相机辅助的照明控制器的制作方法

背景技术：

本公开涉及照明，并且特别地涉及空间的受控照明。

技术实现要素：

本公开揭示了一种系统和方法，其包括位于具有带有窗户和遮阳帘（sunblinds）的墙壁的房间中的相机传感器。遮阳帘可以控制进入房间的室外光，并且室内光源可以在房间中提供人造光。控制器可以从相机传感器接收输入信号，所述相机传感器检测房间中的光强度和居住者的存在。本公开的中心点是由相机进行的存在检测。当在感兴趣区域中检测到某人时，则可以触发以下动作，诸如眩光阻止（glareprevention）、足够的光级别等。如果没有人存在，则似乎不需要关心用户舒适度，并且可以根据加热和/或制冷设备（例如加热、通风和空调（hvac）系统）的默认设置来控制该地方以将成本最小化。此方法可以应用于本系统的不同方面。

控制器可以向遮阳帘和光源提供控制信号。房间中的温度传感器和hvac可以被连接到控制器。房间或区域中的预设温度可以用hvac或另一设备来实现，该hvac或另一设备结合来自室外光和室内光源的热量来在房间中提供加热或制冷。同时控制来自室外和室内源的光，从而以实现由hvac或其它设备和光源使用的能量的最小成本的方式来获得该房间中的期望的照明强度。预设温度可以由设施管理者或者由居住者来设置，并且考虑了检测到的居住（occupancy）。此外，hvac可以使用居住来估计来自人体的热增益。在加热有效时，hvac还可以不仅通过热空气而且向液体循环加热系统的散热器提供热水。

附图说明

图1是用于受控房间照明的部件和在它们之间的信息流的图；

图2是作为相机辅助的照明控制的示例而示出的办公空间的图；并且

图3是图1和图2中的图的各部分的整合的图。

具体实施方式

在本文描述和/或示出的实施方式中，本系统和方法可以包括一个或多个处理器、计算机、控制器、用户接口、无线和/或有线连接等。

此描述可以提供实现本系统和方法的一个或多个说明性的和具体的示例或方式。可以存在实现该系统和方法的许多其它的示例或方式。

现今，行政的和其它的建筑物可以被装备内部或外部遮帘，以保护工作空间免受直射阳光。可以手动地操作（机械地或使用遥控引擎）或者用手动超控（manualoverride）来自动地控制遮帘。一些自动遮帘控制解决方案可以使用简单的存在无源红外（pir）运动检测器和局部光强度传感器。如果居住者不进行明显的移动并且不提供关于居住者的位置的信息，则pir运动检测器对于存在检测可能是差的。光强度传感器可能被限制到受约束的视场，由单个值来表示光强度，并且经常被照明环境干扰（来自外部的光束、反射等）混淆。此外，遮帘控制解决方案不一定计及建筑空间居住者的个人照明偏好。这些缺点可能由于遮帘的不期望的移动或由于不舒适的遮帘设置而导致居住者的烦扰。

此外，自动化的建筑物控制解决方案每个分开地控制照明、遮阳帘和空调，可以使用简单的固定规则（fixedrule），并且因此不一定能够实现可达到的能量经济或者使居住者的舒适度达到其全部潜能。

遮帘位置控制可以是多目标任务。位置控制可以包括以下目标：（i）眩光（直射阳光）保护；（ii）照明级别控制；（iii）隐私保护；（iv）对于与外部的视觉接触的个人偏好；和（v）控制由太阳引起的加热增益（heatinggains）。

本方法可以使用相机来实现目标。此外，使用相机作为用于居住、居住者位置和用于照明级别估计的传感器可以允许人们在区域中对目标寻址（address）（例如，在开放空间办公室中区分工作地点与通道）或在多个区域中对目标寻址（address）（例如，分开地控制开放空间办公室中的多个工作空间处的照明）。

计算机视觉算法和相机传感器的技术特征可以允许计算机定位/跟踪由一个或多个相机监视的空间中的人。例如，一个或多个天花板安装的相机可以覆盖整个房间、办公室、楼层空间等。

