CN102378846A - 借助于图像识别控制遮蔽设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于控制具有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的系统。为了提供用于控制降低直射阳光透射并且增强热舒适和照明条件的遮蔽设备的系统,该系统包括:至少一个检测器单元,其用于提供遮蔽区域的图像信号;以及控制单元(5),其被配置成接收所述图像信号,根据所述信号确定所述遮蔽区域内是否存在特征图案,并且如果所述特征图案被确定,则控制所述遮蔽元件以便减弱所述特征图案。

Description

借助于图像识别控制遮蔽设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制具有多个可控遮蔽(shading)元件的遮蔽设备的系统和方法。
背景技术
诸如百叶窗之类的遮蔽设备用在各种各样的商业和家庭应用中以便不让过量的光和热进入诸如办公大楼之类的建筑结构内。通常,遮蔽设备安装在窗户的内部或外部或者安装在窗格玻璃之间并且是可控的,从而可以人工地或者使用适当的控制系统调节进入建筑物内的阳光的量。
自动的控制系统在本领域中是已知的,其依照诸如日光条件、风之类的一个或多个测量的环境参数或者依照全球建筑控制设置或用户偏好控制遮蔽设备。文献WO2008/149285A1公开了一种具有多个板条(slat)的可控百叶窗,其中所述板条的倾斜角响应于检测的室内光强度而被控制。
然而,问题是存在的,因为即使当适当地控制了室内光强度时,仍然可能的是直射光(例如阳光)透射通过遮蔽设备,这可能造成办公桌和诸如计算机监视器之类的其他镜面上的过热或者眩光,从而尤其是在办公环境下导致相当的干扰和不适。
因此,本发明的目的是提供一种用于控制遮蔽设备的系统,其降低直射阳光透射并且增强热舒适性和照明条件。
发明内容
这个目的是通过依照权利要求1、10的用于控制遮蔽设备的系统以及对应的依照权利要求9和11的控制遮蔽设备的方法来解决的。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
本发明的系统的基本思想是减弱通过具有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的直射光透射,这通过检测由所述直射光透射造成的特征图案并且控制遮蔽元件以便减弱所述特征图案来实现。在本文中,术语“直射光透射”或者“直射光”指的是来自定向源的光,例如阳光。
依照本发明,用于控制具有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的系统包括至少一个用于提供遮蔽区域的图像信号的检测器单元以及被配置成接收所述图像信号的控制单元。该控制单元根据所述信号确定所述遮蔽区域内是否存在特征图案,并且如果所述特征图案被确定,则控制所述遮蔽元件以便减弱所述特征图案。
本发明的系统因此允许降低或者优选地消除直射阳光透射,从而可以有利地降低由其引起的热不适和眩光。
在本发明的上下文中,术语“遮蔽区域”指的是例如建筑结构内部的任何区域或者空间区段(section),其至少部分地由所述遮蔽设备遮蔽。例如,遮蔽区域可以是由遮蔽设备遮蔽以免受在正面透射通过窗户开口的阳光的照射的办公室。取决于应用,遮蔽区域也可以涉及房间的仅仅一部分(例如工作空间区域或者桌面区域),以降低特定感兴趣区段的眩光。术语“遮蔽区域”可以进一步涉及房间的区段,其由所述遮蔽设备遮蔽并且特别地适合于可靠地检测所述特征图案,例如窗框。
检测器单元可以是任何适当的类型,用于提供所述遮蔽区域的图像信号,例如照相机、CCD线阵列传感器或者基于有机光电二极管、非晶硅、厚膜或薄膜印刷的大面积传感器。取决于要观察的遮蔽区域的尺寸或者几何结构,当然可以使用多个检测器单元,但是检测器单元的数量优选地保持为小以便降低系统的总体复杂度。
图像信号允许确定所述遮蔽区域内是否存在特征图案。所述至少一个检测器单元因而可以被配置成提供彩色图像信号、灰度图像信号或者甚至仅仅例如由适当线性传感器获得的一维像素阵列,只要特征图案的标识是可能的。
所述至少一个检测器单元例如通过适当的连接将图像信号提供给控制单元。该连接可以是有线的或无线的,例如UART、SPI、LAN、W-LAN、DALI、Zigbee、蓝牙或者任何其他适当类型的永久或临时数据连接。
一旦接收到图像信号,控制单元根据所述信号确定所述遮蔽区域中是否存在特征图案,其由例如直射阳光透射产生。
在本发明的上下文中,术语“特征图案”指的是透射通过具有多个遮蔽元件的对应遮蔽设备的直射光的特征图像引起的图案。
所述特征图案取决于使用的遮蔽设备的类型并且特别地取决于所述遮蔽元件的形状,从而控制单元应当适于依照使用的遮蔽设备的特定类型检测该图案。
特征图案可以是由透射通过所述遮蔽设备的直射光引起的高亮度区域与低亮度区域交替以及与所述多个遮蔽元件的阴影交替的周期性图案。例如,在遮蔽设备为板条百叶窗的情况下,特征图案为亮/暗条纹图案。
