CN116806069B - 路灯控制系统及路灯控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种路灯控制系统及路灯控制方法，路灯控制系统包括照明子系统、云控子系统以及与云控子系统均连接的环境感知子系统和RSU子系统；照明子系统包括通过PC5协议与RSU子系统通信连接的多个路灯单元；环境感知子系统用于获取目标区域的环境信息，并将环境信息发送给云控子系统；云控子系统用于根据环境信息通过RSU子系统对多个路灯单元进行调光。采用本发明可以在实现路灯远程调光的基础上，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本，从而缓解或部分缓解现有路灯远程调光方案中存在的问题。

Description

路灯控制系统及路灯控制方法

技术领域

本发明涉及计算机控制技术领域，尤其是涉及一种路灯控制系统及路灯控制方法。

背景技术

随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明及城市量化工程需求很大，而能源的供需矛盾也越来越突出，节电节能、绿色照明的需求越来越迫切，因此产生了众多能够根据环境光强度进行亮度调节的路灯设备。而这就引起了路灯成本的增加并对路灯灯杆的结构设计提出了新要求，无论是在新建城区还是在老城改造的场景中，都带来了额外的成本：一方面，路灯控制需要接入感知周围环境的感知设备，这些设备包括但不限于光照传感器、气象传感器、摄像头，会带来额外的采购费用；另一方面，需要将路灯在供电系统的基础上额外接入一套控制系统，包括有线连接方式和蜂窝网连接方式，这些将会带来大量额外的施工或运营成本。

目前路灯远程调光的功能实现主要的方案为4G灯控器或者WiFi灯控器。有线连接的方式由于需要敷设的电缆过多而导致其建设成本过高，4G灯控器往往每月会产生固定的流量支出费用，wifi灯控器被黑客入侵的风险较高。因此，有必要设计一个新的路灯远程调光方案，以缓解或部分缓解现有路灯远程调光方案中存在的上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种路灯控制系统及路灯控制方法，以在实现路灯远程调光的基础上，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本，从而缓解或部分缓解现有路灯远程调光方案中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种路灯控制系统，包括：照明子系统、云控子系统以及与所述云控子系统均连接的环境感知子系统和RSU子系统；所述照明子系统包括通过PC5协议与所述RSU子系统通信连接的多个路灯单元；所述环境感知子系统用于获取目标区域的环境信息，并将所述环境信息发送给所述云控子系统；所述云控子系统用于根据所述环境信息通过所述RSU子系统对所述多个路灯单元进行调光。

第二方面，本发明实施例还提供一种路灯控制方法，所述方法应用于上述路灯控制系统，所述方法包括：所述环境感知子系统获取目标区域的环境信息，并将所述环境信息发送给所述云控子系统；所述云控子系统根据所述环境信息通过所述RSU子系统对所述多个路灯单元进行调光。

本发明实施例提供的一种路灯控制系统及路灯控制方法，路灯控制系统包括照明子系统、云控子系统以及与云控子系统均连接的环境感知子系统和RSU子系统；照明子系统包括通过PC5协议与RSU子系统通信连接的多个路灯单元；环境感知子系统用于获取目标区域的环境信息，并将环境信息发送给云控子系统；云控子系统用于根据环境信息通过RSU子系统对多个路灯单元进行调光。采用上述技术，充分利用RSU信号对整体道路的覆盖实现多个路灯单元的远程调光控制，能够对一定区域内所有路灯进行统一管理，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例中一种路灯控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中路灯单元的结构示意图；

图3为本发明实施例中灯控器的结构以及灯控器分别与RSU和路灯连接的示意图；

图4为本发明实施例中构建亮度稀疏矩阵的示例图；

图5为本发明实施例中构建道路亮度模型的示例图；

图6为本发明实施例中路灯控制系统的示例图；

图7为本发明实施例中灯控器的注册流程示例图；

图8为本发明实施例中一种路灯控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明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做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。

目前路灯远程调光的功能实现主要的方案为4G灯控器或者WiFi灯控器。有线连接的方式由于需要敷设的电缆过多而导致其建设成本过高，4G灯控器往往每月会产生固定的流量支出费用，wifi灯控器被黑客入侵的风险较高。

