专利名称：用于人造光和日光分布的分解的感测的方法
技术领域：
本发明涉及用于人造光和日光分布的分解的(disaggregated)感测的方法和设备。特别地，本发明涉及一种配置照明系统的方法及其配置单元以及控制照明系统的方法及其控制单元。
背景技术：
人工照明用于许多室内和室外应用，诸如例如办公室、餐馆、博物馆、广告牌、家庭、商店和商店橱窗。多年来，人工照明的控制是手工的。然而，照明的手工控制可能是不希望的、低效的和/或繁琐的。为了减轻与手工控制关联的问题，开发了基于自动控制的照明系统。自动控制对于包括多个光源并且其中光源置于诸如例如房间、建筑物或商店之类的内部空间中的不同地点处的照明系统是特别有利的。用于接通或关断光源或者调控光源的功率水平的任何手工操作都是不方便的。
近来，逐步形成了不需要任何手工操作的自动照明系统。此外，开发了与基于手工控制的系统相比改善了能量效率的自动照明系统。自动系统可以例如包括改善对照明的控制的一定数量的传感器。能量高效的自动系统是令人感兴趣的，因为在例如一些办公建筑物中，仅照明就可能构成消耗的总能量的大部分，高达近似25%至35%。出于经济和/或环境的原因，自动系统通常是优选的。
为了节省甚至更多的能量，可能有益的是使用日光的贡献来照射诸如房间、建筑物或商店之类的空间的内部。事实上，在阳光明媚的日子里，日光可以向内部空间中提供显著数量的光强度，如果内部空间为例如封闭在包括大的窗口和/或许多窗口的表面内的空间，情况尤其如此。这样的日光在无需人工照明的情况下对于正常照明条件可能就足够了。形成对照的是，在清晨、傍晚和/或夜晚或者甚至一年的特定季节期间，日光不可以提供足够的光照。在这种情况下，内部空间中的照明可以通过使用人工照明而加强。此外，内部空间中的日光在该空间的不同区域中可能是高度不规则的。例如，日光的光强度可能靠近窗口是高的，而在一件诸如书架之类的家具的“阴影”中是低的。因此，人工照明的控制有利地关于日光而被执行。
然而，存在的用于确定日光分布的现有技术系统经常过于昂贵和/或复杂。因此，需要提供用于确定日光贡献的新方法和设备以及用于关于日光控制照明的新方法和设备。发明内容
本发明的目的是减轻上述问题并且提供一方面用于确定与从照明系统的光照设备发射的光不同的任何光的贡献(例如日光贡献)且另一方面用于关于这样的外部光贡献控制照明系统的照明的改进的方法和设备。
这个和其他目的通过提供一种具有独立权利要求中限定的特征的配置方法、配置单元、控制方法和控制单元而实现。从属权利要求中限定了优选的实施例。
因此，依照本发明的第一方面，提供了一种关于与从至少一个光照设备发射的光不同的光配置照明系统的方法。该照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的所述至少一个光照设备。该方法包括步骤:基于表示在光照平面内的第一地点处测量的总光强度的第一信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第一地点处的第一贡献。此外，该方法包括步骤:基于表示在工作空间平面内的第二地点处测量的总光强度的第二信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第二地点处的第二贡献。然后，该方法包括步骤:确定表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数。
依照本发明的第二方面，提供了一种关于与从至少一个光照设备发射的光不同的光配置照明系统的配置单元。像针对本发明的第一方面的情况那样，该照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的所述至少一个光照设备。该配置单元适于基于表示在光照平面内的第一地点处测量的总光强度的第一信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第一地点处的第一贡献。该配置单元进一步适于基于表示在工作空间平面内的第二地点处测量的总光强度的第二信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第二地点处的第二贡献。然后，该配置单元适于确定表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数。
依照本发明的第三方面，提供了一种控制照明系统中的照明的方法。该照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的至少一个光照设备。该方法包括步骤:接收表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的贡献和与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在工作空间平面内的贡献之间的关系的传递函数。该方法进一步包括获得表示在光照平面内的一定地点处测量的总光强度的信号的步骤以及确定与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在获得的信号中的贡献的步骤。而且，该方法包括步骤:基于与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的所确定的贡献以及传递函数，控制光照设备。
