经由智能照明进行噪声流监控和声音定位

文档序号:1661586 发布日期:2019-12-27 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 经由智能照明进行噪声流监控和声音定位 (Noise flow monitoring and sound localization via smart lighting ) 是由 R.拉贾高帕兰 H.布罗尔斯 于 2018-05-04 设计创作,主要内容包括:一种使用照明网络(300,400)监控环境(100)内的声音的方法(500),该照明网络包括处理器(26,220)、多个声音传感器(32)、多个环境传感器(36)和多个照明单元(10),该方法包含以下步骤:由多个声音传感器中的至少一个获得(520)来自环境内的实时声音数据;由多个环境传感器中的至少一个获得(530)来自环境内的实时环境数据;组合(560)实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图;以及根据声音数据的传播图定位(570)声音数据的源。(A method (500) of monitoring sound within an environment (100) using a lighting network (300, 400) comprising a processor (26, 220), a plurality of sound sensors (32), a plurality of environmental sensors (36) and a plurality of lighting units (10), the method comprising the steps of: obtaining (520), by at least one of a plurality of sound sensors, real-time sound data from within an environment; obtaining (530), by at least one of a plurality of environmental sensors, real-time environmental data from within an environment; combining (560) the real-time acoustic data, the real-time environmental data, and the topographic information about the environment to create a propagation map of the acoustic data; and locating (570) a source of the sound data from the propagation map of the sound data.)

经由智能照明进行噪声流监控和声音定位

技术领域

本公开总体上针对被配置成监控环境条件的方法和照明系统,更具体地,针对被配置成定位声音和监控网络内的噪声传播的照明网络。

背景技术

研究表明,长期暴露在噪声中可能是大量与心脏疾病和压力相关的死亡的原因。因此,为了更好地了解城市健康状况,并帮助决策者采取适当行动,对噪声污染数据进行自主实时监控对地方政府而言有高优先级。

典型地,噪声监控系统包括城市基础设施内的麦克风传感器网络,以提供城市的颗粒噪声图。噪声映射的主要噪声指标是长期平均声级,其通常在一年的时间期间上确定。在获得结果之后,可以使用地理信息系统将空间插值应用于数据,以便提供噪声图。

为了获得准确的噪声图或噪声定位,声学顾问在组合经验模型与直接测量、同时利用诸如数字高程模型、数字表面模型和数字地形模型的模型迎合(cater)室外声音传播的物理特性方面面临着巨大挑战。此外,室外声音传播受到诸如交通量、地面构形、地形轮廓、障碍物、压力、风、湍流、温度、湿度等等因素的影响。例如,交通噪声高度取决于车辆的体积、速度和类型。影响交通噪声的其他条件包括***缺陷、陡坡、地形、植被、离道路的距离以及障碍物和建筑物的屏蔽。这些实时场景动态通常不被监控系统测量,因此声学顾问无法获得,从而降低了噪声图和/或定位的准确性。

因此,在本领域中持续需要集成有传感器的照明网络,其被配置用于利用实时场景动态的声音定位和映射系统。

发明内容

本公开针对用于照明网络的创造性方法和装置,该照明网络被配置成监控、映射和/或定位环境中的声音。本文的各种实施例和实现针对包括多个分布式照明单元(例如路灯)的联网的照明系统,每个照明单元具有集成的声音传感器,该声音传感器被配置成从环境内获得实时声音数据。联网的照明系统还包括多个环境传感器,其被配置成从环境内获得实时环境数据。照明系统组合实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息来创建声音数据的传播图。然后,系统可以使用生成的传播图定位声音的源。根据实施例,除了许多其他用途之外,该信息可以用于修改由一个或多个照明单元发射的光。

通常,在一个方面,提供了一种使用照明网络来监控环境内的声音的方法,该照明网络包括处理器、多个声音传感器、多个环境传感器和多个照明单元。该方法包括以下步骤:(i)通过多个声音传感器中的至少一个从环境内获得实时声音数据;(ii)通过多个环境传感器中的至少一个从环境内获得实时环境数据;(iii)使用处理器组合实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图;以及(iv)根据声音数据的传播图定位声音数据的源。

