[发明专利]LED路灯自适应控制柜

说明书

技术领域

本发明涉及控制柜领域，尤其涉及一种LED路灯自适应控制柜。

背景技术

现有技术中的路灯开启和关闭控制都是统一进行，在夜幕降临时，同 时打开所有路灯，在天亮时同时关闭所有路灯，这样的开关方式很难控制 总体的路灯能耗。一些城市的市政管理部门通过对路灯进行更新换代，例 如采用LED路灯替换现有的老式路灯，这样的替换方式虽然在一定程度上 降低了总体能耗，然而由于路灯的数量没有减少，开启关闭方式没有改变， 总体减少的能耗毕竟有限。

因此，需要一种新的LED路灯开关控制方案，能够在各个交通路口处 建立数据采集平台，对交通路口的实时人流数量进行准确采集，并基于实 时人流数量为附近LED路灯的开关控制提供参考，从而降低LED路灯总 体能耗，提高整个城市的智能化水准。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种LED路灯自适应控制柜，利用 现有的交通路口控制柜的硬件资源，能够采用有效的路灯开启关闭控制方 式，对于路灯数量相对较多的交通路口，实现基于实时行人数量的自适应 路灯开启关闭控制，从而在保证交通路口夜间照明效果的同时，大量减少 城市LED路灯的总体耗电量。

根据本发明的一方面，提供了一种LED路灯自适应控制柜，所述控制 柜包括柜体、悬挂式结构、控制柜通信设备、MSP430单片机和CMOS视 觉传感器，悬挂式结构用于悬挂柜体，控制柜通信设备、MSP430单片机 和CMOS视觉传感器都设置在控制柜主体上，MSP430单片机和CMOS 视觉传感器用于确定交通路口的行人数量，控制柜通信设备用于基于交通 路口的行人数量确定交通路口地址附近LED路灯的控制策略。

更具体地，在所述LED路灯自适应控制柜中，包括：控制柜主体，包 括柜体和悬挂式结构；柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板 和肋板；悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺 钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安 装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装 支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬 挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的 下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬 挂式安装；亮度传感器，嵌入在柜体外表面上，用于检测环境亮度，根据 环境亮度确定并输出对应的环境亮度等级；CMOS视觉传感器，嵌入在柜 体外表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得高清路口图像，高清路口 图像的分辨率为3840×2160；移动硬盘，设置在柜体内，用于预先存储多 个基准亮度路口图像，每一个基准亮度路口图像对应一个环境亮度等级， 每一个基准亮度路口图像为在对应环境亮度等级下CMOS视觉传感器对 交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，移动硬盘还用 于预先存储交通路口地址、预设差值阈值、纵横比范围和对称度范围，纵 横比范围为对多个基准行人图像进行纵横比计算后统计的范围，对称度范 围为对多个基准行人图像进行对称度计算后统计的范围；背景选择设备， 设置在柜体内，与亮度传感器和移动硬盘分别连接，基于当前时刻亮度传 感器输出的环境亮度等级在移动硬盘中寻找对应的基准亮度路口图像并 作为目标背景图像输出；背景复杂度检测设备，设置在柜体内，与CMOS 视觉传感器连接，用于接收高清路口图像，并计算高清路口图像中像素颜 色变化的剧烈程度以作为背景复杂度输出；运动区域检测设备，设置在柜 体内，与CMOS视觉传感器、移动硬盘、背景选择设备和背景复杂度检测 设备分别连接，基于背景复杂度确定第一权重值和第二权重值，第一权重 值和第二权重值之和为1，背景复杂度越大，第一权重值越小，第二权重 值越大，通过CMOS视觉传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻 下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图 像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中 对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口 图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度 值并取绝对值以获得第二绝对值，第一权重值与第一绝对值相乘以获得第 一乘积，第二权重值与第二绝对值相乘以获得第二乘积，当第一乘积与第 二乘积都是非零且第一乘积与第二乘积之间的差值的绝对值小于预设差 值阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一 高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有 运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域 组成；图像形态学处理设备，设置在柜体内，与运动区域检测设备连接， 用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图 像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图 像，输出一个或多个整形子图像；特征提取设备，设置在柜体内，与图像 形态学处理设备连接，提取每一个整形子图像的横向最大像素数量和纵向 最大像素数量，将纵向最大像素数量除以横向最大像素数量以获得纵横 比，并计算每一个整形子图像的对称度；MSP430单片机，设置在柜体内， 与特征提取设备和移动硬盘分别连接，将每一个整形子图像的纵横比和对 称度分别与纵横比范围和对称度范围进行比较，当整形子图像的纵横比落 在纵横比范围内且对称度落在对称度范围时，对应的整形子图像被确定为 行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；控制柜通信设 备，嵌入在柜体外表面上，与MSP430单片机和移动硬盘分别连接，接收 行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址附近路灯的开 启密度，行人数量越多，交通路口地址附近路灯的开启密度越小，并基于 交通路口地址将确定的开启密度通过无线通信链路发送给交通路口地址 附近的每一个LED路灯；其中，交通路口地址附近的每一个LED路灯接 收开启密度，并根据开启密度确定自身的开启状态。