依照本发明的第四方面，提供了一种用于控制照明系统中的照明(或者照明功能)的控制单元。该照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的至少一个光照设备。该控制单元适于接收表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的贡献和与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在工作空间平面内的贡献之间的关系的传递函数。该控制单元进一步适于获得表示在光照平面内的一定地点处测量的总光强度的信号并且确定与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在获得的信号中的贡献。此外，该控制单元适于基于与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的所确定的贡献以及传递函数，控制光照设备。
依照本发明的甚至进一步的方面，提供了一种计算机程序产品，其可装载到照明系统的配置单元或控制单元中，包括用于使得配置单元的处理装置执行依照本发明第一方面的方法的步骤的软件代码部分。
依照本发明的甚至进一步的方面，提供了一种计算机程序产品，其可装载到照明系统的控制单元中，包括用于使得控制单元的处理装置执行依照本发明第三方面的方法的步骤的软件代码部分。
因此，本发明基于以下思想:首先通过确定(基于在光照平面内测量的总光强度)在光照平面内获得的与从照明系统的光照设备发射的光不同的光(例如日光光照)的第一贡献和(基于在工作空间平面内测量的总光强度)在工作空间平面内获得的与从照明系统的光照设备发射的光不同的光(例如日光光照)的第二贡献之间的传递函数关于与从照明系统的光照设备发射的光不同的光(例如日光)配置照明系统。所述传递函数表示获得的与从照明系统的光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系。因此，首先提供配置过程，其中建立起与从照明系统的光照设备发射的光不同的光在光照平面内的贡献和与从照明系统的光照设备发射的光不同的光在工作空间平面内的贡献之间的传递函数或者相关。本发明是有利的，因为利用所确定的传递函数，可以在无需工作空间平面内的直接测量的情况下根据在光照平面内获得的与从照明系统的光照设备发射的光不同的光(例如日光光照)的贡献估计或导出与从照明系统的光照设备发射的光不同的光(例如日光光照)在工作空间平面内的贡献。
在本发明中，应当理解，像“与从照明系统的光照设备发射的光不同的光”或者“与从所述至少光照设备发射的光不同的光”那样的表述可以包括可以经由例如窗口支配性地辐射到内部空间(例如房间)中的诸如阳光之类的日光，或者诸如例如街道照明或走廊照明之类的任何人工照明。尤其是对于室内应用而言，与从照明系统的光照设备发射的光不同的光可以是从照明系统外部的光源发射的任何光，所述光源即其中设置了所述照明系统的内部空间之外的光源(诸如例如来自走廊或者来自相邻内部空间的光)，但也可以是设置在内部空间中但不是所述照明系统的一部分的任何光源(诸如例如紧急出口标志)。
正常情况下，对于这样的“与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光”的主要贡献来自日照(即日光)，并且因此在下文中将主要参照日光。因此，应当理解，术语“日光”或“日光光照”在下文中可与像“与从所述至少一个光照设备发射的光不同的(任何)光”那样的表述互换。
换言之，在配置会话或过程期间，所述配置方法和本发明的配置方法确定传递函数，在后面的阶段(例如在照明系统的控制期间)，可以通过该传递函数根据在光照平面内获得的日光光照的贡献确定日光光照在工作空间平面内的贡献。借助于该传递函数，可以在无需执行工作空间平面内的进一步的日光光照测量的情况下估计日光光照在工作空间平面内的贡献。
应当理解，本发明人已经认识到，配置方法和配置单元可以被提供来在配置会话或过程期间(即事先)关于日光光照配置照明系统。结果，例如在要求控制照明的情况下，照明系统被准备用于即将到来的确定工作空间平面内的日光光照的需要。本发明是有利的，因为它提供了关于日光配置照明系统，其中日光的分布可能是动态变化的。在配置期间确定的传递函数提供了在照明系统的控制期间无需直接测量工作空间平面内的日光地，而是相反地经由更方便的光照平面内的测量而确定工作空间平面内的日光光照。形成对照的是，用于确定日光分布的现有技术系统经常是昂贵和/或复杂的，使用例如测角光度计或者照相机。本发明的配置单元和配置方法因此是有利的，因为它们高效且方便地准备照明系统以用于高效且方便地确定日光光照在工作空间平面内的贡献。
照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的光照设备。该(这些)光照设备可以设置在房间的天花板和/或墙壁中，或者设置在与天花板和/或墙壁平行的平面中，而工作空间平面是面向光照平面的平面(其可以例如基本上平行于光照平面)。
工作空间平面可以例如为内部空间的地板或者被限定为基本上平行于地板且位于离地板的特定距离处的平面。可替换地，工作空间平面可以被限定为基本上平行于内部空间的天花板且位于离天花板的特定距离处。应当理解，工作空间平面和光照平面不一定需要彼此平行。
所述配置方法和配置单元基于表示在光照平面内的第一地点处测量的总光强度的第一信号，获得日光光照在第一地点处的第一贡献。第一地点可以为光照平面内的例如紧邻一个或多个光照设备(或者在其附近)的设置了光电传感器的点。
此外，所述配置方法和配置单元基于表示在工作空间平面内的第二地点处测量的总光强度的第二信号，获得日光光照在第二地点处的第二贡献。第二地点可以为工作空间平面内任何地方的点。出于测量光照的目的，可以(至少临时地)将光电传感器设置在第二地点处。