控制单元可以被配置成通过任何适当的方法确定特征图案的存在性。优选地,控制单元包括图像识别电路,其将图像信号与定义的参数集合进行比较,从而可以可靠地检测所述特征图案。可替换地,控制单元可以被配置成通过比较具有和没有特征图案的所述遮蔽区域的图像而“学习”特征图案。例如,可以通过将边缘检测应用于图像并且标识一定数量的具有规则间隔的平行边缘而检测亮/暗条纹图案。通过引用合并的"L. O'Gorman, M.J. Sammon, M. Seul, Practical Algorithms for Image Analysis, Cambridge University Press, 2008"中描述了边缘检测和另外的图像分析方法。
依照本发明,一旦确定了特征图案的存在,则控制单元驱动或控制所述遮蔽元件以便减弱特征图案。因此,控制单元可以使用适当的永久或临时控制连接而连接到遮蔽设备,所述连接例如上面讨论的类型之一的连接。
遮蔽元件的控制优选地可以在闭环操作中进行,即控制遮蔽元件并且获得对应的图像信号,使得特征图案的减弱可以通过所述控制单元确定。
可替换地,控制单元可以被配置成依照一个或多个预设置(preset)控制遮蔽元件。例如,一旦检测到图案,可以将遮蔽元件驱动到完全闭合的位置,从而消除特征图案。
控制单元可以是任何适当的类型,允许如上面所讨论的确定所述特征图案并且控制遮蔽元件。例如,控制单元可以包括连同适当编程的微处理器或计算机。
尽管之前将控制单元和检测器单元作为单独的部件进行了描述,但是这两个单元可以整体地形成或者可以与另外的部件集成。例如,控制单元和/或检测器单元可以与遮蔽设备集成以便获得非常紧凑的系统。
控制单元当然可以被配置成控制超过一个遮蔽设备,或者例如在第一组遮蔽元件用于遮蔽并且第二组用于重定向光(有时称为“日光收获”)的情况下,控制遮蔽设备的仅仅一些遮蔽元件。尤其是在这种情况下,第一组可以依照本发明有利地进行控制,而第二组可以人工地或者通过例如如2005年6月麻省理工学院的Molly E. McGuire的硕士论文“A System for Optimizing Interior Daylight Distribution Using Reflective Venetian Blinds with Independent Blind Angle Control”及其中引用的文献中描述的适当方法进行控制,该论文通过引用合并于此。在这种情况下,控制单元优选地可以适于控制所述第一组和第二组。
此外,控制单元可以连接到中央控制系统以获得用于整个建筑物的总体控制设置,例如以便在强风的情况下将室外遮蔽设备控制到安全的位置。
本发明的系统当然可以包括另外的部件,例如用于检测环境参数(例如亮度、室内或室外温度、风)的另外的检测器、到中央控制系统的适当的接口、人工控制器等等。
依照本发明的系统可以用来控制任何类型的具有多个单独的遮蔽元件的遮蔽设备,所述遮蔽元件具有至少一个可控参数。遮蔽设备可以例如为卷帘、百褶帘或者竖直或水平板条百叶窗,只要所述遮蔽元件的至少一个参数是可控的。本发明特别地适合用于水平板条百叶窗,也记为“活动百叶窗”。
可控参数可以例如为打开/闭合状态、遮蔽元件下降到的高度或者任何其他适当的可控参数。
依照本发明的一个优选的实施例,至少遮蔽元件的角位置是可控的,并且控制单元适于至少控制该角位置以便减弱特征图案。角位置的控制尤其是在其入射角随着日期和年份而改变的阳光的情况下可靠地允许减弱所述特征图案。
优选地,特征图案为例如由板条百叶窗形成的条纹图案。控制单元最优选地被配置成通过检测条纹图案的条纹的对比度比值而确定条纹图案是否存在,并且在对比度比值高于最大对比度阈值的情况下,控制所述遮蔽元件以减弱所述条纹图案。
条纹图案的条纹的对比度比值(即亮度对比度比值)的确定允许实现导致相当不适的直射光的进一步增强的检测。
在本发明的上下文中,术语“条纹图案”指的是至少四个交替的高低亮度条纹的图案。条纹的几何结构当然取决于使用的遮蔽设备的类型、入射光的角度以及与遮蔽设备有关的观察遮蔽区域的位置。
控制单元优选地可以被配置成确定具有低亮度的多个条纹的中间亮度(median luminance)并且将得到的值与具有高亮度的多个条纹的中间亮度进行比较以便获得所述条纹图案的对比度比值。可替换地或者此外,可以通过将条纹图案的表现出最低亮度的条纹与表现出最高亮度的条纹进行比较来确定对比度比值。
为了确定所述遮蔽区域内是否存在干扰直射光以及所述遮蔽元件的控制是否必要,将确定的对比度比值与最大对比度阈值进行比较。
该阈值可以由控制单元设置或者可以例如通过使用适当的人工控制器而为用户可控的。可替换地或者此外,最大对比度阈值可以由如上面所描述的中央控制系统设置。
最大对比度阈值可以根据各应用进行选择。例如,尽管在家庭应用中可以容忍一定程度的直射光透射,但是在办公环境中的计算机工作场所处,任何眩光都可能是不可接受的。
优选地,按照条纹图案的所述亮/暗条纹的最大对比度比值,最大对比度阈值为10:1,这对于大多数应用而言提供了足够的保护以免受直射光。最优选地,最大对比度阈值为10:2,进一步优选地为10:3。
如上面所提到的,一旦检测到条纹图案,控制单元被配置成控制所述遮蔽元件以减弱条纹图案。当然,优选的是,将遮蔽元件控制成使得条纹图案完全被消除并且遮蔽区域内不存在眩光。由于人类亮度感知的灵敏性,所述条纹图案的完全消除近似对应于对比度比值等于或低于10:9。
