CN110832955B - 用于资产定位、性能评估和故障检测的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于分析照明系统（100）中照明单元（10）的输出的方法（400），包含以下步骤：（i）基于来自测光数据库（310）的数据，模拟（430）照明单元的输出；（ii）从历史信息的数据库（330）接收和存储（420）关于照明单元的输出的历史观察数据；（iii）接收（450）关于照明单元的输出的观察数据（36）；（iv）至少部分地基于照明单元的模拟的输出和关于照明单元的输出的历史观察数据，生成（440）照明系统的模型，其中所述模型包括针对照明单元的定位信息；和（v）将关于照明单元的输出的接收的观察数据与所生成的模型进行比较（470），其中如果观察数据与所生成的模型的不同达到预定量，则检测到故障。

Description

用于资产定位、性能评估和故障检测的方法和系统

技术领域

本公开总的针对方法和照明系统，其被配置成定位照明单元资产（asset）、并且评估性能以及检测照明系统内照明单元的故障。

背景技术

街灯和其他市政照明单元是提供关键的宜居性功能和服务的重要的资产，宜居性功能和服务包含道路照明、夜间能见度和公共安全。从历史上说，这些照明单元已经在视觉上被观察到以获得性能评估和检测故障。人类对照明网络内的每个照明单元、或者记录的数据（诸如经地理定位的（geo-located）照度数据或其他照明单元图像）的检查既是主观的又是劳动密集型的。

因此，已经创建动态测量设备来促进照明数据获取。例如安装在交通工具和/或无人机上的感测设备可以收集地理位置和照度测量，其可以包含时间戳、照度和地理位置数据，并且该信息可以被复查来测量照明单元的性能或检测关于照明单元的故障。

这些自动化的方法通常是低效率且不准确的。例如，现有的照明资产定位方法通常分析二维数据并尝试通过将地理定位的资产和从观察数据检测到的本地最大照度值进行比较来定位照明单元。由于本地最大值的不规则、不同传感器之间的异步性以及从观察数据到地理位置数据的事后归因的关联，该方法是有噪声的（noisy）。

因此，对自动的方法，在本领域中存在持续的需要，以便有效和准确地定位照明系统内照明单元资产，以及使用观察数据和历史数据评估这些被定位的照明单元资产的性能。

发明内容

本公开针对用于照明网络的发明的方法和装置，其被配置成定位和分析网络内的照明单元。本文中的各种实施例和实施方式针对被配置成获得关于照明系统的数据的系统，照明系统包括多个分布式照明单元（诸如街灯）。该系统利用模拟平台，以便利用填充有（populate）关于照明单元和/或环境的数据的测光数据库来模拟照明系统的输出。该系统还利用填充有获得的照明单元输出的先前测量的数据库。该系统通过使用高斯混合模型（GMM）以及建立全局背景模型（GBM）而拟合获得的照明单元输出的先前测量，来定位照明单元资产。然后该系统将全局背景模型（GBM）和关于照明单元资产的观察数据进行比较，来评估性能和检测故障。例如，如果全局背景模型和观察数据变化了预定量或机器学习的量，则可能识别到故障并且系统可以通知用户。根据实施例，例如如果数据获取是稀疏的或者低于某一阈值，则模拟的数据也可以被利用来增扩观察数据。

一般地，在一个方面，提供了用于分析照明系统中一个或多个照明单元的输出的方法。该方法包含以下步骤：（i）基于来自测光数据库的数据来模拟照明单元的输出；（ii）从历史信息的数据库接收关于照明单元的输出的历史观察数据；（iii）接收关于照明单元的输出的观察数据；（iv）至少部分地基于照明单元的模拟的输出和关于照明单元的输出的历史观察数据来生成照明系统的模型，其中所述模型包括针对照明单元的定位信息；（v）将关于照明单元的输出的接收的观察数据与所生成的模型进行比较，其中如果接收的观察数据与所生成的模型的不同达到预定量，则检测到故障。

