CN110710102A - 用于在环境中定位能量收集装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

当将能量收集电子装置放置在诸如房间的环境中时，通过使用基于物理的照明模型模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，来预测(34)将在环境中的不同位置处可用的光能量的量。然后使用在环境中的不同位置处的光能量的预测量来向用户生成显示(42)，该显示指示环境中的位置对于要放置在环境中的光能量收集电子装置的适合性。

Description

用于在环境中定位能量收集装置的方法和设备

背景

此处描述的技术涉及能量收集装置的定位，更具体地涉及在例如室内环境(诸如例如建筑物的房间)中定位用作物联网网络一部分的光(太阳)能量收集装置。

越来越期望设置具有处理和通信能力的小型处理装置的网络，这些处理装置能够在诸如建筑物内的房间的环境中彼此交互。这种小型处理装置可以彼此通信，并且与作为所谓的物联网(IoT)网络的一部分的中央平台通信。通常，创建数据流的小型处理装置(例如温度/压力/移动传感器或摄像头)可以被配置为将数据提供给集中控制系统，该系统对由处理装置提供的信息起作用。

例如，诸如传感器的装置可以设置在建筑物内，然后用于控制建筑物的环境，诸如通过启用或停用照明、温度控制等。温室可以具有监测被培养的植物及其环境的传感器，并且在操作上能够控制诸如水、照明以及其他养分的输入，以优化温室内的生长条件。

用于在这种系统中使用的物联网装置(节点)将通常具有相对有限的处理和通信能力，以允许它执行某种形式的处理并与讨论中的整个“物联网”网络内的其他装置通信。由于这种物联网装置(节点)旨在能够以远程、独立的方式操作，因此它们通常将需要它们自己的内部电源(而不是例如连接至任意主电源)。这种内部电源可以例如借助于电池组来提供。虽然在电池组耗尽时将可以简单地更换物联网装置中的电池组，但物联网装置包括某种形式的能量收集系统变得越来越普遍且优选，使得它们可以从环境获得电力(并且例如且在实施方式中，为其电池组充电)。因此，许多物联网装置将包括某种形式的光(太阳)能量收集系统，以允许它们通过从它们环境中的环境光收集能量来为它们的电池组充电。

因此，在诸如建筑物内的房间的环境中提供物联网装置网络的一个日益重要的方面是放置各个装置，使得它们应从环境内的光源接收足够的能量来满足其电力要求。由于在环境中的不同位置中可用的通常高度可变量的光能量，使得这更加困难。

申请人认为，仍然存在用于确定光能量收集装置在环境中的合适位置的改进方法和设备的范围。

附图说明

现在将仅以示例的方式并且参照附图来描述此处所描述技术的各种实施方式，附图中：

图1示意性地例示了物联网装置；

图2示意性地示出了示例性室内环境；

图3示意性地示出了此处描述的技术的实施方式中的操作；

图4示意性地示出了在环境中的不同位置处的光能量的预测可用性；

图5示意性地示出了室内环境的视觉显示的实施方式，该视觉显示指示室内环境中的不同位置对于光能量收集电子装置的适合性；

图6示意性地示出了可以用于实现所述实施方式的便携式电子装置；以及

图7示意性地示出了在此处描述的技术的实施方式中的图6所示的便携式电子装置的操作。

同样的附图标记贯穿附图在适当的情况下用于同样的部件。

具体描述

此处描述的技术的第一实施方式包括一种识别光能量收集电子装置在环境内的位置的方法，该方法包括以下步骤：

提供表示光源和光能量收集电子装置要处于的环境中的几何的数据；

基于表示光源和环境中的几何的数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用；以及

使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量，从而允许识别环境中适于光能量收集电子装置的位置。

此处描述的技术的第二实施方式包括一种用于识别光能量收集电子装置在环境内的位置的设备，该设备包括：

处理器，该处理器被配置为：

基于表示光源和环境中的几何的数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用；

并且

使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量，从而允许识别环境中适于光能量收集电子装置的位置。

此处描述的技术使用基于物理的照明模块来模拟光与光能量收集电子要处于的例如室内环境中的几何的相互作用。然后将该模拟用于预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量。然后，这可以允许识别光能量收集电子装置在环境内的合适位置(例如且在实施方式中，基于为装置供电所需的光能量要求)。

申请人已经特别地认识到，基于物理的照明模块可以用于模拟环境内的光的相互作用，因此可以用于预测在环境内的不同位置处将存在的光能量的量。然后，这可以促进光能量收集电子装置(诸如物联网节点)在环境内的放置，以(尝试)确保它们将接收用于其电力要求的足够光能量。这是有利的，因为与可以更多地基于例如“试错”的传统技术相比，它可以提供光能量收集电子装置在环境中的更准确定位。

此外，如将在下面进一步讨论的，此处描述的技术中的技术可以能够考虑更广数量的环境和其他因素，以允许在环境内更合适地定位电子装置。

要识别位置的光能量收集电子装置可以是具有光能量(太阳能)收集能力的任意合适且期望的电子装置。装置的光能量收集能力可以以任意合适且期望的方式来提供，例如且在实施方式中，通过使用适当的光伏电池来提供。

实施方式中的电子装置具有内部电源，诸如电池组，例如且在实施方式中，该电源由光能量收集来充电。

在实施方式中，电子装置具有适当的处理能力、合适的存储(诸如存储器)以及通信能力，以允许其与其他电子装置通信(在实施方式中为无线地)。在实施方式中，电子装置是物联网装置(节点)。

电子装置可以具有任意合适且期望的功能和操作，诸如例如，充当传感器(例如用于温度、压力、移动或其他环境因素、或植物成熟/生长/生命周期、疾病迹象，例如)、或者其他。在实施方式中，电子装置生成它可以提供给“集中”控制系统的数据流。

此处描述的技术中考虑的环境可以包括任意合适且期望的环境。在实施方式中，环境包括电子装置处在其内的适当空间(体积)。在实施方式中，环境包括室内环境，诸如且在实施方式中，房间(在建筑物内)(但是如果期望，它也可以包括一组多个房间、建筑物等)。

被考虑的环境中的光源可以是任意合适且期望的光源。由此，光源可以包括人工和/或自然光源，诸如且在实施方式中，人工灯以及自然光进入例如室内环境可以借助的窗或其他孔径。在实施方式中，考虑了环境中的多个光源，并且在实施方式中，考虑了环境中的所有潜在光源。