根据实施例,该方法还包含基于所创建的传播图和/或所定位的声音数据的源来修改照明单元中的一个或多个的光源的步骤。

根据实施例,该方法还包含获得关于环境的地形信息的步骤。

根据实施例,该方法还包含将实时声音数据与预定阈值进行比较的步骤。

根据实施例,该方法还包含用所创建的传播图更新照明网络的步骤。

根据实施例,该方法还包含传送所创建的传播图和/或所定位的声音数据的源的步骤。

根据一个方面,提供了一种被配置为监控环境内的声音的照明网络。照明网络包含:多个照明单元,每个照明单元包括光源;多个声音传感器,每个声音传感器被配置成从环境内获得实时声音数据;多个环境传感器,每个环境传感器被配置成从环境内获得实时环境数据;以及处理器,被配置为:(i)组合实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图;以及(ii)根据声音数据的传播图定位声音数据的源。

根据实施例,多个照明单元中的至少一些每个包括多个声音传感器中的至少一个和多个环境传感器中的至少一个。

根据实施例,处理器还被配置为基于所创建的传播图和/或所定位的声音数据的源来修改照明单元中的一个或多个的光源。

根据实施例,处理器还被配置为将实时声音数据与预定阈值进行比较。

根据实施例,处理器还被配置成传送所创建的传播图和/或所定位的声音数据的源。

根据实施例,照明网络还包含与照明单元、多个声音传感器和多个环境传感器中的每一个通信的中央集线器,其中中央集线器包括处理器。

根据一个方面,提供了一种被配置为监控环境内的声音的照明单元。照明单元包含:光源,被配置为照亮环境的至少一部分;声音传感器,被配置为从环境内获得实时声音数据;环境传感器,被配置为从环境内获得实时环境数据;以及处理器,被配置为:(i)组合实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图;以及(ii)根据声音数据的传播图定位声音数据的源。

术语“光源”应理解为指各种各样辐射源中的任何一种或多种,包含但不限于基于LED的源(包括如上定义的一种或多种LED)、白炽灯源(例如灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯)、激光器、其他类型的电致发光源、烟火致发光源(例如火焰)、烛致发光源(例如气体罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如气体放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流致发光源、晶体致发光源、运动致发光源、热致发光源、摩擦致发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。

术语“照明装置(lighting fixture)”在本文中用来指采用特定形状因子、组装或封装的一个或多个照明单元的实现或布置。术语“照明单元”在本文用来指包含一个或多个相同或不同类型的光源的设备。给定的照明单元可以具有各种各样用于(一个或多个)光源的安装布置、外壳/壳体布置和形状、和/或电气和机械连接配置中的任何一种。另外,给定的照明单元可选地可以与涉及(一个或多个)光源的操作的各种其他组件(例如,控制电路)相关联(例如,包括、耦合到和/或封装在一起)。“基于LED的照明单元”是指包括如上所述的一个或多个基于LED的光源的照明单元,单独地或与其他非基于LED的光源组合地包括。

在各种实现中,处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(本文统称为“存储器”,例如易失性和非易失性计算机存储器,诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM、软盘、高密度磁盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实现中,存储介质可以用一个或多个程序编码,当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时,这些程序执行本文讨论的功能中的至少一些。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内,或者可以是可运输的,使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中,从而实现本文讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文以一般的意义使用,指可用于对一个或多个处理器或控制器编程的任何类型的计算机代码(例如,软件或微代码)。

在一个网络实现中,耦合到网络的一个或多个设备可以充当耦合到网络的一个或多个其他设备的控制器(例如,以主/从关系)。在另一实现中,联网的环境可以包含一个或多个专用控制器,其被配置为控制耦合到网络的设备中的一个或多个。通常,耦合到网络的多个设备中的每一个都可以访问存在于一个或多个通信介质上的数据;然而,给定设备可以是“可寻址的”,因为它被配置成基于例如分配给它的一个或多个特定标识符(例如,“地址”)选择性地与网络交换数据(即,从网络接收数据和/或向网络发送数据)。

本文使用的术语“网络”是指两个或更多个设备(包括控制器或处理器)的任何互连,其有助于信息在任何两个或更多个设备之间和/或耦合到网络的多个设备之间的传输(例如,用于设备控制、数据存储、数据交换等)。应当容易理解,适合于互连多个设备的网络的各种实现可以包含各种各样网络拓扑中的任何一种,并且采用各种各样通信协议中的任何一种。另外,在根据本公开的各种网络中,两个设备之间的任何一个连接可以表示两个系统之间的专用连接,或者可选地,非专用连接。除了承载预定给这两个设备的信息之外,这种非专用连接可以承载不一定预定给两个设备中的任何一个的信息(例如,开放式网络连接)。此外,应当容易理解,本文所讨论的各种设备网络可以采用一个或多个无线、有线/电缆和/或光纤链路来促进整个网络中的信息传输。