然而,在许多应用中,通过所述遮蔽设备的限定的量的直射光透射可能是可接受的。因此,优选的是,控制单元将所述遮蔽元件控制到低于最大对比度阈值的对比度比值。这在用户通过遮蔽设备观看是重要的时候可能是特别有用的,从而向例如具有对应遮蔽设备的房间中的用户提供到外部的视野(view),从而增强了用户的幸福感。
依照本发明的发展,控制单元被配置成控制所述遮蔽元件,使得所述对比度比值基本上对应于最大对比度阈值。因此,来自直射光透射的干扰眩光有利地降低至可接受的水平,而通过遮蔽设备例如到房间外部的视野被最大化。在本文中,措词“基本上”对应于±10%的细微偏差,但是优选的是,对比度比值稍微低于所述最大对比度阈值。
在板条百叶窗具有角度可控板条(有时称为“百叶窗角度控制”)的情况下,板条只在必要时才闭合以便将眩光降低至可接受的水平,同时有利地最大化通过百叶窗的视野。
如上面所讨论的,通过遮蔽设备的视野可以有利地进一步增强用户的幸福感。因此,优选的是,在所述对比度比值低于最小对比度阈值的情况下,也控制所述遮蔽元件。依照当前的实施例,系统不仅在直射光透射为高的情况下控制遮蔽元件以便降低眩光,而且在通过遮蔽设备的视野有限的情况下也控制遮蔽元件。
最小对比度阈值可以依照应用进行选择。优选地,最小对比度比值为10:9,进一步优选地为10:5并且最优选地为10:4。
依照本发明的发展,控制单元被配置成控制所述遮蔽元件,使得条纹图案的所述对比度比值介于10:5与10:1之间,并且优选地介于10:4与10:2之间,从而允许对眩光的充分(substantial)的控制和降低,同时维持通过遮蔽设备的足够的视野。
尤其是在这种情况下,控制单元优选地可以被配置成利用适当的迟滞(hysteresis)控制所述遮蔽元件,使得例如10:3的对比度比值被选择为目标对比度比值,但是仅在对比度比值高于最大对比度阈值或者低于最小对比度阈值的情况下才进行所述遮蔽元件的控制。
为了获得本发明的系统的最紧凑的设置,检测器单元优选地可以被配置用于安装到窗框上。可替换地,检测器单元可以被设置成观察窗框。
可以向具有至少一个带有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的遮蔽系统提供如上面所讨论的用于控制所述遮蔽设备的系统。
在下文中,在本发明的另一方面中讨论上面的和其他的目的的独立或附加的解决方案。
本发明的系统的这个方面的基本思想是降低通过具有多个遮蔽元件的遮蔽设备的直射光透射,所述遮蔽元件具有至少一个可控参数,这通过在改变所述可控参数时检测所述遮蔽设备的遮蔽区域内的亮度并且根据相应亮度信号的梯度确定适当的参数设置来实现。在本文中,术语“直射光透射”或者“直射光”指的是来自定向源的光,例如阳光。
依照当前方面的用于控制具有多个遮蔽元件的遮蔽设备的系统包括至少一个用于提供遮蔽区域的亮度信号的检测器单元以及控制单元。遮蔽元件具有至少一个可控参数。
依照当前方面的控制单元被配置成改变所述至少一个可控参数并且接收所述亮度信号。该控制单元计算所述亮度信号的梯度并且根据所述梯度确定用于遮蔽元件的适当参数设置。遮蔽元件利用相应的参数设置进行控制。
依照当前方面的系统允许通过根据所述梯度确定适当的参数设置而降低眩光,所述梯度即在改变所述可控参数时所述遮蔽区域内的亮度的变动。因此,梯度可以指至少一个值,其描述所述遮蔽区域内的亮度的变化,使得优选地所述可控参数的多个值与亮度的关联的梯度之间的映射是可能的。
检测器单元可以是任何适当的类型,用于提供所述遮蔽区域的所述亮度信号,例如光电二极管。取决于要观察的遮蔽区域的尺寸或几何结构,当然可以使用多个检测器单元,并且亮度信号可以例如通过每个检测器单元的平均亮度信号形成。优选地,检测器单元被放置成靠近遮蔽设备以便观察所述遮蔽区域的至少一部分,其中例如在窗框上直射光与间接光的比值是大的。
亮度信号允许至少在改变所述至少一个可控参数时确定所述遮蔽区域或者其部分内的亮度。
检测器单元例如通过适当的连接提供亮度信号给控制单元。该连接可以是有线的或无线的,例如UART、SPI、LAN、W-LAN、DALI、Zigbee、蓝牙或者任何其他适当类型的永久或临时数据连接。
控制单元可以被配置成通过任何适当的方法,例如通过将梯度与给定阈值进行比较而确定所述参数设置。
优选地,控制单元被配置成通过确定梯度的充分变化而确定参数设置。关联的参数设置与这样的遮蔽元件设置对应,在该遮蔽元件设置处,直射光基本上被阻挡,同时通过遮蔽设备的视野被最大化。
当前实施例基于以下结论:当连续地改变所述至少一个可控参数时,亮度将基本上相应地变化。梯度(即亮度的变化)是恒定的。当把可控参数从直射光透射通过遮蔽设备所在的设置改变为基本上没有直射光被透射,即只有间接光存在于遮蔽区域内所在的设置时,或者反之亦然,可以注意到梯度的充分变化,即亮度的急剧增加。
关联的参数设置有利地与这样的遮蔽元件设置对应,在该遮蔽元件设置处,通过遮蔽设备的视野被最大化,同时直射光基本上被阻挡。
梯度的充分变化可以通过任何适当的方法来确定。控制单元可以例如比较连续参数设置的亮度信号的梯度并且因而确定梯度的充分变化。
可替换地或者此外,控制单元可以被配置成计算亮度信号的二阶导数。上面提到的急剧增加对应于亮度信号二阶导数的奇点或者峰,从而关联的参数设置可以通过将二阶导数与幅度阈值进行比较来确定,所述幅度阈值可以根据应用进行选择。