对应地，所考虑的环境中的几何可以是环境的任意合适且期望的几何。

在实施方式中考虑的几何包括例如室内环境内的表面，并且在实施方式中为可以与环境内的光相互作用的环境中的多个表面，并且在实施方式中为每个表面。几何而且或代替地并且在实施方式中还包括与可以与环境中的光相互作用的多个(并且在实施方式中为全部)物体对应的几何。由此，几何可以且在实施方式中确实例如包括例如室内环境的边界(例如墙壁、地板以及天花板)以及例如室内环境内的一个或更多个(并且在实施方式中为全部)物体。

表示光源和环境中的几何的数据可以包括可以表示光源或几何的任意合适且期望的这种数据。

在光源的情况下，表示光源的数据在实施方式中指示以下内容中的至少一个(并且在实施方式中为多个，并且在实施方式中为全部)：光源的类型(例如它是自然光还是人工光，并且至少在人工光的情况下，为人工光的类型或性质)；光源的尺寸；光源在环境中的位置；光源的光输出(例如且在实施方式中，在其强度、颜色和/或光谱方面)；以及光源的任意其他(例如材料)特性，这些特性可以控制(例如且在实施方式中)来自源的光的分散以及光源将提供的光能量的量和性质。标准化的光描述(例如IES光曲线)可以用于该目的。

在几何的情况下(例如表示表面和/或物体)，表示该几何的数据在实施方式中包括以下内容中的一个或更多个(并且在实施方式中包括以下内容的全部)：几何(例如表面或物体)在环境中的位置；环境中讨论中的几何的尺寸；将影响落在环境中的几何上的光的分散的任意(例如表面)特性，诸如几何的反射率和/或光吸收率的度量等。表示几何的数据可以且在实施方式中确实还包括(例如3D)物体随时间如何变化的模型和/或预测。在物体将随时间变化的情况下，诸如在考虑在讨论中的环境中生长的植物时，这可能是适当的。

表示光源和环境中的几何的数据可以以任意合适且期望的方式来提供。

在一个实施方式中，该数据被提供为适当的环境模型(例如且在一个实施方式中为3D环境模型)。这种模型可以被生成为表示例如打算使用电子装置的环境(例如房间)和/或建筑物的设计。这种模型可以是计算机生成的，例如作为CAD设计或以其他方式生成。由此，可以从例如适当的设计工具或流水线提供数据。

在实施方式中，表示光源和环境中的几何的数据从环境本身捕获(从对讨论中的实际环境的分析生成)。在这种情况下，在实施方式中，数据从环境本身的一个或更多个图像生成。例如且在实施方式中，可以捕获讨论中的环境的一张或多张(并且在实施方式中为多张)照片，然后对其进行分析，以生成表示光源和环境中的几何的数据。

由此，在实施方式中，此处描述的技术包括拍摄环境的一个或更多个图像，并且分析图像，以导出表示光源和环境中的几何的数据，然后将该数据用于基于物理的照明模块中，以模拟环境中光的相互作用。

所使用的环境的图像可以包括例如环境的照片和/或环境的视频。

在这些结构中，在实施方式中，例如且在实施方式中从环境中的不同视点(和视向)捕获环境的多个图像。

在实施方式中，图像而且或代替地(且在实施方式中为而且)在环境中的不同照明条件下捕获。例如，图像可以在没有人工照明的情况下以及在环境中开启一些或全部人工照明的情况下捕获。

在实施方式中，对于在环境中将可能的不同照明组合中的多个(且在实施方式中为每一个)捕获图像。例如，在存在多个人工光源的情况下，这可以通过以下方式来实现：在一个人工光源打开的情况下拍摄第一组图像，在不同的人工光源打开的情况下拍摄第二组图像，以此类推，直到已经考虑了所有人工光源为止。如果期望，将还可以对于人工光源的不同组合拍摄多组图像。如果期望，将还可以例如对于一天中的不同时间拍摄多组图像，以允许例如自然光源在一天中的变化。

例如，还将可以在使用和不使用闪光灯的情况下拍摄环境的照片，因为这可以提供与光将与环境相互作用的方式有关的另外信息(例如在反射率和物体的表面特性等方面)。如果期望，还将可以使用表示在拍摄环境照片时使用的闪光灯的强度的数据，作为从照片分析环境的一部分。

在实施方式中，使用所有光源起作用的图像来分析环境中的几何。

在实施方式中，环境的图像由希望将电子装置放置在环境中的用户捕获。用户例如可以使用例如在他们电话或另一个便携式电子装置上的摄像头来进行这一点。在实施方式中，结果照片或视频然后被提供给适当的分析引擎，该引擎能够分析图像，以生成表示光源和环境中的几何的数据。

在实施方式中，可以且在实施方式中是关于要拍摄环境的哪些图像来指导用户，例如，鉴于环境的不同视图以及拍摄视图的图像的不同的照明条件。例如，这可以通过在用户的装置上向他们适当显示来指示。

环境的图像可以以任意合适且期望的方式来分析，以导出表示光源和环境中的几何的数据。例如，图像可以且在实施方式中是用于确定光源和环境中的几何(例如物体、墙壁、地板、表面等)的位置、尺寸、类型等。图像还可以被分析为尝试评估环境中的物体和表面的其他(例如材料)特性(例如将或可能影响落在这些物体和表面上的光的分散的特性，诸如其反射率、反射等)。

确定适当的光源和几何数据的图像分析可以以任意合适且期望的方式来执行，例如使用任意合适且期望的图像分析技术，诸如物体识别技术等。例如，可以使用参考图像以及对应光源和几何(例如表面)属性的数据库来从环境图像识别光源和环境中的几何的特性。例如，还将可以使用机器学习技术来改善环境图像随时间的分析。

如果期望，还将可以允许用户将(适当)参数和数据馈送到环境模型/分析中。

如果期望，还将可以使用所捕获的环境图像和环境(或环境元素)的建模(例如计算机生成的模型)的组合。

基于物理的照明模型可以以任意合适且期望的方式来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用。在实施方式中，该模型在操作上能够预测环境中的位置的随时间的光强度(以某一期望的准确度)。在实施方式中，该模型在操作上能够基于表示光源和环境中的几何的数据来预测来自光源的光将如何落在环境中的物体和表面上。在实施方式中，模型在操作上能够识别环境中的表面或物体(几何)是否处于阴影中。

可以模拟光与环境中的几何的相互作用的任意合适且期望的基于物理的照明模型可以用于该目的。然而，在实施方式中，用于确定图形处理(计算机图形处理)中的照明效果的基于物理的照明模型用于该目的。由此，在实施方式中，使用用于渲染用于显示的计算机图形图像(例如在计算机游戏(游戏引擎)中)的计算机图形处理的、基于物理的照明模型(引擎)来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用。