应当理解,下面更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地,出现在本公开结尾的所要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。还应该理解,本文明确使用的术语(也可能出现在通过引用结合的任何公开中)应该被赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中,同样的参考字符通常在不同的视图中指代相同的部分。此外,附图不一定是按比例的,而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1是根据实施例的包括集成的声音和环境传感器的照明单元的示意表示。

图2是根据实施例的照明系统的示意表示,该照明系统包括照明单元以及分离的声音传感器和环境传感器。

图3是根据实施例的分布式照明系统网络的示意表示。

图4是根据实施例的分布式照明系统网络的示意表示。

图5是根据实施例的、用于监控照明环境中的声音的方法的流程图。

图6是根据实施例的声音传播图的示意表示。

具体实施方式

本公开描述了被配置为在环境中创建声音数据的传播图的照明系统的各种实施例。更一般地,申请人已经认识到并意识到,提供一种被配置成监控环境中的声音的照明单元、固定装置、网络和系统将是有益的。利用本公开的某些实施例的特定目标是要定位环境中的声音,并且如果声音超过预定阈值,则修改照明和/或提供警告或其他信息。

鉴于前述内容,各种实施例和实现针对包括多个照明单元的分布式照明系统网络,每个照明单元具有集成的声音传感器,该声音传感器被配置为从环境内获得实时声音数据。该系统还包括多个环境传感器,其被配置为从环境内获得实时环境数据。分布式照明系统网络组合实时声音数据、实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图和/或定位声音数据的源。

参考图1,在一个实施例中,提供包括一个或多个光源12的照明单元10,其中光源中的一个或多个可以是基于LED的光源。此外,基于LED的光源可以具有一个或多个LED。一个或多个光源驱动器24可以驱动光源发射预定特性(即,颜色强度、色温)的光。在照明单元10中可以采用适于生成各种各样不同颜色的辐射的许多不同数量和各种类型的光源(全部是基于LED的光源,单独的基于LED和非基于LED的光源或组合的基于LED和非基于LED的光源等)。根据实施例,照明单元10可以是任何类型的照明装置,包括但不限于夜灯、路灯、台灯或任何其他内部或外部的照明装置。根据实施例,照明单元10被配置成照亮照明环境100内的目标表面50的全部或一部分。照明环境100可以是房间、建筑物、校园、街道、城市、城市的一部分或任何其他照明环境。例如,根据实施例,照明环境100是包括多个照明单元10的城市。

根据实施例,照明单元10包括控制器22,控制器22被配置或编程为输出一个或多个信号以驱动一个或多个光源12a-d,并生成来自光源的光的变化的强度、方向和/或颜色。例如,控制器22可以被编程或配置成为每个光源生成控制信号,以独立地控制每个光源生成的光的强度和/或颜色、控制光源组或者一起控制所有光源。根据另一方面,控制器22可以控制其他专用电路,例如光源驱动器24,光源驱动器24进而控制光源以改变它们的强度。控制器22可以是例如使用软件编程以执行本文讨论的各种功能的处理器26或具有这样的处理器26,并且可以与存储器28组合地使用。存储器28可以存储数据,包括由处理器26执行的一个或多个照明命令或软件程序,以及各种类型的数据,包括但不限于用于该照明单元的特定标识符。例如,存储器28可以是非暂时性计算机可读存储介质,其包括一组可由处理器26执行的指令,并且使得系统执行本文描述的方法的步骤中的一个或多个。

控制器22可以被编程、结构化和/或配置成使得光源驱动器24基于预定数据(例如尤其是环境光条件或声音数据)来调节光源12的强度和/或色温,这将在下文中更详细地解释。根据一个实施例,控制器22还可以被编程、结构化和/或配置成使得光源驱动器24基于无线通信模块34接收的通信来调节光源12的强度和/或色温。

照明单元10还包含电力的源30,最典型的是AC电源,然而其他电源也是可能的,其他电源尤其包含DC电源、基于太阳能的电源或基于机械的电源。电源可以与电源转换器可操作地通信,电源转换器将从外部电源接收的电力转换成照明单元可用的形式。为了给照明单元10的各种组件提供电力,它还可以包含AC/DC转换器(例如整流电路),该AC/DC转换器从外部AC电源30接收AC电力,并将其转换成直流,以便给光单元的组件供电。此外,照明单元10可以包含能量存储设备,例如可充电电池或电容器,其经由到AC/DC转换器的连接被充电,并且可以在到AC电源30的电路开路时向控制器22和光源驱动器24供电。

