告的照明网络的发明方法和装置。本文的各个不同的实施例和实现方式涉及一联网照明系统，其包括诸如街灯之类的多个分布式照明单元，每个照明单元具有集成的范围传感器。

本公开涉及被配置为检测和标识降水的照明器的发明方法和装置。本文的各个不同的实施例和实现方式涉及具有集成的降水传感器的诸如街灯之类的照明单元。集成的降水传感器包括两个隔开的光电传感器。降水通过分析从降水反射并且撞击这两个光电传感器的光进行检测。上面的光电传感器和下面的光电传感器处的检测之间的延迟提供了降落的降水的终极速度。所述光电传感器检测的降水频率是降水量的一种度量。该频率和终极速度信息也用来标识降水类型，因为降水的终极速度取决于降水元素的大小。因此，雨滴、雨夹雪、雪花和冰雹块的终极速度将是不同的。

一般地，在一个方面，提供了一种用于检测降水的方法。该方法包括步骤：（i）提供照明单元，该照明单元包括第一光电传感器、第二光电传感器和控制器，其中第一和第二光电传感器竖直隔开第一距离；由第一光电传感器在第一时间点（T1）接收来自降水的第一光信号；由第二光电传感器在第二时间点（T2）接收来自降水的第二光信号；由控制器计算第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及由控制器基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算降水的速度。

依照一实施例，所述方法进一步包括步骤：基于降水的速度标识降水类型。

依照一实施例，所述方法进一步包括步骤：传送标识的降水类型。

依照一实施例，所述方法进一步包括步骤：由控制器基于接收的第一和第二光信号确定降水的强度。

依照一实施例，所述方法进一步包括步骤：响应于确定的降水类型，修改照明单元的光源。依照一实施例，所述照明单元进一步包括第二光源，并且第一光源发射第一波长的光，第二光源发射第二波长的光。

依照一实施例，降水类型的标识包括概率。

依照一个方面，一种照明单元被配置为检测降水。该照明单元包括：光源；第一光电传感器，其被配置为在第一时间点（T1）接收来自降水的第一光信号；第二光电传感器，其被配置为在第二时间点（T2）接收来自降水的第二光信号，其中第一和第二光电传感器竖直隔开第一距离；以及控制器，其被配置为：（i）计算第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及（ii）基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算降水的速度。

依照一方面，一种照明单元被配置为检测降水。该照明单元包括：光电传感器，其被配置为接收在第一时间点（T1）来自降水的第一反射光信号和在第二时间点（T2）来自降水的第二反射光信号；第一光学器件，其被配置为将在第一时间点来自降水的第一反射光信号定向到光电传感器的第一部分；第二光学器件，其被配置为将在第二时间点来自降水的第二反射光信号定向到光电传感器的第二部分，其中光电传感器部分的第一和第二部分竖直隔开第一距离；以及控制器，其被配置为：（i）计算第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及（ii）基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算降水的速度。

术语“光源”应当被理解为指的是各种各样的辐射源中的任何一种或多种，包括但不限于基于LED的源（包括一个或多个如上面所限定的LED）、白炽源（例如白炽灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如钠蒸汽、汞蒸气和金属卤化物灯）、激光器、其他类型的电致发光源、火焰发光源（例如火焰）、蜡烛发光源（例如气灯罩、碳弧辐射源）、光致发光源（例如气体放电源）、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、运动发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。

术语“照明单元”在本文中用来指包括一个或多个相同或不同类型的光源的装置。给定照明单元可以具有各种各样的光源安装布置、外壳/壳体布置和形状和/或电气和机械连接配置中的任何一种。此外，给定照明单元可选地可以和与（多个）光源的操作有关的各种不同的其他部件（例如控制电路系统）关联（例如包括、耦合到所述部件和/或与所述部件封装在一起）。“基于LED的照明单元”指的是单独地或者与其他非基于LED的光源结合地包括一个或多个如上面所讨论的基于LED的光源的照明单元。

在各种不同的实现方式中，处理器或控制器可以与一种或多种存储介质（在本文中统称为“存储器”，例如诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM之类的易失性和非易失性计算机存储器，软盘，致密盘，光盘，磁带等等）关联。在一些实现方式中，存储介质可以利用一个或多个程序进行编码，所述程序在一个或多个处理器和/或控制器上执行时执行本文讨论的功能中的至少一些。各种不同的存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可运送的，使得存储于其上的所述一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中以便实现本文讨论的本发明的各个不同的方面。术语“程序”或者“计算机程序”在本文中在一般意义上用来指可以被采用以便对一个或多个处理器或控制器编程的任何类型的计算机代码（例如软件或微代码）。