申请人在这点上已经认识到，当在图形处理中渲染用于显示的场景的视图时用于模拟场景照明的模型也可以(且有利地)用于模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，为的是预测将在该环境中的不同位置处接收的光量。因此，这种图形处理的、基于物理处理的照明模型的使用可以有利地用于此处描述的技术的上下文中，即，辅助预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量，为的是识别光能量收集电子装置在环境内的合适位置。

任意合适的图形处理的、基于物理的照明模型可以用于该目的。

在实施方式中，图形处理的、基于物理的照明模型的修改版本用于在此处描述的技术中，其中，图形处理照明模块被适应性调整以考虑讨论中的装置的光能量收集特性(例如且在实施方式中，被配置为适用于光伏电池的使用，而不是简单地使用例如RGB模型，该RGB模型用于瞄准(典型的)人眼，在渲染用于显示的图像时可以用于图形处理照明模型中)。由此，在实施方式中，基于表示光源和环境中的几何的数据，使用从图形处理照明模型适应性调整的基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用。

除了使用表示光源和环境中的几何的数据之外，基于物理的照明模型还可以并且在实施方式中确实使用其他数据，该其他数据在模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用时可能与环境中的照明相关。这种额外数据可以是与可能影响环境中的照明的因素有关的任意合适且期望的数据。

在一个实施方式中，所使用的该另外数据包括表示环境外部的几何的数据，诸如建筑物的几何和/或诸如山的地理特征，该数据可能影响环境中的自然光源(例如窗)。这在环境包括自然光源(诸如窗)的实施方式中进行。

在环境包括自然光源(诸如窗)的实施方式中，基于物理的照明模型还使用表示太阳几何的数据和/或表示太阳相对于环境(例如且在实施方式中，相对于环境中的自然光源，诸如窗)的路径的数据作为输入。与太阳的路径有关的数据可以包括例如指示环境的日落和日出的数据、和/或指示太阳相对于环境的自然光源的路径的更复杂数据。

在实施方式中，基于物理的照明模型还使用以下内容中的一个或更多个(且在实施方式中使用全部)作为输入：指示可能影响环境中的自然光的天气的数据(其中，环境包括自然光源)；以及指示环境的使用的数据，例如且在实施方式中，与这种使用可以如何影响光源(不管是自然的还是人工的)在环境中的使用(例如可用性)有关。

其他结构当然会是可能的。

来自光源的光与环境中的几何的相互作用的模拟可以用于以任意合适且期望的方式来预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量。在实施方式中，对于环境中的多个不同位置预测将可用的光能量的量。

预测将可用的光能量的量的环境中的位置可以是环境中的任意合适且期望的位置。在实施方式中，它们至少是适于定位讨论中的电子装置的位置。

在实施方式中，环境中的不同位置包括环境中的表面上的不同位置，诸如且在实施方式中，环境的墙壁和/或天花板或地板上的位置。由此，在实施方式中，确定在环境中的、电子装置可以安装在上面的至少一个(并且在实施方式中为多个，并且在实施方式中为每一个)表面上的不同位置处将可用的光能量的量。

对应地，在实施方式中，预测将可用的光能量的量的、环境中的每个位置包括例如且在实施方式中的环境中的表面(诸如墙壁)的相应区域。

在一个实施方式中，环境中的表面(诸如墙壁、天花板和/或地板)被分成各个更小的区域(子区域)，并且使用来自光源的光与环境中的几何的相互作用的模拟来预测光能量的量(在实施方式中为在光通量的量方面)，该光能量将从在要考虑的环境中的表面分成的各个(并且在实施方式中为多个，并且在实施方式中为每一个)子区域上且用于该子区域的光源可用。

在这点上，表面子区域可以包括讨论中的表面的任意合适且期望的更小区域，诸如具有几厘米直至几十厘米的边的区域(例如矩形或正方形)。例如，可以考虑10cm×10cm的区域。区域的尺寸可以例如基于讨论中的电子装置的尺寸。

在实施方式中，对于表示环境中的表面(诸如墙壁、天花板和/或地板)的采样(数据)位置网格的多个(采样)位置，预测从光源可用的光能量的量。在这种情况下，可以根据期望(例如基于讨论中的环境和/或电子装置的尺寸)选择数据(采样)位置网格的分辨率。

来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用可以用于以任意合适且期望的方式来预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量。在实施方式中，该模拟用于预测(确定)落在环境中不同位置上的光通量的度量。这可以以任意合适且期望的方式来进行，例如，通过基于来自光源的光与几何的模拟相互作用，对从所有光源落在环境中的位置上的光通量的总量求和。

将可以对于一组照明条件模拟来自光源的光与环境的几何的相互作用，然后使用该模拟来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量(并且作为其度量)(并且在一个实施方式中，就是这样做的)。

然而，在实施方式中，确定来自光源的光与环境中的几何的相互作用的多个模拟，每个模拟具有不同的照明条件，然后(以适当的方式)组合这些模拟的结果，以提供对将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测。

例如，在实施方式中，执行表示环境中在特定的(在实施方式中为所选的)时间段(诸如且在实施方式中为一天(24小时)，工作时间期间等)内的不同时间的照明条件的模拟，然后适当地组合(例如求和)，以提供在讨论中的时间段内(例如24小时内)在环境中的不同位置处将接收的光能量的量的度量。在这种情况下，在实施方式中，来自光源的光与环境中的几何的相互作用的模拟考虑了将在讨论中的时间段内(例如在一天的过程中)变化的因素，诸如环境中的自然光的可用性和位置、以及环境中的人工光源的可用性。例如，根据期望，自然光源(例如窗)的分析还可以被配置为考虑在时间段(例如一天)期间的不同时间的天气条件、太阳的存在和位置等。

如果期望，还将可以考虑照明条件在大于一天的时段内(诸如在几个月或整年内)的变化(并且在实施方式中，就是这样做的)。在这种情况下，在实施方式中，照明条件的模拟还考虑了在讨论中的(更长)时间段(例如一年)期间发生的照明条件的任意变化，诸如由季节变化和/或通过在讨论中的时间段(例如几个月或一年)期间改变环境的使用引起的自然光源可变性。然后，这将允许预测在更长的时段内在环境中的不同位置处接收的光能量，从而在尝试识别用于讨论中的电子装置的合适位置时使用。

由此，在实施方式中，确定来自光源的光与环境中的几何的相互作用的多个模拟，以考虑(并模拟)来自光源的光在给定时间段内(诸如一天的过程和/或跨季节)的传播。

由此，在实施方式中，此处描述的技术包括：使用基于物理的照明模型，来对于多个不同照明条件(诸如且在实施方式中，在特定且在实施方式中为所选的整个时间段(诸如一天或一年)期间的不同时间)模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，然后使用这多个模拟来预测在环境中的不同位置处将可用的光能量的量。