而且，所述配置方法和配置单元提供了表示日光光照的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数。该传递函数在这里可以被解释为可以将来自光照平面的日光光照的贡献传递至工作空间平面、将其与工作空间平面相关或者“映射”到工作空间平面的函数(例如数学函数或者操作矩阵)。传递函数可以依赖于多个参数，使得从光照平面到工作空间平面的映射满足可靠性、精度和/或可重复性方面的需求。例如，传递函数可以依赖于时间和/或空间，即根据日时和/或例如房间的区域将光照平面内的照明传递至工作空间平面。
关于所述控制方法和控制单元，应当理解的是，接收的传递函数和获得的信号二者的计算可以引出日光在工作空间平面内的贡献，从而允许控制照明设备。换言之，可以基于所确定的日光光照在光照平面内的贡献以及传递函数控制光照设备。如上所述，这是有利的，因为它仅仅要求在无需测量日光光照在工作空间平面内的贡献的情况下确定日光光照在光照平面内的贡献。照明系统的控制因此借助于传递函数而被执行，使得工作空间平面内的日光光照的估计从仅仅在光照平面内做出的测量而获得。出于这个目的，可以在光照平面内提供多个光电传感器。
本发明因此是特别有利的，因为它缓解了在光照设备的控制期间与工作空间平面内的测量有关的问题。代替直接测量的是，本发明基于经由传递函数的估计，这是有利的，因为它更加方便并且较少妨碍。
本发明的有利之处还在于，可以关于动态变化控制照明，因为日光在工作空间平面内的贡献将直接根据在光照平面内获得的日光的贡献确定。特别地，传递函数可以依赖于日光光照的各种不同的可能条件。
本发明的有利之处还在于，它提供了日光在工作空间平面内的贡献的可靠估计。
在下文中，将描述尤其是与本发明的第一和第二方面有关的实施例。然而，由于在一些实施例中可以组合本发明的各个不同的方面，因而这些实施例原则上可以适用于上面提到的方面中的任何一个。特别地，应当理解的是，参照依照第一方面的配置照明系统的方法描述的所有实施例可以直接适用于依照第二方面的配置单元。类似地，参照依照第三方面的控制照明系统的方法描述的所有实施例可以直接适用于依照第四方面的控制单元。
依照本发明的一个实施例，所述光照设备可以关断。在其中光照设备可以是停用的当前实施例中，日光光照的第一贡献和第二贡献将等于分别在第一和第二地点处测量的总光强度。当前实施例的一个优点在于，照明系统的配置变得甚至更加高效，因为在配置中无需考虑来自光照设备的任何贡献。在测量的光强度与日光在各平面内的贡献之间存在直接相关。出于这个目的，所述配置单元可以进一步适于检测光照设备是否关断或者接收关于检测光照设备是否关断的信息。如果它们关断，那么配置单元可以依照上面提到的过程发起配置会话。
依照本发明的一个实施例，所述配置方法可以进一步包括步骤:估计光照设备的光照在第一信号中的任何第一潜在贡献以便获得日光光照的第一贡献以及估计光照设备的光照在第二信号中的任何第二潜在贡献以便获得日光光照的第二贡献。当前实施例的一个优点在于，即使光照设备接通，也可以执行照明系统的配置。利用当前实施例，照明系统的配置可以适应从任何光照设备发出的光在第一和第二信号中的贡献。当前实施例的有利之处在于，获得传递函数的更可靠的确定，因为所述配置依赖于来自激活的光照设备的光-Tj.士 [>贝献。
依照本发明的一个实施例，所述配置方法可以进一步包括步骤:确定表示估计的第一潜在贡献与估计的第二潜在贡献之间的关系的传递函数。当前实施例是有利的，因为它提供了关于人工照明在光照平面内的贡献配置工作空间平面内的人工照明。因此，利用当前实施例，通过估计光照设备在光照平面内的贡献，可以在无需工作空间平面内的光强度的任何直接测量的情况下从传递函数导出这些设备对于工作空间平面内的光照的贡献。当前实施例的另一优点在于，照明系统可以被配置用于预测光照设备对于工作空间平面内的光照的贡献的影响，从而在后面的阶段(在控制期间)提供对于光照设备的更精确的控制。
依照本发明的一个实施例，获得日光光照的第一贡献的步骤可以针对光照平面内的多个第一地点或者针对多个时间点进行重复，并且获得日光光照的第二贡献的步骤可以针对工作空间平面内的多个第二地点或者针对多个时间点进行重复。当前实施例的一个优点在于，表示日光光照的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数的确定进一步被改进并且尤其是更加精确，因为日光光照的贡献针对数量增加的第一和第二地点和/或数量增加的时间点而获得。
应当理解的是，第一和第二地点处用于获得日光光照的贡献的重复测量可以在空间上和/或在时间上变化。例如，测量可以针对多个第一和第二地点执行以便覆盖内部空间的若干地点，和/或针对例如早晨、下午、傍晚和/或夜晚期间的多个时刻执行以便经由日光覆盖各种不同类型的光照条件。结果，可以获得依赖于空间和/或时间的改进的传递函数，导致照明系统的改进的配置以及以后的对于照明系统中的照明的改进的控制。这样的改进的传递函数是有利的，因为对于各种不同的日光光照条件，照明的控制更加精确。
依照本发明的一个实施例，估计任何第一潜在贡献的步骤可以针对光照平面内的多个第一地点或者针对多个功率水平进行重复，并且估计任何第二潜在贡献的步骤可以针对工作空间平面内的多个第二地点或者针对多个功率水平进行重复。当前实施例的一个优点在于，表示第一和第二潜在贡献之间的关系的传递函数的确定进一步被改进并且尤其是更加精确，因为潜在贡献针对数量增加的第一和第二地点和/或数量增加的功率水平而获得。第一和第二地点处用于获得潜在贡献的重复测量可以在空间、时间和/或光照设备的功率水平(调光)上变化。如果多个光照设备设置在光照平面内，那么可以根据空间和/或时间改变调光。