在一种网络实现方式中，耦合到网络的一个或多个设备可以用作用于耦合到该网络的一个或多个其他设备的控制器（例如以主/从关系）。在另一种实现方式中，联网的环境可以包括一个或多个被配置为控制耦合到网络的设备中的一个或多个的专用控制器。通常，耦合到网络的多个设备中的每一个均可以有权访问存在于一个或多个通信介质上的数据；然而，给定设备可以是“可寻址的”，因为它被配置为基于例如分配给它的一个或多个特定标识符（例如“地址”）选择性地与网络交换数据（即从网络接收数据和/或将数据发送至网络）。

当在本文中使用时，术语“网络”指的是两个或更多设备（包括控制器或处理器）的任意互连，该互连促进（例如用于设备控制、数据存储、数据交换等等的）信息在任意两个或更多设备之间和/或在耦合到网络的多个设备之中的运送。应当容易理解的是，适合于互连多个设备的网络的各种不同的实现方式可以包括各种各样的网络拓扑结构中的任何一种，并且采用各种各样的通信协议中的任何一种。此外，在依照本公开的各种不同的网络中，两个设备之间的任何一种连接可以表示两个系统之间的专用连接，或者可替换地，表示非专用连接。除了携带预期用于这两个设备的信息之外，这样的非专用连接可以携带不一定预期用于这两个设备中的任何一个的信息（例如开放网络连接）。此外，应当容易理解的是，如本文所讨论的设备的各种不同的网络可以采用一个或多个无线、导线/电缆和/或光纤链路以便促进整个网络的信息运送。

应当理解的是，前述概念以及下文中更详细地讨论的附加概念的所有组合（倘若这样的概念并非相互不一致）都被设想为本文公开的发明主题的部分。特别地，出现在本公开末尾处的要求保护的主题的所有组合都被设想为本文公开的发明主题的部分。也应当理解的是，本文明确采用的也可能出现在通过引用合并的任何公开中的术语应当给予与本文公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图，相似的附图标记一般表示相同的部分。再者，附图不一定符合比例，相反地，重点一般放在图解说明本发明的原理。

图1为依照一实施例的包括集成降水传感器的照明单元的示意性表示。

图2为依照一实施例的包括集成降水传感器的照明单元的示意性表示。

图3为依照一实施例的照明系统的示意性表示。

图4为依照一实施例的用于检测降水的方法的流程图。

图5为依照一实施例的隔开的双光电传感器配置的示意性表示。

图6为依照一实施例的单光电传感器配置的示意性表示。

具体实施方式

本公开描述了被配置为检测降水的照明单元或照明系统的各个不同的实施例。更一般地，申请人已经认识到并且领会，提供被配置为检测照明单元邻近的降水的照明单元、器具、网络和系统将是有益的。利用本公开的某些实施例的一个特定目标是表征落入照明单元邻近的降水类型并且传送该信息。

鉴于前面所述，各个不同的实施例和实现方式涉及一种照明单元或者包括多个照明单元的照明系统网络，每个照明单元具有被配置为检测从降水反射的光的两个或更多集成光电传感器。所述两个或更多光电传感器优选地竖直隔开，以便获得关于降水的终极速度的信息。照明单元或者照明系统网络的控制器评估由所述两个或更多竖直隔开的光电传感器检测的反射光信号之间的延迟，并且确定该终极速度。照明单元或者照明系统也可以至少部分地基于该终极速度确定何种类型的降水正在降落，并且可以将该信息传送至用户、网络或者其他目的地。