在生成多个光相互作用模拟的情况下，那么可以将其用于以任意合适且期望的方式来预测将在环境中的不同位置处接收的光能量的量。

例如，可以确定跨一组模拟在每个不同位置处的最低光量，并将其用作在讨论中位置处将可用的光能量的量。

在实施方式中，以某种方式组合多个模拟，以提供对将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测。在这种情况下，来自一组模拟中的每个模拟(或来自模拟的所选子集)的光能量的和(总数)可以用作将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的度量，和/或可以对模拟中的每个或子集求平均，以提供将在环境中的不同位置处可用的光能量的平均量。

在实施方式中，确定在讨论中的位置(例如表面)处的光通量随时间的分布。在实施方式中，确定每单位面积(在给定位置处)的光通量在讨论中的时间段内的积分。

其他结构当然会是可能的。

一旦已经预测了在环境中的不同位置处将可用的光能量的量，那么该信息可以并且在实施方式中是用于识别适于环境中的光能量收集电子装置的位置。这可以以任意合适且期望的方式来进行。

在实施方式中，在环境中的不同位置处的可用光能量(例如光通量)的表示被呈现(例如且在实施方式中为被显示)给用户，从而允许用户识别适于环境中的电子装置的位置。

由此，在实施方式中，此处描述的技术还包括：提供指示将在环境中的不同位置处可用的光能量的预测量的显示，从而允许识别适于环境中的光能量收集电子装置的位置。

光能量的预测量可以以任意合适且期望的形式来显示。例如，可以显示在环境中的给定位置处可用的光能量(例如光通量)的分布，以例如允许用户识别将在不同位置处接收的光能量的量。

例如，还将可以提供位置列表连通它们的预测光能量的度量，以允许识别用于电子装置的可能位置。

在实施方式中，不同位置处的所预测可用光能量通过提供已经在局部环境本身的图像上预测的光能量的可用量的指示来显示。在实施方式中，不同位置处的所预测可用光能量用于提供显示，该显示提供环境中的不同位置对于定位电子装置的适合性的指示。

例如且在实施方式中，这可以以“颜色”或“热图”的形式来提供，该颜色或热图被放置在局部环境的图像上，指示在局部环境的图像中的不同位置处预测的光能量的量/适合性。然后，这将更直接地促进用户识别用于电子装置的、环境中的合适位置。

在这种实施方式中(或其他)，将环境中不同位置处的所预测可用光能量与一个或更多个“光能量”阈值进行比较，然后显示被设置为指示哪些位置具有超过或未超过给定阈值的光能量可用性。

在实施方式中，使用指示“最小”、“一些”以及“足够”的能量可用性/适合性的阈值。

例如，可能存在表示将足以为电子装置供电的光能量的预测量的第一阈值和指示将肯定不足以为电子装置供电的光能量的预测量的另一个阈值，然后不同的位置根据它们的可用光能量的预测量是大于还是小于各自的阈值来指示。

例如，如果位置的光能量的预测量高于将肯定提供用于为装置供电的足够光能量的阈值，则可以使用第一颜色(例如绿色)指示该位置，并且如果光能量的预测量低于指示能量的量肯定小于为装置供电所需的能量的阈值，则用另一种颜色(例如红色)示出该位置。光能量的预测量落在两个阈值之间的任意区域可以用第三种颜色(例如黄色)示出。

在这些结构中，各个光能量阈值可以根据期望来设置，例如且在实施方式中，取决于所考虑的电子装置(特别是取决于其(已知)功率要求)。

由此，在实施方式中，显示操作为指示对于定位电子装置是良好的位置(相反地，是“不良”的位置)。

例如，可以存储表示将在环境中的不同位置处接收的能量的量的显示，以稍后使用。

在实施方式中，将其显示给用户，使得用户可以在将电子装置放置在环境中时使用该显示。在实施方式中，使用增强现实(AR)或虚拟现实(VR)显示技术向用户显示在环境中的不同位置处将可用/适合的光能量的量的表示。然后，这将允许用户更直接地识别电子装置在环境中的适当位置，并且，如将在下面进一步讨论的，允许用户以更具交互性的方式将电子装置安装在环境中。

由此，在实施方式中，此处描述的技术包括：使用增强现实或虚拟现实显示技术来显示环境的表示，该表示指示将在环境中的不同位置处可用/适合的光能量的预测量。在实施方式中，这使用头戴式显示器来进行。

在实施方式中，除了考虑将在环境中的不同位置处可用/适合的的光能量的预测量之外，指示环境中的不同位置对于电子装置的适合性的显示还考虑并基于除了光能量的预测量之外的一个或更多个其他因素，这些因素可能影响环境中的位置对于电子装置的适合性。

在这点上，可以考虑可能影响环境中的位置对于电子装置的适合性的任意合适且期望的因素或准则。

在实施方式中，在电子装置旨在与环境中的其他电子装置通信(例如作为物联网网络的一部分)的情况下，那么在实施方式中，在指示环境中的位置对于电子装置的适合性时，考虑与其他电子装置的通信。

在实施方式中，这考虑了例如电子装置将要成为其一部分的通信网络(网格)的网络通信要求和/或拓扑。例如，这可以考虑出于通信目的与环境中的其他电子装置的任意必要接近性、装置的发送功率和/或接收灵敏度等。

例如，还可以考虑充当通信网络中的节点的电子装置的弹性。

在实施方式中，环境中的位置对于电子装置的的适合性的呈现还考虑了(并且基于)以下内容中的一个或更多个(并且在实施方式中为多个，并且在实施方式中为全部)：电子装置的预期功能(例如其传感器功能)；环境的(已知或预测的)使用(例如，在环境中的使用(工作)模式和位置方面)；环境中可能影响电子装置操作的任意环境因素(诸如温度)；以及可能影响电子装置在环境中的定位的任意特殊实用因素。

在实施方式中，指示环境中的位置对于电子装置的适合性的显示还考虑并基于电子装置的一个或更多个特性，诸如其光能量收集能力(光伏特性，例如，其太阳能电池板的尺寸)、内部电源(例如电池组)的容量、它是否还可以接收主电源；装置的预期功能；等。