路侧单元（RSU，Road Side Unit）是车路协同路侧端的重要组成部分，是突破车路协同技术的关键所在，其主要功能是采集当前的道路状况、交通状况等信息，通过通讯网络与路侧感知设备、交通信号灯、电子标牌等通信，实现车路互联互通、交通信号实时交互等功能，辅助驾驶员进行驾驶，保障整个交通领域的人员及车辆安全。如果能够利用RSU的功能特性实现路灯的远程调光，一方面可缩减各类传感器的使用量、降低建设成本，另一方面可降低对路灯的要求、节省改造成本。

基于此，本发明实施提供的一种路灯控制系统及路灯控制方法，可以在实现路灯远程调光的基础上，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本，从而缓解或部分缓解现有路灯远程调光方案中存在的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种路灯控制系统进行详细介绍，参见图1所示，该路灯控制系统可以包括：照明子系统100、云控子系统200以及与云控子系统200均连接的环境感知子系统300和RSU子系统400；照明子系统100可以包括通过PC5协议与RSU子系统400通信连接的多个路灯单元101；环境感知子系统300可以用于获取目标区域的环境信息，并将该环境信息发送给云控子系统200；云控子系统200可以用于根据该环境信息通过RSU子系统400对多个路灯单元101进行调光。

本发明实施例提供的一种路灯控制系统，包括照明子系统、云控子系统以及与云控子系统均连接的环境感知子系统和RSU子系统；照明子系统包括通过PC5协议与RSU子系统通信连接的多个路灯单元；环境感知子系统用于获取目标区域的环境信息，并将环境信息发送给云控子系统；云控子系统用于根据环境信息通过RSU子系统对多个路灯单元进行调光。采用上述技术，充分利用RSU信号对整体道路的覆盖实现多个路灯单元的远程调光控制，能够对一定区域内所有路灯进行统一管理，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本。

作为一种可能的实施方式，参见图2所示，上述路灯单元101可以包括灯控器110以及与灯控器110连接的路灯120；灯控器110通过PC5协议与RSU子系统400通信连接，可以用于根据来自RSU子系统400的第一调光信息调节路灯120的亮度。

作为一种可能的实施方式，参见图3所示，上述RSU子系统400可以包括至少一个RSU 401；上述灯控器110可以包括MCU 111、通信模块112、电源输入电路113和电源输出电路114；电源输出电路114与路灯120连接；电源输入电路113分别与MCU 111、通信模块112和电源输出电路114连接，可以用于接入外部交流电，分别为MCU 111和通信模块112供电，通过电源输出电路114为路灯120供电；通信模块112通过PC5协议与对应RSU连接；MCU 111分别与通信模块112和电源输出电路114连接，可以用于根据通信模块112接收到的来自对应RSU 401的第一调光信息，控制电源输出电路114的输出功率以调节路灯120的亮度。

示例性地，电源输入电路113的功能可以为接入市电（220V）并输出供通信模块112和MCU 111正常工作的直流电以及驱动路灯120工作的直流电或交流电；通信模块112负责进行与RSU 401的通信。MCU可实现灯控器的逻辑控制功能，MCU可内含有用于保存用户配置的flash（闪存）；电源输出电路114具有电流输出功能，并由MCU控制电源输出电路114的输出功率以调节路灯的亮度。此外，与同一灯控器110连接的路灯120的数量可以为一个或多个，对此不进行限定；且与同一灯控器110连接的路灯120可以包括主路灯和辅助路灯，其中，主路灯作为经常使用的路灯，辅助路灯作为出现特殊情况（如主路灯亮度不够、主路灯发生故障、主路灯处于维修状态）时临时使用的路灯。

上述灯控器110通过搭载的通信模块112实现与RSU 401的通信，RSU 401本身硬件不变，RSU 401可通过刷写固件的方式增加对灯控器110接入的支持。此外，上述灯控器110的输出可直接连接路灯，从而驱动路灯发光照明。路灯在多数情况下为LED灯，也可根据实际应用需求调整为其他类型的灯，对此不进行限定。

