一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法与流程

专利检索2026-05-14  8


本发明涉及照明控制,具体涉及一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法。


背景技术:

1、随着科技的发展,建筑内部的照明系统越来越智能化,智慧照明系统是一种常用的建筑内部照明控制方式,智慧照明系统可以根据环境变化和照明需求自动调节照明单元的亮度和色温。通过传感器感知周围环境的亮度信息,照明系统可以自动调整照明效果,使得数据处理更加智能化,智慧照明系统中的数据处理可以提高照明舒适性和效率,同时,也有助于提升用户体验,节约能源。

2、在现有技术中,智慧照明系统的多个照明单元进行协同照明时,利用智能传感器采集的环境亮度进行照明系统的自主调节。但是,智能传感器所采集的环境亮度容易受外界环境等意外因素的影响,如路过的人影、相邻建筑阴影以及云彩等,使得照明单元的光照调节并不能根据预期缓慢变化的环境亮度进行逐步调节,某些意外因素的存在会使得环境亮度变化比较频繁,基于变化较为频繁的环境亮度进行照明单元调节,将使得照明单元调节的照明变化程度较大或较为频繁,调节合理性低下,进一步导致照明单元调节的光照环境的舒适性低下。


技术实现思路

1、为了解决上述现有照明单元调节合理性低下,导致照明单元调节的光照环境的舒适性较差的技术问题,本发明的目的在于提供一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,所采用的技术方案具体如下:

2、本发明一个实施例提供了一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,该方法包括以下步骤:

3、获取待调节照明单元光源区域在当前预设时段内每个时刻的环境亮度;

4、根据每个时刻的环境亮度分析相邻时刻的环境亮度变化特征,确定待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性;

5、确定所有时刻的环境亮度对应的亮度拟合曲线的趋势项和残差项;根据趋势项上每个时刻的数据和时间序号,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响程度;

6、获取各个历史时刻的环境亮度的意外性影响程度;根据当前时刻和各个历史时刻的环境亮度的意外性影响程度、残差项上每个时刻的数据,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标;在当前预设时段内,将当前时刻以外的其他时刻作为历史时刻;

7、根据当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标和待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性,确定待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性;

8、根据待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性,判断是否对当前时刻的待调节照明单元进行调节。

9、进一步地,所述根据每个时刻的环境亮度分析相邻时刻的环境亮度变化特征,确定待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性,包括:

10、确定当前时刻的环境亮度与其前一时刻的环境亮度之间的比值,作为当前时刻的环境亮度变化特征值;确定各个历史时刻的环境亮度与其前一时刻的环境亮度之间的比值,作为各个历史时刻的环境亮度变化特征值;

11、计算当前时刻的环境亮度变化特征值与各个历史时刻的环境亮度变化特征值之间差异的平均值,作为待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性。

12、进一步地,所述确定所有时刻的环境亮度对应的亮度拟合曲线的趋势项和残差项,包括:

13、对所有时刻的环境亮度进行曲线拟合获得拟合曲线,将拟合曲线称为亮度拟合曲线;对亮度拟合曲线进行分解,获得亮度拟合曲线的趋势项和残差项。

14、进一步地,所述根据趋势项上每个时刻的数据和时间序号,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响程度,包括:式中,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响程度,t和为预设时段内环境亮度的时间序号,为趋势项上第t个时刻的数据,为趋势项上第个历史时刻的数据,为趋势项上所有时刻的数据均值,为求绝对值函数。

15、进一步地,所述根据当前时刻和各个历史时刻的环境亮度的意外性影响程度、残差项上每个时刻的数据,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标,包括:

16、根据残差项上每个时刻的数据分析数据分布稳定性,确定当前时刻的环境亮度的第一影响范围因子;

17、计算所有历史时刻的环境亮度的意外性影响程度的平均值,将当前时刻的环境亮度的意外性影响程度与意外性影响程度的平均值的比值作为第二影响范围因子;

18、结合当前时刻的第一影响范围因子和第二影响范围因子,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标。

19、进一步地,所述根据残差项上每个时刻的数据分析数据分布稳定性,确定当前时刻的环境亮度的第一影响范围因子,包括:为第t个时刻的环境亮度的第一影响范围因子,t和为预设时段内环境亮度的时间序号,为残差项上第个历史时刻的数据,为残差项上第t个时刻的数据。

20、进一步地,所述第一影响范围因子和第二影响范围因子均与当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标为正相关关系。

21、进一步地,所述根据当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标和待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性,确定待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性,包括:

22、先对当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标进行负相关映射,获得映射结果;再计算待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性与映射结果的比值;进而对比值进行归一化处理,将归一化后的数值作为待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性。

23、进一步地,所述待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性的计算公式为:式中,为待调节照明单元在第t个时刻的最终调节必要性,nrom为线性归一化函数,为待调节照明单元在第t个时刻的初步调节必要性,e为自然常数,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响范围指标,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响范围指标进行负相关映射的映射结果。

