基于图像处理的隧道自适应照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块、LED灯模块、监控相机、微处理器模块、LED智能驱动模块、LED调光模块、LED状态检测模块和通讯模块，其中微处理器模块、LED智能驱动模块、LED调光模块、LED状态检测模块和通讯模块一体化封装，各组成部分分开布置；其特征在于，所述的电源模块设置有恒流驱动电路，将交流电转换成直流电后给装置供电；所述的LED灯模块包含有发光部分和散热部分；由监控相机捕捉到的视频信息，通过微处理器模块分析处理，智能控制LED灯工作，并传送到上位机。本实用新型专利技术实现了对环境的自适应照明，分布式智能控制LED，低碳环保、节能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能照明和图像处理的应用领域，具体涉及一种基于图像处理的隧道自适应照明装置。
技术介绍
隧道照明中必须考虑“黑洞效应”和“白洞效应”对人的影响，隧道结构决定了洞内外亮度相差悬殊，且有污染严重、噪声大等缺点，这将降低道路的通行能力，威胁到车辆的行车安全。因此，需要根据隧道实际情况，设计能够实时适用的隧道照明，在满足隧道行车安全要求下达到最大的系统节能。
技术实现思路
本技术通过监控摄像机采集隧道内或外部的视频和图像信息，由微处理器模块计算处理并发出相应信号，控制LED调光模块智能控制LED灯亮度，实现了对环境的自适应照明。装置分布式智能控制LED，低碳环保、节能。本技术通过以下技术方案实现：基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块1、LED灯模块2、监控相机3、微处理器模块4、LED智能驱动模块5、LED调光模块6、LED状态检测模块7、通讯模块8和触摸屏9，其中微处理器模块4、LED智能驱动模块5、LED调光模块6、LED状态检测模块7和通讯模块8一体化封装，各组成部分分开布置；其特征在于，所述的电源模块1将交流电转换成直流电给装置供电；所述的LED灯模块2包含有发光部分和散热部分；由监控相机3捕捉到的信息，通过微处理器模块4分析处理，智能控制LED灯亮度，并传送到上位机。所述的基于图像处理的隧道自适应照明装置，其特征在于，所述的电源模块1对交流电源进行调压、稳压、滤波整流后给装置供电。所述的基于图像处理的隧道自适应照明装置，其特征在于，所述的微处理器模块4中包含有通过图像处理的车流量检测和亮度检测部分、紧急处理部分，针对特殊事件，会响应紧急处理部分进行紧急处理和告警。所述的基于图像处理的隧道自适应照明装置，其特征在于，所述的监控相机3采集到的视频信息经微处理器模块4图像处理后，由其中的车流量检测算法得出车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息，并有其中的亮度检测算法计算亮度值。所述的基于图像处理的隧道自适应照明装置，其特征在于，所述的通讯模块8与微处理器模块4相连，其间通讯方式为WIFi或蓝牙。所述的基于图像处理的隧道自适应照明装置，其特征在于，所述的便携式触摸屏9可用于输入、查询和设置自适应隧道照明装置的设备参数，通过通讯模块8与微处理器模块4通讯。本技术的工作原理是：基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块、LED灯模块、监控相机、微处理器模块、LED智能驱动模块、LED调光模块、LED状态检测模块、通讯模块和触摸屏，电源模块将交流电转换成直流电给装置供电，由监控相机采集视频信息，通过微处理器模块分析处理，计算出车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息，并从场景图像中获取地面亮度值，从而实时控制LED调光模块对LED进行调光，通过LED状态检测模块检测LED设备状态和运行情况，将其信息通过通讯模块反馈给微处理器和上位机相应进行处理，触摸屏可通过通讯模块对控制参数进行设定。结合光度学和几何光学原理，在监控相机成像法的基础上，通过监控相机标定和结合亮度检测算法，利用数字图像处理技术对图像进行灰度提取，然后利用通过亮度计获得的标定参数，根据图像中对应像素的灰度值和曝光时间得到被测物体表面对应的亮度值，最终得出被测表面的亮度分布。监控相机拍摄到的数字图像中每个像素的灰度值与被测物体表面的亮度有直接关系，且与CCD像元的曝光量有关。利用不同曝光量下CCD图像像素的灰度值与实际表面亮度值之间对应关系，使用最小二乘法进行拟合，得到一个二次曲线，完成对成像光电器件非线性特征的修正。由于监控相机拍摄到的路面与车辆的灰度是不同的，当获取路面足够多布点处的灰度信息，通过微处理器模块判断布点处是否有车辆，有车辆的布点灰度信息不计入计算，以此获取路面灰度信息，再根据上述亮度检测方法计算亮度值。