[發明專利]基于注意力因素的照明控制方法、調光映射單元及其用法

在審

• 申請號: 202011561378.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN112654117A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 鄒細勇;張維特;黃昌清;陳亮;楊凱
• 申請（專利權）人: 中國計量大學上虞高等研究院有限公司
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325;H05B45/30;H05B45/18;H05B45/12;G06N3/04
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本發明公開了基于注意力因素的照明控制方法、調光映射單元及其用法，控制方法首先以工作面照度、色溫及持續學習時間等參數作為輸入量，以學習者的眼睛開度、視線專注度、心率等體征參數及其各自對應的注意力因素值作為輸出量，建立描述光照條件到注意力映射的RBF神經網絡，然后，經訓練的神經網絡在現場光環境中用來對注意力參數進行預測，所述預測值被用來在基于多目標優化算法對光色參數進行尋優過程中計算光色條件的注意力評價值，調光映射單元中尋優結果基于查找表等模型被映射為燈組的驅動電流值，燈組調光后能實現不同現場環境下有助于學習者提高或保持注意力的照明。本發明還通過對評分標準的在線調節，使優化出的光照更符合個體的照明偏好。

本申請為申請號201910263082.1、申請日2019年04月02日、發明名稱“基于注意力因素的照明控制裝置與方法”的分案申請。

技術領域

本發明涉及智能照明與學習輔助領域，具體涉及一種基于注意力因素的照明控制方法、調光映射單元及其用法。

背景技術

在人們日常學習、工作中，環境照明對學習效率或工作效率有著直接影響。人眼有兩個功能，一是感光功能，即光線經眼的光學系統抵達眼底在視網膜上形成物象；二是視覺信號處理功能，即視網膜將物象的光能轉換并加工成神經沖動，經由神經節細胞將沖動傳入人眼，從而產生視覺和非視覺效應。近年來，科研人員對人體在各種光照條件下的生理變化進行了跟蹤對比，研究結果表明照明環境不僅會對人員的各項生理參數，例如血壓、心率、褪黑激素等產生影響，同時對人員的工作效率和視功能也具有顯著的影響。光以多種參數形式來對人體造成影響，以照度為例，光環境照度水平會影響人員注意力、喚醒水平及工作積極性，從而間接地對工作績效產生影響。

光照條件變化將對學習或工作效率造成什么影響，針對這個問題，學者們進行了實驗研究和分析。例如，重慶大學的嚴永紅教授在《土木建筑與環境工程》2010年32卷第4期發表的論文《教室熒光燈色溫對學生學習效率和生理節律的影響》指出，不同色溫的熒光燈光源，其最佳照度值、最不利照度值均并不相同，并給出了幾種色溫與照度組合的建議。而發表在《照明工程學報》2014年25卷第4期的論文《基于光生物效應的LED辦公照明環境研究》，在綜合多個人的作業測試和主觀評價后，推薦以500lx照度、4500K 相關色溫的LED照明條件為理想的照明環境。

目前，現有研究都期望推薦一個普遍適用的舒適照明條件，以有利于工作效率的提高。但是，用戶周圍的照明環境不是固定的且難以預測和枚舉，而隨著自帶可調光功能的LED 燈具的日益廣泛使用，以及用戶對個性化照明的追求，以往僅推薦一種或有限幾種光環境的方式已不能滿足未來照明的需求。

基于以上原因，目前需要一種能能對各種不同光照條件下學習效率相關因素進行自動檢測和判斷、進而能根據光照對其影響自動進行照明優化控制的裝置，以及為輔助學習而對照明環境進行自動優化控制的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于注意力因素的照明控制方法、調光映射單元及其用法，能通過非特別設計的自然狀態下對各種光照條件下的人員注意力進行檢判并從而在現場照明條件范圍內優化出有助于提高注意力的光色條件并自動調光實現該條件。同時要求該方法對注意力的檢判要具有較強的泛化能力，以對未預先測試過的其他不同光照條件進行注意力預測與判定；從而，在向特定個體進行光環境的推薦和自動照明控制時，能獲得較高的注意力。

桌面學習相對于其他活動如汽車駕駛而言，注意力因素關注的重點不在于學習者眼睛開度何時小到影響學習，而在于發現環境如光照條件改變對注意力因素表現出來的影響。在不同光照條件下的桌面學習中，學習者的注意力差異不但包括在緩慢變化的眼睛開度，還可以包括視線點的范圍、心率波動、視線移動速率等其他體征表現。

為了進行學習或工作環境的自動優化照明，先要對光照條件與注意力之間的關系進行建模。為此，本發明首先通過傳感器來對學習者體征數據進行采集，獲得眼睛開度、視線專注度、心率、視線移動速率等參數，以這些參數來來作為注意力因素，從而對光環境下學習者的注意力高低進行評估。