在实施方式中，过程还考虑了电子装置的任意已知的预测老化特性，例如，在老化随着时间对装置的电池组和/或光伏电池的影响方面。

在实施方式中，过程还考虑了电子装置的电池组充电/耗尽周期，并且例如且在实施方式中，考虑了环境中的位置处的光可用性与电池组充电/耗尽周期的相互作用。

在这点上，除了使用将在环境中的不同位置处可用的光能量的预测量来识别环境中电子装置的合适位置之外，还将可以使用光能量的预测量来选择要在环境中使用的电子装置(例如基于光能量的预测量以及什么形式的装置将能够使用光能量的该预测量来操作)。由此，在实施方式中，在环境中的不同位置处将可用的光能量的预测量还用于选择将在环境中使用的电子装置，例如且在实施方式中，为从一组多个电子装置选择。而且或代替地将可以使用光能量的预测量来选择或设置电子装置的适当参数，诸如以选择要用于装置的电池组和/或光伏电池的尺寸，而不管装置是否应该连接到主电源等。

在实施方式中，环境中的位置对于电子装置的适合性的显示用于指导环境本身中的用户，以帮助用户在该环境中定位和安装电子装置。如上所述，在实施方式中，这通过在实施方式中使用增强现实或虚拟现实显示(表示环境)向用户显示指示环境中电子装置的位置的适合性的信息来实现。

由此，在实施方式中，因此存在交互显示过程，该交互显示过程向用户指示电子装置的合适位置，然后由该显示引导用户，以将装置放置在环境中。

在这种情况下，在实施方式中，除了向环境中的用户提供用于将电子装置安装在环境中的指导之外，系统还在操作上能够在环境本身中提供和安装电子装置。例如，这也可以包括：指导用户将装置放置在环境中的合适位置中，然后经由显示指示用户首次设置装置(以启动装置)。这可以包括例如指导用户执行对电子装置的适当初始化输入，和/或例如从用于向用户显示位置指示信息的装置向电子装置提供某种形式的输入或信号，以启动它。这种信号可以包括例如用户或自动触发用户装置上的闪光灯，以一旦定位电子装置就启动电子装置。

在实施方式中，处理还在操作上能够一旦将装置被放置在环境中，就识别并记录装置的位置。这可以根据期望来实现。例如，可以触发装置本身来将其位置发送给电子装置将要作为其一部分的系统(例如网络)的适当控制装置。

在实施方式中，向用户显示位置对于电子装置的适合性的装置也被使用并在操作上能够一旦装置被放置在环境中，就记录并识别装置在环境中的位置。例如，这可以通过以下方式来实现：一旦装置安装在环境中，就使用户拍摄装置的图像(例如照片)，然后适当地分析该图像，以识别装置在环境中的位置。而且或代替地将可以的是，指示环境的位置的显示可以由用户进行交互，以一旦经由显示将装置放置在环境中，用户例如能够与该显示交互，以指示装置的位置。

虽然上面已经主要参考识别环境中适于给定电子装置的位置来描述了此处描述的技术，但如本领域技术人员将理解的，此处描述的技术可以用于可能期望放置在环境中的任意期望数量的电子装置。

在这种情况下，光能量的预测量可以并且在实施方式中是用于识别适于多个电子装置的位置(例如对于期望放置在环境中的每个装置)。

在这种情况下，随着装置被放置在环境中，可以以迭代的方式修改位置对于电子装置的适合性的显示，以基于其他装置在环境中的放置来指示要放置的任意剩余装置的合适位置。对应地，在实施方式中，适于电子装置的位置的显示考虑了要放置在环境中的多个电子装置之间的任意所需关系(例如通信)。

例如，还将可以结合网络拓扑规划/优化处理(例如算法)使用环境中光能量的预测可用性/适合性，来例如基于环境中光能量的预测可用性/适合性规划或选择例如电子装置的网格或网络中的节点的数量，如果期望。

此处描述的技术的方法和设备可以以任意合适且期望的方式来实现，并且适用于且可以用于任意数据处理系统中。

在实施方式中，它们借助于适当的应用来实现，应用在例如(且在实施方式中为)数据处理系统的处理器上执行。

设备和/或数据处理系统可以且在实施方式中确实还包括中央处理单元(主处理器)、图形处理单元、显示控制器、系统总线、存储控制器、显示器以及存储器中的一个或更多个，并且在实施方式中包括全部。在实施方式中，存储器包括整个数据处理系统的主存储器(例如，与中央处理单元(CPU)共享的主存储器)。显示器可以是任意合适且期望的显示器，例如屏幕。显示器可以包括整个数据处理系统(装置)的本地显示器(屏幕)和/或外部显示器。

在实施方式中，设备和/或数据处理系统包括一个或更多个存储器和/或存储装置和/或与该存储器和/或存储装置通信，该存储器和/或存储装置存储此处描述的数据，和/或存储用于执行此处描述的处理的软件。

此处描述的技术例如可以使用个人计算机来实现，该个人计算机例如在操作上能够接收和/或生成表示光源和环境中的几何的数据，然后执行基于物理的照明模型并预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量，然后向用户例如在显示屏上提供适当的显示，以辅助用户识别环境中光能量收集电子装置的合适位置。

在实施方式中，此处描述的技术至少部分地在诸如移动电话或平板电脑的便携式电子装置上提供并由其实施。在这种情况下，此处描述的技术可以并且在实施方式中是借助于在便携式装置(例如移动电话)上执行的适当应用来实现，该应用在操作上能够执行此处描述的技术的步骤和级中的一个或更多个或全部。

在这种情况下，此处描述的技术的实施方式的所有操作(诸如分析环境的视图，以生成表示光源和环境中的几何的数据，执行基于物理的照明模块，以模拟光与环境中的几何的相互作用，以及随后从其生成对环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测)例如可以完全在便携式电子装置本身上执行(例如其中，电子装置具有这样做的处理能力和资源)。

因此，在这种情况下，应用在实施方式中在操作上能够指导用户使用便携式电子装置的摄像头来拍摄环境的适当视图，然后使用在操作上能够分析环境的视图的、在便携式电子装置上执行的图像分析引擎，来生成表示光源和环境中的几何的数据。

在实施方式中，应用然后在操作上能够使用基于物理的照明模型(和/或使得该模型例如由便携式电子装置的图形处理单元(图形处理器)执行)来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，然后从其生成将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测，然后从该预测生成指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性的适当显示。

另选地，在便携式装置(例如移动电话)上执行的应用在操作上能够向与其通信(例如经由因特网或另一个数据网络)的远程处理器(例如服务器)通信相关数据和从其接收相关数据，然后，这些远程处理器(例如服务器)例如且在实施方式中响应于从便携式装置上的应用接收的数据，执行此处描述的技术的更多处理密集型操作(诸如图像分析、基于物理的照明模型以及光能量预测)，然后将信息适当地返回给便携式装置上的应用，以促进向便携式装置的用户适当显示和与之交互(并且在实施方式中，就是这样做的)。

