[发明专利]计算机控制的照明系统

说明书

本发明总体涉及计算机控制的照明系统，并且特别地涉及自动配置 照明系统以实现对工作表面的希望的照明。

照明系统的主要目标之一是向希望的位置或工作表面提供必要的 照度或照明水平。照明技术已经发展到灯具可以单独地驱动它们的输出 光照水平的程度。通过这种方式，用户具有增强的控制以实现希望的工 作表面的必要的照度。人工照明的另一个非常相关的方面是能耗，因为 人工照明变成能量帐单的最大部分之一。每当多个可控的和可能地可移 动的或光束模式可配置的发光体被集成在照明基础设施中时，照明控制 或照明管理系统的任务之一是确定将要施加到发光体的设置，从而实现 希望的照度分布。而且，照明系统的最终能耗应当不会不必要地变高。

为了配置照明系统，照明CAD(计算机辅助设计)和可视化工具可 以用于获得光场景的真实感可视化。因此，通过(引导的)反复试验法， 可以仿真场景中灯的设置的不同组合，直到实现在多个工作表面上的类 似于预期目标的照度分布。每当考虑以大量的可控自由度连同数量增加 的目标工作表面为特征的照明装置时，则该方法变得难以工作。其原因 是，对于这种情况，要被试验的可能组合的数量呈指数增长。而且，这 样的工具要求所考虑的房间的几何结构和布局作为系统的输入，例如在 缺乏建筑的平面图的情况下，或特别地每当考虑可移动灯具或集成了旋 转元件的灯具时，这可能是要做的一项十分繁重的工作。另一方面，这 样的工具中很少能够帮助处理能量效率/管理方面。

目前，所谓的“智能”照明控制系统能够迭代地调节由灯具再现的光 照水平，直到实现在多个工作表面上的类似于期望的目标的照度分布和 最小功耗。而且，与现有方法(即基于CAD的方法)不同，对于这种 情况，不需要给出几何结构信息作为系统的输入。然而，这种系统依赖 于永久地部署在所述工作表面的多个点处的照度传感器。如果所考虑的 工作表面在物理上存在，则部署可能或多或少地可工作，但是对于虚拟 的工作表面，它也可能不可用。即使实践上可行，根据在可用的自由度 方面的照明系统的复杂性，这样的实时系统也可能需要很长时间收敛到 一定解，因为所述迭代必须足够慢地执行或以足够小的照明步长执行， 从而使得房间中的人们的视觉不太受到由控制器带来的设置方面的改 变的干扰。

本发明的目的是提供改进的照明系统。

这个目的通过独立权利要求实现。从属权利要求示出了其他的实施 例。

本发明的基本思想是：自动计算照明系统的配置设置的接近的估 计，特别是在缺乏日光的情况下该照明系统需要这种估计来让安装的照 明设备再现指定的照度分布。此外，可以做出规定，使得浪费的能量保 持最小值。

根据本发明的实施例，预期照明的规范可以包括在工作表面处的给 定参考测量点处的预期的数值。根据本发明其他实施例，还可以指定在 每个参考测量点处的值的范围而不是特定的值，从而进一步增强照明系 统。此外，本发明的实施例可以包括最大-最小照度比的约束条件，该最 大-最小照度比指示了在给定表面上照明分布的均匀性。

通过本发明，可以克服由照明CAD工具和照明控制系统所施加的 至少一些限制。特别地，本发明的实施例允许自动地确定和输入要被照 明的房间或空间的所需的几何结构信息。本发明的其他实施例允许自动 地确定和输入多个安装的灯具的位置和取向。不需要在物理的工作表面 上部署照度检测器，并且没有与传感器(如光电传感器)相关联的问题， 例如炫目(blinding)、数据融合、数据检索或维护。本发明对物理工作 表面没有限制，而是提供了额外地考虑虚拟工作表面的可能性。此外， 能耗可以被认为是获得良好解决方案的一个优化标准。根据本发明的照 明系统存在容易的可扩缩性和可升级性，因为附加的照明器具可以无缝 地加入到该照明系统。

下面，解释本文所使用的一些重要术语。

术语“发光体”表示任何灯、灯具或包括例如灯和光学器件的光模 块。发光体可以是安装的照明设备或照明基础设施的一部分。

术语“工作表面”表示要被照明的真实的或虚拟的表面或位置。被照 明的工作表面限定了光场景。工作表面可以具有任何形状，例如平面、 非平面或球面。

根据本发明的实施例，提供了计算机控制的照明系统，其包括：

-接口，其用于限定照明系统内的工作表面和该工作表面的希望的 照明；

-至少一个发光体，其用于照明所述工作表面；以及