应用到来自相机的实时视频数据的计算机视觉算法可以返回关于包括居住者位置信息的被监视空间的瞬时居住的实时信息，使得可以以高可靠性来确定指定空间区域的居住。随着智能相机的进步，处理中的一些可以直接在相机中完成。极端的情况是相机传感器不一定将产生任何视频；它可以直接报告居住者的存在和指定的感兴趣区域（例如，用户桌子）中的光级别。

此外，从相机收集的数据可以被用来估计在特定空间位置处的瞬时照明级别（环境光强度或表面照明），使得可以以高可靠性确定在指定空间区域中的照明级别。

基于单个或多个相机和算法的集成的房间控制系统可以具有以下特征。1）它可以使用相机视场内或多个相机的总计视场内的单个居住区域或多个居住区域的空间定义。2）系统可以使用相机传感器来检测预定义区域中的居住者的存在和位置。3）系统可以使用相机传感器来估计预定义区域中的照明级别。4）系统可以使用相机传感器来检测在一个或多个预定义区域中出现的阳光、眩光和阳光方向。5）它可以使用室内和室外温度传感器来确定一个或多个预定义区域中的瞬时室外温度和室内温度。6）系统可以调整遮阳帘，使得在居住的区域中防止眩光。7）系统可以根据区域居住者对居住的一个或多个区域的光强度偏好来调整遮阳帘。

特征7）的功能可以用照明控制协调，其（根据相同的居住者的照明偏好）朝着相同的目标来调整室内照明强度。此外，区域居住者的光强度偏好可以用照明节能要求来平衡。例如，对于每个区域，可以以这样的方式选择通过适当定位的遮阳帘接收的室外照明和室内照明的组合，使得实现比如预定义强度、眩光阻止等等的照明偏好以及将用于照明的能量的总成本最小化。此外，如果遮阳帘的控制还与hvac控制集成，则区域居住者的光强度偏好可以用照明和hvac节能要求平衡。例如，对于每个区域，可以以这样的方式选择通过适当定位的遮阳帘接收的室外照明和室内照明的组合，使得实现（关于居住）指定的光强度并且使用于照明和用于hvac的能量的总成本最小化。

可以考虑没有涉及hvac的示例。可以首先定位遮阳帘，使得满足所有与光相关的要求。然后，如果工作空间中没有足够的照明，则可以以适当的强度打开人造光。

8）系统可以约束遮阳帘的移动和照明控制改变，使得保持居住者的舒适度。例如，可以在遮阳帘控制中和在照明控制中引入智能延迟，使得遮阳帘移动或遮阳帘的快速重新定位的频率低于预定义值，并且灯开关的频率低于预定义值。重新定位的速度也可受到限制。或者，在它们的连续控制的强度的情况下，可以限制室内照明的变化的速度。

9）系统可以根据通常未居住的区域中的未居住区域预设来调整遮阳帘。与特征7）的描述类似地，此类调整的功能可以用照明控制和hvac控制协调。未居住区域预设可以包括默认设置，例如“关闭”遮帘和关闭照明，或者与特征7）的描述类似地，如果遮阳帘控制与照明控制、以及与hvac控制集成，则它们可以例如根据照明和hvac节能策略来包括动态计算的状态。可以以居住检测算法可读和可理解的适当形式来定义和表示该区域。

房间可能不得不被装备hvac、遮阳帘和灯的集成控制器，以及具有本文所述能力的相机传感器。单个区域或多个非重叠区域可以由单个相机或多个相机传感器监视。如果软件考虑了重叠，则区域可以重叠。

每个区域可以与照明它的灯相关联。每个区域还可以与影响区域内的室外照明的遮阳帘段相关联。例如可以基于检测到的室外照明或者使用日期/时间、地理位置和区域到窗户的相对位置的知识来动态地推断区域到遮阳帘段的关联。

集成控制器可以实际上评估包括来自一个或多个相机传感器的输出的来自传感器的所有相关信号，并且可以通过控制连接发布控制信号到遮阳帘、照明和hvac，如本文所述。任何时间，可以由优先化的安全规定覆写遮阳帘的控制——例如如果强风威胁外部遮阳帘的话。