由此，在便携式装置上执行的应用可以并且在实施方式中确实使用远程服务器(诸如“基于云的”处理)，来执行一些处理操作，诸如此处描述的技术的更复杂和处理密集的操作。因此，在这种情况下，此处描述的技术的整个处理将由便携式电子装置和与便携式电子装置通信的一个或更多个远程处理器执行并在其中实现。

在这种情况下，应用在实施方式中在操作上能够指导用户使用便携式电子装置的摄像头来拍摄环境的适当视图，然后将照片发送到在远程处理器(例如服务器)上执行的图像分析引擎，该图像分析引擎然后在操作上能够分析环境的照片，以生成表示光源和环境中的几何的数据。

实施方式中的远程处理器然后使用基于物理的照明模块来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，然后从其生成将在在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测，然后从该预测生成用于提供指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性的适当显示的数据，并将显示数据(例如要显示的帧)返回给在便携式装置上执行的应用，应用然后使用接收到的显示数据，来在用户使用的便携式装置(例如移动电话)的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性。

在实施方式中，特别是在便携式电子装置是移动电话的情况下，应用在操作上能够以增强现实或虚拟现实显示的形式，来提供指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性的显示。如上所述，在实施方式中，应用还在操作上能够辅助在环境中安装和提供光能量收集电子装置。

然后，这促进提供一种系统，该系统用于通过用户使用便携式电子装置(诸如用户的移动电话)指导他们进行安装，来在环境中安装光能量收集电子装置(诸如物联网节点)。然后，这可以提供更准确但仍然相对直接易用的光能量收集电子装置在例如室内环境中的安装。

相信以这种方式使用便携式电子装置来将光能量收集电子装置安装在环境中本身可以是新且有利的。

由此，此处描述的技术的另外实施方式包括一种使用便携式电子装置来在环境中安装光能量收集电子装置的方法，该方法包括以下步骤：

便携式电子装置上的应用借助于便携式电子装置上的显示器，指导便携式电子装置的用户使用便携式电子装置的摄像头拍摄要安装光能量收集电子装置的环境的一个或更多个图像，并且将环境的一个或更多个图像提供给图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和环境中的几何的数据；

图像分析引擎分析所拍摄的环境的图像，以生成表示光源和要安装光能量收集电子装置的环境中的几何的数据，并且将表示光源和环境中的几何的数据提供给处理器，该处理器在操作上能够使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用；

处理器在操作上能够使用基于物理的照明模型，来基于所生成的表示光源和环境中的几何的数据，模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，并且向处理器提供指示来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用的数据，该处理器在操作上能够使用指示来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用的数据，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量；

处理器在操作上能够使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量，并且基于将在环境中的不同位置处可用的光能量的预测量，向便携式电子装置上的应用提供用于在便携式电子装置的显示器上提供显示的数据，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性；以及

便携式电子装置上的应用基于数据在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性，该数据用于在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性。

由此，此处描述的技术的另外实施方式包括一种用于在环境中安装光能量收集电子装置的系统，该系统包括：

便携式电子装置，该便携式电子装置包括：

摄像头；

显示器；

存储器；

处理器，该处理器在操作上能够执行应用；以及

图形处理单元；

系统还包括：

图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和环境中的几何的数据；

基于物理的照明模型引擎，该照明模型引擎在操作上能够基于表示光源和环境中的几何的数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用；

光能量预测引擎，该光能量预测引擎在操作上能够基于来自基于物理的照明模型引擎的、来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量；以及

显示数据生成引擎，该显示数据生成引擎基于来自光能量预测引擎的、将在环境中的不同位置处可用的光能量的预测量，生成用于在便携式电子装置上提供显示的数据，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性；

其中，

便携式电子装置的处理器在操作上能够执行应用，该应用在操作上能够：

借助于便携式电子装置上的显示器，指导便携式电子装置的用户使用便携式电子装置的摄像头拍摄要安装光能量收集电子装置的环境的一个或更多个图像，并且将环境的一个或更多个图像提供给图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和环境中的几何的数据；

并且

基于从显示数据生成引擎接收的数据在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性，该数据用于在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性。

如本领域技术人员将理解的，此处描述的技术的这些实施方式可以且在实施方式中确实包括此处描述的技术的特征中的任一个或更多个或全部。

由此，例如，处理器(和引擎)(该处理器分析图像，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，以预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量，并且该光能量的量生成数据并将其提供给便携式电子装置上的应用，该数据用于在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性)可以是便携式电子装置本身的处理器(引擎)，或者在实施方式中可以是经由适当的数据网与便携式电子装置(和应用)通信的远程处理器(例如远程服务器)。根据期望，每个处理操作可以由单独的处理器执行，或者它们可以全部由同一处理器执行。(对应地，各种“引擎”可以各在相同或不同的处理器上执行。)

对应地，步骤(分析环境图像，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量，并且生成用于在便携式电子装置的显示器上提供指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性的显示器的数据)可以全部(或至少部分)在便携式电子装置上执行，或者可以全部(或至少部分)除了在便携式电子装置上(诸如且在实施方式中，在便携式电子装置与其通信的远程处理器)上执行。

由此，将数据提供给处理器(引擎)可以例如包括将该数据(例如环境的图像)从便携式电子装置发送到远程服务器。对应地，便携式电子装置(上的应用)可以从远程处理器(服务器)接收数据，该数据用于在便携式电子装置的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性。

在实施方式中，应用在电子装置的显示器上显示图像，以指导便携式电子装置的用户拍摄环境的一个或更多个图像。

在实施方式中，示出环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性的显示经由便携式电子装置借助于增强现实或虚拟现实显示来提供。类似地，在实施方式中，用户能够与便携式电子装置上的显示器交互，以一旦将光能量收集电子装置安装在环境中，就可以初始化并设置它，和/或提供光能量收集电子装置在环境中的安装位置的记录。

在实施方式中，便携式电子装置包括移动电话或平板电脑。

这里所描述的技术可以在任意合适的系统中实现，诸如基于合适构造的微处理器的系统。在实施方式中，这里所描述的技术实现在计算机和/或基于微处理器的系统中。

这里所描述的技术的各种功能可以以任意期望且合适的方式执行。例如，这里所描述的技术的功能可以实现在硬件或软件中(根据期望)。由此，例如，除非以其他方式指示，此处描述的技术的各种功能元件、引擎、级以及“装置”可以包括合适的处理器、控制器、功能单元、电路、处理逻辑、微处理器结构等，它们可操作以执行各种功能等，诸如适当专用硬件元件(处理电路)和/或可以被编程以以期望方式操作的可编程硬件元件(处理电路)。