参照图1，在一个实施例中，提供了一种照明单元10，其包括一个或多个光源12，其中这些光源中的一个或多个可以是基于LED的光源。另外，基于LED的光源可以具有一个或多个LED。该光源可以由一个或多个光源驱动器24驱动以发射预定特征（即颜色强度、色温）的光。在照明单元10中可以采用适于生成各种各样不同颜色的辐射的许多不同数量和各种不同类型的光源（全部基于LED的光源，单独的或者组合的基于LED和非基于LED的光源等等）。依照一实施例，照明单元10可以是任何类型的照明器具，包括但不限于街灯、前照灯，或者任何其他室外照明单元、器具或系统。依照一实施例，照明单元10可以是任何类型的室内照明单元，诸如夜灯、台灯，或者任何其他室内照明单元、器具或系统。依照一实施例，照明单元10被配置为照射照明环境内的目标表面的全部或部分。

依照一实施例，照明单元10包括控制器22，该控制器被配置为或者编程为输出一个或多个信号以驱动所述一个或多个光源12a-b并且从这些光源生成强度、方向和/或颜色变化的光。例如，控制器22可以被编程为或者配置成为每个光源生成控制信号以便独立地控制每个光源生成的光的强度和/或颜色，控制光源组，或者一起控制所有光源。依照另一个方面，控制器22可以控制其他专用电路系统，诸如光源驱动器24，其进而控制光源以便改变它们的强度。控制器22可以是或者具有例如使用软件被编程为执行本文讨论的各种不同功能的处理器26，并且可以与存储器28结合使用。存储器28可以存储供处理器26执行的包括一个或多个照明命令或者软件程序的数据，以及各种不同类型的数据，包括但不限于用于该照明单元的特定标识符。例如，存储器28可以是非暂时性计算机可读存储介质，其包括可由处理器26执行的指令集合，并且其使得系统执行本文描述的方法的一个或多个步骤。如后文将更详细地解释的，控制器22可以被编程、结构化和/或配置为使得光源驱动器24基于诸如除别的以外的周围环境光条件之类的预定数据调整光源12的强度和/或色温。依照一个实施例，控制器22也可以被编程、结构化和/或配置为使得光源驱动器24基于照明单元10接收的通信调整光源12的强度和/或色温。

照明单元10也包括电源30，最典型地为AC电源，但是其他电源是可能的，包括除别的以外的DC电源、基于太阳能的电源或者机械式电源。该电源可以与电源转换器可操作地通信，该电源转换器将接收自外部电源的电力转换成可由照明单元使用的形式。为了向照明单元10的各个不同的部件供电，它还可以包括AC/DC转换器（例如整流电路），该AC/DC转换器从外部AC电源30接收AC电力并且将其转换成直流电流以用于为照明单元的部件供电的目的。此外，照明单元10可以包括诸如可再充电电池或者电容器之类的能量存储设备，其经由到AC/DC转换器的连接再充电，并且可以在到AC电源30的电路打开时向控制器22和光源驱动器24供电。

照明单元10包括两个或更多光电传感器32和34，其连接到控制器22的输入并且收集关于照明单元10邻近的降水50的信息。这些光电传感器或光电检测器可以是能够检测光的波长的任何光电传感器，所述光包括但不限于可见光、紫外光和/或红外线。所述两个或更多光电传感器32和34经由通信模块36将数据传输至控制器22或者外部。当降水50降落时，在第一时间点（T1），光源12和/或其他光源发射的光撞击水滴、雪花、冰雹块或者其他类型的降水并且朝第一光电传感器32反射，如图1中所示。在第二时间点（T2），光源12和/或其他光源发射的光撞击水滴、雪花、冰雹块或者其他类型的降水并且朝第二光电传感器34反射。控制器22接收光电传感器32在T1生成的信号和光电传感器34在T2生成的信号，计算这两个信号之间的延迟，并且基于该延迟确定降水50的终极速度。该终极速度可以被利用来标识正被照明单元检测的降水类型。可以使用任何类型的延迟计算方法，并且依照一个实施例，该方法包括降低任一传感器处重叠或者丢失的水滴的影响的统计措施。例如，所述延迟可以使用T1和T2样本的两个序列之间的互相关确定。重叠/丢失的水滴的影响与使用的序列的长度成反比。

在一些实施例中，光电传感器32和34远程地位于照明单元10之上或者附近，并且将获得的数据传输至照明单元的有线或无线通信模块36。通信模块36可以为例如被定位成与控制器22通信的Wi-Fi、蓝牙、IR、无线电或者近场通信，或者可替换地，控制器22可以与通信模块36集成在一起。