可替换地,所述参数设置可以通过检测亮度信号的二阶导数的最高峰来确定。优选地,所述峰具有所有另外的峰的幅度的二倍的幅度。
依照本发明的系统可以用来控制任何类型的具有多个单独的遮蔽元件的遮蔽设备,所述遮蔽元件具有至少一个可控参数。该遮蔽设备可以例如为卷帘、百褶帘或者竖直或水平板条百叶窗,只要所述遮蔽元件的至少一个参数是可控的。本发明特别地适合用于水平板条百叶窗,也记为“活动百叶窗”。
可控参数可以例如为打开/闭合状态、遮蔽元件下降到的高度或者任何其他适当的可控参数。优选地,所述至少一个可控参数为遮蔽元件的角位置,并且控制单元适于改变和控制至少所述角位置。
附图说明
本发明的这些和其他方面根据优选实施例的以下描述将变得清楚明白,其中:
图1示出了依照本发明的用于控制遮蔽设备的系统的第一实施例的三维视图,
图2示出了图1所示实施例的示意性框图,
图3示出了依照本发明的系统的第二实施例,
图4示出了依照本发明的系统的第三实施例,以及
图5示出了控制依照图4实施例的遮蔽设备的示例性方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了安装在房间1(例如办公大楼的房间)中的用于控制遮蔽设备的系统的第一实施例的三维视图。房间1包括到办公大楼外部的窗户2。
窗户2包括普通的活动板条百叶窗3,其具有多个水平地设置的单独的矩形板条4。板条4的角度(即倾斜角)使用电机和对应的悬挂系统(未示出)而可控。此外,板条下降到的高度是可控的。
板条百叶窗3通过使用无线连接而连接到控制单元5以便控制板条4的倾斜角。
CCD照相机6被设置成观察房间1,尤其是由板条百叶窗3遮蔽以免受通过窗户2落入的阳光的照射的桌子7。照相机6通过使用无线连接而连接到控制单元5。
图2中示出了依照当前实施例的系统的示意性框图。由图2可见,系统可选地可以连接到中央建筑控制系统8以便获得一般的控制参数,例如基于温度、日光条件、季节、风等的控制预设置。此外,中央控制系统8可以配置有在试运行过程中获得的用于房间1的特定控制参数。
系统可以进一步或者可替换地与人工控制器9连接,该人工控制器例如安装在房间1中以便允许用户设置板条4的倾斜角以及百叶窗3的板条4人工地降低(如果必要的话)到的高度。
用于控制的系统通过借助于使用控制器9的人工命令或者借助于中央控制系统8的对应命令降低百叶窗3的板条4而激活。控制单元5接收相应的控制命令并且降低板条4。控制单元5然后查询照相机6以便获得桌子7的图像信号。
在直射阳光如图1中示意性所示通过百叶窗3落入的情况下,存在由所述阳光形成的且与板条4的阴影交替的条纹图案10,并且由于眩光和热而导致不适。
当接收到图像信号时,控制单元5确定所述条纹图案10是否存在,并且一旦检测到条纹图案,则发送对应的控制命令给百叶窗3以便改变板条4的倾斜角。在控制倾斜角期间,照相机6不断地向控制单元5提供桌子7的图像信号,从而允许实现系统的闭环操作以减弱条纹图案10。
依照当前的实施例,控制单元5使用基于边缘检测的图像识别算法确定条纹图案10是否存在。
控制单元5然后确定条纹图案的条纹的亮度对比度比值,即通过将具有最高亮度的条纹与具有最低亮度的条纹进行比较而确定所述亮度对比度比值。百叶窗3的控制在对比度比值高于10:2的情况下进行以便降低眩光,或者在对比度比值低于10:4的情况下进行以便向房间用户提供通过窗户2到外部的视野。控制单元5配置有迟滞并且将板条4的倾斜角控制到10:3的目标对比度比值。
这样,将板条4的倾斜角控制到用于降低眩光的最佳位置,同时维持到外部的视野,即百叶窗3只在有必要降低眩光时才闭合。
除了观察房间1的照相机6的布置之外或者作为该布置的替换,可以在窗户2的窗框32上提供传感器模块31,如图3的本发明系统的第二实施例中所示。
图3的实施例与图1和图2的实施例对应,例外之处在于,代替照相机6的是,将两个传感器模块31设置在窗户2的窗框32上以便检测条纹图案10,从而允许实现系统的非常紧凑的设置。
传感器模块31包括例如可从Melexis公司获得的型号为MRX90255BC的线性传感器阵列。图3实施例的操作的细节与图1和图2的实施例对应。
在图4中,在房间1的三维视图中示出用于控制遮蔽设备的本发明系统的第三实施例。当前的实施例基本上与图1的实施例对应,但是代替照相机6的是,光电二极管41设置在房间1中,其连接到控制单元5。图4中所示的系统的操作在下文中参照图5的流程图进行解释。
依照当前的实施例,由透射通过遮蔽设备的直射光引起的眩光的检测基于在改变板条4的倾斜角时房间1中的亮度梯度变化的检测。
在当前的实施例中,控制单元5被配置用于进行校准过程,该校准过程由控制单元5在步骤51中响应于中央控制系统8或者人工控制器9的控制命令而启动。可替换地,该过程可以在周期性的基础上(例如每两个小时)进行。
控制单元5被配置成在步骤52中例如从完全闭合的位置到打开的位置改变板条4的倾斜角。在改变倾斜角的同时,控制单元5接收所述光电二极管41的亮度信号,从而获得针对倾斜角的每个设置的亮度值并且将其存储到控制单元5的适当的存储器中。
在步骤53中,控制单元5计算亮度信号的梯度并且在步骤54中通过计算亮度信号的二价导数且确定所述二阶导数的最高峰而确定是否存在梯度的充分变化,例如间断。