这里还应当注意的是，如本领域技术人员将理解的，这里所描述的技术的各种功能等可以在给定处理器上重复和/或并行执行。等同地，各种处理级可以共享处理电路等(如果期望)。

如本领域技术人员还将理解的，这里所描述技术的所有描述的实施方式可以(且在实施方式中确实)酌情包括这里描述的特征中的任一个或更多个或所有。

根据这里所描述的技术的方法至少部分地可以使用软件(例如，计算机程序)实现。由此将看到当从另外的实施方式看时，这里所描述的技术提供计算机软件，该计算机软件当安装在数据处理器上时专门适用于执行这里描述的方法；计算机程序元件，该计算机程序元件包括计算机软件代码部，用于在程序元件在数据处理器上运行时执行这里描述的方法；和计算机程序，该计算机程序包括代码，该代码当程序在数据处理系统上运行时适用于执行这里描述的方法的所有步骤。数据处理器可以是微处理器系统、可编程FPGA(现场可编程门阵列)等。

这里所描述的技术还扩展到计算机软件载体，该计算机软件载体包括这种软件，这种软件当用于操作包括数据处理器的显示控制器或微处理器系统时与所述处理器结合使所述控制器或系统执行这里所描述的技术的方法的步骤。这种计算机软件载体可以是物理存储介质，诸如ROM芯片、CD ROM、RAM、闪存、或磁盘，或可以是信号，诸如电线上的电信号、诸如到卫星的光信号或无线电信号等。

还将进一步理解的是，不是这里所描述的技术的方法的所有步骤都需要由计算机软件执行，并且由此根据更宽实施方式，这里所描述的技术提供了计算机软件并且这种软件安装在计算机软件载体上，用于执行这里阐述的方法的步骤中的至少一个。

这里所描述的技术可以因此适当地具体实施为用于与计算机系统一起使用的计算机程序产品。这种实现可以包括一系列计算机可读指令，该一系列计算机可读指令固定在有形、永久介质上，诸如计算机可读介质，例如，磁盘、CD-ROM、ROM、RAM、闪存或硬盘。还可以包括一系列计算机可读指令，在有形介质(包括但不限于，光学或模拟通信线)上，或无形地使用无线技术(包括但不限于，微波、红外或其他传输技术)，这些指令经由调制解调器或其他接口装置可发送到计算机系统。该系列计算机可读指令具体实施这里之前描述的功能的所有或一部分。

本领域技术人员将理解，这种计算机可读指令可以以多种编程语言来写，用于与许多计算机架构或操作系统一起使用。进一步地，这种指令可以使用任意存储技术来存储(存储技术现在或将来包括但不限于半导体、磁或光)，或使用任意通信技术来发送(通信技术现在或将来包括但不限于光学、红外或微波)。预期的是，这种计算机程序产品可以作为可去除介质来分发，附有已打印的文档或电子文档，例如，现成软件；例如在系统ROM或固定盘上预加载有计算机系统；或在网络(例如，因特网或万维网)上从服务器或电子公告栏分发。

如上所述，此处描述的技术涉及将诸如物联网装置(节点)的光能量收集电子装置放置在例如室内环境中，诸如建筑物中的房间。

图1示意性地例示了物联网装置(节点)1。物联网装置1具有设置有操作系统3的中央处理器2、存储装置4(例如，可以是非易失性的，例如闪存)、传感器5、6以及通信电路7。

取决于物联网装置1的功能，传感器5、6可以是例如温度传感器、湿度传感器、移动传感器、光传感器等。

通信电路7可以是促进物联网装置1与另一物联网装置或其他电子装置(不管是在相同的室内环境中还是其他)之间的无线通信的任意合适且期望的电路。由此，通信电路可以例如包括适当的Wi-Fi、蓝牙或其他短程无线电通信电路。

如图1所示，物联网装置1还包括电池组8形式的内部电源和光伏电池9，光伏电池在操作上能够从放置物联网装置1的环境收集光能量，以为电池组8供电并为其充电。

如上所述，诸如图1例示的装置的物联网装置在环境中的放置的重要方面是该装置被放置为使得她将能够收集足够的光能量，以满足其功率要求。

图2示出了示例性室内环境20，在该环境中，可能期望放置诸如图1所示的物联网装置。在该示例中，室内环境20包括房间，该房间包括例如灯形式的人工光源21、22、窗形式的自然光源23、桌子形式的物体24以及墙壁25、26和天花板27。

用于室内环境的其他结构当然会是可能的。

在本实施方式中，并且根据此处描述的技术，基于并使用表示光源和室内环境中的几何的数据，预测来自室内环境中的光源21、22以及23的、将在室内环境20中的不同位置处可用的光能量的量。

然后，将室内环境中不同位置处的光能量的预测量用于向用户生成显示，该显示指示室内环境中的位置对于要放置在室内环境20中的物联网装置的适合性。

图3示意性地示出了本实施方式中的操作，该操作预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量，然后使用该预测来提供指示环境中的不同位置对于物联网装置的适合性的显示。

如图3所示，过程开始于生成表示光源和要定位物联网装置(光能量收集电子装置)的环境中的几何的数据(步骤30)。

该过程可以使用环境31的一个或更多个三维模型和/或例如已经使用摄像头捕获的环境的一个或更多个图像32作为其输入。在后一种情况下，适当地分析环境的图像(例如使用适当的图像识别技术)，以识别不同光源及其特性、以及环境中的对应不同物体和表面及其特性。

表示从3D模型31和/或图像32生成的环境的数据包括例如指示光源的类型、尺寸和位置的信息、指示光源的输出的信息(例如强度、颜色和/或光谱)、影响光在环境内的分散的环境中的几何(诸如表面和对象)的属性(例如，诸如它们的反射率和/或光吸收性)等。

在本实施方式中，使用和分析来自不同视点并在(例如一天和/或一年的)不同时间拍摄的图像，以生成表示来自不同视点和在(例如一天的)不同时间的环境的数据。例如，可以指导用户从不同的视点拍摄环境的照片。也可以拍摄不同的照明条件下的图像。

然后，将这样生成的环境20的3D表示30连同一个或更多个其他输入33一起用于模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，然后使用来自光源的光与几何的该所模拟的相互作用来生成将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测(模拟)(步骤34)。

在这点上可以使用的其他输入33可以包括任意合适且期望的其他输入，它们可能影响环境内不同位置处的可用光能量的量，诸如因素，这些因素与环境的使用、天气数据、太阳在一时间内相对于环境的几何和位置(例如环境的日落和日出时间)、以及可能影响环境的自然光源的环境外部的任意物体的几何(诸如附近的建筑物或地理特征(诸如山或水)的几何)有关。

