[发明专利]用于控制包括多个安装的光源和外部光源的空间中的光分布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制包括多个安装的光源和外部光源的空间中的光分布的方法和系统。

背景技术

世界能源的40%消耗在建筑物中：18%消耗在商业建筑物中且21%消耗在住宅建筑物中。在商业建筑物中，26%仅仅花费在照明上。但是，在商业建筑物中，有充足的机会来以某种方式利用自然光(日光)来减小用于灯的电能。当前存在这种产品，有时称作日光收获。通常，采用单个传感器和控制系统来控制在办公室或建筑物的空间里的光。这导致总体不均匀的光分布。此外，进行光设置以满足办公室/空间的最暗部分，从而导致多于必需的电能消耗。

Singhvi等人的Intelligent Light Control Using Sensor Networks, SenSys, ACM, 2005公开了一种使用传感器网络的智能光控制，其中描述了在满足不同居住者光偏好或需要与最小化消耗之间的权衡。根据此参考，使用效用函数来满足不同用户的需要，其中对每个用户使用一个光电传感器，以及在日光情况下使用附加传感器来测量日光。根据此参考，使用搜索算法解决了光分布的优化。

此参考的问题在于，每个用户实施一个传感器，这意味着在例如具有多个光源的单个占用者的办公室中，当例如存在来自办公室窗户的光的快速变化(突然阴天)时不能控制光分布。在这样的情形下，在房间内从窗户延伸到房间的相对侧可能存在大的不均匀性，第一光源可以安装在窗户处，第二光源可以安装在房间的相对侧。

本发明的发明人已认识到改进的光控制是有益的且因此设计了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供管理和控制诸如单个办公室空间的空间中的光分布的改进的方式，在该空间中存在诸如来自窗户的自然日光或日光收获器之类的外部光源。

根据第一方面，本发明涉及一种控制包括多个安装的光源和外部光源的空间中的光分布的方法，包括：

-      在所述空间内的不同测量区域测量来自所述光源的光的亮度水平，

-      基于测量的亮度水平确定所述测量区域中每一个的加权亮度水平，所述加权亮度水平指示在所述不同测量区域光源对测量亮度水平的贡献；以及

-      利用加权亮度水平作为调谐参数来调谐在安装的光源处发出的光使得在不同测量区域中每一个处的加权亮度水平基本上匹配在不同测量区域的预先限定的目标亮度水平。

因此，提供一种自适应光控制方法，其允许根据预先限定的目标亮度水平来完全地控制在空间内的光分布，使得光分布取决于该空间内的所需目标亮度水平是恒定还是不恒定(例如，在空间的一侧光水平更高)而变得均匀或不均匀。假定外部光源为来自窗户的日光，在该空间内的亮度水平将自动地调谐直到在房间内的亮度水平基本上匹配如由预先限定的目标亮度水平所限定的亮度水平为止。因此，该方法不仅导致在该空间内的完全受控制的光分布而且也导致能量节省，因为在安装的光源处的光水平可根据窗户造成的亮度水平如何变化来调谐。

在一实施例中，确定加权亮度水平的步骤包括：

-      计算所述不同测量区域的预先限定的目标亮度水平与所述测量亮度水平之间的差；

其中n为时间指示量（indicator），为在k个不同测量区域的预先限定的目标亮度水平且向量元素指示在相应测量区域的目标光照水平且其中为在k个不同测量区域的测量亮度水平，以及

-      使计算的差乘以权重因子矩阵A，N为安装的光源数量，其中权重因子矩阵A的元素指示N个安装的光源对不同测量区域的测量亮度水平的权重。下标‘T’仅表示转置向量。

在一个实施例中，通过迭代地调整调谐参数直到满足来执行调谐在所述安装的光源发出的光的步骤，

为长度N列向量，为在之前的调谐参数且μ为自适应步长指示量。

在一个实施例中，向量元素为相等的目标值。以此方式，如例如由用户例如经由适当计算机界面限定的目标亮度水平为单个亮度水平(即，测量亮度水平应当在任何地方相同)，使得在向量元素为是相等目标值的情况下在该空间内得到恒定均匀光分布。