此外,照明单元10包含声音传感器32,该声音传感器32连接到控制器22的输入端,并从照明单元10的邻近地区内收集声音数据,且可以向控制器22发送数据,或者经由通信模块34向外部发送数据,该数据代表其收集的声音数据。根据实施例,声音传感器是被配置为从环境100获得环境声音数据的麦克风。例如,在城市设定中,照明单元可以是沿着街道安置的路灯,并且被配置为照亮该街道的一部分。照明单元可以包括麦克风,该麦克风被配置成获得路灯处的声音数据,除了许多其他声音之外,声音数据尤其包括但不限于沿着街道通过的车辆。

照明单元10还包括环境传感器36,其被配置为从照明单元10的邻近地区内获得实时环境数据。环境传感器36连接到控制器22的输入端,并且可以向控制器22发送数据,或者通过通信模块34向外部发送数据,该数据代表其收集的环境数据。根据实施例,环境传感器收集一种类型的环境数据,或者多种类型的环境数据。

根据实施例,环境传感器36收集实时数据,例如温度、风速、大气压、湿度和/或各种各样其他环境因素中的任何一种。因此,环境传感器36可以是温度计、风速计、气压计、湿度计的任何一种和/或各种各样其他传感器中的任何一种。

根据另一个实施例,环境传感器36收集实时数据,例如交通数据。例如,环境传感器36可以是二维照相机、飞行时间感测元件、三维照相机、热像仪、热电堆感测阵列和/或能够检测诸如交通数据的实时数据的任何类型的传感器。例如,环境传感器36可以获得足以使系统对交通或物体进行分类的信息,例如车辆类型和/或尺寸,和/或监控交通行为,例如速度、方向和/或位置。照相机、热电堆和基于飞行时间的感测的细节对于本领域技术人员来说是熟悉的,那么在本文不再以任何的进一步细节进行描述。

参考图2,在一个实施例中,是照明系统200包括具有一个或多个光源12的照明单元10。在一些实施例中,声音传感器32和/或环境传感器36位于照明系统内远离照明单元10的位置,并将获得的传感器数据发送到照明单元和/或照明系统的中央组件。

根据实施例,照明系统包括一个或多个传感器模块14,每个传感器模块14包括:(i)声音传感器32;(ii)环境传感器36;或者(iii)声音传感器和环境传感器两者。例如,照明环境中的每个照明单元10可以包括关联的但位于远处的传感器模块。一个或多个传感器模块14各自包括有线和/或无线通信模块34b,其被配置为将获得的传感器数据传送到照明单元10和/或照明系统的中央组件(在图4中更详细地描述)。通信模块34b可以通过有线和/或无线通信与照明系统的另一个组件通信。根据实施例,通信模块34b与相关联的照明单元10进行有线通信。根据另一实施例,通信模块34b与照明系统的中央集线器进行有线通信。通信模块34b也可以通过网络38与照明单元或照明系统的中央集线器通信或者可以可替换地通过网络38与照明单元或照明系统的中央集线器通信,网络38可以是任何网络,例如蜂窝网络或任何各种各样的其他网络。例如,除了许多其他通信外,网络内的通信尤其可以是Wi-Fi、蓝牙、IR、无线电或近场通信。

参考图3,在一个实施例中,是分布式照明系统网络300包括多个照明单元10,每个照明单元10具有被配置为从照明单元10的邻近地区中获得实时声音数据的集成的声音传感器32,以及被配置为从照明单元10的邻近地区中获得实时环境数据的集成的环境传感器36。照明单元可以是本文描述的或以其他方式设想的任何实施例,并且可以包括结合图1描述的照明单元的组件中的任一个,除了其他元件之外,组件尤其是例如一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22和无线通信模块34。照明单元可以向另一个照明单元10、网络38和/或中央计算机、服务器或其他中央集线器210传送信息和/或从其接收信息。本文描述的或以其他方式设想的方法和系统的功能性的一个或多个方面可以发生在中央集线器210内,而不是在个体的照明单元内。例如,中央集线器可以从被一个或多个照明单元捕获并被发送或以其他方式传送到中央集线器的数据中提取信息。根据实施例,照明网络300包括中央处理器220,其可以执行系统的一个或多个功能。例如,中央集线器210可以包括处理器220。

根据实施例,分布式照明系统网络300包括城镇、村庄、城市、街道、停车场或任何其他位置。该网络可以包括一个照明单元或数千个照明单元。该网络可以在农村环境、郊区环境、城市环境或其组合中实现。

