CN112291905A - 一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法 - Google Patents

一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法 Download PDF

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刘默晗
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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明公开了一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，包括以下步骤：外部亮度被环境光检测模块检测，环境光中的不可见光被环境光检测模块中的y滤光片过滤，降低不可见光强度波动对测量结果造成的干扰；采集的可见光波段的环境光照度信号被AD转换模块转换为模拟电压信号；总控制器根据转换后的环境光照度模拟电压信号加权处理后，依据计算得到的结果调节隧道内灯具照明亮度保持在人眼舒适的范围内；本申请通过改良环境光感知精度和灯具亮度控制方法使隧道照明更加符合人眼的视觉特性，减少驾驶员进出隧道时的视觉适应负荷，提高驾驶的安全性并提高隧道照明系统的节能性。

Description

一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法
技术领域
本发明属于隧道照明技术领域，具体涉及一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法。
背景技术
传统隧道照明无法适应外界光强变化，往往是按白天最大亮度进行的灯具布设会导致在夜间造成照明过亮的情况，造成行车的不安全性；而新型的隧道照明控制方法往往对于环境光的感知不够精准，当夜晚人眼处于对光强变化适应性较差的暗视觉区时，不准确的照明控制反而会加大人眼的感光负荷，造成行车的安全隐患；另一方面，在感光期间上没有通过滤光片滤除不可见光，使得对可见光的检测更加容易出现误差和不可控因素，为此我们提出一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有隧道照明系统环境光采集数据不科学导致的控制误差较大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，包括以下步骤：
A)、外部亮度被环境光检测模块检测，环境光中的不可见光被环境光检测模块中的y滤光片过滤，降低不可见光强度波动对测量结果造成的干扰；
B)、采集的可见光波段的环境光照度信号被AD转换模块转换为模拟电压信号；
C)、总控制器根据转换后的环境光照度模拟电压信号加权处理后，依据计算得到的结果调节隧道内灯具照明亮度保持在人眼舒适的范围内。
进一步地，所述环境光检测模块的数量至少为两个，且对称分布在隧道入口。
进一步地，所述环境光检测模块由聚光镜、遮光罩、y滤光片、光电池感光传感器以及PCB电路板组成，聚光镜用于聚焦环境光，遮光罩去除斜射光线干扰，y滤光片滤除不可见光，光电池感光传感器感知光强，PCB电路板完成信号转换。
进一步地，所述总控制器量程为0-15000cd/m2，精度为0.25cd/m2。
进一步地，不可见光包括紫外线和红外线。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本申请通过改良环境光感知精度和灯具亮度控制方法使隧道照明更加符合人眼的视觉特性，减少驾驶员进出隧道时的视觉适应负荷，提高驾驶的安全性并提高隧道照明系统的节能性；该方法通过滤波和高精度的AD转换，获得了准确度高的高精度可见光光强数据，达到了以下效果：
一、更加精细化且符合人眼视觉特性的隧道内照明显然会提高驾驶员通过隧道时行车的安全性，避免因为环境光变化对驾驶员造成的视觉疲劳或者干扰，从而达到降低驾驶员通过隧道时行车的安全隐患。
二、有着良好的节能效果，相较于长明灯而言，本发明提出的控制方法在外界环境光降低时会调节隧道内照明降低以达到符合人眼视觉特性的舒适亮度区间，这不仅提高的行车的安全性，也减少了照明能耗，有着明显的节能效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的流程图；
图2为本发明环境光检测模块的结构示意图；
图中：1、聚光镜；2、遮光罩；3、y滤光片；4、光电池感光传感器；5、PCB电路板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1和图2，本发明提出的一种技术方案：一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，包括以下步骤：
A)、外部亮度被两个环境光检测模块检测，两个环境光检测模块分布在隧道入口不同位置处，环境光中的不可见光被环境光检测模块中的y滤光片3过滤，降低不可见光强度波动对测量结果造成的干扰；
B)、采集的可见光波段的环境光照度信号被AD转换模块转换为模拟电压信号；
C)、总控制器根据转换后的环境光照度模拟电压信号加权处理后，依据计算得到的结果调节隧道内灯具照明亮度保持在人眼舒适的范围内。
本实施例中，环境光检测模块由聚光镜1、遮光罩2、y滤光片3、光电池感光传感器4以及PCB电路板5组成，聚光镜1用于聚焦环境光，遮光罩2去除斜射光线干扰，y滤光片3滤除不可见光，光电池感光传感器4感知光强，PCB电路板5完成信号转换。
本实施例中，总控制器量程为0-15000cd/m2，精度为0.25cd/m2。
本实施例中，AD转换模块为高精度16位AD转换模块。
本发明的工作原理及使用流程：外部亮度被环境光检测模块中的光电池感光传感器4感知检测，环境光中的不可见光被环境光检测模块中的y滤光片3过滤，且环境光检测模块中聚光镜1用于聚焦环境光，遮光罩2去除斜射光线干扰，PCB电路板5完成信号转换，降低不可见光强度波动对测量结果造成的干扰；采集的可见光波段的环境光照度信号被AD转换模块转换为模拟电压信号；总控制器根据转换后的环境光照度模拟电压信号加权处理后，依据计算得到的结果通过产生PWM波形控制调节隧道内灯具照明亮度保持在人眼舒适的范围内，且隧道内灯具被巡检单元监测，当灯具损坏后则会报警，并将心寒反馈至总控制单元；由于环境光的照度范围是0-10000+cd/m2，但由于人眼的暗视觉区处于1000cd/m2以下的范围内，在此范围内对于光强变化的适应性较差，需要照明系统敏锐的根据外界光强的变化来调整隧道照明的亮度，所以，实际情况对环境光采集模块提出了既要满足大量程又要满足高精度的双重需求，本发明提出的方案量程可达到0-15000cd/m2，最高精度为0.25cd/m2，完全满足需求，此外，本发明通过设置在隧道入口不同位置的两个以上的环境光检测模块来确保所采集数据的可靠性，隧道照明系统的总控制器通过采集到的外界环境光信息来调节隧道内的灯具亮度，来实现洞内满足人眼最适的光照条件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)、外部亮度被环境光检测模块检测，环境光中的不可见光被环境光检测模块中的y滤光片(3)过滤，降低不可见光强度波动对测量结果造成的干扰；
B)、采集的可见光波段的环境光照度信号被AD转换模块转换为模拟电压信号；
C)、总控制器根据转换后的环境光照度模拟电压信号加权处理后，依据计算得到的结果调节隧道内灯具照明亮度保持在人眼舒适的范围内。
2.根据权利要求1所述的一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，其特征在于：所述环境光检测模块的数量至少为两个，且对称分布在隧道入口。
3.根据权利要求1所述的一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，其特征在于：所述环境光检测模块由聚光镜(1)、遮光罩(2)、y滤光片(3)、光电池感光传感器(4)以及PCB电路板(5)组成，聚光镜(1)用于聚焦环境光，遮光罩(2)去除斜射光线干扰，y滤光片(3)滤除不可见光，光电池感光传感器(4)感知光强，PCB电路板(5)完成信号转换。
4.根据权利要求1所述的一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，其特征在于：所述总控制器量程为0-15000cd/m2，精度为0.25cd/m2。
5.根据权利要求1所述的一种基于人眼视觉特性的隧道照明控制方法，其特征在于：不可见光包括紫外线和红外线。
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