一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统的制作方法

本发明属于照明，具体涉及一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统。

背景技术：

1、随着智慧城市建设推广，不断有城市进行智慧路灯的更新改造，在安装照明智能单灯控制系统的地区，通过路灯根据不同时段进行定时调光，降低能耗，但这仅是定时调控，无法做到根据人流量及车流量对不同道路不同时段进行自适应动态调光；尤其是针对后半夜低交通流量路段的照明，更是需要精准调控，以减少能耗浪费。

2、因此近年来也尝试用雷达做道路照明传感器来实行调光控制，然而城市道路在不同季节、不同气候、不同路况及不同应用场景的环境复杂性(如雨雾蚊虫，风吹草动等)，要想用雷达作为传感器实现获取城市道路路面(人行/车行)实时动态信息，用于作为路灯的节能控制，将面临两大难题：

3、一是要实现雷达精准人行/车行信息探测及过滤屏蔽道路面非人行/车行误报信息，需要采取硬件设备及元器件的高性能配置，直接也导致设备成本过高，硬件的设备投入无法于节能的收益成正比，无法普及市场；

4、二是现有技术的传统智能路灯单灯控制器不具备快速率(毫秒级)通信传输，无法将路灯雷达传感器信号快速传递到行车前方的多根灯杆实现提前亮灯，又由于现有传统智能路灯单灯控制器也不具备边缘计算功能，无法根据雷达获取的人行/车行信息状态(如行车速度、车流量及人流量等)进行信息边缘计算处理，自主调整灯光调光控制策略。

技术实现思路

1、基于上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统。

2、本发明采用的技术方案如下：一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，包括雷达传感器模块和单灯控制器，所述雷达传感器模块和单灯控制器设置在每一路灯的灯杆上或灯具上；所述雷达传感器模块通过发射天线发射信号，采集路面相关运动信息，并通过接收天线接收时延信号，将时延信号与发射信号混频产生包含路面相关运动信息的中频信号，中频信号转化为数字信号后通过检测频率分析将运动信息中的速度信息输出至单灯控制器；令一路灯为主控路灯，所述单灯控制器用于接收并处理对应雷达获取的信息，并控制主控路灯在持续照明时间内照明，同时向位于路面相关运动信息行驶方向的受控路灯的单灯控制器发送照明请求，所述照明请求包括主控路灯的标识、受控路灯的标识以及持续照明时间。

3、进一步，所述时延信号s_t＝exp(2*pi*f*(t-tao))与所述发射信号s_r＝exp(2*pi*f*t)混频得到所述中频信号：

4、s＝exp(-2*pi*f*tao)＝exp(-2*pi*f*(2*(r-vt)/c))＝exp(-2*pi*f*(2*(r-vt/2)/c))＝exp(-2*pi*f*(2*(r-vt/2)/c))＝exp(2*pi*(f*v/c)*t-4*pi*f*r/c)，其中f为频率，t为时间，pi为圆周率，r为雷达到目标的初始距离，v为加速度，c为光速。

5、进一步，所述数字信号s(n)＝epx(2*pi*f*n/m)(n＝1,...,m)，进行滤波处理，得到

6、

7、

8、

9、

10、写成矩阵形式1

11、

12、将矩阵形式1计算过程转换为循环卷积

13、构造新的数列

14、s1＝[s(1),…,s(m),0,…,0]；

15、s2＝[0,…0,s(1),…,s(m)]；

16、即原数据后面补充m个零构造成s1，原数据前面补充m个零构造成s2；s1和s2循环卷积后即可得到y；

17、计算过程：

18、一:s1序列做2048点fft得到s1；二:s2序列做2048点fft得到s2；三:s1点乘s2共轭得到s3；四:s3做2048点ifft得到s；五:取s(512)…s(1024)即得到y；六:y做fft得到频谱s(w)；七：搜索s(w)的最大值，并采用cfar检测识别运动信息。

19、进一步，所述速度信息通过采样周期t得到多普雷频率f，f＝f*v’/c，则速度v’＝f*c/f。

20、进一步，所述主控路灯在持续照明时间调高照明亮度，根据速度信息和灯距获取持续照明调亮的最小时间：设持续照明调亮时间为t0，则：t0≥d/v’,其中d为灯距，d＝t_dc/2。

21、进一步，所述主控路灯上的单灯控制器向位于运动信息行驶前方的连续n个受控路灯发送照明调亮或开灯请求，具体包括：获取主控路灯运动信息行驶前方的连续n个受控路灯各自对应的标识；将每个受控路灯对应的标识与主控路灯的标识以及持续照明调亮时间形成请求数据包；将请求数据包发送到受控路灯的单灯控制器上；其中n>3。

22、进一步，所述主控路灯上的单灯控制器控制运动信息行驶后方的受控路灯调亮，受控路灯个数为m，则持续照明调亮时间t满足t＝m*t0,m≥1。

23、进一步，所述路灯通过数字电源uart供电，单灯控制器接收运动信息后，控制数字电源uart供电实现路灯照明亮度调节及开关灯控制。

24、本发明的有益效果：

25、通过雷达传感器对城市道路照明路灯来获取道路人行/车行动态精准数据，单灯控制器进行合理的路灯调光控制策略，来实现有人有车提前亮度，无人无车即时灯光调暗，同时实现根据行车速度来自动调整提前亮灯盏数及延时亮灯时长，并可根据车流量雷达传感器探测道路车流量数据，实现不同时段的道路交通流量自动调整整条道路的照明亮度，实现自适用动态按需照明节能控制目的。

技术特征：

1.一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：包括雷达传感器模块和单灯控制器，所述雷达传感器模块和单灯控制器设置在每一路灯的灯杆上或灯具上；

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述时延信号s_t＝exp(2*pi*f*(t-tao))与所述发射信号s_r＝exp(2*pi*f*t)混频得到所述中频信号：

3.根据权利要求2所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述数字信号s(n)＝epx(2*pi*f*n/m)(n＝1，...，m)，进行滤波处理，得到

4.根据权利要求3所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述速度信息通过采样周期t得到多普雷频率f，f＝f*v’/c，则速度v’＝f*c/f。

5.根据权利要求1所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述主控路灯在持续照明时间调高照明亮度，根据速度信息和灯距获取持续照明调亮的最小时间：

6.根据权利要求5所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述主控路灯上的单灯控制器向位于运动信息行驶前方的连续n个受控路灯发送照明调亮或开灯请求，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述主控路灯上的单灯控制器控制运动信息行驶后方的受控路灯调亮，受控路灯个数为m，则持续照明调亮时间t满足t＝m*t0,m≥1。

8.根据权利要求2或5所述的一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，其特征在于：所述路灯通过数字电源uart供电，单灯控制器接收运动信息后，控制数字电源uart供电实现路灯照明亮度调节及开关灯控制。

技术总结
本发明属于照明技术领域，具体涉及一种基于雷达传感的智能按需照明控制系统，包括雷达传感器模块和单灯控制器，所述雷达传感器模块和单灯控制器通过安装外壳设置在每一路灯的灯杆上；本发明实现有人有车提前调高亮度，无人无车即时灯光调暗，并可通过科学合理的软件算法，实现根据行车速度来自动调整提前亮灯盏数，根据不同时段的道路交通流量自动调整整条道路的照明亮度，实现自适应动态按需照明节能控制目的。

技术研发人员：赵宗伯,李菁淋,赵静,王文龙,梅花高,闫家洁,徐波
受保护的技术使用者：重庆南天智能设施有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4