由于灯控器与对应RSU之间的通信遵循PC5协议，因而应用到PC5协议中有单播和组播两种机制。

在单播机制中，RSU和路灯之间可进行双向信息交互。双向通信包含四个阶段：

1）发现阶段：RSU寻找其周围的灯控器。

2）连接阶段：RSU发起与灯控器的连接，灯控器根据预设安全规则允许或拒绝RSU连接。

3）数据发送阶段：RSU和路灯双方保持开放的连接进行信息交互。

4）结束阶段：RSU决定结束连接且RSU和路灯双方停止信息交互。

在组播机制中，RSU将控制路灯的消息同时传播给特定区域内的一组灯控器，包含两个阶段：

1）RSU将调光信息（包含调光操作）、调光中心点信息（即中心点位置信息）、影响半径信息、安全鉴别信息打包为一条消息，打上指定灯控器的标签并进行组播。

2）路灯控制器接收消息，若标签为指定灯控器的标签则保留消息到本地。

基于上述组播机制，上述云控子系统200还可以用于：根据上述环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第一调光信息；其中，每条第一调光信息携带有各自的第一调光指令；通过对应RSU基于全部目标灯控器对应的第一调光信息以及上述目标区域的范围信息生成一条第一组播消息并对该第一组播消息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第一调光信息所携带的第一调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度。

上述范围信息可以包括中心点位置信息、影响半径信息等，中心点位置信息可以为目标区域的中心点位置坐标，影响半径信息可以为以目标区域的中心点为圆心且包含目标区域的圆形区域的半径。

基于上述单播机制，上述云控子系统200还可以用于：根据所述环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第二调光信息；其中，每条调光信息携带有各自的第二调光指令；通过对应RSU分别向每个目标灯控器各自单播相应的第二调光信息，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第二调光信息所携带的第二调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度。

上述第二调光指令和上述第二调光信息分别与上述第一调光指令和上述第一调光信息对应类似，对此不再进行赘述。

为了便于理解，在此以云平台（即云服务器）作为云控子系统200，对灯控器110在上述两种不同机制下的工作流程进行示例性描述如下：

（1）在上述单播机制中的数据发送阶段：（11）RSU向灯控器发出调光指令或配置指令；（12）灯控器执行调光指令或配置指令对应的操作并向RSU回复应答消息；（13）RSU将灯控器的应答消息以日志形式暂存在本地，并在后续与云平台通信时将该应答消息上传到云平台进行存储。

（2）在上述组播机制中的第二个阶段：（21）灯控器验证RSU组播的消息中的身份鉴别信息，合法则进行下一步；（22）灯控器判断自身是否在影响范围内，若在，则进行下一步；（23）灯控器执行消息中的调光操作。

作为一种可能的实施方式，上述环境信息可以包括亮度信息和/或天气信息；上述环境感知子系统300可以包括至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头；每个光照传感器可以用于获取其感应位置对应的亮度数据；每个摄像头可以用于根据其采集位置对应采集的图像获取相应的亮度数据和/或天气数据。基于此，上述环境感知子系统300可以用于：根据至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头获取的亮度数据构建目标区域的亮度稀疏矩阵，并将亮度稀疏矩阵卷积处理成亮度矩阵，之后将亮度矩阵与目标区域的道路地图叠加，得到亮度信息；和/或，根据至少一个摄像头获取的天气数据和/或目标区域内目标位置的预设天气数据获取所述天气信息。

为了便于理解，在此以某一具体应用为例对上述环境感知子系统300的工作过程进行示例性描述如下。

环境感知子系统300可以有以下两种环境感知方案：

（一）传感器、摄像头的环境感知方案。

利用光照传感器采集到的亮度数据和/或摄像头采集到的图像数据，构建起整片区域亮度的二维稀疏矩阵（即亮度稀疏矩阵）M。具体构建方式主要包括：通过光照传感器直接采集其感应范围内的环境亮度。通过摄像头拍摄得到其拍摄范围内的图像，并采用公式计算出环境亮度；其中，BV为环境亮度，EV为曝光值（即摄像头所拍摄图像的一项固有属性），SV为相机感光度（即摄像头的其中一项可配置参数）。通过对各个数据采集位置（即光照传感器的感应位置和/或摄像头的拍摄位置）的环境亮度值进行栅格化的方式构造一个稀疏矩阵；即：在目标区域内划分出多个网格从而使每个数据采集位置位于相应的一个网格内，并用位于对应网格内的数据采集位置的环境亮度值代表该网格所占据区域内的平均亮度，之后将每个网格作为一个矩阵元素位置为每个网格赋予相应的环境亮度值（为没有数据采集位置的网格所赋予的环境亮度值为0），最终构建起一个亮度稀疏矩阵。图4示出了一个构建亮度稀疏矩阵的示例，图4左侧部分为划分出的多个网格，其中用灰色代表安装有光照传感器或摄像头的网格，图4右侧部分为构建得到的亮度稀疏矩阵。