根据实施例，该方法还包含步骤：通知用户检测到故障。

根据实施例，该方法还包含步骤：只有在未检测到故障时，在历史输出信息的数据库中存储关于照明单元的输出的接收的观察数据。

根据实施例，预定量是基于照明标准、照明器规格和/或服务水平协议。

根据实施例，存储在测光数据库中的数据包括关于照明单元中的一个或多个照明单元的测光信息。

根据实施例，照明系统的模型包括关于照明环境的地形信息。

根据实施例，照明系统的模型包括关于照明单元中的一个或多个照明单元的地理位置信息。

根据实施例，该方法还包含步骤：使用所生成的模型对正在接收的观察数据进行增强。

根据实施例，所生成的模型包括针对一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，并且其中所接收的观察数据包括针对一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，其中将接收的观察数据与所生成的模型进行比较的步骤包括将模型权重与观察的权重进行比较。

在一个方面，提供了被配置成分析照明系统中的一个或多个照明单元的输出的系统。该系统包含：（i）历史数据库，包括关于一个或多个照明单元的输出的历史观察数据；（ii）测光数据库，包括关于一个或多个照明单元的测光信息；（iii）模拟模块，被配置成基于来自测光数据库的数据，模拟一个或多个照明单元的输出；（iv）训练模块，被配置成至少部分地基于一个或多个照明单元的模拟输出和关于一个或多个照明单元的输出的历史观察数据来生成照明系统的模型，其中模型包括针对一个或多个照明单元的的定位信息；和（v）评估模块，被配置成将接收的观察数据与所生成的模型进行比较，其中如果针对照明单元中的一个或多个照明单元的接收的观察数据与针对那个照明单元所生成的模型的不同达到预定量，则检测到故障。

根据实施例，系统还包含用户接口，其被配置成向用户提供关于检测到的故障的信息。

根据实施例，系统还包含增强模块，其被配置成使用所生成的模型对正在接收的观察数据进行增强。

根据实施例，所生成的模型包括针对一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，并且观察数据包括针对一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，其中评估模块被配置成将模型权重与观察的权重进行比较。

术语“光源”应该被理解为指各种各样辐射源中的任何一种或多种辐射源，包含但不限于基于LED的源（包含一个或多个如上定义的LED）、白炽源（例如灯丝灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯）、激光器、其他类型的电致发光源、热致发光源（例如火焰）、烛光源（例如，汽灯罩、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、电致发光源、晶体发光源、运动发光源、热致发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。

术语“照明装置（lighting fixture）”在本文中被用来指采用特定形状因子、组件或封装的一个或多个照明单元的实施方式或布置。术语“照明单元”在本文中被用来指包含一个或多个相同或不同类型光源的设备。给定的照明单元可以具有各种各样用于（多个）光源的安装布置、外罩/外壳布置和形状、和/或电气和机械连接配置的任何一种。附加地，给定的照明单元可选地可以与涉及（多个）光源的操作的各种其它组件（例如控制电路）相关联（例如，包含、耦合到和/或与其封装到一起）。基于LED的照明单元指包含如上文讨论的一个或多个基于LED的光源的照明单元，不管其是单独的或是与其它非基于LED的光源组合的。

在各种实施方式中，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”，例如易失性和非易失性计算机存储器（诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM）、软盘、压缩盘、光盘、磁带等）相关联。在一些实施方式中，可以利用一个或多个程序对存储介质进行编码，该一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，执行本文所讨论的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内或者可以是可移动式的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到处理器或控制器中，以便实现本文所讨论的本发明的各个方面。本文在一般意义上使用术语“程序”或“计算机程序”来指可以被采用来对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码（例如，软件或微代码）。

在一种网络实施方式中，耦合到网络的一个或多个设备可以（例如，以主/从关系）充当耦合到网络的一个或多个其他设备的控制器。在另一实施方式中，联网环境可以包含被配置为控制耦合到网络的设备中的一个或多个设备的一个或多个专用控制器。通常，耦合到网络的多个设备各自可以访问存在于一个或多个通信介质上的数据；但是，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”）而与网络选择性地交换数据（即从网络接收数据和/或向网络传输数据）。

