CN113022616A - 车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。本发明提供的车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质，基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，避免在列车经过光线明暗交界处时，环境亮度变化后，车厢照明设备亮度才能随之改变，灯光能够无感变化，无需乘客适应，降高了乘车舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
现有列车车厢内照明灯具，多为白色光，照度满足设计的最大值，且不可调节，日均工作达16小时以上。地铁线路行驶在地面或高架线路时，照明灯具也会持续工作，造成列车能源浪费。
有些列车的照明设备已经能够根据车厢内光线亮度，自动调节车厢内照明设备的亮度，但是在列车经过光线明暗交界处时，环境亮度变化后，车厢照明设备亮度才能随之改变，乘客不能立即适应，乘车舒适度低。
发明内容
本发明提供一种车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中在列车经过光线明暗交界处时，环境亮度变化后，车厢照明设备亮度才能随之改变，乘客不能立即适应的技术问题。
本发明提供一种车厢照明调节方法，包括：
利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
根据本发明提供的一种车厢照明调节方法，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当根据环境亮度和建筑物类型确定列车在隧道外，且环境光照强时，则降低列车车厢内的灯光亮度。
根据本发明提供的一种车厢照明调节方法，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当确定前方有隧道时，则根据距离隧道口的距离，结合列车速度，逐步增大车厢照明亮度；列车到达隧道口时，车厢亮度达到最大设计亮度。
根据本发明提供的一种车厢照明调节方法，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当确定列车完全驶出隧道口时，逐步减弱车厢内灯光的亮度。
根据本发明提供的一种车厢照明调节方法，在调节车厢内灯光的亮度的同时，调节车厢内灯光的色温。
本发明还提供一种车厢照明调节装置，包括：
确定模块，用于利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
调节模块，用于基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
本发明还提供一种车厢照明调节系统，包括：
感知设备、TIDS主机、车载控制器和照明设备；
所述感知设备和所述车载控制器分别与所述TIDS主机连接；
所述照明设备与所述车载控制器连接；
所述感知设备用于感知列车的环境信息；
所述TIDS主机用于利用感知设备确定环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度；并基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度确定车厢内灯光的亮度值；
所述车载控制器用于根据所述亮度值调节所述照明设备的亮度。
根据本发明提供的一种车厢照明调节系统，所述感知设备包括相机、激光雷达和毫米波雷达；
所述相机用于采集列车的环境图像；
所述激光雷达用于检测列车与建筑物之间的距离；
所述毫米波雷达用于检测列车的行驶速度。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述车厢照明调节方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述车厢照明调节方法的步骤。
本发明提供的车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质，基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，避免在列车经过光线明暗交界处时，环境亮度变化后，车厢照明设备亮度才能随之改变，灯光能够无感变化，无需乘客适应，降高了乘车舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的车厢照明调节方法的流程示意图；
图2是本发明提供的车厢灯光亮度随行进方向变化示意图；
图3是本发明提供的车厢照明调节装置的结构示意图；
图4是本发明提供的车厢照明调节系统的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合一些附图描述本发明的车厢照明调节方法、装置、电子设备及存储介质。
图1是本发明提供的车厢照明调节方法的流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供一种车厢照明调节方法。该方法包括：
步骤101、利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度。