对亮度稀疏矩阵M进行卷积计算，得到整片区域的亮度矩阵M’。具体可通过配置不同尺寸的卷积核来控制相邻采集位置间环境亮度值相互影响的幅度，最终通过卷积核的卷积运算构建起整片区域的亮度矩阵M’。

基于亮度矩阵M’构建（可通过像素值填充的方式实现）整片区域的二维亮度模型（即区域亮度模型），并融合区域亮度模型/>和整片区域的道路地图M1，得到道路亮度模型M2；其中，融合可采用简单相加的方式进行，道路亮度模型M2包含了道路中每个数据采集位置的亮度信息。图5示出了一个构建道路亮度模型的示例，图5左侧上半部分为区域亮度模型/>，其中用白色代表数据采集位置间相互影响的区域，图5左侧下半部分为包含道路位置分布信息的道路地图M1，图5右侧部分为构建得到的道路亮度模型M2。

利用摄像头采集到的图像，获取整片区域的天气信息。具体可通过提取各个摄像头采集到的图像中所包含的天气特征以得到各个摄像头的天气数据，之后从全部摄像头的天气数据中统计分析出整片区域的天气信息。例如，将所有摄像头的天气数据构成集合W={w₁,w₂…w_n}，该集合中的每个元素代表一个摄像头的天气数据，每个摄像头的天气数据为一个天气，n为整片区域内摄像头的安装总数量，则最终判断整片区域的整体天气情况（即天气信息）为W中出现次数最多的天气。

（二）在线气象服务感知方案。

在传感器、摄像头的环境感知方案中，部署更多的传感器和/或摄像头可进行更为精确的环境感知，在建设成本受限或施工环境制约的情况下，可通过在线气象服务获取整片区域中心点的阳光照度信息作为整片区域的亮度信息。在线气象服务感知方案通常通过太阳、地球相对位置与卫星云图等进行计算并提供在线服务，本身精度有限。且阳光照度信息的单点采样效果和多点采样效果相同，具体只获取整片区域中心点的阳光照度信息可以减少相关计算量。

作为一种可能的实施方式，上述云控子系统200还可以用于：对于每个目标灯控器，采用PID算法根据环境信息和预设期望亮度值确定该目标灯控器的调光亮度值，并基于该调光亮度值生成相应的调光指令。

接续前例，云控子系统200为云平台，云平台在设备接入阶段可通过RSU与灯控器间的单播通信完成相关设备（即RSU和灯控器）在云平台上的注册和初始配置，灯控器需要将待上报至云平台的数据首先暂存在RSU处并由RSU将这部分数据上报至平台；云平台在正常工作阶段接收环境感知子系统300发送的环境信息，并根据环境信息和用户指定的逻辑（如用户设定的期望亮度值等）进行包含调光亮度值的调光指令的输出，调光指令最终通过RSU下发到路侧设备（如路灯控制器）。

灯控器接收到的调光指令所包含的调光亮度值均为绝对值（0-100%），接收到调光指令的灯控器会根据该调光亮度值和用户指定的逻辑进行路灯亮度的调整。云平台采用PID算法确定调光指令中调光亮度值的过程主要包括两种方式，分别对应不同的调光策略：

第一种方式，绝对值调光方式。即：云平台直接给出绝对的调光亮度值，该值由用户指定或者对应由上述在线气象服务感知方案提供。例如，在线气象服务提供的环境亮度为A，期望的环境亮度为B，则路灯的补光值为k(B-A)，其中k为常数，然后将该补光值钳位至[0,100]作为调光指令中下发的调光亮度值。