如本文中所使用的，术语“网络”指的是两个或更多个设备（包含控制器或处理器）的任何互连，其促进任何两个或更多个设备之间和/或耦合到网络的多个设备之间的信息的传输（例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等）。应当容易理解，适合于互连多个设备的网络的各种实施方式可以包含各种各样网络拓扑中的任何一种网络拓扑，并且可以采用各种各样通信协议中的任何一种通信协议。附加地，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一个连接可以代表两个系统之间的专用连接，或者替代地，代表非专用连接。除了携带打算送给两个设备的信息之外，这种非专用连接可以携带未必打算送给两个设备中的任何一个的信息（例如，开放的网络连接）。更进一步地，应当容易理解，如本文讨论的各种设备网络可以采用一个或多个无线、有线/电缆和/或光纤链路来促进整个网络中的信息传输。

应当理解，前述概念和下面更详细讨论的另外概念的所有组合（假设这样的概念并不相互矛盾）被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开的结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。还应理解，本文明确采用的、也可能出现在通过引用并入的任何公开中的专门名词应被赋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，贯穿不同的视图，相似的参考字符通常指相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1是根据实施例的包括多个照明单元的照明系统的示意表示。

图2是根据实施例的照明单元的示意表示。

图3是根据实施例的用于照明系统的评估系统的示意表示。

图4是根据实施例的、用于分析照明网络中的照明单元输出的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了系统的各种实施例，该系统被配置成定位照明系统内的照明单元，和评估那些照明单元的性能。更一般地，申请人已经认识并且领会到提供自动照明网络监视系统是有益的。利用本公开某些实施例的特定目标是通知用户：照明系统内的照明单元正在经历或可能在经历应被纠正的故障。

鉴于前述内容，各种实施例和实施方式针对一种自动的方法和系统，其被配置为将模拟数据、历史数据和观察数据组合成模型，该模型定位照明单元并评估那些照明单元的性能。该系统通过建立有关照明系统的全局背景模型并将该模型与有关照明单元资产的观察数据进行比较来分析照明单元资产。如果全局背景模型和观察数据以预定量变化或者变化高于预定阈值，则将识别出故障并通知用户。然后，用户可以分析照明单元并在必要时修复故障。

参照图1，在一个实施例中，是一种包括多个照明单元10的照明系统100。该照明系统可以是任何照明系统或网络。例如，照明系统可以是城市、乡镇、村庄或其他市政照明系统。照明系统可以是诸如停车场的集中式系统，或者可以是诸如城市范围的照明系统的分布式系统。根据另一实施例，照明系统是内部照明系统，例如办公楼、购物中心、体育场或其他结构或内部空间。

根据实施例，照明系统内的照明单元10可以彼此联网或与远程或中央服务器、集线器或位置联网。照明单元可以包括有线和/或无线通信模块，该有线和/或无线通信模块被配置成经由网络101与远程或中央服务器、集线器或位置通信。与网络的无线通信除了别的之外，可以是例如蜂窝、Wi-Fi、蓝牙、IR、无线电或近场通信。

参照图2，在一个实施例中，是被配置为发射光的照明单元10。例如，照明单元包括一个或多个光源12，其中这些光源中的一个或多个光源可以是基于LED的光源。进一步地，基于LED的光源可以具有一个或多个LED。可以通过一个或多个光源驱动器14来驱动光源以发射有预定特性（即色强度、色温）的光。可以在照明单元10中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类型的光源（全部基于LED的光源、单独的或组合的基于LED的光源和非基于LED的光源等）。根据实施例，照明单元10可以是任何类型的照明装置，包含但不限于街灯或任何其他内部或外部的照明装置。根据实施例，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一部分，其中照明环境可以是房间、建筑物、校园、街道、城市、城市的一部分或任何其他照明环境。例如，根据实施例，照明环境是包括多个照明单元10的城市。

根据实施例，照明单元10包含控制器16，该控制器16被配置或编程为输出一个或多个信号以驱动一个或多个光源12a-d并从该光源生成光的变化的强度、方向和/或颜色。照明单元10还包含电力的源18，最典型地是AC电力，但是其他电源是可能的（除了其余的之外，包含DC电源、基于太阳能的电源或基于机械的电源）。照明单元10还可以包含通信模块20，该通信模块20被配置为与其他照明单元、远程或中央服务器或集线器或其他设备进行有线和/或无线通信。