依照本发明的一个实施例，日光光照的第一贡献可以通过从第一信号中减去估计的第一潜在贡献而获得，并且日光光照的第二贡献可以通过从第二信号中减去估计的第二潜在贡献而获得，这是获得日光光照的第一贡献和第二贡献的有利(且相对容易的)方式。
依照本发明的一个实施例，估计第一潜在贡献和第二潜在贡献的步骤基于频分复用。关于这点，频分复用意味着第一和第二潜在贡献可以通过经由分配给单个光照设备或者光照设备组的频率识别来自该特定单个光照设备和/或光照设备组的光照贡献而被估计。当前实施例的一个优点在于，促进了特定单个光照设备和/或特定光照设备组的贡献的识别。事实上，所有光照设备对于总的测量的光强度的贡献可能难以获得。然而，通常，使用脉宽调制(PWM)信号控制诸如发光二极管(LED)之类的光照设备，可以将表示一定地点处测量的总光强度的信号的dc分量归因于估计的日光贡献，而表示该地点处测量的总光强度的信号的谐波分量可以归因于单独的LED源(其中PWM信号的频率转化成特定谐波)。因此，所述光源中的每一个的贡献可以首先基于频率分析而被确定，并且所述光源中的每一个的贡献的和可以出于计算的目的通过从表示一定地点处测量的总强度的信号中减去日光的贡献而被确定。
在下文中，将描述尤其是与照明的控制，即与本发明的第三和第四方面有关的本发明的实施例。
依照一个实施例，所述控制方法可以进一步包括估计光照设备的光照在获得的信号中的任何潜在贡献的步骤，并且日光光照的贡献于是可以基于估计的潜在贡献。当前实施例的一个优点在于，可以在确定日光在获得的信号中的贡献时补偿光照设备对于获得的信号(表示总光强度)的贡献。因此，获得日光贡献的更加精确的确定，从而导致照明的更加精确的控制。像针对上面提到的配置会话的情况那样，光源可以基于PWM信号进行操作，从而允许经由分配的频率识别信号源中的每一个或者信号源组。
依照本发明的一个实施例，所述控制方法可以进一步包括步骤:接收表示光照设备的光照在光照平面内的贡献与所述至少一个光照设备的光照在工作空间平面内的贡献之间的关系的附加传递函数，其中所述至少一个光照设备的控制进一步基于该附加传递函数。当前实施例的一个优点在于，对于照明系统中的照明的控制甚至进一步被改进了，因为附加传递函数提供了进一步基于光照设备的光照在工作空间平面内的预测的贡献的控制。换言之，对于照明系统中的照明的控制可以借助于附加传递函数而考虑到光照设备在工作空间平面内的预测的光照水平。出于这个目的，所述控制单元可以记录传递函数(或者用于光照平面和工作空间平面内的贡献的值集合)，并且根据获得的信号中的估计的光照贡献获取诸如调光(功率水平)、地点和/或时间之类的相应参数。控制单元于是可以适于关于希望的光照水平获取用于控制光照设备的最优参数(尤其是功率水平)。
依照本发明的一个实施例，所述控制方法可以进一步包括步骤:接收与工作空间平面内目标的存在性检测有关的信息，其中光照设备的控制进一步基于是否在工作空间平面内检测到目标。当前实施例的一个优点在于，光照设备的控制可以适应工作空间平面内目标的存在(或不存在)。该控制从而提供了一种更加能量有效的光照，因为该光照可以于在工作空间平面内检测到目标的情况下接通或增加，以及类似地于在工作空间平面内未检测到目标的情况下关断或减少。术语“目标”在这里指的是可以运动的物体，例如在房间中行走的人。出于这个目的，控制单元可以操作地连接到适于检测目标的存在性的存在性检测传感器。这样的存在性检测传感器可以是超声传感器或者射频传感器。这样的传感器可以设置在包括光照平面和工作空间平面的内部空间的墙壁或天花板处。
依照本发明的一个实施例，所述控制方法可以进一步包括步骤:基于工作空间平面内检测的任何目标的位置和/或数量控制光照设备，这是有利的，因为对于光照设备的控制尤其是在能量效率方面甚至进一步被改进。光照设备可以基于目标的位置而被控制，使得例如更多的光可以在其中检测到目标的区域中提供。代替针对整个内部空间或这工作空间平面增加或减少照明的是，可以增加或减少局部照明。此外，光照设备可以基于工作空间平面内检测的目标的数量而被控制，从而关于目标的数量适应性调节光。例如，如果在房间中存在大量的人，由于例如照明或者光照设备本身的阴影和/或障碍物的原因，可以增加照明。
依照本发明的一个实施例，所述控制方法可以进一步包括步骤:基于工作空间平面内的预定光照水平或者预定光照水平范围，控制光照设备。事实上，工作空间平面内的预定光照水平或者预定光照水平范围可能关于例如标准化是优选的或者所需要的。于是，可以朝着这样的预定光照水平或者预定范围自动地控制照明。当前实施例结合前两个与存在性检测有关的实施例是特别有利的，因为如果在工作空间平面内检测到目标的存在，那么可以将照明控制到优选的或者需要的光照水平。类似地，如果没有检测到目标，那么控制照明以处于较低的水平。当前实施例的一个优点因此在于，所述控制提供了甚至更加能量有效、优选和/或方便的照明。例如，在不存在目标的情况下可以将预定光照水平预设为相对较低的水平，从而节省能量。此外，例如房间的不同区域可以具有不同的预定光照水平或范围，从而根据空间而适应性调节照明。而且，基于预定光照水平或预定范围控制光照设备可以依赖于时间，即在特定时间段期间提供低或高水平的照明。
依照本发明的一个实施例，所述控制方法可以进一步包括步骤:依照上面关于照明系统的配置(即本发明的第一和/或第二方面)描述的实施例中的任何一个获得传递函数和/或附加传递函数。当前实施例的优点可以是关于照明系统的配置的已经提到的优点中的任何优点。出于这个目的，应当理解的是，所述配置单元和控制单元可以是单独的实体或单个实体。