第二种方式，相对值调光方式。即：云平台计算出应当增加或减少的补光量，并将补光量与当前记录的路灯亮度值相加，从而基于相加的结果计算出路灯的调光亮度值。该值对应由上述传感器、摄像头的环境感知方案提供。例如，传感器感知的环境亮度为A，期望的环境亮度为B，当前路灯的亮度值为L，则路灯的补光值为L+k(B-A)，其中k为常数，然后将该补光值钳位至[0,100]作为调光指令中下发的调光亮度值。

对于上述两种方式，云平台均可根据时间信息（如日期、时刻等）以及位置信息划分更精细的区域，制定不同时间段、不同位置段的调光策略。共有以下四种调光策略可选：

策略1，常规调光策略。即：云平台为区域内的所有路灯设置相同的调光亮度值。

策略2，平均调光策略。即：云平台根据道路亮度模型为区域内的每个路灯设置相应的调光亮度值，最终使得区域内所有位置的最终亮度（即环境光产生的亮度+路灯照明产生的亮度）相同。

策略3，节能调光策略。例如，云平台在监听到某个RSU与路侧车辆存在连接时，通过该RSU采用组播的方式点亮该RSU覆盖范围（即该RSU的通信范围）内的所有路灯；云平台在监听到没有车辆与该RSU连接时，通过该RSU采用组播的方式熄灭该RSU覆盖范围内的所有路灯或将该RSU覆盖范围内的所有路灯调整到一个较低的亮度。

策略4，特种调光策略。即：云平台在环境感知子系统300感知到区域内存在恶劣天气（暴雨、沙尘、大雾等）时为区域内的每个路灯设置相应的调光亮度值，从而使区域内所有路灯按照规定的固定亮度照明；或者，用户在云平台上指定区域内所有路灯按照规定的固定亮度照明。特种调光策略的优先级高于其他三种调光策略。

基于上述策略3，参见图1至图3所示，云控子系统200还可以用于：实时监听每个RSU 401的通信范围内是否存在车辆的车载设备与该RSU 401连接；若监听到对应RSU 401的通信范围内存在车辆的车载设备与该RSU 401连接，则为该RSU 401的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有点亮指令的点亮信息，并通过对应RSU 401对该点亮信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该点亮指令，从而点亮全部目标路灯；若监听到对应RSU 401的通信范围内不存在车辆的车载设备与该RSU 401连接，则为该RSU 401的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有熄灭指令的熄灭信息或一条携带有第三调光指令的第三调光信息，并通过对应RSU 401对该熄灭信息或该第三调光信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该熄灭指令或该第三调光指令，从而熄灭全部目标路灯或分别调节每个目标路灯的亮度。

上述车载设备可以为车载单元（OBU，On Board Unit）、其他支持与RSU通信的设备（如安装有用于与RSU通信的APP的终端设备）等，对此不进行限定。

作为一种可能的实施方式，参见图1所示，上述路灯单元101可以包括通过PC5协议与RSU子系统400通信连接的路灯，用于根据来自RSU子系统400的第四调光信息调节自身的亮度。

上述第三调光指令、上述第四调光指令均与前文中的第一调光指令类似，上述第三调光信息、上述第四调光信息均与前文中的第一调光信息类似，对此不再进行赘述。

为了便于理解，在此以某一具体应用为例对上述路灯控制系统的组成及工作过程进行示例性描述如下。

参见图6所示，该路灯控制系统主要由环境感知层30（与上述环境感知子系统300对应）、云控层20（与上述云控子系统200对应）和照明层10（与上述照明子系统100对应）组成。在路侧参与的有RSU 401、路灯单元101（包含灯控器110和路灯120）以及车辆的OBU 50。环境感知层30可以用于通过部署在路侧的环境感知设备（如光照传感器、摄像头、气象仪等）或者通过互联网提供的气象服务取得区域内的天气信息和区域内的亮度信息。云控层20可以用于维护环境感知层30的道路亮度模型、提供用户管理界面、向照明层10下发对应调光策略的调光指令等。照明层10可以是自身具备PC5协议通信功能的路灯，也可以是上述灯控器110与普通路灯的组合。