照明单元中的一个或多个照明单元可以与系统内的其他照明单元相比是独特的。根据一个实施例，照明单元中的每一个照明单元可以是独特的。除了许多其他类型的定制之外，照明单元可以是不同尺寸或形状的，可以具有不同的照明角度、不同的输出、不同的强度、不同的颜色和/或不同的高度。这种复杂性经常在城市或市镇的照明系统中被发现，在那里环境的拓扑结构需要许多照明单元，每个照明单元各自包括在环境内的独特的方位。

参照图3，在一个实施例中，是评估系统300的示意表示，评估系统300被配置为将模拟数据、历史数据和观察数据组合成模型，该模型定位照明单元并评估那些照明单元的性能。评估系统300或该系统组件的一个或多个组件可以与它分析的照明网络100位于一处，或者可以远离照明网络。评估系统可以服务或分析一个照明网络或多个不同的照明网络。

根据实施例，评估系统300包括测光数据库310。测光数据库310包括关于照明系统100内的照明单元10的性能和其他参数的数据。例如，测光数据库包括关于在一种或多种情形下（诸如不同的温度、不同的天气条件）照明单元的性能的信息、从照明单元输出的光的空间分布以及其他信息。性能可以包含关于输出、颜色的参数以及关于照明单元的其他数据。测光数据可以由照明单元的制造商和/或供应商提供。根据实施例，评估系统300可以被配置为：例如当购买照明单元或者在照明系统内调试照明单元时，自动地在测光数据库310内检索和存储测光数据。

评估系统300的模拟模块320访问测光数据库310内的数据，以模拟照明环境内照明网络的空间照明分布。例如，模拟模块可以模拟沿街道安置的多个街灯或购物中心内的多个天花板灯的空间照明分布。根据实施例，模拟模块可以考虑照明模拟软件族，并且应用跨所有软件的综合的模拟方法以模拟空间照明分布。因此，模拟模块可以模拟多个照明单元、不同的街道形态、照明单元的混合类型以及许多其他测光特性。

模拟模块320可以可选地包括关于照明环境的信息，除了关于照明环境的许多其他类型的信息和参数之外，关于照明环境的信息是诸如照明单元在环境内的放置。例如，模拟模块可以包括关于照明环境和/或照明环境内的照明单元的三维地图或拓扑信息、用于照明单元的定位信息、照明单元的取向和角度调整、用于照明单元的定时时间表、氛围光以及许多其他类型的信息和参数。例如，模拟模块320可以包括关于街道的哪一（或哪些）侧包括照明单元、该街道上的照明单元的高度、街道的拓扑结构和形状以及其他因素的信息。使用该信息，模拟模块320生成在照明环境内照明网络的模拟空间照明分布。

根据实施例，评估系统300包括历史数据库330。历史数据库包括在照明环境内收集的观察数据，例如关于照明系统内的一个或多个照明单元的照度数据。根据实施例，数据是经地理定位的，因此关于一个或多个照明单元的照度数据包括关于照明系统内照明单元的位置的信息。观察数据可以由动态光测量系统或设备（诸如移动通过照明系统的自动或手动光检测和/或图像捕获设备）收集。例如，动态光测量系统或设备可以是安装在被配置为自动或手动操纵通过照明环境的交通工具、无人机或其他设备上的传感器或传感器阵列。

根据实施例，评估系统300包括训练模块340，训练模块340被配置为从历史数据库330接收或请求数据并且从模拟模块320接收或请求模拟数据。训练模块340使用一种或多种方法或算法，利用来自历史数据库和模拟模块的数据来创建数据模型。根据实施例，训练模块340使用高斯混合模型（GMM）学习原理，并且利用来自模拟模块的模拟数据作为参考，从历史数据库估计全局背景模型（GBM）。