如果存在这样的充分变化,那么在步骤55中由控制单元5将板条4的倾斜角控制为这样的设置,该设置与梯度的充分变化对应,并且过程在步骤56中结束。在没有确定梯度的充分变化的情况下,过程在板条4升起的情况下或者在设置了使到外部的视野最大化的角位置的情况下直接结束。
当前的实施例基于以下结论:在改变百叶窗3的板条4的倾斜角的同时,亮度将相应地改变。亮度信号的梯度(即亮度的变化)将是恒定的。
当把倾斜角从百叶窗3的闭合状态改变为打开状态时并且在直射阳光通过百叶窗3落在特定角位置处的情况下,亮度将在该角位置处剧烈地增加。亮度信号的梯度因此改变。获得用于板条4的最佳倾斜角,其中直射光被阻挡,同时通过百叶窗3提供足够的视野。
上面的实施例的若干修改是可能的。
- 系统可以用于控制超过一个百叶窗3或者用于控制百叶窗3的仅仅一组板条4。
- 在控制仅仅一组板条4的情况下,另一组可以用于将光重定向到房间中,也称为“日光收获”,其依照2005年6月麻省理工学院的Molly E. McGuire的硕士论文“A System for Optimizing Interior Daylight Distribution Using Reflective Venetian Blinds with Independent Blind Angle Control”及其中引用的文献中公开的方法。
- 代替使用照相机6或者传感器模块31的是,例如"H. Tanaka, T. Yasuda, K. Fujita, T. Tsutsui, Transparent image sensors using an organic multilayer photodiode, Advanced Materials, 2006, Vol. 18, p. 2230-2233"中公开的类型的有机多层光电二极管可以用于提供图像信号。
- 可替换地,可以使用“Tse Nga Ng, et. al, Low temperature a-Si: Photodiodes and flexible image sensor arrays patterned by digital lithography, Applied Physics Letters, 2007, Vol. 91, 0635050, 3 pages”中公开的类型的传感器阵列。
- 在另一可替换方案中,可以使用如“M. Yahaya et. al, Fabrication of photodiode by screen printing technique, Proceedings IEEE, ICSE 1998, p. 254-259”中所描述的光电二极管。
- 作为图3实施例的设置的可替换方案,可以通过适当的成像光学器件将条纹图案映射到线性传感器的表面上。如果使用了成像光学器件,那么条纹图案可以与传感器模块31位于窗框的相同侧,或者它们可以位于相对侧。
在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明。这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的,而不是限制性的;本发明并不限于所公开的实施例。
在权利要求书中,措词“包括/包含”并没有排除其他的元件,并且不定冠词“一”并没有排除复数。在相互不同的从属权利要求中陈述特定技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利用。权利要求书中的任何附图标记都不应当被视为对范围的限制。
附图标记列表
1  房间
2  窗户
3  百叶窗
4  板条
5  控制单元
6  照相机
7  桌子
8  中央控制系统
9  人工控制器
10  条纹图案
31  传感器模块
32  窗框
41  光电二极管

Claims (11)

1.用于控制具有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的系统,包括
- 至少一个检测器单元,其用于提供遮蔽区域的图像信号,以及
- 控制单元(5),其被配置成
- 接收所述图像信号,
- 根据所述信号确定所述遮蔽区域内是否存在特征图案,并且
- 如果所述特征图案被确定,则控制所述遮蔽元件以便减弱所述特征图案。
2.依照权利要求1的系统,其中至少所述遮蔽元件的角位置是可控的,并且所述控制单元(5)适于至少控制所述角位置以便减弱所述特征图案。
3.依照前面的权利要求中任何一项的系统,其中所述特征图案为条纹图案(10),并且所述控制单元(5)被配置成通过检测所述条纹图案(10)的条纹的对比度比值而确定特征图案是否存在,并且在所述对比度比值高于最大对比度阈值的情况下,控制所述遮蔽元件。
4.依照权利要求3的系统,其中所述最大对比度阈值为10:1。
5.依照权利要求3或4的系统,其中控制单元(5)被配置成控制所述遮蔽元件,使得所述对比度比值基本上对应于所述最大对比度阈值。
6.依照权利要求3-5之一的系统,其中所述控制单元(5)被配置成在所述对比度比值低于最小对比度阈值的情况下控制所述遮蔽元件。
7.依照权利要求3-6之一的系统,其中所述控制单元(5)被配置成控制所述遮蔽元件,使得所述对比度比值介于10:4与10:2之间。