并且通过微处理器模块中的车流量检测部分分析处理得出平均车流量、平均的车速、隧道内亮度或车辆位置信息，进而依据实时的隧道内外亮度、交通数据信息作为动态的控制输入参数，建立亮度控制曲线，根据理论曲线计算出驱动电流的PWM驱动占空比，对LED灯模块进行调光控制。控制模块内部还有自适应性控制部分，在设定时间内，根据隧道照明的执行情况和不同分段路面亮度衔接要求，系统自动得出不同情况下的节能参数，并根据每个路段的外部环境光亮度自动跟踪调节，使得整条隧道照明形成无缝衔接，实现对环境的自适应照明，在保证安全行车的同时节省电能。本技术优点，1、通过对路况实时反馈的回应，实现了照明的稳定性，节省了人工成本，提高了检测效率。2、利用CCD采集图像信息得到目标每个像素成像在CCD上的灰度值，改善了无法测量大面积亮度源的缺陷，拓宽了亮度测量范围和适用领域。3、CCD可直接获取数字图像信息，实时性好，测量周期短，获取信息量大。附图说明图1照明装置的结构方框图图2智能照明控制原理框图图3监控相机灰度值和亮度关系曲线图4路面亮度测试的布点位置具体实施方式如图1和图2所示，基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块1、LED灯模块2、监控相机3、微处理器模块4、LED智能驱动模块5、LED调光模块6、LED状态检测模块7、通讯模块8和触摸屏9，其中微处理器模块4、LED智能驱动模块5、LED调光模块6、LED状态检测模块7和通讯模块8一体化封装，各组成部分分开布置；其特征在于，所述的电源模块1将交流电转换成直流电给装置供电；所述的LED灯模块2包含有发光部分和散热部分；由监控相机3捕捉到的信息，通过微处理器模块4分析处理，智能控制LED灯亮度，并传送到上位机。通过LED状态检测模块7检测LED设备状态和运行情况，将其信息反馈给微处理器模块4和上位机进行相应处理，触摸屏9可通过通讯模块8对控制参数进行设定。视频信息经微处理器模块4进行图像处理后，计算出车流量、车速、车距及车辆位置相关交通数据信息和隧道内外目标平面亮度，根据这些实时的数据信息作为动态的控制输入参数，建立目标亮度的理论曲线，依据理论曲线计算出驱动电流的PWM驱动占空比，微处理器模块将信号传递给LED调光模块6。通过通讯模块8内的输入接点发出多电压指令给LED调光模块6，进而控制LED灯模块2工作；自适应性控制为设定时间内，根据隧道照明的执行情况和不同分段路面亮度衔接要求，系统自动得出不同情况下的节能参数，并根据每个路段的外部环境光亮度自动跟踪调节，使得整条隧道照明形成无缝衔接，实现对环境的自适应照明，在保证安全行车的同时节省电能。触摸屏9和上位机基于通讯协议通过通讯模块8与微处理器4通信，可以在上位机上对用户添加和删减，也可设定权限，并对设备运行进行记录存储和查询，保存用户操作信息，对预案进行增加、删除、修改及查询，设定节能等级。图3为监控相机灰度值和亮度关系曲线，当隧道内外点成像大小在保证误差范围内后，就可以进行各个点亮度的计算。在亮度计算之前，需要将像素点的灰度值转换为对应的亮度值。结本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块(1)、LED灯模块(2)、监控相机(3)、微处理器模块(4)、LED智能驱动模块(5)、LED调光模块(6)、LED状态检测模块(7)、通讯模块(8)和触摸屏(9)，其中微处理器模块(4)、LED智能驱动模块(5)、LED调光模块(6)、LED状态检测模块(7)和通讯模块(8)一体化封装，各组成部分分开布置；其特征在于，所述的电源模块(1)将交流电转换成直流电给装置供电；所述的LED灯模块(2)包含有发光部分和散热部分；由监控相机(3)捕捉到的信息，通过微处理器模块(4)分析处理，智能控制LED灯工作，并传送到上位机。

【技术特征摘要】
1.基于图像处理的隧道自适应照明装置，包括电源模块(1)、LED灯模块(2)、监控相机(3)、微处理器模块(4)、LED智能驱动模块(5)、LED调光模块(6)、LED状态检测模块(7)、通讯模块(8)和触摸屏(9)，其中微处理器模块(4)、LED智能驱动模块(5)、LED调光模块(6)、LED状态检测模块(7)和通讯模块(8)一体化封装，各组成部分分开布置；其特征在于，所述的电源模块(1)将交流电转换成直流电给装置供电；所述的LED灯模块(2)包含有发光部分和散热部分；由监控相机(3)捕捉到的信息，通过微处理器模块(4)分析处理，智能控制LED灯工作，并传送到上位机。
2.根据权利要求1所述的基于图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：余梦露，邹细勇，穆成银，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33