[发明专利]基于入睡效率因素的照明控制系统

说明书

本发明公开了基于入睡效率因素的照明控制系统，其包括入睡识别单元、用户接口单元、可调光灯组和控制单元；控制单元以灯组中LED串的驱动电流及照射角度为输入量，以用户眼睛开度变化率、闭眼持续时长变化率、心率变化率、体动频率变化率、体温变化率等体征参数为输出量，建立动态递归Elman神经网络，以表征灯具控制参数与用户入睡效率之间的映射关系；训练后的网络在现场光环境中用来对入睡效率参数进行预测，所述预测值被用来在基于多目标优化算法对照明参数进行寻优过程中计算入睡效率评价值，寻优结果被直接传送给灯组执行调光，从而实现不同环境下有助于用户入睡的照明。

本申请为申请号201910442906.1、申请日2019年05月26日、发明名称“基于入睡效率因素的照明控制系统与调光映射装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及智能照明与睡眠辅助领域，具体涉及一种基于入睡效率因素的照明控制系统。

背景技术

人的生物钟是人体内随时间作周期变化的生理生化过程、形态结构及行为等。人体内的生物钟体现在人体各种生理指标如脉搏、体温、血压、体力、情绪、智力等的周期性变化上。以人体24小时生物钟为例，在凌晨2时的时候，人的睡眠达到最大深度，凌晨4 时30分，体温达到最低，早晨7时30分褪黑素的分泌停止，上午10时的时候是人们头脑最清醒的时刻，在下午17时，人体心血管工作的效率最高，肌肉强度最大，下午18 时30分，人的血压达到了1天的高峰，随即在晚上19时，体温达到了高峰，晚上21时的时候褪黑素的分泌开始。

在人们二十四小时的节律活动中，充足睡眠是使得人体保持精力进行工作、学习所必须的。而睡眠是有周期的，可分为醒觉期、快速眼动期和非快速眼动期，后者又包括浅睡期和深睡期等几个阶段。与光照对人体生物钟的作用相同，光照对人的睡眠有着重要影响。典型的，由于蓝光会影响褪黑激素的分泌，从而妨碍夜间生理转换机制的运作，使人较难入睡，因此，很多设备在夜间都有采用低色温照明的方案，如iphone手机在切换到夜间模式后将使屏幕背光变为柔和的黄光。

已有引导人体入睡的方案被提出，如申请号为2013107527548的中国专利号通过音频进行催眠。而为了检测睡眠质量或在用户熟睡后自动关闭催眠的设备，很多方案对睡眠状态进行监测和判断，如苹果公司在中国申请号为2015800746753的PCT专利，通过分布式计算机系统依据入睡用户的身体姿势变化来确定睡眠质量。

尽管目前已有各种方案对睡眠进行检测，或者通过将照明灯光切换为柔和的黄光来帮助用户入睡；但是，对于不同的具体用户，即使在相同光环境下，其入睡效率也会是大相径庭的，以往在夜间简单的提供一种或有限几种低色温低照度的照明方案，针对性和有效性将非常有限。

为此，需要一种照明控制系统，针对具体用户，根据对其入睡效率受光照影响的检测，来对光源的出光进行优化搜索从而帮助其入睡。

发明内容

现有技术方案中，没有专门针对睡前入睡阶段的灯光调节方案，人们在入睡前要么关灯入睡、要么开着灯入睡。但如果能提供一种根据用户特点能在睡前自动调节灯光亮度与色温，从而帮助用户入睡的照明控制系统，则能解决关灯、开灯的矛盾，实现灯光自动调节与控制。

为此，先要明确光照条件对入睡速度或入睡效率的影响，从而能在新环境中为照明优化控制就不同环境光照条件对用户入睡将形成的影响提供评估参考。而在对不同光照条件与入睡效率有关因素之间的映射关系进行建模之前，需要先针对用户进行入睡行为的检测与判断。

人体何时入睡，难以通过一个精确的时间值进行判定。但入睡期间的几种人体特征如眼睛开度及其变化率、眨眼时的闭眼持续时间长度、心率及其变化率、体动状态等，能通过检测模块客观地获取。光环境特性中的各种属性如光的强度和光色都会对人体睡眠形成不同影响。为了向搜索有助于入睡的照明条件控制提供决策依据，需要辨识并表达光照条件与上述入睡相关人体特征之间的映射关系。考虑到入睡是一个连续的动态过程，相邻时间周期内人体特征之间有着密切相关性，本发明采用动态递归神经网络来对系统进行建模。