参考图4,在一个实施例中,是分布式照明系统网络400包括多个照明单元10。照明单元可以是本文描述的或以其他方式设想的任何实施例,并且可以包含结合图1描述的照明单元的组件中的任一个,除了其他元件之外,组件尤其是例如一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22和无线通信模块34。照明单元可以向另一个照明单元10、网络38和/或中央计算机、服务器或中央集线器210传送信息和/或从其接收信息。

照明系统网络400还包括多个声音传感器32以及多个环境传感器36,每个声音传感器32被配置成从照明单元10的邻近地区内获得实时声音数据,每个环境传感器36被配置成从照明单元10的邻近地区内获得实时环境数据。与图3中的照明系统网络300相反,声音传感器32和/或环境传感器36中的至少一些与网络的多个照明单元10分离。声音传感器32和环境传感器36可以是分离的组件,或者可以集成在传感器模块14中。传感器模块和/或个体的传感器可以向照明单元10、网络38和/或中央计算机、服务器或其他中央集线器210传送信息和/或从其接收信息。分布式照明系统网络300可以位于城镇、村庄、城市、街道、停车场或任何其他位置,并且可以包括一个照明单元或数千个照明单元。

参考图5,在一个实施例中,是示出用于通过环境内的分布式照明网络来监控声音的方法500的流程图。在该方法的步骤510,提供包括多个照明单元10的照明系统网络200、300、400。照明单元10可以是本文描述的或以其他方式设想的任何实施例,并且可以包括结合图1和2描述的照明单元的组件中的任何一个,例如一个或多个光源12、光源驱动器24、控制器22、传感器32和无线通信模块34以及其他元件。根据实施例,每个照明单元10被配置成照亮目标表面50的全部或一部分。每个照明单元照亮目标表面50的全部或一部分。根据一个实施例,照明单元是户外照明装置,例如路灯、停车场灯或被配置为照亮目标表面的其他灯柱或外部照明装置。照明单元可以在预定时间段期间自动照亮照明环境,或者可以由于活动而被激活和停用。根据另一实施例,照明单元可以检测环境光水平,并且基于预定阈值可以激活和停用光源。

照明系统网络还包括多个声音传感器32和多个环境传感器36,每个声音传感器32被配置成从照明单元10的邻近地区内获得实时声音数据,每个环境传感器36被配置成从照明单元10的邻近地区内获得实时环境数据。声音传感器和/或环境传感器可以集成到照明单元,或者可以与网络的多个照明单元10分离。声音传感器32和环境传感器36可以是分离的组件,或者可以集成在传感器模块14中。传感器模块和/或各个传感器可以向照明单元10、网络38和/或中央计算机、服务器或其他中央集线器210传送信息和/或从其接收信息。

在该方法的步骤520,照明网络内的声音传感器32中的一个或多个从照明环境内获得声音数据。声音传感器可以是例如能够从照明环境中获得声音数据的任何声音传感器(例如麦克风)。声音传感器将声音数据传送到控制器22,在控制器22中,信息可以被分析和/或可以被存储在存储器28中。根据一个实施例,声音传感器将声音数据传送到中央集线器进行分析或控制器22将声音数据传送到中央集线器进行分析。

在该方法的步骤530,照明网络内的环境传感器36中的一个或多个从照明环境内获得环境数据。环境传感器可以是例如能够从照明环境内获得环境数据的任何声音传感器,包括本文描述的和/或以其他方式设想的传感器。环境传感器将环境数据传送给控制器22,在控制器22中,信息可以被分析和/或可以被存储在存储器28中。根据一个实施例,环境传感器将环境数据传送到中央集线器进行分析或控制器22将环境数据传送到中央集线器进行分析。

声音传感器32中的一个或多个和环境传感器36中的一个或多个可以被配置成根据需要或在必要时获得传感器数据。例如,传感器可以连续获得数据,或者传感器可以周期性地获得数据,除了许多其他时间周期外,时间周期尤其是例如每分钟一次或每分钟多次。根据另一个实施例,传感器32和/或传感器36可以被配置成响应于触发而获得传感器信息,和/或采样频率可以响应于触发而增加。例如,传感器可以被配置成在白天或营业时间期间以较高的采样率获得传感器数据,和/或被配置成在非白天或非营业时间期间以较低的采样率获得传感器数据。频率也可能因一周中的日子和/或一年中的时间而异。例如,该系统可以被配置成在预期的高交通量时间、高峰施工时间或任何其他时间帧期间以更高的采样率或保真度获得传感器数据。根据实施例,该系统可以被配置成响应于高于某个预定或预编程阈值的声音来收集传感器数据。例如,该系统可以被配置成使得照明单元必须检测某个触发事件的最小阈值,例如一定数量的声音或其他最小阈值,以便最小化错误触发。该系统还可以被配置成使得在通知和/或触发其他照明单元或照明网络之前,触发照明网络中或照明网络的某个部分中的最小数量的照明单元。