应当理解的是，上面关于配置方法描述的特定实施例和任何附加特征同样适用于依照本发明第二方面的配置单元、依照本发明第三方面的配置方法和依照本发明第四方面的控制单元并且可与其组合。
当研究下面的详细公开内容、附图和所附权利要求书，本发明的另外的目的、特征和优点将变得清楚明白。本领域技术人员应当认识到，本发明的不同特征可以进行组合以产生与下文中描述的实施例不同的实施例。
现在将参照示出本发明的当前优选实施例的附图更加详细地描述本发明的这些和其他方面，在附图中: 图1为依照本发明一个实施例的用于配置照明系统的配置单元的示意图， 图2为依照本发明一个实施例的日光光照在工作空间平面内的贡献的示图， 图3为依照本发明实施例的在工作空间平面内测量的总光强度的示图， 图4为依照本发明一个实施例的光照设备的调光水平的示图，图5为依照本发明一个实施例的用于不同地点的节能的示图，以及 图6为依照本发明一个实施例的由传感器获得的目标的轨迹的视图。
具体实施方式
在以下描述中，参照用于关于日光配置照明系统的配置单元描述本发明，其中照明系统包括设置在光照平面内以照射工作空间平面的光照设备。
图1为用于关于日光光照102配置照明系统101的配置单元100的示意图。照明系统101可以包括设置在光照平面104内的一个或多个光照设备103。光照设备103可以是发光二极管(LED)，所述光照设备103此后出于缩写的原因而记为LED 103。LED 103可以是激活的(即接通的)、停用的(即关断的)，或者按照因子J加以调光，其中0 ( d ( Y。值￠/ =0意味着调光成断开，而￠/ =1表示LED 103处于其最大光照。因此，LED 103在调光水平V处消耗的平均功率为P(^Z)=J* P。，其中P。为LED 103接通时的功耗。
LED 103可以以对称网格设置在光照平面104内，或者例如以线性、矩形、三角形或圆形模式设置。可替换地，LED可以以任何其他的不规则几何结构设置。光照平面104可以例如是房间105的天花板。可替换地，光照平面104可以是平行于房间105的天花板并且设置在离天花板一定距离处的平面，从而LED 103包含在与天花板本身的平面不同的另一个平面内。此外，可以在光照平面104内提供一个或多个光电传感器106以用于测量光强度。例如，可以存在#个LED 103和#个光电传感器106，而在一个非限制性的特定实例中，光电传感器106可以以一对一的关系耦合到LED 103，从而在图1所示的示例性实施例的光照平面104内，在光照平面104内存在八个光源107，每个光源107包括以7 x8均匀正方形网格设置的56个LED 103，LED 103之间的间隔近似为0.1m0此外，LED 103的间距可以在一个方向上(例如沿着长度(y))近似为0.9m，并且在另一个方向上(例如沿着宽度(X))为1.2m。LED 103可以为具有半功率光束角为60°并且最大强度为14.3 Ix的朗伯辐射模式的类型。假设源107的调光水平在组水平下可以是可调整的，即光源107内的LED 103可以处于相同的调光水平。对于其中光源107中的LED 103可单独地调整的情况的扩展是直截了当的。
光照平面104可以被设置成照射工作空间平面110，该工作空间平面可以基本上平行于光照平面104。工作空间平面110可以例如为房间105的地板或者地板上方的平面。在图1中，光照平面104和工作空间平面110垂直地分开距离h，并且房间105中的工作空间平面110可以看作其中诸如例如人之类的目标可以运动的平面。
配置单元100可以适于获得日光光照102的第一贡献D (xk, yk, 0)，其中日光光照102可以来自太阳和/或房间105之外的任何照明(S卩外部照明)。日光光照102可以通过窗口 112等进入房间105。日光光照102的第一贡献可以在光照平面104内的第一地点113 (xk, yk)处获得，即在设置光电传感器106所在的地点处获得。日光光照102的第一贡献可以基于表示在光照平面(即z=0)内的第一地点113 (xk, yk)处测量的总光强度Et(xk, yk, 0)的第一信号而获得。因此，在第一地点113处测量的总光强度依赖于日光光照102的第一贡献。
此外，配置单元100可以适于获得日光光照102在工作空间平面110内的第二地点121 (x，y)处的第二贡献D (x，y, h)。日光光照102的第二贡献可以基于表示在工作空间平面(即Z=h)内的第二地点121 (X，y)处测量的总光强度Et (X，y, h)的第二信号而获得。总光强度可以在第二地点121处由一个或多个光电传感器106测量，所述光电传感器可以在配置会话期间(至少临时地)设置在工作空间平面110内的一个或多个地点处。
此外，配置单元100可以适于确定表示日光光照102的第一贡献与第二贡献之间的关系的传递函数或映射表130。应当理解的是，传递函数130可以被视为数学函数或表格，该数学函数或表格可以将来自光照平面104的日光光照102的第一贡献传递至日光光照在工作空间平面110内的点处的贡献、将来自光照平面104的日光光照102的第一贡献与所述点处的贡献相关或者“映射”到所述点处的贡献。映射到工作空间平面110内的第二地点121的中间点可以通过适当的外插而获得。
配置单元100可以进一步适于估计LED 103的光照在第一信号中的任何第一潜在贡献2 i=0 to n^'Ei (xk, yk, o)以便获得日光光照102的第一贡献(I: i=0 t0 wEi (xk, yk, 0)表示所述LED中的每一个在光照平面内的地点(xk，yk)处的贡献的和)。因此，日光光照102的第一贡献和LED 103的光照的第一潜在贡献作为分解的贡献由光照平面104内安装的光电传感器106获得。类似地，配置单元100可以适于根据(至少临时地)设置在工作空间平面110内的光电传感器的测量估计LED 103的光照在第二信号中的任何第二潜在贡献2 i=QtonrfiEi (x, y, h)。根据第二潜在贡献，可以获得日光光照102的第二贡献。此外，配置单元100可以适于确定表示估计的第一潜在贡献与估计的第二潜在贡献之间的关系的附加传递函数150。该附加传递函数或者映射表150可以以与先前描述的传递函数130相同的方式进行解释。