依照一实施例，照明单元10包括附加的光源14，其被配置为增强第一和/或第二光电传感器32和34接收的光信号的对比度。例如，附加的光源14可以是近红外光源，其将促进弱光条件下的检测。相应地，第一和/或第二光电传感器32和34可以被配置为检测由从降水反射的近红外光生成的近红外光信号。依照一实施例，第一光电传感器32和第二光电传感器34中的一个可以被配置为检测诸如可见光之类的第一类型的光，并且第一和第二光电传感器中的另一个可以被配置为检测诸如近红外光之类的第二类型的光。

依照一实施例，照明单元10包括将所述两个或更多光电传感器的各视场分开的光学系统。这将帮助确保从降水50反射的光信号在时间T1由光电传感器32检测，并且在T2由相同的或者不同的光电传感器检测，从而允许实现终极速度的精确计算。参照图2，在一个实施例中，照明单元10的一个示例包括具有光学器件40和42的单个光电传感器32，所述光学器件将该光电传感器的视场分开，确保了从降水50反射的光信号在时间T1经由光学器件40由光电传感器32检测，并且在T2经由光学器件42由光电传感器32检测，从而允许实现终极速度的精确计算。照明单元10可以是本文描述的或者以其他方式设想的实施例中的任何一个，并且可以包括结合图1描述的照明单元的部件中的任何一个，诸如除其他元件以外的一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22、光电传感器32以及无线通信模块36。光电传感器32可以是能够检测光的波长的任何光电传感器，所述光包括但不限于可见光、紫外光和/或红外线。光电传感器32经由通信模块36将数据传输至控制器22或者外部。当降水50降落时，在第一时间点（T1），光源12和/或其他光源发射的光撞击水滴、雪花、冰雹块或者其他类型的降水并且经由光学器件40朝光电传感器32反射，如图2中所示。在第二时间点（T2），光源12和/或其他光源发射的光撞击水滴、雪花、冰雹块或者其他类型的降水并且经由光学器件42朝光电传感器32反射。控制器22接收光电传感器32在T1生成的信号和光电传感器32在T2生成的信号，计算这两个信号之间的延迟，并且基于该延迟确定降水50的终极速度。该终极速度可以被利用来标识正被照明单元检测的降水类型。

依照一实施例，光学器件40和42可以是任何透镜、光导、反射器或者任何其他光学器件，其被配置为划分或者以其他方式分开光电传感器32的视场，确保分开检测T1和T2处的信号。

参照图3，在一个实施例中，一种分布式照明系统网络200包括多个照明单元10a-h，每个照明单元具有包括两个或更多竖直隔开的、被配置为获得关于降水50的信息的光电传感器32和34的降水传感器。这些照明单元可以是本文描述的或者以其他方式设想的实施例中的任何一个，并且可以包括结合图1和图2描述的照明单元的部件中的任何一个，诸如除其他元件以外的一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22以及无线通信模块36。

所述多个照明单元10可以被配置为彼此通信和/或与中央计算机、服务器或者其他中央集线器210通信。本文描述的或者以其他方式设想的方法和系统的功能的一个或多个方面可以出现在中央集线器210中而不是出现在各照明单元中。例如，中央集线器可以从一个或多个照明单元捕获并且传输或者以其他方式传送至中央集线器的数据中提取信息。依照一实施例，照明网络200包括中央处理器220，其可以执行系统的一个或多个功能。例如，中央集线器210可以包括处理器220。

依照一实施例，分布式照明系统网络200包括城镇、村庄、城市、街道、停车场或者任何其他位置。该网络可以包括两个照明单元或者成千上万个照明单元。该网络可以在乡村环境、郊区环境、城市环境或者其组合中实现。

如图3中所示，由于照明系统网络200的尺寸的原因或者降水移入或移出一定区域的原因，该照明系统网络内所述多个照明单元中只有一部分可以检测到降水50。例如，图2中的照明单元10a、10b和10c可以检测到降水，而照明单元10d-10h检测不到降水。

参照图4，在一个实施例中，流程图图示出一种用于通过照明单元检测降水的方法400。在该方法的步骤410处，提供照明单元10。照明单元10可以是本文描述的或者以其他方式设想的实施例中的任何一个，并且可以包括结合图1和图2描述的照明单元的部件中的任何一个，诸如除其他元件以外的一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22、光电传感器32和/或34以及无线通信模块36。依照一实施例，照明单元10被配置为照射照明环境的全部或者部分。

