[發(fā)明專利]場景式教室智能照明系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110085341.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN112533316A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒細(xì)勇;張維特;陳亮;楊凱;井緒峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B45/12
• 分類號(hào): H05B45/12;H05B45/22;H05B45/325;H05B47/125
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供場景式教室智能照明系統(tǒng)，主機(jī)單元基于光色傳感單元、圖像采集單元和人體檢測單元分別獲取教室各區(qū)域的色溫值與照度值、場景圖像和人體位置信號(hào)，基于經(jīng)訓(xùn)練的場景檢測器、根據(jù)圖像特征及人員位置特征識(shí)別當(dāng)前照明場景，通過建立調(diào)光照明分布表和光色評(píng)分函數(shù)，對(duì)可調(diào)光燈組中LED串驅(qū)動(dòng)電流的各種組合進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)驅(qū)動(dòng)電流值的組合進(jìn)行尋優(yōu)，最后將尋優(yōu)結(jié)果傳送給驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行調(diào)光。本發(fā)明的光色評(píng)分函數(shù)能根據(jù)教室內(nèi)的不同學(xué)習(xí)活動(dòng)場景進(jìn)行調(diào)整，使得優(yōu)化出的照明條件能滿足不同學(xué)習(xí)場景如自修、投影、討論、課間休息等的要求，提高了照明控制的針對(duì)性，為教室學(xué)習(xí)提供了更人性化的照明環(huán)境。

本申請(qǐng)為申請(qǐng)?zhí)?01910287214.4、申請(qǐng)日2019年04月03日、發(fā)明名稱“場景式教室智能照明系統(tǒng)、控制裝置及優(yōu)化和控制方法”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于智能照明領(lǐng)域，具體涉及一種場景式教室智能照明系統(tǒng)。

背景技術(shù)

學(xué)校是學(xué)習(xí)的場所，照明要充分考慮閱讀、寫字時(shí)所需要的足夠照度，要選擇合適的光源并設(shè)計(jì)和/或組合出舒適自然的照明環(huán)境。教室，是學(xué)生每天待時(shí)間最長的一個(gè)場所，不合適的燈光不僅影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)，還有可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生近視。以前，教室里的照明一般只要求夠亮，不容易壞就行。如今，隨著社會(huì)進(jìn)步和照明技術(shù)的發(fā)展，采光達(dá)標(biāo)已經(jīng)是教室照明的最低要求，更進(jìn)一步要考慮到的是視力保護(hù)、節(jié)能環(huán)保和用戶感受等指標(biāo)。

目前，不管是中小學(xué)還是高校，現(xiàn)有教室多是預(yù)先設(shè)計(jì)好的。在照明系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，僅能通過簡單的幾個(gè)開關(guān)對(duì)燈進(jìn)行控制。這些燈的布置一般是按課桌面的照度要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的，假定的應(yīng)用也是教室各主要區(qū)域全亮或全滅。

隨著智能照明技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，獨(dú)立、調(diào)光的燈控手段已經(jīng)非常容易獲取和實(shí)現(xiàn)。因此，近年來，在多地的教室照明設(shè)計(jì)規(guī)范中均有規(guī)定，要求有條件的學(xué)校宜結(jié)合天然采光選用智能照明控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)恒照度控制和調(diào)光控制。

另外一方面，智能的燈控需要考慮不同照明條件的照明效果。影響人視覺的環(huán)境照明因素有很多方面，其中比較重要的有：照度水平、照度分布、顏色顯現(xiàn)、光影光色等，而這些因素對(duì)作業(yè)的影響是不同的。人眼有兩個(gè)功能，一是感光功能，即光線經(jīng)眼的光學(xué)系統(tǒng)抵達(dá)眼底在視網(wǎng)膜上形成物象；二是視覺信號(hào)處理功能，即視網(wǎng)膜將物象的光能轉(zhuǎn)換并加工成神經(jīng)沖動(dòng)，經(jīng)由神經(jīng)節(jié)細(xì)胞將沖動(dòng)傳入人眼，從而產(chǎn)生視覺和非視覺效應(yīng)。人眼視網(wǎng)膜上的第三類感光細(xì)胞即本征感光視網(wǎng)膜神經(jīng)結(jié)細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)后，已被證明它可以通過對(duì)進(jìn)入人眼的可見光輻射產(chǎn)生一系列化學(xué)生物反應(yīng)來控制人的生理節(jié)律、生物鐘和人眼瞳孔大小，從而對(duì)人的生理、心理等產(chǎn)生影響。近年來，研究結(jié)果表明環(huán)境照明不僅會(huì)對(duì)人員的各項(xiàng)生理參數(shù)，例如血壓、心率、褪黑激素等產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)人員的學(xué)習(xí)效率和視功能也具有顯著的影響。

目前，針對(duì)教室照明，已經(jīng)出現(xiàn)很多自動(dòng)控制的方案。在這些已有的教室照明方案中，有的關(guān)注夜間人工光源照明時(shí)課桌的照度分布，如專利號(hào)為2016110057838的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，通過多次對(duì)不同角度的配光設(shè)計(jì)，使得黑板燈照度分布均勻。在燈控方面，專利號(hào)為2017109662294的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，用攝像儀檢測人數(shù)，并根據(jù)各分區(qū)人數(shù)的不同來調(diào)節(jié)照度；而專利號(hào)為2014107085532的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，在多媒體教室燈中根據(jù)投影儀是否使用來進(jìn)行燈光和窗簾的控制。這些控制方案都針對(duì)不同應(yīng)用的需求特點(diǎn)對(duì)某個(gè)目標(biāo)如照度進(jìn)行智能燈控，但教室照明是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，照明本身又與人的心理、生理活動(dòng)緊密相關(guān)。根據(jù)教室學(xué)習(xí)不同活動(dòng)對(duì)照明的多方面要求，需要一個(gè)綜合考慮照度、冷暖色溫、節(jié)能等多種指標(biāo)的智能調(diào)控系統(tǒng)。

發(fā)明專利內(nèi)容