根据实施例，高斯混合模型是参数概率密度函数，被表示为高斯分量密度的加权和，以标量形式表示为：

（等式1）

或者以矢量形式表示为

（等式2）

GMM在统计上由均值向量

、协方差矩阵

和混合权重

进行参数化。根据实施例，可以通过期望最大化、最大似然性和最大后验算法来估计这些参数。

根据实施例，高斯密度可以是以标量和矢量形式的，以便拟合数据分布的不同性质。估计的均值向量

可以表示光地理位置坐标，而协方差矩阵

可以表征街灯的照度输出。经地理定位的照度数据可以通过独立的高斯分布来表征，高斯分布本质上既代表一阶又代表更高阶统计。这些参数可以以高阶保真度计算多个方面，诸如街道照明度量和基准光审计（benchmark light audit）。根据实施例，训练模块340的输出是资产定位。

根据实施例，评估系统300包括评估模块350，评估模块350被配置为将实时测量数据360与所生成的GBM进行比较以进行性能评估和故障检测。

实时测量或观察数据360可以被实时分析或者可以在收集之后被分析。例如，可以在收集观察数据时对其进行分析，或者可以对其进行存储以便在以后的时间或日期进行分析。因此，可以一次分析多组观察数据。可以使用用于获得关于照明系统内的一个或多个照明单元的照度或其他观察数据的任何系统来获得实时测量或观察数据。例如，可以使用动态光测量系统或设备（诸如移动通过照明系统的自动或手动光检测和/或图像捕获设备）获得实时测量或观察数据。例如，动态光测量系统或设备可以是安装在被配置为自动或手动操纵通过照明环境的交通工具、无人机或其他设备上的传感器或传感器阵列。

根据实施例，实时测量或观察数据360可以通过历史数据来增扩或增强。例如，当实时测量或观察数据被上载或以别的方式提供给评估系统300时，数据增强模块或算法370分析观察数据的保真度（fidelity），诸如量和/或分布的参数，并确定增强是必要的。例如，增强模块370可以包括预定阈值或其他机制，以确定所获得的观察数据的保真度不足。然后，增强模块可以从模拟模块320和/或历史数据库330接收或请求数据，并且可以用内插和/或拟合方法增扩或增强所获得的观察数据。例如，增强可以基于由模拟模块生成的参考模型。

根据实施例，评估模块350将实时测量或观察数据（其可能被增强模块370增强或不增强）拟合到来自训练模块340的GBM高斯密度，并估计观察的权重

。然后，该模块将观察的权重

与GBM权重

进行比较，用于性能评估和故障检测。根据实施例，评估模块350可以利用以下比较场景和决定中的一个或多个：

，

是由照明标准、照明器规格或服务水平协议定义的性能不确定性/公差

如果

则测量数据正常，

更新到历史数据库，

否则，如果

则进行性能评估以从实时数据中重新估计统计数据，

否则

或

照明单元的故障检测。

评估模块350可以利用一个或多个预定阈值来量化性能和/或检测故障。一个或多个预定阈值可以是基于用户设置的阈值、服务水平协议中阐述的阈值、机器学习的阈值或其他阈值中的一个或多个。例如，预定阈值中的一个或多个预定阈值可以基于对照明依从性、道路安全性、城市可持续性的要求，以及其他参数、设置或要求。根据一个实施例，预定阈值中的一个或多个预定阈值可以是基于来自测光数据库的信息。例如，照明单元的性能可能以测光数据库中阐述的已知方式随时间过去而降级。

当测量数据正常时，观察数据360可以可选地被馈送到历史数据库330中以丰富训练模块。当观察到的权重表明存在异常时，性能评估可以重新估计一个或多个照明度量以检查异常。故障检测可以导致进一步的动作，诸如将故障信息传输到负责光资产的实体或组织机构。

根据实施例，评估系统300包括被配置为从用户接收信息和/或向用户提供信息的用户接口380。例如，评估系统300可以向用户提供关于分析的一个或多个结果的信息，诸如关于一个或多个照明单元的信息、关于没有故障的信息、关于所识别的故障的信息、模拟和/或观察数据的二维或三维地图或其他信息。用户接口可以与评估系统的一个或多个其他组件位于一处，或者可以位于远离评估系统的其他组件的位置。例如，用户接口380可以是与评估系统的一个或多个其他组件进行有线和/或无线通信的计算机、监视器、智能电话、可穿戴设备或其他设备。