在所述方法的可选步骤420处，照明单元照射照明环境的全部或者部分。依照一个实施例，照明单元为室外照明器具，诸如街灯、停车场灯或者被配置为照射目标表面的其他灯柱或外部照明器具。照明单元可以在预定时段期间自动地照射照明环境，或者可以通过活动激活和失活。依照另一个实施例，照明单元可以检测周围环境光水平，并且可以基于预定的阈值激活光源和使其失活。

在所述方法的步骤430处，照明单元的第一光电传感器32在第一时间点接收从降水50反射的第一光信号。从降水反射的光可以是由照明单元的所述一个或多个光源12发射的光，或者可以是天然的或者人造的外部光源，包括但不限于阳光、月光、周围环境光、其他照明单元、家用灯和其他光源。第一光电传感器32将由该光电传感器转换成电信号的接收的光信号传送至控制器22，在这里，可以分析该信息和/或可以将其存储在存储器28内。依照其中照明单元包括单个光电传感器32以及光学器件40和42的另一个实施例，在所述方法的步骤430处，照明单元的光电传感器32在第一时间点经由光学器件42接收从降水50反射的第一光信号。

在所述方法的步骤440处，照明单元的第二光电传感器34在第二时间点接收从降水50反射的第二光信号。从降水反射的光可以是由照明单元的所述一个或多个光源12发射的光，或者可以是天然的或者人造的外部光源，包括但不限于阳光、月光、周围环境光、其他照明单元、家用灯和其他光源。第二光电传感器32将由该光电传感器转换成电信号的接收的光信号传送至控制器22，在这里，可以分析该信息和/或可以将其存储在存储器28内。依照其中照明单元包括单个光电传感器32以及光学器件40和42的另一个实施例，在所述方法的步骤440处，照明单元的光电传感器32在第二时间点经由光学器件44接收从降水50反射的第二光信号。

第一光电传感器32和/或第二光电传感器34可以被配置为在需要时、编程时或者激活时接收光信号。例如，这些光电传感器可以持续地接收光信号，或者这些光电传感器可以周期性地接收光信号，诸如除许多其他的时间周期以外每分钟一次或者每分钟多次接收光信号。依照另一个实施例，这些光电传感器可以被配置为响应于触发器而接收光信号，和/或采样频率可以响应于该触发器而增加。例如，所述照明单元或者网络可以包括气象站或其他天气预报系统或者与其通信，并且因此可以在预测了任何降水或者其他天气事件时被触发以通过光电传感器接收光信号。

在可选的步骤442处，光电传感器或者照明单元10的控制器22将第一和第二光信号传送至另一个照明单元10，和/或传送至中央集线器、计算机、服务器或者处理器。照明单元10可以与该另一个照明单元10和/或中央集线器210直接通信和/或联网有线和/或无线通信。相应地，该另一个照明单元10和/或中央集线器210可以位于该照明单元10附近或者远处。

依照一实施例，照明单元10可以包括附加的光源14，其被配置为增强第一和/或第二光电传感器32和34接收的光信号的对比度。例如，附加的光源14可以是近红外光源，其将促进弱光条件下的检测。相应地，第一和/或第二光电传感器32和34可以被配置为检测由从降水反射的近红外光生成的近红外光信号。

依照另一个实施例，第一光电传感器32和第二光电传感器34中的一个被配置为检测诸如可见光之类的第一类型的光，并且第一和第二光电传感器中的另一个被配置为检测诸如近红外光之类的第二类型的光。该实施例需要第一类型和第二类型的光源。不同光波长的使用有助于防止光电传感器的交叉污染。

在所述方法的步骤450处，控制器22计算第一光信号与第二光信号之间的延迟。这可以是例如通过照明单元10的控制器22从第一时间点（T1）减去第二时间点（T2）以得到T1与T2之间的时间量的简单计算。对于多个并发的检测的光信号，信息变得更加详细并且分析更具挑战性，但是这两个信号之间的互相关将提供接收的光信号之间的延迟。依照一实施例，对于任何给定时间或者间隔的降水，确定的延迟可以是T1与T2之间的平均时间量。

