[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

本公開公開了用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法及系統，首先設定相關色溫的下限值和上限值并將其轉換至對應的CIE 1931色品坐標；然后基于生理節律模型和CIE顯色指數，在此色品坐標下利用各光色LED的光譜功率分布和三刺激值構建光譜優化模型；最后利用約束型最優化算法進行求解，便可確定四色LED光源緩解飛行時差反應的最佳光譜功率分布。解決當前客艙采用四色LED光源照明缺少一種用于緩解旅客飛行時差反應的光譜優化方法之問題，該方法在保證一般照明所需的光品質的同時優化出了兩組最優光譜，能夠為緩解旅客的飛行時差反應提供最佳的光環境；充分利用了四色LED光源的光譜可調優勢，為客艙照明光源的設計和研發提供技術支持。

技術領域

本公開涉及LED照明技術領域，具體涉及一種用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

乘坐飛機進行長途越洋旅行時，在跨越多個時區飛行后，大多數人都會出現不同程度的飛行時差反應，如睡眠障礙、頭痛、腸胃不適、認知和運動功能下降等不適癥狀，這往往需要幾天甚至十幾天的時間才能夠得以緩解，即通常所說的倒時差。飛行時差反應的產生主要源于人體的生理節律系統時間(生物鐘)與外界時間不同步，迫使其進行調整以適應新時區的作息時間。

考慮到光照是調控人體生理節律的直接刺激因素以及當前飛機客艙廣泛采用紅綠藍白(RGBW)四色LED光源進行照明，所以優化客艙光環境將為緩解旅客的飛行時差反應提供一種切實可行的方法。然而，在當前客艙照明應用中，RGBW四色LED光源往往僅用于提供情景照明，即根據飛行中的不同階段提供不同的光環境，并未充分發揮其光譜可調的優勢以在提供照明的同時還能緩解飛行時差反應。

發明內容

為了解決上述問題，本公開提出了一種用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法及系統，解決當前客艙采用四色LED光源照明缺少一種用于緩解旅客飛行時差反應的光譜優化方法之問題，該方法在保證一般照明所需的光品質的同時優化出了兩組最優光譜，能夠為緩解旅客的飛行時差反應提供最佳的光環境；該方法充分利用了四色LED光源的光譜可調優勢，可以為客艙照明光源的設計和研發提供技術支持。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

第一方面，本公開提供一種用于四色LED光源緩解飛行時差反應的光譜優化方法，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；

采用約束型最優化算法對光譜優化模型進行求解，確定四色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。

作為可能的一些實現方式，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。

作為可能的一些實現方式，所述確定四色LED光源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。