在该方法的步骤540,系统创建、获得、接收或从存储器中检索关于环境100的地形信息。地形信息可以包括例如照明单元、声音传感器和/或环境传感器中的每一个在环境中的位置。例如,网络中的每个照明单元和/或传感器可以包括与预定或预编程位置相关联的唯一标识符,地形信息可以包括该位置信息。地形信息可以存储在每个照明单元中,和/或可以存储在照明系统的中央集线器、处理器或存储器中。

根据实施例,地形信息可以包括一个或多个数字高程模型、数字表面模型和/或数字地形模型。该信息可以包括关于永久结构(例如建筑物)或半永久结构(例如建筑机械、显示器、展品或其他类型的结构)的数据。

根据一个实施例,照明系统使用从声音和/或环境传感器中的一个或多个获得的数据创建关于照明环境的地形信息。例如,照明系统可以利用声音数据来创建照明环境的全部或一部分的二维或三维地图。根据另一实施例,照明系统利用关于交通或其他环境因素的三维信息来创建关于照明环境的地形信息。

在该方法的可选步骤550,传送获得的传感器信息和/或地形信息。例如,传感器和/或照明单元可以通过有线和/或无线通信直接与其他传感器、其他照明单元和/或中央集线器通信。替换地,传感器和/或照明单元可以经由网络38与其他传感器、其他照明单元和/或中央集线器通信,网络38可以是诸如蜂窝网络的任何网络,或者各种各样其他网络中的任何网络。除其它很多通信之外,网络内的通信尤其可以是例如Wi-Fi、蓝牙、IR、无线电或近场通信等。

在该方法的步骤560,系统组合所获得的实时声音数据、所获得的实时环境数据和关于环境的地形信息,以创建声音数据的传播图。参考图6,在一个实施例中,是照明环境100内的声音数据的传播图600的示意表示。

在该方法的步骤570,系统根据声音数据的传播图定位声音数据的源。该系统还可以识别照明系统内靠近特定声音或声音事件的源的照明单元。

在该方法的可选步骤580,照明网络响应于传播图和/或声音数据的源。例如,一个或多个照明单元10可以通过修改光源、显示报警灯或任何其他可能的响应来响应或被指示去响应。例如,光修改尤其可以包括光谱(强度/色调)或光束轮廓(beam profile)的变化(例如闪烁的红光或其他警报)。作为另一个例子,照明单元可以主动地将信息投射到道路表面或其他表面上。照明单元的许多其他修改和/或其他响应方法是可能的。照明网络可以通过修改一个照明单元(例如最靠近声音的源的(一个或多个)照明单元)来响应传播图和/或声音数据的源。照明网络可以通过修改沿着声音传播路径的照明单元来响应传播图和/或声音数据的源。替换地,照明网络可以通过修改网络内的所有照明单元来响应传播图和/或声音数据的源。许多其他的配置是可能的。

在该方法的可选步骤590,将测量的声级与一个或多个预定的声级阈值进行比较。阈值可以由声音传感器或传感器模块的处理器存储和/或存储在与声音传感器或传感器模块相关联的存储器中,或者可以存储在照明单元和/或照明系统的存储器中。因此,在声级数据被传送到系统的另一个组件之后,声级可以与阈值进行比较。阈值比较可以立即执行,或者可以用存储的声级数据执行。阈值可以根据位置、时间、一周中的日子、季节和其他变量而变化。例如,在人口密度较低的场所,某些阈值可能较高,而在高人口密度的区域,阈值可能较低。作为另一个例子,阈值可能是白天较高,而晚上较低。

根据该方法的另一个实施例,该系统确定存在这样的局部声级,即:其与一个或多个预定阈值相比处于舒适水平内,但是与一个或多个其他区域中的局部声级相组合而产生超过阈值的声级。于是,系统可以在具有低于阈值的声级的区域中产生警报。

在该方法的可选步骤592,照明网络使用生成的传播图和/或确定的声音数据的源生成环境100的噪声图。噪声图可以包括例如跨环境的至少一部分的声级的指示,所述声级包含基于对声音数据的源的确定的、该环境内特定区域处的声级。可以使用标志、颜色、声级标签(例如分贝)和/或任何其他合适的指示来指示有高声级的区域,在该区域中,如在该方法的步骤590中确定的,声音数据超过预定阈值。照明系统可以用生成的噪声图来更新,和/或噪声图可以被传送到中央集线器或另一个远程组件或接收者。