在所述方法的可选步骤452处，照明单元10或者照明系统网络可以从接收的光信号和/或计算的延迟或平均延迟确定存在降落在照明单元10邻近的降水。在照明单元的网络中，所述多个照明单元中的一些或者全部可以检测降水。对于本文描述的系统和方法的各个不同的实施例而言，提供照明单元邻近降水的通知可能是足够的信息。如下面的步骤480中所描述的，照明单元然后可以将该信息传送至另一个照明单元10，传送至中央集线器、计算机、服务器或者处理器，或者传送至用户。

在所述方法的步骤460处，雨滴、雪花、冰雹块或者其他降水的终极速度可以通过测量所述两个竖直隔开的光电传感器32和34的检测的信号之间的延迟而获得。由于降水的速度在图5中示为z的隔开的光电传感器32与34之间的小距离上是恒定的，因此第一光信号与第二光信号之间的时间延迟是对速度的测量。因此， v（降水的终极速度）=  z（隔开的光电传感器32与34之间的距离）/ t（第一光信号与第二光信号之间的时间延迟）。

依照图6中示出的另一个实施例，降水的速度在分裂或者划分光电传感器32的视场的光学器件40和42使得成为可能的该光电传感器对信号的隔开的检测之间的小距离上可以是恒定的，并且第一光信号与第二光信号之间的时间延迟将是对速度的测量。因此， v（降水的终极速度）=  z（光电传感器32的光学驱动的T1和T2检测之间的距离）/ t（第一光信号与第二光信号之间的时间延迟）。

物体的终极速度取决于该物体的尺寸。相应地，降水的速度可以被利用来确定降水类型。例如，来自云的典型雨滴可能具有10μm的半径并且因此具有1cm/s的终极速度，而大云滴可能具有50μm的半径并且因此具有27cm/s的终极速度。

在所述方法的可选步骤462处，控制器使用接收的第一和第二光信号的频率确定降落在照明单元10附近的降水强度。该确定可以是定量的和/或定性的。例如，降水强度可以定性地计算为轻度、中度或者重度。可替换地，降水强度可以定量地计算为毫米每小时，诸如5mm/hr。这可以基于预定的光信号频率与已知降水强度之间的相关，或者可以基于机器学习将光信号频率与降水强度相关。控制器22可选地可以使用计算的第一光信号与第二光信号之间的延迟和/或计算的降水的终极速度，以便确定降落在照明单元10附近降落的降水强度。如下面的步骤480中所描述的，照明单元然后可以将该强度信息传送至另一个照明单元10，传送至中央集线器、计算机、服务器或者处理器，或者传送至用户。

在所述方法的步骤470处，照明单元10的控制器22使用计算的终极速度信息和/或确定的强度信息标识降落在照明单元邻近的降水类型。例如，非常缓慢的终极速度可以表示降雪，中等的终极速度可以表示降雨，并且非常快速的终极速度可以表示冰雹风暴。所述标识可以是可能的降水选项中的一种降水类型的绝对标识，或者该标识可以是一种或者多种降水类型的概率。

依照一实施例，在所述方法的可选步骤452处和/或任何其他步骤处，照明单元10或者照明系统网络200可以使用附加的信息帮助标识降落在照明单元邻近的降水类型。例如，照明单元也可以包括测量空气温度的温度计，从而将周围环境温度添加到降水标识方法中。帮助标识降落在照明单元邻近的降水类型的另一条附加信息可以是日期和最可能降落在一年的具体日子的降水类型的预测。可以使用许多其他类型的信息或传感器数据，包括但不限于湿度、露点、当前压力、压力变化和/或可能对诸如冰、雪或者水之类的某些类型的降水具有影响的其他信息。

除了确定降水的速度、类型和/或强度之外，照明单元10或者照明系统网络200可以从接收的光信号确定降水的方向。降水可以完全竖直降落，或者也可以具有水平方向。照明单元10或者照明系统网络200可以从接收的光信号确定方向，并且可以利用诸如除其他信息源以外的风速和/或风向之类的外部信息来补充该信息。

在所述方法的步骤480处，照明单元10和/或照明网络200将确定的信息传送至另一个照明单元，传送至用户，传送至中央集线器、远程服务器或者管理中心。例如，中央集线器可以包括气象台、天气监视器、电视台、无线电台或其他机构或者与之通信，以便提供降水信息。例如，该信息可以经由诸如SMS之类的移动通信广播至用户，或者经由无线通信广播至气象台。来自照明单元10和/或照明网络200的通信可以包括照明单元的位置、照明单元的唯一标识符、降水类型、降水强度、降水方向、时间信息、天气事件的持续时间、历史降水信息和/或由照明单元或系统拥有的任何其他信息。