遮帘可以是电子灯开关或光阀，例如lcd或另一种类的电子控制透射设备。该设备可以是作为遮帘的特殊种类的电压控制着色玻璃。

图1是部件和在它们之间的信息流的图。添加相机的集成房间控制器11可以沿着线路13接收来自相机12的视频信号。针对房间或空间进行操作的房间控制器11可以包括配置偏好18。加热、通风和空调（hvac）系统14可以沿着线路15从房间控制器11接收居住信息。hvac系统14可以沿着线路22向房间控制器11提供诸如设置点、室内温度和室外温度的信息。房间控制器11可以沿着线路17向灯的控制器16提供指示每个照明设备的光强度的信号。房间控制器11可以沿着线路19向控制器21提供指示每个遮阳帘的位置和角度的信号。

图2是作为空间25的相机辅助控制的示例而示出的办公空间25的图。区域26和区域27可以是空间25的一部分。办公家具28和家具29可以分别位于区域26和27中。在区域26和27中可以分别存在灯31和32。灯31和32可以是任何种类的照明。相机或相机传感器33可以位于空间25中。空间25可以在具有墙壁34和窗户35的建筑物中。可以调整百叶窗36以控制经由窗户35进入到空间25的阳光37。温度计或温度传感器38和39可以尊敬地提供外部和内部温度。

图3是图1和图2中的图的各部分的整合的图。揭示了遮阳帘控制器21到遮阳帘36的连接。区域26和27的照明部件31和32分别示为被连接到照明控制器16。外部温度传感器38和内部温度传感器39具有到hvac系统14的连接。区域26和27的传感器41和42可以分别被连接到hvac系统14。传感器41和42可以是温度传感器。区域26和27的相机或相机传感器43和44可以分别被连接到房间控制器11。

扼要重复地说，照明控制系统可以包括位于房间的一个或多个窗户上的一个或多个遮阳帘，具有覆盖房间的视场的相机传感器，以及连接到相机传感器和一个或多个遮阳帘的控制器。相机传感器可以检测房间中的光，并将表示房间中的光强度的信号向控制器发送。控制器可以处理光强度信号以估计居住者在房间中的存在并且确定室外照明的强度是否应该被增加、减少或保持相同。如果控制器确定室外照明的强度应该被增加或减少，则控制器可以发送遮阳帘信号，以分别使一个或多个遮阳帘打开或关闭。

该系统还可以包括具有连接到控制器的强度控制输入的一个或多个r光源。控制器可以处理光强度信号以确定室内光的强度是否应该被增加、减少或保持相同。如果控制器确定室内光的强度应该被增加或减少，则控制器可以向一个或多个室内光源的强度控制输入发送信号，以分别增加或减少室内光的强度。

可以根据来自相机传感器的强度信号和包含由控制器使用的居住者配置偏好的程序来确定是否应该改变室外光的强度以及是否应该改变室内光的强度。

遮阳帘可以是使遮阳帘信号所指示的强度的光通过的可变透射光机构。

可以根据到一个或多个室内光源的强度控制输入的信号来增加或减少房间中的室内照明的强度。

系统还可以包括连接到房间中的温度传感器和到控制器的hvac系统。控制器可以根据包含居住者配置偏好或设置的程序来确定室外光的强度、室内光的强度和温度应该是什么以使鉴于居住者配置偏好或设置而使用的能量的成本最小化。

居住者配置偏好或设置可以包括从具有如下的组中选择的一个或多个项目：光强度、眩光级别、照明级别、由外部光引起的加热增益、居住、居住者的位置、舒适级别、区域控制、一个或多个的居住区域的空间定义、阳光方向、室内温度、室外温度、节能、不同种类的能量的价格、改变遮阳帘的频率和速度、光变化的频率和速度、未居住的预设、一个或多个相机或相机传感器的一个或多个设置、以及hvac的设置。

用于控制空间中的光强度的方法可以包括：检测由相机传感器监视的空间的感兴趣区域中的人或居住者的存在；用相机传感器在具有一个或多个窗户的空间中检测光的强度，所述一个或多个窗户可以用可调整的一个或多个遮阳帘来允许更多或更少的光进入由相机传感器监视的空间；将光的强度转换成强度信号；以及根据检测的预设居住和强度信号的大小来调整一个或多个遮阳帘以增加或减少通过所述一个或多个窗户的光量，从而实现所述空间中的预设级别的光强度。