具体来说，智慧列车为单编组列车。车体两端均安装智能感知设备，包括相机、激光雷达和毫米波雷达。在列车转换前进方向时，都能通过这三种传感器对列车前方进行扫描，获得大量的实时传感器数据。
相机采用长焦距相机和短焦距相机结合的方式，能够实时拍摄列车前方各种距离的图像，以便识别前方物体或建筑物。内部含有感光模块，能感知图像亮度。
激光雷达可以测量前方物体距离。激光雷达使用的是脉冲测距法，激光器发射一个光脉冲，遇到前方物体后出现漫反射，然后有微量的激光被反射回来，接收器将接收到一个微弱的脉冲。
毫米波雷达可测量车辆的行驶速度。毫米波雷达是利用电磁波的多普勒效应来测速的。首先雷达发出特定频率(波长)的电磁波，遇到相向行驶的列车时，回波的频率会显著高于发出的电磁波。两辆车的相对速度越高，回波的频率越高，两辆车的相对速度越低，回波的频率越低。如果两辆车的相对速度固定，则回波的频率与发射波的频率相同。毫米波雷达使用的是波长为毫米到厘米级的电磁波，因此抗干扰能力很强，雨雪雾霾都不能对其构成任何影响。
建筑物可以是隧道，也可以是车站。
步骤102、基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
具体来说，TIDS主机内部安装大算力模块，用于分析计算各个传感器接受的信号：
1)大算力模块经过深度学习，能够检测相机拍摄物体图像的特征，将符合特征的对象从图像中找出来。深度学习技术首先仿照生物大脑神经网络的方式搭建复杂度很高的多层神经网络，也就是特征模型，参数规模达到千万级。GPU(图形处理器)技术的进步则使得如此大规模模型的快速运算成为可能；
2)通过感光模块的检测，大算力模块计算周围环境及前方物体亮度；
3)大算力模块计算激光雷达发射脉冲和接收脉冲之间的激光飞行时间，然后通过“激光飞行时间×光速/2”就获得了距离。再结合每个激光的发射方向，就可以算出每个点的坐标；
4)大算力模块通过测量毫米波雷达的回波频率与发射波频率的差值就可以计算出两车的相对速度。地铁车辆的行驶环境非常单纯，绝大部分时间车辆前方都只有隧道等固定设施，没有其他运动物体，因此毫米波雷达所测量的相对速度就是搭载雷达的车辆与地面的相对速度，即车辆本身的运行速度。毫米波雷达的测速精度取决于接收端的频率分辨率，TIDS系统所使用的毫米波雷达的测速精度是0.1km/h；
5)得到车辆的速度之后，就可以通过对速度积分，对车辆的位置进行估计，实现初步的定位。但是如果只有速度积分，由于测速偏差的存在，位置的偏差会不断累积，越来越大，因此必须借助其他手段定期消除定位的偏差。相机可以在行驶途中识别一些有特点的地标，结合电子地图，TIDS系统采取车辆数据、地图匹配、地标匹配三者结合的方式消除误差。
TIDS系统通过TIS(车辆信息系统，Train Information System)接口实现和车载控制器的数据交互，采用抗干扰能力强，传输距离远，布线简单的RS422总线实现。
车载控制器依据大算力模块的数据计算结果，通过输出模块，调节照明设备的亮度及色温。
车厢内安装双色温可调节的LED灯带。可根据车载控制器输出信号的不同，调节LED灯的亮度，也可调节色温偏白或者偏黄。
可选地，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当根据环境亮度和建筑物类型确定列车在隧道外，且环境光照强时，则降低列车车厢内的灯光亮度；
当确定前方有隧道时，则根据距离隧道口的距离，结合列车速度，逐步增大车厢照明亮度；列车到达隧道口时，车厢亮度达到最大设计亮度；
当确定列车完全驶出隧道口时，逐步减弱车厢内灯光的亮度。
具体来说，图2是本发明提供的车厢灯光亮度随行进方向变化示意图，如图2所示，列车在隧道外，天气晴朗，环境光照强时，列车车厢内亮度很低，节约列车能源。当检测到前方有隧道，即光线比较昏暗的环境时，列车会计算与隧道口的距离，结合列车行驶速度，会逐步调节车厢照明亮度。车厢照明亮度会缓慢增强。当列车到达隧道口时，车厢亮度基本达到最大设计亮度。
当列车即将驶出隧道时，检测到前方隧道出口亮度变亮，不会立即调节车厢内亮度。待列车驶出隧道口，环境亮度完全增加，再减弱车厢内亮度，节约列车能源。
如隧道外是阴天，TIDS系统检测环境亮度不是很高，经计算后，车载控制器会将车厢照明降低到适合亮度，并调节色温，提升乘客舒适度。
下面对本发明提供的车厢照明调节装置进行描述，下文描述的车厢照明调节装置与上文描述的车厢照明调节方法可相互对应参照。
图3是本发明提供的车厢照明调节装置的结构示意图，如图3所示，本申请实施例提供一种车厢照明调节装置，该装置可以作为上述实施例中所述车厢照明调节方法的执行主体，具体包括确定模块301和调节模块302，其中：
确定模块301用于利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；调节模块302用于基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
本申请实施例提供的车厢照明调节装置，可以用于执行上述相应实施例中所述的方法，通过本实施例提供的装置执行上述相应实施例中所述方法的具体步骤与上述相应实施例相同，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图4是本发明提供的车厢照明调节系统的结构示意图，如图4所示，车厢照明调节系统，包括：