依照一实施例，照明单元10和/或照明网络200可以响应确定的降水。该响应可以基于预定的或者预编程的阈值或者触发事件。例如，照明单元10可以通过修改光源或者显示光、文字或声音而响应触发降水。例如，光信令可以包括除别的以外的波束分布或者光谱（强度/色调）的变化，诸如闪烁的红光或者其他警报。作为另一个示例，照明单元可以主动地将信息投影到降水的表面上。照明单元的许多其他修改和/或其他响应方法是可能的。

尽管主要关于照明单元或者照明系统描述了本文设想的竖直隔开的双光电传感器配置，但是应当理解的是，该配置可以用于各种各样的系统和设备中。例如，竖直隔开的双光电传感器配置可以用于车辆、家庭或者其中降水的检测和/或表征是所希望的广泛多样的其他系统。例如，竖直隔开的双光电传感器配置可以在不同于照明单元的设备10中实施，所述设备诸如手持式设备、移动设备、固定设备或者被配置为检测环境内的降水50的各种各样的其他设备中的任何一种。该设备将包括被配置为在第一时间点（T1）接收来自降水的第一光信号的第一光电传感器32以及被配置为在第二时间点（T2）接收来自降水的第二光信号的第二光电传感器34。根据该竖直隔开的双光电传感器配置，第一和第二光电传感器竖直隔开已知的或者预定的第一距离。该设备进一步包括控制器22，其计算第一光信号与第二光信号之间的时间量并且将该信息与已知的第一距离一起用来计算降水的速度。控制器可以使用该速度信息标识降水类型。

尽管本文描述和图示了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员应当容易设想用于执行本文描述的功能和/或获得本文描述的结果和/或优点中的一个或多个的各种各样的其他构件和/或结构，并且每种这样的变型和/或修改被认为处于本文描述的发明实施例的范围之内。更一般地说，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置预期是示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导的特定一个或多个应用。本领域技术人员应当认识到或者能够仅仅使用例行实验确定本文描述的特定发明实施例的许多等同物。因此，应当理解的是，前述实施例仅仅通过示例而给出，并且在所附权利要求书及其等同物的范围内，可以与具体描述和要求保护的实施例不同地实施发明实施例。本公开的发明实施例针对本文描述的每种单独的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法不相互不一致，那么两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法的任意组合都包含在本公开的发明范围内。

本文限定和使用的所有定义都应当被理解为凌驾于字典定义、通过引用合并的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义之上。

除非有相反的明确说明，在本文的说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”应当被理解为表示“至少一个”。

在本文的说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当被理解为表示这样结合的元素（即在一些情况下合取存在并且在其他情况下析取存在的元素）中的“任一个或二者”。利用“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式进行解释，即这样结合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句特定地标识的元素之外，可选地可以存在其他元素，不管其与特定地标识的那些元素有关还是无关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”之类的开放式语言结合使用时，提及“A和/或B”在一个实施例中可能仅仅涉及A（可选地包括不同于B的元素）；在另一个实施例中可能仅仅涉及B（可选地包括不同于A的元素）；在又一个实施例中可能涉及A和B二者（可选地包括其他元素）；等等。

当在本文的说明书和权利要求书中使用时，“或者”应当被理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如，当分开列表中的项目时，“或者”或“和/或”应当被解释为包括，即包括至少一个，但是也包括若干元素或元素列表中的超过一个元素，以及可选地附加的未列表项目。只有相反地明确说明的措词，诸如“仅仅其中一个”或“恰好其中一个”或者当用在权利要求书中时，“由……组成”将表示包括若干元素或元素列表中的恰好一个元素。通常，当被诸如“任一”、“其中一个”、“其中仅仅一个”或者“其中恰好一个”之类的排他性措词居前时，本文使用的措词“或者”应当仅仅解释成表示排他性可替换项（即“一个或另一个，而不是二者”）。当在权利要求书中使用时，“基本上由……组成”应当具有其在专利法领域中使用的普通含义。