配置单元100可以进一步包括针对光照平面104内的多个第一地点113重复获得日光光照102的第一贡献的步骤以及针对工作空间平面110内的多个第二地点121重复获得日光光照102的第二贡献的步骤。针对第一地点113和第二地点121重复获得日光光照102的贡献可以遍及整个光照平面104和/或 工作空间平面110执行。例如，重复获得日光光照102的第一贡献可以针对设置在光照平面104内的每个光电传感器106和/或针对工作空间平面104内的光电传感器的地点121或光电传感器的组合执行。类似地，重复获得日光光照102的第二贡献可以针对设置在光照平面内的每个光电传感器106和/或针对工作空间平面110内的光电传感器的地点121或光电传感器的组合执行。而且，重复获得日光光照的贡献可以针对多个时刻执行，因为第一贡献和第二贡献可能作为时间的函数而依赖于日光光照。类似地，在估计LED 103在第一和第二信号中的任何第一和第二潜在贡献中，针对光照平面104和工作空间平面110内的多个第一地点113和第二地点121的重复可以以相似的方式执行。
日光光照102的第一贡献D (xk, yk, 0)可以如下通过从第一信号Et (xk, yk, 0)中减去估计的第一潜在贡献2i=(l t。(xk, yk, 0)而获得: D (xk, yk, 0)- Et (xk, yk, 0)_ 2 i=0 to (xk, yk, 0)方 f王(I) 其中4为用于第i个LED 103的调光，并且日光光照102的第二贡献D (xk，yk, h)可以如下通过从第二信号￡7 (X，y, h)中减去估计的第二潜在贡献2i=(l t。(X，y, h)而获得: D(xk, yk, h)= Et (x, y, h) -1: i=0 t0 ^iEi (x, y, h)方程(2) 配置单元100可以进一步包括步骤:基于频分复用(FDM)估计LED 103的第一和第二潜在贡献。在FDM中，每个LED 103、LED组或者光源107被分配不同的频率。可以使用脉宽调制(PWM)控制LED 103的光照强度，其中占空比为LED 103的调光水平。结果，可以通过频率分析单独地识别LED或LED组对于表示在光照平面或工作空间平面内的一定地点处测量的总光强度的信号的贡献。
在图1中，用于控制照明系统101中的照明的控制单元160被提供用于基于日光光照102在光照平面104内的所确定的第一贡献以及传递函数130控制LED 103。控制单元160可以接收或者本身获得用于控制照明系统101的传递函数130。例如，如果日光光照102在光照平面104内的第一贡献为高，并且控制单元160经由传递函数130估计日光光照102在工作空间平面110内的贡献也为高，那么控制单元160可以通过例如降低来自LED 103的照明而相应地控制照明。类似地，控制单元160可以基于LED 103的光照在获得的信号中的任何第一潜在贡献以及可以被接收或获得的所述附加传递函数150而控制LED103。
控制单元160可以适于根据日光控制LED 103，所述日光可以具有动态变化的分布。控制单元160可以被提供有适合于控制照明系统101中的照明的任何控制算法。
在图2中，日光光照102在工作空间平面110内的第二贡献120被示为例如长度为4.5m且宽度为3m的房间105中的离散分布网格，其中工作空间平面110被定位成离天花板大约2m。窗口 112位于房间105的左上方(如图2中所不)。靠近窗口 112处，日光光照102在工作空间平面110内的第二贡献120为高，而日光光照102的第二贡献120朝着更远离窗口 112的房间的右下方逐渐减小。
图3为在控制照明系统期间在工作空间平面110内表示的总光强度115的示图。控制单元160可以接收关于在房间105的工作空间平面110内的坐标(例如x=0 ；y=2.25)处检测的目标300的存在性的信息，其中该信息可以接收自检测传感器。例如，对于房间105中的每个目标300而言，占据的区域R。可以被限定为工作空间平面110内所有第二地点121的集合。在占据的区域R。中，水平为L。的均匀光照可能是所希望的。在未占据的区域中，可能希望具有较低的或者最小的光照水平Lu，其中水平L。和Lu可以基于光照规范进行选择。在实践中，出于能量效率的原因，均匀光照要求围绕值L。的光照水平的变化优选地低于特定阈值C。。
控制单元160可以基于在工作空间平面110内是否检测到目标300并且更特别地基于在工作空间平面110内检测的目标300的位置和/或数量控制照明系统101中的照明。在图3中，目标300的地点处的总光强度115比在目标300周围的地点处更高。出于这个目的，控制单元可以控制设置在目标300上方的LED，使得在日光光照不足以达到L。的情况下，目标300处的光照水平达到L。。靠近窗口 112处，由于通过窗口 112进入的日光光照102的第二贡献120的原因，总光强度115为高。
