[發明專利]用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法及系統

有效

• 申請號: 201911006362.0
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110673487B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 章夫正
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D25/02;H05B45/20;H05B47/165
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法，其特征在于，包括：

獲取目標光色相關色溫的上限值和下限值；

將目標光色相關色溫的上限值和下限值轉換為CIE 1931色品坐標；

基于生理節律模型和CIE顯色指數，在此色品坐標下利用各色LED的光譜功率分布和三刺激值構建光譜優化模型；具體包括：根據色度學原理，由各色LED的光譜功率分布計算得到其對應的CIE 1931三刺激值；

基于生理節律模型和CIE顯色指數，利用各色LED的光譜功率分布和三刺激值構建光譜優化模型；所述光譜優化模型包括：建立優化目標函數，用于表征生理節律刺激值諧調范圍；設定約束條件，用于實現目標光色相關色溫的上限值和下限值以及為保證正常照明所需的顯色性；具體為：

其中，X_i、Y_i、Z_i為R、G、B、W各色LED的CIE 1931三刺激值，S_i(λ)為R、G、B、W各色LED的光譜功率分布，i的取值為{1,2,3,4}，為CIE1931標準色度觀察者，k_i為調整系數，λ為可見光波長，Δλ為波長間隔；T_up為目標光色相關色溫的上限值，T_low為目標光色相關色溫的下限值；(x_low，y_low)和(x_up，y_up)為CIE 1931色品坐標，CS_low(·)和CS_up(·)分別表示在T_low和T_up下利用生理節律模型計算生理節律刺激值，S_low(λ)和S_up(λ)分別表示在T_low和T_up下RGBW四色LED的光譜功率分布，L_up,i(即L_up,1、L_up,2、L_up,3、L_up,4)分別表示在T_up下R、G、B、W四色LED的歸一化亮度系數，L_low,i(L_low,1、L_low,2、L_low,3、L_low,4)分別表示在T_low下R、G、B、W四色LED的歸一化亮度系數，CRI_low(·)和CRI_up(·)分別表示在T_low和T_up下計算CIE一般顯色指數，R為所需的CIE一般顯色指數最低值；

采用約束型最優化算法對光譜優化模型進行求解，確定各色LED緩解飛行時差反應的最優歸一化亮度系數及其混合出的最優光譜功率分布；

利用各色LED的最優歸一化亮度系數，控制調節待調光四色LED燈的發光光譜，使其發光光譜滿足目標光色相關色溫上限值和下限值對應的最優光譜功率分布，實現所需光譜的調節。

2.如權利要求1所述的用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法，其特征在于，確定各色LED緩解飛行時差反應的最優光譜功率分布包括：

利用約束型差分進化算法對光譜優化模型進行求解，得到在目標光色相關色溫的上限值和下限值下的最優歸一化亮度系數；

將最優歸一化亮度系數輸入光譜優化模型中，確定在目標光色相關色溫的上限值和下限值下四色LED的最優光譜功率分布。

3.如權利要求1所述的用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法，其特征在于，LED光源的調整包括：基于人體生理節律系統的時間相位變化，當需要LED光源促進乘客生物鐘提前或推遲時，采用相關色溫上限值對應的最優光譜功率分布進行照明；

當不需要LED光源來促進乘客生物鐘提前或推遲且為保證客艙的正常照明時，采用相關色溫下限值對應的最優光譜功率分布進行照明。