24、进一步地,所述根据待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性,判断是否对当前时刻的待调节照明单元进行调节,包括:

25、设置调节阈值,当待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性不小于调节阈值时,对当前时刻的待调节照明单元进行调节;当待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性小于调节阈值时,不对当前时刻的待调节照明单元进行调节。

26、本发明具有如下有益效果:

27、为了克服照明单元调节的光照环境舒适性低下的缺陷,本发明提供了一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,涉及照明控制技术领域,主要应用于照明单元调节领域。该方法获取的包含当前时刻的当前预设时段内每个时刻的环境亮度,可以为后续进行进一步的数据处理提供数据基础;通过分析相邻时刻的环境亮度变化特征,获得的初步调节必要性的可靠程度更高,并且初步调节必要性是后续计算最终调节必要性的重要组成部分;为了使得光源区域的意外因素和光照变化趋势特征提取更加简单,确定了亮度拟合曲线的趋势项和残差项;为了判断当前时刻的环境亮度的趋势性特征是否符合当前预设时段对应的整体趋势特征,根据趋势项上每个时刻的数据和时间序号,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响程度;在确定意外性影响程度时,不仅考虑到趋势项上每个时刻的数据,还考虑到每个时刻的时间序号,时间序号可用于进行时间限制,防止因为时间过长导致正常的趋势变化较大,所以利用时间进行限制,有助于提高意外性影响程度的数值准确性;为了分析当前时刻与各个历史时刻之间的意外影响程度差异,需要获取各个历史时刻的环境亮度的意外性影响程度;确定意外性影响范围指标,可以在意外性影响程度的基础上考虑更全面的意外性因素影响,更加准确性地量化当前时刻的环境亮度受外界意外因素的影响情况,有助于提高后续确定的最终调节必要性的数值精准度;结合意外性影响范围指标和初步调节必要性确定的最终调节必要性,可以一定程度上避免由于环境亮度变化比较频繁导致照明单元调节较为频繁的情况,增强照明单元调节的合理性,进一步提升照明单元调节建筑内部光照环境的舒适性。


技术特征:

1.一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据每个时刻的环境亮度分析相邻时刻的环境亮度变化特征,确定待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性,包括:

3.根据权利要求1所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述确定所有时刻的环境亮度对应的亮度拟合曲线的趋势项和残差项,包括:

4.根据权利要求3所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据趋势项上每个时刻的数据和时间序号,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响程度,包括:式中,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响程度,t和为预设时段内环境亮度的时间序号,为趋势项上第t个时刻的数据,为趋势项上第个历史时刻的数据,为趋势项上所有时刻的数据均值,为求绝对值函数。

5.根据权利要求4所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据当前时刻和各个历史时刻的环境亮度的意外性影响程度、残差项上每个时刻的数据,确定当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标,包括:

6.根据权利要求5所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据残差项上每个时刻的数据分析数据分布稳定性,确定当前时刻的环境亮度的第一影响范围因子,包括:为第t个时刻的环境亮度的第一影响范围因子,t和为预设时段内环境亮度的时间序号,为残差项上第个历史时刻的数据,为残差项上第t个时刻的数据。

7.根据权利要求5所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述第一影响范围因子和第二影响范围因子均与当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标为正相关关系。

8.根据权利要求1所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据当前时刻的环境亮度的意外性影响范围指标和待调节照明单元在当前时刻的初步调节必要性,确定待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性,包括:

9.根据权利要求8所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性的计算公式为:式中,为待调节照明单元在第t个时刻的最终调节必要性,nrom为线性归一化函数,为待调节照明单元在第t个时刻的初步调节必要性,e为自然常数,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响范围指标,为第t个时刻的环境亮度的意外性影响范围指标进行负相关映射的映射结果。

10.根据权利要求1所述的一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,其特征在于,所述根据待调节照明单元在当前时刻的最终调节必要性,判断是否对当前时刻的待调节照明单元进行调节,包括:


技术总结
本发明涉及照明控制技术领域,具体涉及一种智慧照明系统的照明单元自适应调节方法,包括:获取待调节照明单元光源区域在当前预设时段内的环境亮度,分析相邻时刻的环境亮度变化特征,确定初步调节必要性;根据亮度拟合曲线的趋势项、残差项上每个时刻的数据和时间序号,确定意外性影响范围指标;根据结合初步调节必要性和意外性影响范围指标确定的最终调节必要性,判断是否对当前时刻的待调节照明单元进行调节。本发明通过量化当前时刻的环境亮度受外界环境因素的影响情况所确定的最终调节必要性,避免了由于环境亮度变化比较频繁导致照明单元调节较为频繁的情况,提升了光源区域的照明舒适性,主要应用于照明单元调节领域。

技术研发人员:韩天鸿
受保护的技术使用者:北京星光裕华光电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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