图4为设置在房间105中的光照平面104内的八个光源107的示图。光源107包括LED 103，这些LED已经基于图3中的检测的目标300并且基于日光光照102在光照平面104内的第一贡献而被调光(或者未被调光)。光照平面104内靠近目标300在工作空间平面110内的地点的LED 103未被调光或者仅仅被轻微地调光，以便为目标300提供适当的光照。另一方面，在房间105的上部，LED 103被强烈调光或者完全调光，即关断。这是房间105的靠近窗口 112且在远离目标300的距离处的部分的影响，从而不需要如在工作空间平面110内一样多的光照。
图5为用于房间105中目标300的不同地点的节能的示图。节能在靠近窗口 112的目标300的地点处并且更特别地在其中日光光照102的第二贡献为高的地点处更大。这意味着满足这样的地点处的光照要求所需的来自LED 103的贡献最小，导致改进的能量效率。
图6为目标300在房间105中的轨迹601 (例如路径、路线或途径)的视图，其中目标300的轨迹601作为时间的函数而被估计。因此，在这里其意味着在时间A处被估计为处于例如地点X1, Y1处的目标在时间t2处被估计为处于例如X2, y2处,并且进一步在时间t3处被估计为处于例如X3, y3处,等等。
如由若干星标记的轨迹601所示，被描绘成人的目标300从房间105长边的近似中间进入房间105，然后左转并且朝着房间105的短端走到房间105的左侧。从那里，目标300右转并且沿着房间105的与这个人进入房间105的长边相对的长边行走。目标300然后在房间105的右侧离开房间105。
目标300的轨迹601可以由控制单元160估计，或者可替换地由单独的实体估计。控制单元160可以进一步基于目标300真实轨迹601的估计的轨迹602控制照明系统101中的照明。图6中示出了这样的实验的结果，其中被示为若干星号的估计的轨迹602仅仅跟随目标300在房间105中的真实轨迹601。
LED 103可以被 控制成使得如果目标300在时间^处被估计为存在于例如X1, Y1处并且在时间t2处被估计为存在于例如x2，y2处，其中这些位置包含在目标的估计的轨迹内，那么LED 103可以在时间&处或者在靠近&的时间处点亮以便照亮坐标Xl，yi处的区域，并且LED 103可以在时间t2处或者在靠近t2的时间处点亮以便照亮坐标x2，y2处的区域，等等。类似地，可以在目标300相对远离时间h处的估计的地点Xl，Y1以及处于时间t2处的例如x2’ y2时对对应LED 103的照明进行调光。例如，当目标300进入房间105时，可以点亮LED 103中的一个或多个，而当目标300离开房间105时，可以对LED中的一个或多个进行调光。
虽然参照本发明的特定示例性实施例描述了本发明，但是许多不同的改动、修改等等对于本领域技术人员将变得清楚明白。所描述的实施例因此并非意在限制如所附权利要求书所限定的本发明的范围。
应当理解的是，本发明的环境可以不同于图1中所示。例如，可以在室外应用中而不是房间中提供本发明。此外，单元、设备等的任何尺寸和/或数量可以与所描述的不同。例如，光源107的配置和/或数量可以以与图1中所示不同的任何其他方式提供。还应当理解的是，尽管照明系统的配置单元的以及依照本发明的方法的配置会话可以有利地在安装照明系统时执行，但是配置会话可以在任何时间执行，甚至在安装照明系统之后执行。因此，配置单元可以被配置成以预定的时间间隔执行照明系统的配置会话以便提供更新的配置。这样的实现方式是有利的，因为例如房间中的诸如阴影、光反射等等之类的光条件方面的环境可能自安装以后例如由于房间105中的家具移位的原因而变化。
权利要求
1.一种关于与从至少一个光照设备(103)发射的光不同的光配置照明系统(101)的方法，其中该照明系统包括设置在光照平面(104)内以照射工作空间平面(110)的所述至少一个光照设备，该方法包括步骤: -基于表不在光照平面内的第一地点(113)处测量的总光强度的第一信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第一地点处的第一贡献； -基于表示在工作空间平面内的第二地点(121)处测量的总光强度的第二信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第二地点处的第二贡献；以及 -确定表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数(130)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个光照设备关断。
3.如权利 要求1所述的方法，进一步包括步骤: -估计所述至少一个光照设备的光照在第一信号中的任何第一潜在贡献以便获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献；以及 -估计所述至少一个光照设备的光照在第二信号中的任何第二潜在贡献以便获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第二贡献。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括步骤: -确定表示估计的第一潜在贡献与估计的第二潜在贡献之间的关系的传递函数(150)。
5.如前面的权利要求中任何一项所述的方法，其中获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献的步骤针对光照平面内的多个第一地点或者多个时间点进行重复，并且获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第二贡献的步骤针对工作空间平面内的多个第二地点或者多个时间点进行重复。