感知设备、TIDS主机、车载控制器和照明设备；
所述感知设备和所述车载控制器分别与所述TIDS主机连接；
所述照明设备与所述车载控制器连接；
所述感知设备用于感知列车的环境信息；
所述TIDS主机用于利用感知设备确定环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度；并基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度确定车厢内灯光的亮度值；
所述车载控制器用于根据所述亮度值调节所述照明设备的亮度。
可选地，所述感知设备包括相机、激光雷达和毫米波雷达；
所述相机用于采集列车的环境图像；
所述激光雷达用于检测列车与建筑物之间的距离；
所述毫米波雷达用于检测列车的行驶速度。
具体来说，感知设备包括安装在列车两端的相机、激光雷达、毫米波雷达。
相机包括长焦距相机和短焦距相机，用于识别列车前方特征物，如隧道口、地标等。
相机中的感光模块识别环境亮度。
激光雷达用于测量列车与特征物的距离。
毫米波雷达用于测量列车运行速度。
大算力模块通过感知设备的数据，结合电子地图消除位置误差，识别和计算列车的环境亮度及将要进入区域的亮度。
TIDS系统的计算结果通过RS422总线传输到列车的车载控制器。
车载控制器控制安装在车厢内的双色温可调节亮度LED灯带，调节车厢内色温和亮度。
智慧列车运行在地面或高架线路中，利用智慧列车的智能感知系统，感知周围环境亮度、列车前方区域亮度等不同光照环境，提前调节车厢内照明亮度和色温。在满足车厢内照度的基础上，最大限度地降低列车能耗。在地上地下线路切换或进出隧道时，也能给乘客提前适应光线的快速变化，提升乘客舒适感。
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行车厢照明调节方法，该方法包括：
利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的车厢照明调节方法，该方法包括：
利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的车厢照明调节方法，该方法包括：
利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种车厢照明调节方法，其特征在于，包括：
利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
2.根据权利要求1所述的车厢照明调节方法，其特征在于，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当根据环境亮度和建筑物类型确定列车在隧道外，且环境光照强时，则降低列车车厢内的灯光亮度。
3.根据权利要求1所述的车厢照明调节方法，其特征在于，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当确定前方有隧道时，则根据距离隧道口的距离，结合列车速度，逐步增大车厢照明亮度；列车到达隧道口时，车厢亮度达到最大设计亮度。
4.根据权利要求1所述的车厢照明调节方法，其特征在于，所述基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度，包括：
当确定列车完全驶出隧道口时，逐步减弱车厢内灯光的亮度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车厢照明调节方法，其特征在于，在调节车厢内灯光的亮度的同时，调节车厢内灯光的色温。
6.一种车厢照明调节装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于利用相机确定环境亮度和建筑物类型；利用激光雷达确定距离建筑物的距离；利用毫米波雷达确定列车速度；
调节模块，用于基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度调节车厢内灯光的亮度。
7.一种车厢照明调节系统，其特征在于，包括：
感知设备、TIDS主机、车载控制器和照明设备；
所述感知设备和所述车载控制器分别与所述TIDS主机连接；
所述照明设备与所述车载控制器连接；
所述感知设备用于感知列车的环境信息；
所述TIDS主机用于利用感知设备确定环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度；并基于环境亮度、建筑物类型、距离建筑物的距离和列车速度确定车厢内灯光的亮度值；
所述车载控制器用于根据所述亮度值调节所述照明设备的亮度。
8.根据权利要求7所述的车厢照明调节系统，其特征在于，所述感知设备包括相机、激光雷达和毫米波雷达；
所述相机用于采集列车的环境图像；
所述激光雷达用于检测列车与建筑物之间的距离；
所述毫米波雷达用于检测列车的行驶速度。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述车厢照明调节方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述车厢照明调节方法的步骤。
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