上述环境感知层30的工作原理可参见前文中传感器、摄像头的环境感知方案以及在线气象服务感知方案，对此不再赘述。

上述云控层20的工作原理可参见前文中云控子系统200的相关内容，对此不再赘述。

接续前例，上述照明层10中，通过RSU 401将调光指令下发给灯控器110的方式主要包括以下两种模式：

握手下发模式，即：使用RSU 401与灯控器110间的单播通信，可单独控制某个路灯120。具体方式可以包括：云控层20根据预先指定的某个灯控器110的SN码定位该灯控器110，通过通信范围覆盖该灯控器110所处位置的对应RSU 401向该灯控器110发起连接请求，并在对应RSU 401与该灯控器110接通后通过对应RSU 401将调光指令下发给该灯控器110，以使与该灯控器110相连的路灯执行该调光指令；该灯控器110会通过对应RSU 401向云控层20反馈该调光指令的执行结果。

组播下发模式，即：使用RSU 401与灯控器110间的组播通信，可控制一定范围内的所有路灯120。具体方式可以包括：云控层20通过对应RSU 401组播包含调光信息（包含调光操作）、影响中心信息（即区域中心点位置信息）、影响半径信息的消息，以使处在影响范围内（即位于对应RSU 401的通信范围内）的所有灯控器110相连接的路灯120执行该消息中的调光操作；接收到该消息的灯控器110不进行该消息的回复。特别地，在组播下发模式下，如果处在影响范围内的灯控器110只有1个，则是对单个灯控器110的调光控制，此时组播下发模式与握手下发模式之间的区别为组播下发模式下RSU 401不接收灯控器110的回复。

当设备初次接入上述路灯控制系统或一段时间后需要对设备信息进行更新时，会涉及灯控器110的注册流程。参见图7所示，灯控器110的注册流程主要包括：RSU 401向灯控器110请求建立连接；在灯控器110允许建立连接；灯控器110向RSU 401上报自身的数据（如设备类别、SN码、厂家型号等）；RSU 401向灯控器110下发灯控器110的配置数据（如经纬度、授时服务、当前输出亮度值等）；灯控器110收到配置数据后进行配置更新应答；RSU 401结束与灯控器110的通信。

每个RSU 401会尝试与其通信范围内的所有设备进行连接，并根据与其建立连接的灯控器110主动上报的数据识别出设备为灯控器110，进而进行后续流程。

上述路灯控制系统，通过复用RSU相关硬件设备的方式将路灯接入了车路协同机制中，充分利用RSU信号对整体道路的覆盖实现了对一定区域内路灯的远程调光控制，并利用RSU的功能特性满足多种智能调光场景的应用需求；通过云控层+RSU的方式实现了亮度感知设备和发光设备（即路灯）的解耦，能够对一定区域内所有路灯进行统一管理，一方面缩减了各类传感器的使用量，降低了建设成本，另一方面，降低了对路灯的要求，节省了路灯结构改造成本。

基于上述路灯控制系统，本发明实施例还提供了一种路灯控制方法，该方法可以应用于上述路灯控制系统，参见图8所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S802，环境感知子系统获取目标区域的环境信息，并将环境信息发送给云控子系统。

步骤S804，云控子系统根据环境信息通过RSU子系统对多个路灯单元进行调光。

本发明实施例提供的一种路灯控制方法，充分利用RSU信号对整体道路的覆盖实现多个路灯单元的远程调光控制，能够对一定区域内所有路灯进行统一管理，缩减各类传感器的使用量，降低建设成本，节省路灯结构改造成本。

作为一种可能的实施方式，路灯单元可以包括灯控器以及与灯控器连接的路灯；灯控器通过PC5协议与RSU子系统通信连接；基于此，上述路灯控制方法中，灯控器可根据来自RSU子系统的第一调光信息调节路灯的亮度。

作为一种可能的实施方式，RSU子系统可以包括至少一个RSU；灯控器可以包括MCU、通信模块、电源输入电路和电源输出电路；电源输出电路与路灯连接；电源输入电路分别与MCU、通信模块和电源输出电路连接；通信模块通过PC5协议与对应RSU连接；MCU分别与通信模块和电源输出电路连接；基于此，上述路灯控制方法中，电源输入电路可接入外部交流电分别为MCU和通信模块供电并通过电源输出电路为路灯供电，MCU可根据通信模块接收到的来自对应RSU的第一调光信息控制电源输出电路的输出功率以调节路灯的亮度。