当在本文的说明书和权利要求书中使用时，涉及具有一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为表示选自该元素列表的元素中的任何一个或多个的至少一个元素，但是不一定包括该元素列表内特别地列出的每一个元素的至少一个并且不排除该元素列表中的元素的任何组合。这个定义也允许可选地可以存在与短语“至少一个”涉及的元素列表内特别地标识的元素不同的其他元素，不管其与特别地标识的那些元素有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”（或者等效地“A或B中的至少一个”，或者等效地“A和/或B中的至少一个”）在一个实施例中可以涉及至少一个A，可选地包括超过一个A，其中B不存在（并且可选地包括不同于B的元素）；在另一个实施例中涉及至少一个B，可选地包括超过一个B，其中A不存在（并且可选地包括不同于A的元素）；在又一个实施例中涉及至少一个A，可选地包括超过一个A，以及至少一个B，可选地包括超过一个B（并且可选地包括其他元素）；等等。

还应当理解的是，除非有相反的明确说明，在本文所要求保护的包括超过一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于该方法的步骤或动作被记载的顺序。

在权利要求书中以及在上面的说明书中，所有过渡短语（诸如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉有”、“拥有”、“构成”等等）都应当被理解为开放式的，即表示包含但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”分别应当是封闭式的或者半封闭式过渡短语。

Claims (12)

1.一种用于检测降水（50）的方法（400），该方法包括步骤：

提供（410）照明单元（10），该照明单元包括第一光电传感器（32）、第二光电传感器（34）和控制器（22），其中第一和第二光电传感器竖直隔开第一距离；

由第一光电传感器在第一时间点（T1）接收（430）来自降水的第一光信号；

由第二光电传感器在第二时间点（T2）接收（440）来自降水的第二光信号；

由控制器计算（450）第一光信号与第二光信号之间的时间量；

由控制器基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算（460）降水的终极速度，以及

基于降水的终极速度标识（470）降水类型。

2.权利要求1的方法，进一步包括步骤：传送（480）标识的降水类型。

3.权利要求1的方法，进一步包括步骤：由控制器基于接收的第一和第二光信号确定（462）降水的强度。

4.权利要求1的方法，进一步包括步骤：响应于确定的降水类型，修改照明单元的光源（12）。

5.权利要求4的方法，其中所述照明单元进一步包括第二光源（14），并且进一步地其中第一光源发射第一波长的光，以及第二光源发射第二波长的光。

6.一种照明单元（10），被配置为检测照明环境内的降水（50），该照明单元包括：

光源（12）；

第一光电传感器（32），其被配置为在第一时间点（T1）接收来自降水的第一光信号；

第二光电传感器（34），其被配置为在第二时间点（T2）接收来自降水的第二光信号，其中第一和第二光电传感器竖直隔开第一距离；以及

控制器（22），其被配置为：（i）计算第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及（ii）基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算降水的终极速度，其中该控制器进一步被配置为基于降水的终极速度标识降水类型。

7.权利要求6的照明单元，其中控制器进一步被配置为传送标识的降水类型。

8.权利要求6的照明单元，其中控制器进一步被配置为基于接收的第一和第二光信号确定降水的强度。

9.权利要求6的照明单元，其中控制器进一步被配置为响应于确定的降水类型，修改所述光源。

10.权利要求6的照明单元，进一步包括第二光源（14），其中第一光源发射第一波长的光，以及第二光源发射第二波长的光。

11.一种照明单元（10），被配置为检测降水（50），该照明单元包括：

光电传感器（32），其被配置为接收在第一时间点（T1）来自降水的第一反射光信号和在第二时间点（T2）来自降水的第二反射光信号；

第一光学器件（40），其被配置为将在第一时间点来自降水的第一反射光信号定向到光电传感器的第一部分；

第二光学器件（42），其被配置为将在第二时间点来自降水的第二反射光信号定向到光电传感器的第二部分，其中光电传感器的第一和第二部分竖直隔开第一距离；以及

控制器（22），其被配置为：（i）计算第一光信号与第二光信号之间的时间量；以及（ii）基于第一距离和计算的第一光信号与第二光信号之间的时间量计算降水的终极速度，其中该控制器进一步被配置为基于降水的终极速度标识降水类型。

12.权利要求11的照明单元，其中控制器进一步被配置为基于接收的第一和第二光信号确定降水的强度。

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