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专利号: 2021100853447
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其包括光色传感器,所述光色传感器容纳于内侧有反光涂层的球冠状取光球中,取光球通过支柱连接在固定座上,在取光球的顶部有几个呈弧线形排列的采光小孔,临近取光球与支柱接点处设有一个连接件,连接件的外侧端部设有一个用于旋转防尘罩的转轴,所述防尘罩在闭合时贴合于取光球的外壁,在取光球外壁与连接件相对的另一侧还设有一个紧贴且沿取光球外壁弧面移动的弧形遮光片,所述弧形遮光片由一个支撑于取光球外壁的线驱动轴驱动。

2.根据权利要求1所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述固定光色检测模块被设置在开放式办公室窗户内侧或外侧,用来对自然光在窗户内侧或外侧形成的反射光线的光强、及色温进行检测,并被配置为:光照测试点处的反射光线,经所述采光小孔进入采光球后经过多次反射匀光,照射在所述光色传感器上,所述光色传感器将所采样的光信号传送给开放式办公室照明系统内控制单元中的光色处理模块,以获得待测点的光强、及色温参数;

设置取光球的顶部有S个采光小孔,在光色处理模块的指令作用下,固定光色检测模块中的所述线驱动轴驱动弧形遮光片沿取光球外壁的弧面移动,使得外部不同方位的光线经第1至第S个小孔进入采光球,且每次增加一个小孔;

在经不同个数小孔进行采样后,光色处理模块对光色传感器所传送来的信号进行处理,获得每种采样状态下的待测点光强,并根据对所述光强的比较,筛选出并排除掉光强明显偏离平均光强的异常小孔所对应的数据,之后,经信号滤波以获取光照测试点的光强;

同时,还通过实验来进行光照测试点反射光强大小与照度大小的标定,并根据标定关系在线进行办公桌面所述光照测试点光色参数的检测。

3.根据权利要求1~2中任一项所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述固定光色检测模块还被配置为:离线状态时,纯自然光环境中,在各窗帘开度下,通过窗户外侧的所述固定光色检测模块获取室外光强,同时通过室内移动光色检测模块获取其对应的各光照测试点的照度值,在所建立的光强映射表中记录所述室外光强及各光照测试点的照度值;

在线控制时,开放式办公室照明系统内控制单元基于所述光强映射表、当前窗帘开度及窗户外侧固定光色检测模块的检测信号来获取当前自然光在各光照测试点的光色参数;

并根据当前时间、以及通过位置识别单元检测到的用户在位信息,基于调光照明分布表、各办公位用户的光色评分表;再通过多目标优化算法,在可调光灯组各LED串驱动电流值的可取值空间范围内,对其进行寻优,并将寻优结果传送给对应LED串的驱动器,以实现办公室照明;

其中,所述光色评分表、及调光照明分布表在离线状态时建立,所述光色评分表的每条记录中,包括办公时间段、色温、照度、评分值,所述调光照明分布表为无自然光环境下办公室内可调光顶灯的各LED串不同驱动电流值组合时发光照明对应到各光照测试点的色温值、照度值的映射;寻优过程中对各LED串驱动电流组合的评分基于所述驱动电流组合对应出光及当前自然光混光后的总光照。

4.根据权利要求3所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述固定光色检测模块还被配置为:在所述总光照的计算处理过程中,首先,针对所述多目标优化算法处理过程中进化群体内个体的n路驱动电流参数值,查找调光照明分布表获取其对应组合单独发光时m个测试点各点的第一色温值、第一照度值;通过窗户外侧所述固定光色检测模块的检测信号获得当前自然光的第二色温值,同时基于窗帘开度,通过查找光强映射表获取对应于各测试点位置上当前自然光的第二照度值;接着,基于色温到色坐标的转换关系式,将所述第一、第二色温值转换为第一、第二xyz色坐标,同时基于所预设的照度到亮度转换比例,将所述第一、第二照度值转换为第一、第二亮度;并将所述第一xyz色坐标、第一亮度转换为第一XYZ三刺激值,将所述第二xyz色坐标、第二亮度转换为第二XYZ三刺激值,将第一、第二XYZ三刺激值种的X、Y、Z三刺激值分别相加后获得总XYZ三刺激值;将总XYZ三刺激值转换为总xyz色坐标,并进一步转换为总色温,同时,将第一、第二照度相加得到总照度;最后,根据所述总照度、总色温值以及计算出的照度梯度、照度均匀度值,计算所述个体的各因素评分值。