该方法还可以包括：结合根据强度信号的大小来调整一个或多个遮阳帘，用源信号来调整空间中的一个或多个室内光源，以获得空间中的预设级别的光强度。

该方法还可以包括：结合根据强度信号的大小来调整一个或多个遮阳帘并且用源信号来调整一个或多个室内光源，在空间中用hvac来将温度调整到预设级别的温度，从而以实现由hvac和一个或多个室内光源所使用的能量的最小成本的方式来获得在空间中的预设级别的光强度。

如果在空间中检测到一个或多个居住者，则可以以实现由所述hvac和所述一个或多个室内光源使用的能量的最小成本的方式将预设级别的温度和预设级别的光强度设置成对于一个或多个居住者导致舒适条件的值。舒适的条件可以包括在65和80华氏度之间的空间中的温度。如果缺少空间中的一个或多个居住者的检测，则可以在不损坏空间或空间中的任何部件的情况下以实现由hvac和一个或多个室内光源所使用的能量的最小成本的方式将预设级别的温度和预设级别的光强度设置到一定的值。

照明机构可以包括：位于房间中的一个或多个相机传感器，所述房间具有带有一个或多个窗户的墙壁；分别位于所述一个或多个窗户上的一个或多个遮阳帘；在所述房间中的一个或多个室内光源；以及控制器，所述控制器具有连接到所述一个或多个相机传感器的输入，具有连接到所述一个或多个遮阳帘的第一输出，以及具有连接到所述一个或多个室内光源的第二输出。一个或多个相机传感器可以检测房间中的光。控制器可以从一个或多个相机传感器接收指示房间中的光的强度的第一信号。响应于第一信号，控制器可以估计房间中的居住者的存在，并且向一个或多个遮阳帘提供第二信号，从而根据第二信号让一定量的室外光通过一个或多个窗户进入房间，并且控制器可以向一个或多个室内光源提供第三信号以根据第三信号提供一定量的人造室内光，从而在房间中实现预设的光强度。

该机构还可以在房间中包括连接到控制器的温度传感器，以及连接到控制器的hvac系统。

房间中的温度可受到由第二和第三信号控制的一个或多个室内照明源和一个或多个遮阳帘的影响。

房间中的预设温度可以用hvac来实现，所述hvac结合根据第二信号调整一个或多个遮阳帘，根据第三信号调整一个或多个室内照明源来在房间中提供加热或制冷，从而以实现由hvac和一个或多个室内照明源使用的能量的最小成本的方式获得房间中的预设的照明强度。

可以根据相机传感器和控制器来确定在空间中是否存在一个或多个居住者。

如果在房间中检测到一个或多个居住者，则可以将预设级别的温度和预设的光强度设置成这样的值：该值以实现由hvac和一个或多个室内照明源所使用的能量的最小值的方式导致一个或多个居住者的舒适条件。舒适的条件可以包括在65和80华氏度之间的房间中的温度。

如果在空间中缺少一个或多个居住者的检测，则可以以如下的方式将预设级别的温度和预设的光强度设置成一定的值：在不损坏空间或空间中的任何部件的情况下实现由hvac和一个或多个室内照明源所使用的能量的最小成本。

房间的区间可以包括两个或更多预定义的重叠或非重叠区域。

对于每个区域，可以选择温度、室内光量和室外光量的组合，使得针对每个区域关于居住实现预设的光强度和温度，并且使得将用于照明和hvac的能量的总成本最小化。

本文指出的任何出版物或专利文献通过引用被并入本文，其程度与如同每个单独的出版物或专利文献被专门地且单独地指示以通过引用被并入的相同。

在本说明书中，事物中的一些可以具有假设的或预言的性质，但是以另一方式或时态声明。

虽然已经关于至少一个说明性示例描述了本系统和/或方法，但是在阅读本说明书时，许多变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。因此，旨在鉴于相关技术将所附权利要求尽可能广泛地解释成包括所有这样的变化和修改。