8.遮蔽系统,具有至少一个带有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备以及依照前面的权利要求之一的用于控制所述遮蔽设备的系统。
9.控制具有多个可控遮蔽元件的遮蔽设备的方法,包括
- 接收遮蔽区域的图像信号,
- 根据所述信号确定所述遮蔽区域内是否存在特征图案,以及
- 如果所述特征图案被确定,则控制所述遮蔽元件以便减弱所述特征图案。
10.用于控制具有多个遮蔽元件的遮蔽设备的系统,其中所述遮蔽元件具有至少一个可控参数,该系统包括
- 至少一个检测器单元,其用于提供遮蔽区域的亮度信号,以及
- 控制单元(5),其被配置成
- 改变所述至少一个可控参数,
- 接收所述亮度信号,
- 计算所述亮度信号的梯度,
- 对于所述至少一个可控参数根据所述梯度确定参数设置,并且
- 利用所述参数设置控制所述遮蔽元件。
11.控制具有多个遮蔽元件的遮蔽设备的方法,其中所述遮蔽元件具有至少一个可控参数,该方法包括步骤
- 改变所述至少一个可控参数,
- 接收遮蔽区域的亮度信号,
- 计算所述亮度信号的梯度,
- 对于所述至少一个可控参数根据所述梯度确定参数设置,以及
- 利用所述参数设置控制所述遮蔽元件。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10822873B2 (en) 2017-03-03 2020-11-03 Lutron Technology Company Llc Visible light sensor configured for glare detection and controlling motorized window treatments
CN113202397A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 北京中建建筑科学研究院有限公司 遮光装置的防眩光控制方法及装置、计算机可读存储介质

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2394106B1 (en) * 2008-12-30 2017-05-24 Philips Lighting Holding B.V. Position-adjustable solar-collecting window blind
FR2969326B1 (fr) * 2010-12-16 2012-12-28 Saint Gobain Systeme de commande de vitrages actifs avec capteur d'eblouissment
JP6157477B2 (ja) * 2011-09-26 2017-07-05 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ マルチポイントセンサー較正を伴うオープンループとクローズドループとが統合された日光及び人工照明のコントロール
US9989218B2 (en) 2012-09-28 2018-06-05 Philips Lighting Holding B.V. Methods and apparatus for adjusting a lighting parameter in a light management system based on user action
US10078856B2 (en) 2016-05-09 2018-09-18 Shadecraft, Inc. Mobile computing device control of shading object, intelligent umbrella and intelligent shading charging system
US9506288B2 (en) * 2014-04-08 2016-11-29 David R. Hall Headrail bracket for installing a motorized gearbox assembly in a window covering
JP6568460B2 (ja) * 2014-11-17 2019-08-28 学校法人ものつくり大学 電動ブラインドの制御装置及び方法
US10174546B2 (en) 2015-03-03 2019-01-08 Mechoshade Systems, Llc Shade adjustment notification system and method
US10392860B2 (en) * 2015-03-17 2019-08-27 Eric Barnett Systems and methods for controlling the blinds
US10327521B2 (en) 2015-05-22 2019-06-25 Armen Sevada Gharabegian Intelligent shading objects
US9487998B1 (en) * 2015-10-13 2016-11-08 Danny Agudelo Window blinds with solar panels