5.根据权利要求1所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述固定光色检测模块还被配置为:离线状态时,在不同窗帘开度下,通过窗户内、外侧的所述固定光色检测模块分别获取窗户内、外光强,并用一个窗内外光强度映射表记录相应的窗户内光强、窗户外光强及窗帘开度,在线状态时,基于窗户内、外侧的所述固定光色检测模块分别获取窗户内、外光强,并通过查找所述窗内外光强度映射表获取所述窗帘开度。

6.根据权利要求5所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述查找处理过程为:设窗户内、外侧的所述固定光色检测模块所获取的窗户内、外光强分布为In0、Iw0,并基于窗内外光强度映射表通过查找和插值获取所述窗帘开度ck0,先找到窗内外光强度映射表中P(In0,Iw0)周围的四个点:A(In1,Iw1),B(In2,Iw1),C(In1,Iw2)及D(In2,Iw2),其中In1≤In0≤In2,Iw1≤Iw0≤Iw2,窗帘开度ck0用距离做加权值进行插值,其中,d1代表P到四个点距离中的最短距离,d2为第二短的点,依次类推,dT为四个距离之和;ck1为距离最短点的窗帘开度值;与待查找的P点最近的四个点依据距离长短不同被分别加上不同权重,距离最短权重最重。

7.根据权利要求3所述的用于开放式办公室照明系统的固定光色检测模块,其特征在于,所述固定光色检测模块还被配置为:通过窗户外侧的所述固定光色检测模块对自然光强进行检测,在光强变化超过设定阈值时才再次进行多目标优化和驱动电流调节,所述阈值在3~15%之间取值,并且阴天对应的阈值比晴朗天气的阈值小。

8.用于开放式办公室照明系统的移动光色检测模块,其包括光色传感器,所述光色传感器容纳于圆柱筒形取光直筒内,所述取光直筒又依次通过第二转轴、连杆、第一转轴连接于底座上,所述底座通过螺钉固定于天花板;其中,所述第一转轴、第二转轴分别在两个正交的横滚方向、俯仰方向上旋转移动,所述光色传感器可采用含多颜色通道的硅光电池;

所述移动光色检测模块悬挂于开放式办公室内办公位上方天花板上,用来对位于其周围的多个目标办公桌面的反射光信号进行检测,并被配置为:在办公室过道每隔一段距离、以及每个办公位上设置一个光照测试点,移动光色检测模块控制所述第一转轴、第二转轴旋转,使所述取光直筒依次对准预设的所述光照测试点;

并基于光色传感器的传感信号,开放式办公室照明系统内控制单元中的光色处理模块进行处理,以获取所述各办公位、及过道的光照测试点的色温与照度值。

9.根据权利要求8所述的用于开放式办公室照明系统的移动光色检测模块,其特征在于,其还被配置为:

通过示教,重复多次地改变所述第一转轴、第二转轴旋转角度,使得取光直筒依次对准预设的各光照测试点,同时记录每个光照测试点对应的第一转轴、第二转轴旋转角度;

在线检测时,查找所述记录,并控制所述两个转轴旋转到相应角度,以实时获取各办公位、及过道的光照测试点的光色参数。

10.根据权利要求8~9中任一项所述的用于开放式办公室照明系统的移动光色检测模块,其特征在于,所述移动光色检测模块还被配置为:离线状态时,纯自然光环境中,在各窗帘开度下,通过窗户外侧的固定光色检测模块获取室外光强,同时通过室内所述移动光色检测模块获取其对应的各光照测试点的照度值,在所建立的光强映射表中记录所述室外光强及各光照测试点的照度值;

在线控制时,开放式办公室照明系统内控制单元基于所述光强映射表、当前窗帘开度及窗户外侧固定光色检测模块的检测信号来获取当前自然光在各光照测试点的光色参数;

并根据当前时间、以及通过位置识别单元检测到的用户在位信息,基于调光照明分布表、各办公位用户的光色评分表;再通过多目标优化算法,在可调光灯组各LED串驱动电流值的可取值空间范围内,对其进行寻优,并将寻优结果传送给对应LED串的驱动器,以实现办公室照明;

其中,所述光色评分表、及调光照明分布表在离线状态时建立,所述光色评分表的每条记录中,包括办公时间段、色温、照度、评分值,所述调光照明分布表为无自然光环境下办公室内可调光顶灯的各LED串不同驱动电流值组合时发光照明对应到各光照测试点的色温值、照度值的映射;寻优过程中对各LED串驱动电流组合的评分基于所述驱动电流组合对应出光及当前自然光混光后的总光照。