作为一种可能的实施方式，上述路灯控制方法中，云控子系统可根据环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第一调光信息；其中，每条第一调光信息携带有各自的第一调光指令；云控子系统可通过对应RSU基于全部目标灯控器对应的第一调光信息以及目标区域的范围信息生成一条第一组播消息并对该第一组播消息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第一调光信息所携带的第一调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度；其中，范围信息可以包括中心点位置信息和影响半径信息。

作为一种可能的实施方式，上述路灯控制方法中，云控子系统可根据环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第二调光信息；其中，每条调光信息携带有各自的第二调光指令；云控子系统通过对应RSU分别向每个目标灯控器各自单播相应的第二调光信息，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第二调光信息所携带的第二调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度。

作为一种可能的实施方式，环境信息可以包括亮度信息和/或天气信息；环境感知子系统可以包括至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头；基于此，上述路灯控制方法中，每个光照传感器可获取其感应位置对应的亮度数据；每个摄像头可根据其采集位置对应采集的图像获取相应的亮度数据和/或天气数据；环境感知子系统可执行以下操作：根据至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头获取的亮度数据构建目标区域的亮度稀疏矩阵，并将所述亮度稀疏矩阵卷积处理成亮度矩阵，之后将亮度矩阵与目标区域的道路地图叠加，得到亮度信息；和/或，根据至少一个摄像头获取的天气数据和/或目标区域内目标位置的预设天气数据获取天气信息。

作为一种可能的实施方式，上述路灯控制方法中，云控子系统还可执行以下操作：实时监听每个RSU的通信范围内是否存在车辆的车载设备与该RSU连接；若监听到对应RSU的通信范围内存在车辆的车载设备与该RSU连接，则为该RSU的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有点亮指令的点亮信息，并通过对应RSU对该点亮信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该点亮指令，从而点亮全部目标路灯；若监听到对应RSU的通信范围内不存在车辆的车载设备与该RSU连接，则为该RSU的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有熄灭指令的熄灭信息或一条携带有第三调光指令的第三调光信息，并通过对应RSU对该熄灭信息或该第三调光信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该熄灭指令或该第三调光指令，从而熄灭全部目标路灯或分别调节每个目标路灯的亮度。

作为一种可能的实施方式，上述路灯控制方法中，云控子系统还可执行以下操作：对于每个目标灯控器，采用PID算法根据环境信息和预设期望亮度值确定该目标灯控器的调光亮度值，并基于该调光亮度值生成相应的调光指令。

作为一种可能的实施方式，路灯单元可以包括通过PC5协议与RSU子系统通信连接的路灯；基于此，上述路灯控制方法中，路灯可根据来自RSU子系统的第四调光信息调节自身的亮度。

本发明实施例所提供的路灯控制方法，其实现原理及产生的技术效果和前述路灯控制系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

所述功能如果以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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种路灯控制系统，其特征在于，包括：照明子系统、云控子系统以及与所述云控子系统均连接的环境感知子系统和RSU子系统；所述照明子系统包括通过PC5协议与所述RSU子系统通信连接的多个路灯单元；所述环境感知子系统用于获取目标区域的环境信息，并将所述环境信息发送给所述云控子系统；所述云控子系统用于根据所述环境信息通过所述RSU子系统对所述多个路灯单元进行调光；

所述环境信息包括亮度信息和/或天气信息；所述环境感知子系统包括至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头；每个所述光照传感器用于获取其感应位置对应的亮度数据；每个摄像头用于根据其采集位置对应采集的图像获取相应的亮度数据和/或天气数据；所述环境感知子系统用于：根据所述至少一个光照传感器和/或所述至少一个摄像头获取的亮度数据获取所述亮度信息；和/或，根据所述至少一个摄像头获取的天气数据和/或所述目标区域内目标位置的预设天气数据获取所述天气信息；

所述路灯单元包括灯控器以及与所述灯控器连接的路灯；所述RSU子系统包括至少一个RSU；所述灯控器与对应RSU连接；所述云控子系统还用于：根据所述环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第一调光信息；其中，每条第一调光信息携带有各自的第一调光指令；通过对应RSU基于全部目标灯控器对应的第一调光信息以及所述目标区域的范围信息控制每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第一调光信息所携带的第一调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度；其中，所述范围信息包括中心点位置信息和影响半径信息。