参照图4，在一个实施例中，是说明用于分析照明网络中照明单元输出的方法400的流程图。该方法被配置为将模拟数据、历史数据和观察数据组合到模型中，该模型可以对照明单元进行定位并评估那些照明单元的性能。该方法可以利用评估系统300，该评估系统300包括测光数据库310、模拟模块320、历史数据库330、训练模块340、评估模块350、观察数据360、增强模块370和/或用户接口380中的一个或多个。

根据实施例，该方法被配置为与包括多个照明单元10的照明系统100一起工作。照明系统可以是本文描述或另外设想的实施例中的任何一个，并且多个照明单元可以包含结合图2描述的照明单元的组件中的任何组件。根据实施例，每个照明单元10被配置为照射照明环境内的目标表面的全部或一部分。根据一个实施例，照明单元是诸如街灯、停车场灯或其他灯柱的室外照明装置，或者被配置为照射外面的目标表面的外部照明装置。根据另一个实施例，照明单元是被配置为照射里面的目标表面的、诸如天花板灯的室内照明装置或其他内部照明装置。

在该方法的步骤410，评估系统接收或检索关于照明系统内照明单元中的一个或多个照明单元的测光信息，并将其存储在测光数据库310中。测光数据可以由照明单元的制造商和/或供应商提供。根据实施例，诸如当在购买照明单元或者在照明系统内调试照明单元时，评估系统300可以被配置为自动地检索和在测光数据库310内存储测光数据。测光信息可以包括关于在一种或多种情况下（诸如不同的温度、不同的天气条件）照明单元的性能的信息、从照明单元输出的光的空间分布以及其他信息。

在该方法的步骤420，评估系统接收或检索在照明环境内收集的观察数据，并将其存储在历史数据库330中。除了其他数据之外，收集的、关于照明系统内多个照明单元中的一个或多个照明单元的观察数据可以包括照度数据。根据实施例，该数据是经地理定位的，因此关于一个或多个照明单元的照度数据包括关于照明系统内照明单元的位置的信息。观察数据可以由动态光测量系统或设备（诸如移动通过照明系统的自动或手动光检测和/或图像捕获设备）收集。

在该方法的步骤430，评估系统的模拟模块320访问测光数据库310内的数据，并模拟照明环境的照明网络内照明单元中一个或多个照明单元的空间照明分布。例如，模拟模块可以模拟沿街道安置的多个街灯或者购物中心内的多个天花板灯的空间照明分布。根据实施例，模拟模块可以考虑照明模拟软件族，并且应用跨所有软件的综合的模拟方法以模拟空间照明分布。因此，模拟模块可以模拟多个照明单元、不同的街道形态、照明单元的混合类型以及许多其他测光特性。

在该方法的步骤440，评估系统的训练模块340至少部分地基于照明单元的模拟输出和关于照明单元的输出的历史观察数据来生成照明系统的模型。根据实施例，模型包括用于系统内照明单元中一个或多个照明单元的定位信息。

根据实施例，训练模块340使用高斯混合模型（GMM）学习原理，并且利用来自模拟模块的模拟数据作为参考，从历史数据库估计全局背景模型（GBM）。根据实施例，高斯密度可以是以标量和矢量形式的，以便拟合数据分布的不同性质。估计的均值矢量

可以表示光的地理位置坐标，以及协方差矩阵

可以表征街灯的照度输出。经地理定位的照度数据可以通过独立的高斯分布来表征，高斯分布本质上既代表一阶的统计又代表更高阶的统计。这些参数可以以高阶保真度计算诸如街道照明度量和基准光审计的多个方面。根据实施例，训练模块340的输出是资产定位。

在该方法的步骤450，评估系统接收关于照明系统中的一个或多个照明单元的观察数据。根据实施例，可以使用用于获得关于照明单元的照度或其他观察数据的任何系统来获得实时测量或观察数据。可以使用动态光测量系统或设备（诸如移动通过照明系统的自动或手动光检测和/或图像捕获设备）来获得实时测量或观察数据。观察数据可以在其被收集时被分析，也可以被存储用于在以后的时间或日期进行分析。观察数据可以存储在评估系统中，或者可以远程存储，并在执行该方法期间在需要时提供给系统或由系统访问。

