[發(fā)明專利]基于入睡效率因素的照明控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110304921.7
• 申請日: 2019-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113038668A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒細(xì)勇;胡曉靜;徐偉;夏浩;陳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)上虞高等研究院有限公司
• 主分類號(hào): H05B47/11
• 分類號(hào): H05B47/11;H05B45/20;H05B45/10;H05B45/325
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了基于入睡效率因素的照明控制系統(tǒng)，其包括入睡識(shí)別單元、用戶接口單元、可調(diào)光燈組和控制單元；控制單元以燈組中LED串的驅(qū)動(dòng)電流及照射角度為輸入量，以用戶眼睛開度變化率、閉眼持續(xù)時(shí)長變化率、心率變化率、體動(dòng)頻率變化率、體溫變化率等體征參數(shù)為輸出量，建立動(dòng)態(tài)遞歸Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以表征燈具控制參數(shù)與用戶入睡效率之間的映射關(guān)系；訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場光環(huán)境中用來對入睡效率參數(shù)進(jìn)行預(yù)測，所述預(yù)測值被用來在基于多目標(biāo)優(yōu)化算法對照明參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)過程中計(jì)算入睡效率評(píng)價(jià)值，尋優(yōu)結(jié)果被直接傳送給燈組執(zhí)行調(diào)光，從而實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下有助于用戶入睡的照明。

本申請為申請?zhí)?01910442906.1、申請日2019年05月26日、發(fā)明名稱“基于入睡效率因素的照明控制系統(tǒng)與調(diào)光映射裝置”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能照明與睡眠輔助領(lǐng)域，具體涉及一種基于入睡效率因素的照明控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

人的生物鐘是人體內(nèi)隨時(shí)間作周期變化的生理生化過程、形態(tài)結(jié)構(gòu)及行為等。人體內(nèi)的生物鐘體現(xiàn)在人體各種生理指標(biāo)如脈搏、體溫、血壓、體力、情緒、智力等的周期性變化上。以人體24小時(shí)生物鐘為例，在凌晨2時(shí)的時(shí)候，人的睡眠達(dá)到最大深度，凌晨4 時(shí)30分，體溫達(dá)到最低，早晨7時(shí)30分褪黑素的分泌停止，上午10時(shí)的時(shí)候是人們頭腦最清醒的時(shí)刻，在下午17時(shí)，人體心血管工作的效率最高，肌肉強(qiáng)度最大，下午18 時(shí)30分，人的血壓達(dá)到了1天的高峰，隨即在晚上19時(shí)，體溫達(dá)到了高峰，晚上21時(shí)的時(shí)候褪黑素的分泌開始。

在人們二十四小時(shí)的節(jié)律活動(dòng)中，充足睡眠是使得人體保持精力進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)所必須的。而睡眠是有周期的，可分為醒覺期、快速眼動(dòng)期和非快速眼動(dòng)期，后者又包括淺睡期和深睡期等幾個(gè)階段。與光照對人體生物鐘的作用相同，光照對人的睡眠有著重要影響。典型的，由于藍(lán)光會(huì)影響褪黑激素的分泌，從而妨礙夜間生理轉(zhuǎn)換機(jī)制的運(yùn)作，使人較難入睡，因此，很多設(shè)備在夜間都有采用低色溫照明的方案，如iphone手機(jī)在切換到夜間模式后將使屏幕背光變?yōu)槿岷偷狞S光。

已有引導(dǎo)人體入睡的方案被提出，如申請?zhí)枮?013107527548的中國專利號(hào)通過音頻進(jìn)行催眠。而為了檢測睡眠質(zhì)量或在用戶熟睡后自動(dòng)關(guān)閉催眠的設(shè)備，很多方案對睡眠狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和判斷，如蘋果公司在中國申請?zhí)枮?015800746753的PCT專利，通過分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依據(jù)入睡用戶的身體姿勢變化來確定睡眠質(zhì)量。

盡管目前已有各種方案對睡眠進(jìn)行檢測，或者通過將照明燈光切換為柔和的黃光來幫助用戶入睡；但是，對于不同的具體用戶，即使在相同光環(huán)境下，其入睡效率也會(huì)是大相徑庭的，以往在夜間簡單的提供一種或有限幾種低色溫低照度的照明方案，針對性和有效性將非常有限。

為此，需要一種照明控制系統(tǒng)，針對具體用戶，根據(jù)對其入睡效率受光照影響的檢測，來對光源的出光進(jìn)行優(yōu)化搜索從而幫助其入睡。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術(shù)方案中，沒有專門針對睡前入睡階段的燈光調(diào)節(jié)方案，人們在入睡前要么關(guān)燈入睡、要么開著燈入睡。但如果能提供一種根據(jù)用戶特點(diǎn)能在睡前自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度與色溫，從而幫助用戶入睡的照明控制系統(tǒng)，則能解決關(guān)燈、開燈的矛盾，實(shí)現(xiàn)燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制。

為此，先要明確光照條件對入睡速度或入睡效率的影響，從而能在新環(huán)境中為照明優(yōu)化控制就不同環(huán)境光照條件對用戶入睡將形成的影響提供評(píng)估參考。而在對不同光照條件與入睡效率有關(guān)因素之間的映射關(guān)系進(jìn)行建模之前，需要先針對用戶進(jìn)行入睡行為的檢測與判斷。

人體何時(shí)入睡，難以通過一個(gè)精確的時(shí)間值進(jìn)行判定。但入睡期間的幾種人體特征如眼睛開度及其變化率、眨眼時(shí)的閉眼持續(xù)時(shí)間長度、心率及其變化率、體動(dòng)狀態(tài)等，能通過檢測模塊客觀地獲取。光環(huán)境特性中的各種屬性如光的強(qiáng)度和光色都會(huì)對人體睡眠形成不同影響。為了向搜索有助于入睡的照明條件控制提供決策依據(jù)，需要辨識(shí)并表達(dá)光照條件與上述入睡相關(guān)人體特征之間的映射關(guān)系。考慮到入睡是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過程，相鄰時(shí)間周期內(nèi)人體特征之間有著密切相關(guān)性，本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對系統(tǒng)進(jìn)行建模。