2.根据权利要求1所述的路灯控制系统，其特征在于，所述灯控器通过PC5协议与所述RSU子系统通信连接，用于根据来自所述RSU子系统的第一调光信息调节所述路灯的亮度。

3.根据权利要求2所述的路灯控制系统，其特征在于，所述灯控器包括MCU、通信模块、电源输入电路和电源输出电路；所述电源输出电路与所述路灯连接；所述电源输入电路分别与所述MCU、所述通信模块和所述电源输出电路连接，用于接入外部交流电，分别为所述MCU和所述通信模块供电，通过所述电源输出电路为所述路灯供电；所述通信模块通过PC5协议与对应RSU连接；所述MCU分别与所述通信模块和所述电源输出电路连接，用于根据所述通信模块接收到的来自对应RSU的第一调光信息，控制所述电源输出电路的输出功率以调节所述路灯的亮度。

4.根据权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于，所述云控子系统还用于：通过对应RSU基于全部目标灯控器对应的第一调光信息以及所述目标区域的范围信息生成一条第一组播消息并对该第一组播消息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第一调光信息所携带的第一调光指令。

5.根据权利要求3所述的路灯控制系统，其特征在于，所述云控子系统还用于：根据所述环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第二调光信息；其中，每条调光信息携带有各自的第二调光指令；通过对应RSU分别向每个目标灯控器各自单播相应的第二调光信息，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第二调光信息所携带的第二调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度。

6.根据权利要求1所述的路灯控制系统，其特征在于，若所述环境信息包括亮度信息，则所述环境感知子系统用于：根据所述至少一个光照传感器和/或所述至少一个摄像头获取的亮度数据构建所述目标区域的亮度稀疏矩阵，并将所述亮度稀疏矩阵卷积处理成亮度矩阵，之后将亮度矩阵与所述目标区域的道路地图叠加，得到所述亮度信息。

7.根据权利要求4所述的路灯控制系统，其特征在于，所述云控子系统还用于：实时监听每个RSU的通信范围内是否存在车辆的车载设备与该RSU连接；若监听到对应RSU的通信范围内存在车辆的车载设备与该RSU连接，则为该RSU的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有点亮指令的点亮信息，并通过对应RSU对该点亮信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该点亮指令，从而点亮全部目标路灯；若监听到对应RSU的通信范围内不存在车辆的车载设备与该RSU连接，则为该RSU的通信范围内全部目标灯控器生成一条携带有熄灭指令的熄灭信息或一条携带有第三调光指令的第三调光信息，并通过对应RSU对该熄灭信息或该第三调光信息进行组播，以使每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行该熄灭指令或该第三调光指令，从而熄灭全部目标路灯或分别调节每个目标路灯的亮度。

8.根据权利要求4或5所述的路灯控制系统，其特征在于，所述云控子系统还用于：对于每个目标灯控器，采用PID算法根据所述环境信息和预设期望亮度值确定该目标灯控器的调光亮度值，并基于该调光亮度值生成相应的调光指令。

9.根据权利要求1所述的路灯控制系统，其特征在于，所述路灯单元包括通过PC5协议与所述RSU子系统通信连接的路灯。

10.一种路灯控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-9任一项所述的路灯控制系统，所述方法包括：

所述环境感知子系统获取目标区域的环境信息，并将所述环境信息发送给所述云控子系统；

所述云控子系统根据所述环境信息通过所述RSU子系统对所述多个路灯单元进行调光；

获取目标区域的环境信息，包括：根据至少一个光照传感器和/或至少一个摄像头获取的亮度数据获取亮度信息；和/或，根据至少一个摄像头获取的天气数据和/或目标区域内目标位置的预设天气数据获取天气信息；

根据所述环境信息通过所述RSU子系统对所述多个路灯单元进行调光，包括：根据所述环境信息为对应RSU的通信范围内每个目标灯控器各自生成相应的第一调光信息；通过对应RSU基于全部目标灯控器对应的第一调光信息以及所述目标区域的范围信息控制每个目标灯控器各自相连的目标路灯分别执行对应第一调光信息所携带的第一调光指令，从而分别调节每个目标路灯的亮度。