在该方法的可选步骤460，数据增强模块370使用由训练模块生成的模型来增强接收的观察数据。当观察数据被提供给评估系统时，数据增强模块分析观察数据的保真度，诸如量和/或分布的参数，并确定增强是必要的。然后，增强模块可以通过内插和/或拟合方法从模拟模块320和/或历史数据库330接收或请求数据，并且可以增扩或增强所获得的观察数据。

在该方法的步骤470，评估系统的评估模块350将观察数据与所生成的模型进行比较，以创建性能评估并用于故障检测。根据实施例，评估模块350将实时测量或观察数据（可能被增强模块370增强或不增强）拟合到来自训练模块340的GBM高斯密度，并估计观察的权重

。然后，模块将观察的权重

与GBM权重

进行比较，以进行性能评估和故障检测。

根据实施例，评估模块350可以利用一个或多个预定阈值来量化性能和/或检测故障。一个或多个预定阈值可以是基于用户设置的阈值、服务水平协议中阐述的阈值、机器学习的阈值或其他阈值中的一个或多个。

在该方法的步骤480，如果检测到故障，则系统使用用户接口380将故障通知给用户。该通知可以包括关于故障的信息，诸如照明单元的位置、故障的性质、观察和/或历史数据、与生成的模型的比较和/或其他信息。该通知可以是视觉警告、光、声音、文本或任何其他通知。例如，用户接口可以包括照明环境的地图，并且可以显示包括故障的照明单元的位置。用于通知用户故障的许多其他方法也是可能的。

在该方法的步骤490，如果未检测到故障，则将接收到的观察数据存储在历史数据库330中，并且该数据可以在评估方法的未来迭代中使用。

尽管已经在本文中描述和说明了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行功能和/或获得结果和/或本文所描述的一个或多个优点的各种各样的其他装置和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一个都被认为在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易地理解，本文描述的所有参数、尺度、材料和配置均意味着示例性的，并且实际参数、尺度、材料和/或配置将取决于使用本发明的教导的一个或多个具体应用。仅仅使用常规实验，本领域技术人员将认识到或能够确定本文描述的具体发明实施例的许多等同方案。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例针对本文描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。另外，如果两个或更多个特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任意组合被包含在本公开的发明范围内。

如本文所定义和使用的所有定义应被理解为控制字典定义、通过引用并入的文档中的定义和/或已定义术语的普通含义。

除非明确相反地指示，否则本文在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“a”和“an”（“一”和“一个”）应理解为意味着“至少一个”。

如在说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应理解为意味着这样结合的元素中的“一个或两个”，即在某些情况下联合地存在而在其他情况下分离地存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式解释，即，如此结合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”短语特别标识的元素之外，还可以可选地存在其他元素，无论其与那些特别标识的元素相关还是无关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可以在一个实施例中，仅指A（可选地包含除了B的元素）；在另一个实施例中，仅指B（可选地包括除了A的元素）；在又一个实施例中，指A和B两者（可选地包括其他元素）；等等。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的，“或”应被理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当将列表中的项目分开时，“或”或者“和/或”应解释为包含性的，即包含若干元素或元素列表中的至少一个，而且包含多于一个，以及可选地包含另外的未列出的项目。仅明确相反地指示的术语，诸如“中的仅一个”或“中的恰好一个”，或当在权利要求书中使用时，“由……组成”将指的是包含若干元素或元素列表中的恰好一个元素。一般而言，本文所用的术语“或”只有当前面是排他性术语（诸如“任一”、“其中一个”、“其中仅一个”或“其中恰好一个”）时应解释为指示排他性替代方案（即“一个或另一个，但不能同时是两者”），当在权利要求书中使用“基本上由……组成”时，“基本上由……组成”应具有专利法领域中所使用的普通含义。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的，提及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应被理解为意味着从该元素列表中的元素的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素，但不一定包含元素列表内具体列出的每一个元素中的至少一个，并且不排除元素列表内元素的任何组合。这个定义还允许：除了短语“至少一个”所指的元素列表内特别标识的元素之外的元素可以可选地存在，无论其与那些特别标识的元素有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”（或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”）可以在一个实施例中指：至少一个（可选地包含多于一个）A，不存在B（并且可选地包含除B以外的元素）；在另一个实施例中指：至少一个（可选地包含多于一个）B，不存在A（并且可选地包含除A以外的元素）；在又一个实施例中指：至少一个（可选地包含多于一个）A，以及至少一个（可选地包含多于一个）B（以及可选地包含其他元素）；等等。