US20170223802A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-03 Honeywell International Inc. Camera-aided controller of illumination
US10159316B2 (en) 2016-05-09 2018-12-25 Shadecraft, Inc. Intelligent shading charging systems
CN106285301A (zh) * 2016-08-27 2017-01-04 蔡璟 一种基于影像探测待散热物体的智能窗户开启系统
WO2018057672A1 (en) 2016-09-22 2018-03-29 Shadecraft, LLC Mobile computing device control of shading object
US10094138B2 (en) * 2016-12-29 2018-10-09 Shadecraft, Inc. Control of multiple intelligent umbrellas and/or robotic shading systems
US20180313142A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-01 Shadecraft, Inc. Balcony Shading and Power System
US10349493B2 (en) 2017-07-07 2019-07-09 Shadecraft, Inc. Artificial intelligence (AI) computing device with one or more lighting elements
US10554436B2 (en) 2017-11-19 2020-02-04 Shadecraft, Inc. Intelligent umbrella and/or robotic shading system with ultra-low energy transceivers
TWI682353B (zh) * 2017-11-27 2020-01-11 仁寶電腦工業股份有限公司 智慧型供水方法及智慧型供水裝置
US10519688B2 (en) 2018-01-06 2019-12-31 Shadecraft, Inc. Apparatus and method for identifying operational status of umbrella, parasol or shading system utilizing lighting elements
US20190215583A1 (en) * 2018-01-06 2019-07-11 Shadecraft, Inc. Method and system of fleet management of shading devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014319A1 (de) * 2003-08-04 2005-02-17 Robert Bosch Gmbh Blendschutzsystem für ein fahrzeug
US20050110416A1 (en) * 2003-03-24 2005-05-26 Lutron Electronics Co., Inc. System to control daylight and artificial illumination and sun glare in a space
DE102004023185B3 (de) * 2004-05-11 2005-12-08 Michael Dr.-Ing. Laar Abschattungsvorrichtung
JP2007093352A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Ohbayashi Corp 建具、結露発生の判定方法及び結露発生の判定システム
US20090020233A1 (en) * 2004-05-06 2009-01-22 Mechoshade Systems, Inc. Automated shade control method and system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032221A1 (de) 1990-10-11 1992-04-16 Warema Renkhoff Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum steuern von raffstores
JPH05156869A (ja) * 1991-12-09 1993-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動開閉装置
RU95101170A (ru) 1995-02-01 1996-12-10 Российско-Латиноамериканская промышленно-финансовая корпорация "Технология-Индустрия" Оконный блок с регулируемым светопропусканием