在该方法的可选步骤594,照明网络将生成的传播图、确定的声音数据的源和/或生成的噪声图传送到中央集线器、远程服务器、管理中心和/或另一个远程位置。例如,可以从照明系统远程分析、存储或以其他方式查看或处理所传送的信息。

根据另一个实施例,照明网络将生成的传播图、确定的声音数据的源、生成的噪声图和/或其他获得或生成的信息传送给声音的源。例如,照明网络向被怀疑生成该声音的个人传送声音数据,例如声音数据超过预定极限的警告。这可以包括例如确定声音数据的源并确定声音数据超过预定阈值。传送可以是直接的,例如通过个人的无线电、智能电话、可穿戴设备、计算机化设备和/或任何其他显示器进行。传送可以是间接的,例如通过修改靠近声音的源的光源(包括闪光灯、红灯)进行,或者修改通过灯在道路、建筑物或其他表面上显示的信息进行。

根据另一个实施例,该系统检测通过环境传播的声音,并确定它可能是以产生过量噪声的速度行驶通过环境的车辆。系统警告用户降低车速,从而降低车辆传播的噪声,使噪声污染保持在被禁限度(proscribed limit)内。

根据另一个实施例,该系统检测通过环境传播的声音,并确定它可能是行驶通过环境的车辆。然后,系统可以修改系统内的一个或多个照明单元,并且根据基于(针对车辆本身或者针对一个或多个之前的车辆)先前确定的传播而预期该车辆采用的预测路线,可以更新照明网络以修改沿着该车辆的预测路径的光源。此外,该系统可以用关于潜在障碍物的信息更新照明网络,这些障碍物是导致网络各处的声音流测量的原因之一。

根据该方法的实施例,照明系统的一个或多个传感器监控系统内静止或移动障碍物的存在和/或一个或多个表面属性。例如,诸如2D/3D飞行时间相机的多光谱传感器可以检测静止或移动障碍物的存在和/或一个或多个表面属性。该系统可以利用该信息来部分基于检测到的障碍物重新计算传播图,因为障碍物将影响声音在环境中的传播。障碍物信息可以用来自可用DEM/DSM模型的数字高程信息以及其他信息来增强。

根据该方法的另一个实施例,照明系统的传感器监控环境中一个或多个表面或一个或多个表面的地形属性。该表面或地形属性可由系统定期或连续监控,并可用于在检测到属性改变时更新GIS和/或其他数据库。例如,道路条件的改变(道路布局改变、铺设新的沥青层等)可以被检测并用于更新GIS和/或其他数据库。

根据该方法的又一实施例,天气条件可以由环境和/或声音传感器中的一个或多个监控,并且该信息可以用于更新环境的传播或其他声音图。例如,带有积水、雪或其他天气相关条件的路面可能会影响环境的传播图或其他声音图。

根据该方法的实施例,可以使用已知的声级(例如对由校准的设备生成的测试音调的观察)来校准系统。例如,系统中的声音传感器可以使用受控或已知的声源(举例而言,诸如典型的94dB音调发生器)进行校准,该声源可以从网络中的一个或多个节点启动。基于测量的场景动态和网络拓扑信息,可以相应地校准整个传感器网络。例如,环境中的一个或多个照明单元可以发出已知或受控的声音。作为另一个例子,发出已知或受控声音的车辆可以在环境中沿着已知路线移动,从而校准系统并导致受控的传播图和声源图。

根据另一实施例,可以使用历史数据校准系统。例如,在安装过程中,麦克风可以在工厂和/或现场校准。作为一个例子,可以使用类似于系统从交通和/或其他声源预期接收的声级和质量的声级或质量来校准系统。当传感器对于相似的交通正测量到较低的噪声水平时,可以校准传感器来进行调整,以补偿降低的灵敏度。

根据另一个实施例,可以使用个体麦克风的相对校准来校准系统。例如,当沿着街道段的麦克风测量声级,并且该麦克风类似于相邻的传感器时,这些传感器可以用于彼此校准。这些和许多其他校准方法都是可能的。

根据该方法的另一个实施例,声音传播图可以用于改善观察覆盖更大区域的特定声音事件(例如枪声)的多个错位声音传感器之间的三角测量。考虑到环境中已知的声音传播,包括周围建筑物和其他物体造成的闭塞和反射,可以提高声音检测/定位的精度,并且可以减少每平方千米所需的麦克风数量。

