[发明专利]基于照明度标准差优化的室内LED灯布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种模块化照明系统领域的方法，具体是一种基于照明度标准差优化的室内LED灯布置方法。

背景技术

对于一般的室内照明系统来说，采用在天花板布置灯具是一种比较常见的照明系统布置方法。而随着照明系统节能降耗的需求日益增长，LED灯的应用也已经越发显现出它的优越性。与此同时，从室内照明的需求角度出发，对于普通的室内环境，包括居室、办公室、厂房、教室等场所，一般希望在室内的每一个位置都能够获得较好的照明度；或者说在室内环境的任意一个位置，照明度应该在允许的范围内变化不大。基于此，国际照明委员会照明标准——室内工作场所照明.照明工程学报，Vol.13，No.4，2002年12月：pp.55～60，国际标准ISO体系中关于室内工作场所照明的光照度要求为300～1500lx。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103234173，公开日2013.08.07，公开了一种基于高漫反射率自由曲面的LED均匀照明光源的设计方法。根据LED光源的发光特性，应用高漫反射率表面的双向反射分布函数BRDF，建立用于二次配光的自由曲面漫反射表面的一般数学模型。结合实际应用场合中对目标照明区域及其辐照度分布的具体要求，利用上述数学模型列写非线性代数方程组，并通过数值方法求解得到该漫反射自由曲面的面型轮廓。但该技术需要设计并实现一种特殊的高漫反射率自由曲面，并相应生产具有这种自由曲面面形轮廓灯罩的三环阵列LED光源，这对于LED光源具有特定的要求，不具有通用性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于照明度标准差优化的室内LED灯布置方法，使得室内的照度分布均匀化，并且对于LED光源本身没有特定的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于照明度标准差优化的室内LED灯布置方法，首先建立室内房间的三维空间立体模型以确定LED灯布置的相关参数，并且于光线采集点所在的灯光接收平面上建立二维坐标平面，基于该二维坐标平面进行网格点离散取值，分别计算灯光接收平面上各个点的平均光照度值、整个二维坐标平面的平均光照度值及其标准差目标函数，在满足室内光照度要求的前提条件下，通过求解标准差目标函数的优化结果，得到优化的LED灯位置参数。

所述的LED灯布置的相关参数包括：光线采集点距离室内房间地面的高度、LED灯的半出射角、中心发光强度和阵列规模。

所述的LED灯布置的相关参数在具有初始LED灯布置于室内房间的天花板的情况下确定。

所述的初始LED灯布置是指：在房间天花板的几何中心位置布置一个LED灯阵列，例如在矩形的房间内，LED灯阵列位于矩形天花板的中心位置。

所述的灯光接收平面是与室内房间的天花板相平行的平面，该平面与室内房间形成的任意两条相交的直线作为二维坐标平面的X轴和Y轴，两条直线的交点作为坐标原点(0，0)。

所述的网格点离散取值是指：分别将二维坐标平面的x轴和y轴均匀划分为100等分，即整个二维坐标平面构成一个100×100的网格，相应每个网格中心点的坐标为(0.025+0.05j，0.025+0.05k)，选取每个网格中心点的光照度作为该网格点的平均光照度值，其中，j＝0,1,2,…,99，k＝0,1,2,…,99。

所述的每个网格中心点(x,y)的光照度E(x,y)计算表达式为：φ为光源的出射角、为该网格中心点的入射角、d为LED光源到该网格中心点(x,y)的直线距离、I(0)为LED灯的中心发光强度。

所述的整个二维坐标平面的平均光照度值为：