WO2004047421A2 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 Donnelly Corporation Imaging system for vehicle
JP2005054356A (ja) 2003-08-01 2005-03-03 Cloud Nine:Kk 電動ブラインド遠隔制御システム
DE102004007521A1 (de) * 2003-08-04 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Blendschutzsystem für ein Fahrzeug
US7672507B2 (en) * 2004-01-30 2010-03-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image processing methods and systems
US7615938B2 (en) * 2005-04-06 2009-11-10 Apple Inc. Method and system for variable LED output in an electronic device
JP5092078B2 (ja) * 2006-06-28 2012-12-05 オプテックス株式会社 物体検出装置
TWI390483B (zh) * 2007-04-27 2013-03-21 Realtek Semiconductor Corp 對比控制裝置及其控制方法
TW200916642A (en) 2007-06-05 2009-04-16 Koninkl Philips Electronics Nv Window blind

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050110416A1 (en) * 2003-03-24 2005-05-26 Lutron Electronics Co., Inc. System to control daylight and artificial illumination and sun glare in a space
WO2005014319A1 (de) * 2003-08-04 2005-02-17 Robert Bosch Gmbh Blendschutzsystem für ein fahrzeug
US20090020233A1 (en) * 2004-05-06 2009-01-22 Mechoshade Systems, Inc. Automated shade control method and system
DE102004023185B3 (de) * 2004-05-11 2005-12-08 Michael Dr.-Ing. Laar Abschattungsvorrichtung
JP2007093352A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Ohbayashi Corp 建具、結露発生の判定方法及び結露発生の判定システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10822873B2 (en) 2017-03-03 2020-11-03 Lutron Technology Company Llc Visible light sensor configured for glare detection and controlling motorized window treatments
CN113487673A (zh) * 2017-03-03 2021-10-08 路创技术有限责任公司 被配置用于眩光检测和控制机动窗帘的可见光传感器
US11927057B2 (en) 2017-03-03 2024-03-12 Lutron Technology Company Llc Visible light sensor configured for glare detection and controlling motorized window treatments
CN113202397A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 北京中建建筑科学研究院有限公司 遮光装置的防眩光控制方法及装置、计算机可读存储介质
CN113202397B (zh) * 2021-05-07 2022-08-16 北京中建建筑科学研究院有限公司 遮光装置的防眩光控制方法及装置、计算机可读存储介质

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RU2011144817A (ru) 2013-05-20

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