还应理解的是，除非明确相反地指示，否则在本文要求保护的任何包含多于一个步骤或动作的方法中，该方法的步骤或动作的顺序不必限于该方法的步骤或动作被记载的顺序。

在权利要求书以及以上说明书中，所有过渡短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“构成”和类似短语应理解为开放式的，即意味着包含但不限于。如美国专利局专利审查程序手册中所阐述的，仅过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式的或半封闭式的过渡短语。

Claims (15)

1.一种用于分析照明系统（100）中一个或多个照明单元（10）的输出以用于故障检测的方法，所述方法包括以下步骤：

基于来自测光数据库（310）的数据而模拟（430）照明单元的所述输出；

从历史信息的数据库（330）接收（420）关于所述照明单元的所述输出的历史观察数据，所述历史观察数据包括照度数据；

接收（450）关于所述照明单元的所述输出的观察数据（360）；

至少部分地基于所述照明单元的模拟输出和关于所述照明单元的所述输出的所述历史观察数据，生成（440）所述照明系统的模型，其中所述模型包括针对所述照明单元的定位信息；和

将关于所述照明单元的所述输出的接收的观察数据与生成的模型进行比较（470），其中如果所述接收的观察数据与所述生成的模型的不同达到预定量，则检测到故障。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：通知（480）用户检测到故障。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：只有在未检测到故障时，在历史输出信息的数据库中存储（490）关于所述照明单元的所述输出的所述接收的观察数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定量是基于照明标准、照明器规格、和/或服务水平协议。

5.根据权利要求1所述的方法，其中存储在所述测光数据库中的数据包括关于所述照明单元中的一个或多个照明单元的测光信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述照明系统的模型包括关于照明环境的地形信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述照明系统的模型包括关于所述照明单元中的一个或多个照明单元的地理位置信息。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：使用所述生成的模型对正在接收的观察数据进行增强（460）。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述生成的模型包括针对所述一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，并且其中所述接收的观察数据包括针对所述一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，其中将所述接收的观察数据与所述生成的模型进行比较的步骤包括将模型权重与观察的权重进行比较。

10.一种被配置成分析照明系统（100）中一个或多个照明单元（10）的输出以用于故障检测的系统（300），所述系统包括：

历史数据库（330），包括关于所述一个或多个照明单元的所述输出的历史观察数据，所述历史观察数据包括照度数据；

测光数据库（310），包括关于所述一个或多个照明单元的测光信息；

模拟模块（320），被配置成基于来自所述测光数据库的数据，模拟所述一个或多个照明单元的所述输出；

训练模块（340），被配置成至少部分地基于所述一个或多个照明单元的模拟输出和关于所述一个或多个照明单元的所述输出的所述历史观察数据，生成所述照明系统的模型，其中所述模型包括针对所述一个或多个照明单元的定位信息；和

评估模块（350），被配置成将接收的观察数据（360）和所述生成的模型进行比较，其中如果针对所述照明单元中一个或多个照明单元的所述接收的观察数据与针对那个照明单元生成的模型的不同达到预定量，则检测到故障。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括用户接口（380），被配置成向用户提供关于检测到的故障的信息。

12.根据权利要求10所述的系统，还包括增强模块（370），被配置成使用所述生成的模型对正在接收的观察数据进行增强。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述生成的模型包括针对所述一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，并且其中所述接收的观察数据包括针对所述一个或多个照明单元中的每一个照明单元的权重，其中所述评估模块被配置成将模型权重与观察的权重进行比较。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述预定量是基于照明标准、照明器规格、和/或服务水平协议。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述照明系统的模型包括关于照明环境的地形信息。

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