6.如权利要求3-5中任何一项所述的方法，其中估计任何第一潜在贡献的步骤针对光照平面内的多个第一地点或者多个功率水平进行重复，并且估计任何第二潜在贡献的步骤针对工作空间平面内的多个第二地点或者多个功率水平进行重复。
7.如权利要求3-6中任何一项所述的方法,其中与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献通过从第一信号中减去估计的第一潜在贡献而获得，并且其中与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第二贡献通过从第二信号中减去估计的第二潜在贡献而获得。
8.如权利要求3-7中任何一项所述的方法，其中估计第一潜在贡献和第二潜在贡献的步骤基于频分复用。
9.一种控制照明系统(101)中的照明的方法，该照明系统包括设置在光照平面(104)内以照射工作空间平面(110)的至少一个光照设备(103)，该方法包括步骤: -接收表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的贡献和与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在工作空间平面内的贡献之间的关系的传递函数； -获得表示在光照平面内的一定地点处测量的总光强度的信号； -确定与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在获得的信号中的贡献；以及 -基于与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的所确定的贡献以及传递函数，控制所述至少一个光照设备。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括估计所述至少一个光照设备的光照在获得的信号中的任何潜在贡献的步骤，其中与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的贡献基于估计的潜在贡献。
11.如权利要求9或10所述的方法，进一步包括步骤: -接收表示所述至少一个光照设备的光照在光照平面内的一定地点处的贡献与所述至少一个光照设备的光照在工作空间平面内的一定地点处的贡献之间的关系的附加传递函数； -其中所述至少一个光照设备的控制进一步基于该附加传递函数。
12.如权利要求9-11中任何一项所述的方法，进一步包括步骤:接收与工作空间平面内目标(300)的存在性检测有关的信息，其中所述至少一个光照设备的控制进一步基于是否在工作空间平面内检测到目标。
13.如权利要求9-12中任何一项所述的方法，其中控制光照设备的步骤进一步基于工作空间平面内的预定光照水平 或者预定光照水平范围。
14.一种用于关于与从至少一个光照设备(103)发射的光不同的光配置照明系统(101)的配置单元(100)，该照明系统包括设置在光照平面(104)内以照射工作空间平面(110)的所述至少一个光照设备，该配置单元适于: -基于表不在光照平面内的第一地点(113)处测量的总光强度的第一信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第一地点处的第一贡献； -基于表示在工作空间平面内的第二地点(121)处测量的总光强度的第二信号，获得与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在第二地点处的第二贡献；以及 -确定表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数(130)。
15.一种用于控制照明系统(101)中的照明的控制单元(160)，该照明系统包括设置在光照平面(104)内以照射工作空间平面(110)的至少一个光照设备(103)，该控制单元适于: -接收表示与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的贡献和与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在工作空间平面内的贡献之间的关系的传递函数； -获得表示在光照平面内的一定地点处测量的总光强度的信号； -确定与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在获得的信号中的贡献；以及 -基于与从所述至少一个光照设备发射的光不同的光在光照平面内的所确定的贡献以及传递函数，控制所述至少一个光照设备。
全文摘要
本发明提供了一种关于与从光照设备(103)发射的光不同的光配置照明系统(101)的方法、配置单元(100)和控制单元(160)。该照明系统包括设置在光照平面(104)内以照射工作空间平面(110)的所述至少一个光照设备。该方法包括步骤基于表示在光照平面内的第一地点(113)处测量的总光强度的第一信号，获得与从光照设备发射的光不同的光在第一地点处的第一贡献。此外，该方法包括步骤基于表示在工作空间平面内的第二地点(121)处测量的总光强度的第二信号，获得与从光照设备发射的光不同的光在第二地点处的第二贡献。而且，该方法包括步骤确定表示与从光照设备发射的光不同的光的第一贡献和第二贡献之间的关系的传递函数(130)。
文档编号H05B37/02GK103190202SQ201180054344
公开日2013年7月3日 申请日期2011年10月10日 优先权日2010年11月11日
发明者A.V.潘德哈里潘德, D.塞塞多佛朗迪兹 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司