根据该方法的又一实施例,当观察到环境中的一个或多个声音动态的改变时——例如由天气、新地形或交通引起的改变——系统可以创建对将在环境中的一个或多个位置观察到的潜在噪声干扰的预测估计。该信息可用于例如优化环境中特定任务的调度,例如那些产生噪声干扰的任务,例如道路建设、受控拆除和其他已知干扰。

根据该方法的实施例,该系统可以将获得的和/或生成的信息传送给环境中的当局或其他实体,以基于测量的声音向他们警告例如交通信息,例如严重的交通堵塞或完全空的道路。这提供了关于环境中潜在的声音热点和/或冷点的信息,其中声音传播被抑制或放大或者被预期要被抑制或放大。

根据该方法的另一个实施例,该系统使得能够向环境中的用户提供服务,该服务提供:作为穿过该照明环境的旅程的结果,他们将经历、正在经历和/或已经经历的声级暴露的概况。类似地,该系统可以向用户建议一天中的哪些时段最安静,以便规划环境中的户外活动。该信息可以基于历史信息,和/或可以基于声音和/或环境数据的实时观察。

虽然本文已经描述和图示了几个发明实施例,但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行功能和/或获得本文描述的结果和/或优点中的一个或多个的各种各样的其他装置和/或结构,并且这些变化和/或修改中的每一个都被认为在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地,本领域的技术人员将容易理解,本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的,并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域的技术人员将认识到或者能够仅使用常规实验来确定本文描述的具体发明实施例的许多等同物。因此,应该理解的是,前述实施例仅通过示例的方式给出,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,本发明的实施例可以以不同于具体描述和要求保护的方式实施。本公开的创造性实施例针对本文描述的每个个体的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外,如果两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是相互不一致的,则这两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合都包括在本公开的发明范围内。

本文定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文档中的定义和/或定义术语的普通含义。

除非明确相反地表示,否则本文的说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”(“a”)和“一个”(“an”)应理解为意指“至少一个”。

本文的说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应该理解为是指如此连接的元素中的“任一个或两者”,即在一些情况下结合存在而在其他情况下分离存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应该以相同的方式解释,即:如此连接的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体标识的元素之外,可以可选地存在其他元素,无论其与具体标识的那些元素相关还是无关。因此,作为非限制性示例,当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时,对“A和/或B”的引用可以在一个实施例中,仅指A(可选地包括除B以外的元素);在另一个实施例中,仅指B(可选地包括除了A之外的元素);在又一个实施例中,指A和B两者(可选地包括其他元素);等等。

如本文的说明书和权利要求书中所用,“或”应理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如,当分离列表中的项目时,“或”或者“和/或”应被解释为包含性的,即:包括多个元素或元素列表中的至少一个,而且也包括多于一个,以及可选地,包括附加的未列出的项目。只有明确相反地表示的术语,例如“中的仅一个”或“中的恰好一个”、或者当在权利要求中使用时的“由……组成”将指包含多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般而言,本文使用的术语“或”应当仅在其前面是排他性的术语(例如“任一”、“中的一个”、“中的仅一个”或“中的恰好一个”)时被解释为表示排他性的替代方案(即“一个或另一个但不是两者”)。“基本上由……组成”在权利要求中使用时,应具有其在专利法领域中使用时的普通含义。

如本文说明书和权利要求书中所使用的,在引用一个或多个元素的列表时短语“至少一个”应理解为意指从元素列表中的元素的任何一个或多个选择的至少一个元素,但不一定包括元素列表中具体列出的每一个元素的至少一个,也不排除元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许可以可选地存在短语“至少一个”所指的元素列表中具体标识的元素之外的元素,无论其与那些具体标识的元素相关还是无关。因此,作为非限制性示例,“A和B中的至少一个”(或者等同地,“A或B中的至少一个”,或者等同地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指至少一个A,可选地包括多个A,不存在B(并且可选地包括除B之外的元素);在另一个实施例中,可以指至少一个B,可选地包括多个B,不存在A(并且可选地包括除A之外的元素);在又一个实施例中,可以指至少一个A,可选地包括多个A,以及至少一个B,可选地包括多个B(并且可选地包括其他元素);等等。

还应该理解,除非明确相反地指示,否则本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中,该方法的步骤或动作的顺序不一定限于该方法的步骤或动作被叙述的顺序。

在权利要求以及以上的说明书中,所有过渡短语(如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“构成有”等)应理解为开放式的,即意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册所述,只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应该分别是封闭的或半封闭的过渡短语。

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