在本实施方式中，通过使用基于物理的照明模型来从描述环境的3D环境30的信息和其他输入33生成光能量可用性34的3D模拟，该模型用于在渲染用于显示的计算机图形图像时模拟照明，以模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用。然后使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量。在本实施方式中，进行这一点，以预测将在环境内的特定分辨率(采样网格)的位置处可用的光能量的量。

任意合适的计算机图形的、基于物理的照明模型可以用于此目的。在本实施方式中，使用路径跟踪的全局照明模型。

其他结构当然会是可能的。

在本实施方式中，照明能量可用性的模拟34生成一年中在室内环境20的不同区域中的每日光能量量可用性的指示。图4示出了这点上的示例性输出，该输出指示一年中在室内环境20的不同区域中可用的每日光能量。(图4中的每个迹线表示室内环境20中的不同位置，并且示出了可用光能量在一年中在该位置处如何变化。)

其他结构当然会是可能的。

如图3所示，除了生成室内环境20中的物联网装置1的光能量可用性34的模拟外，当关于物联网装置1在室内环境20中的放置指导用户时，还确定并考虑与要放置在室内环境20中的物联网装置1的预期用途和要求有关的另外信息。

具体地，如图3所示，捕捉并分析用户配置文件信息35(例如可以是有关特定用户的信息，诸如他们的(日常)例程、偏好等)以及与物联网装置1和/或室内环境20的可能用途有关的同期组群数据36(例如可以是与类似环境有关的匿名整理数据(例如能量使用、加热所花费的时间等))，以提供37对与将要放置在室内环境中的装置的使用有关的数据的评估。

对应地，将与装置本身有关的信息38(诸如其功率要求、其光能量收集能力、电池组等)用于提供指示装置本身的相关特性的数据(步骤39)。

然后，将所确定的能量可用性34、装置规范39以及用户和环境行为37一起用于生成装置在室内环境中的使用的总体模拟(步骤40)。

然后将装置使用的模拟40与预测(步骤41)可能装置行为(例如，装置在标准操作中使用多少能量；装置花费多少时间“清醒”与“睡眠”；装置多久激励发送器将数据发送到云一次；由于随着时间的老化，装置性能可能会如何劣化；等)的信息一起用于生成指示室内环境中的不同位置对于放置物联网装置1的适合性的室内环境20的三维可视化，以满足其能量需要(基于所模拟的装置使用、所预测的装置行为以及所确定的能源可用性)(步骤42)。

在本实施方式中，如图3所示，指示室内环境中的不同位置对于放置物联网装置的适合性的信息以室内环境的3D可视化形式示出(例如使用增强现实或虚拟现实)，该可视化在室内环境(的图像)上叠加室内环境中的位置对于物联网装置的适合性的指示。

图5示出了图2所示的室内环境的示例性3D可视化，该可视化使用不同的颜色指示室内环境20内的位置的适合性(作为“热图”)。

如图5中所示，用第一颜色50(例如绿色)指示已经被确定为接收多于足够的光能量来为物联网装置供电的位置50，用第二颜色(例如红色)指示已经被确定为未接收足够光能量来为物联网装置供电的位置51、52，并且用第三种颜色(例如黄色)指示落在这两个阈值之间的区域53。这样，用户可以更容易地识别适于或可能适于在室内环境20中定位物联网装置的位置。

图6示意性地示出了可以用于实现本实施方式的方法和系统的示例性便携式电子装置，诸如移动电话或平板电脑。

如图6所示，便携式电子装置60包括主处理器，该主处理器包括中央处理单元(CPU)67、图形处理单元(GPU)62、视频编解码器61、显示控制器65、显示器64、存储控制器68、主存储器63、摄像头70以及图像信号处理器71(从摄像头70接收图像数据)。

如图6所示，这些单元经由互连69通信并访问主存储器63。

便携式电子装置60还可以例如经由适当的无线传输75与远程服务器(网络)74通信(向其发送数据和从其接收数据)。

现在将参照图7来描述在此处描述的技术的实施方式中使用如图6所示的便携式电子装置60在环境中安装光能量收集电子装置。

在图7所示的结构中，假定存在在便携式电子装置60上安装的应用72，该应用在便携式电子装置60的CPU 67上执行，并且用户可以在他们希望在环境中安装光能量收集电子装置时启动。

如图7所示，应用72一旦被启动，就在操作上能够指导用户使用便携式电子装置60的摄像头70来首先拍摄环境的适当照片(步骤80)。这通过在显示器64上向用户提供适当的显示来完成。

然后，应用72将环境的照片发送到在远程服务器74(例如)上执行的图像分析引擎，该图像分析引擎分析环境的照片，以生成表示光源和环境中的几何的数据(步骤81)。在实施方式中，图像分析引擎随着由摄像头70产生照片数据而使用照片数据(即未经ISP 71的任何处理)。

一旦已经分析照片并从其生成表示光源和环境中的几何的数据，则远程服务器74执行基于物理的照明模型，以模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，并从其生成将在环境中的不同位置处可用的光能量的量的预测(步骤82)。

远程服务器74然后从该预测生成数据，该数据生成指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性的显示，并且远程服务器将该数据返回给应用72，该应用72然后使用该数据来在便携式电子装置60的显示器上提供显示，该显示指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性(步骤83)。

在本实施方式中，指示环境中的位置对于光能量收集电子装置的适合性的该显示经由便携式电子装置60的显示器64以增强现实或虚拟现实显示的形式来提供。如果期望，例如，便携式电子装置60可以是头戴式的，以以虚拟现实或增强现实的形式提供指导显示。

如图7所示，除了向用户提供用于在环境中安装电子装置的指导之外，应用72还在操作上能够指导用户在环境中提供和初始化光能量收集电子装置(步骤84)。在本实施方式中，这包括经由显示器64指示用户首次设置装置(以启动装置)。这可以包括例如指导用户执行对电子装置的适当初始化输入，和/或例如从便携式电子装置向光能量收集电子装置提供某种形式的输入或信号，以启动它。这种信号可以包括例如用户或自动触发便携式电子装置60上的闪光灯，以一旦定位光能量收集电子装置就启动它。

如图7所示，应用72还在操作上能够一旦光能量收集电子装置被放置在环境中，就识别和记录其位置(步骤85)。这可以根据期望来实现。例如，光能量收集装置本身可以被触发为将其位置发送到将该装置作为一部分的系统(例如网络)的适当控制装置，和/或一旦将光能量收集装置安装在环境中，应用72就可以指示用户(例如经由显示器64)拍摄光能量收集装置的照片(然后，例如，将该照片发送到远程服务器74分析，以识别(并记录)光能量收集电子装置在环境中的位置)。

如果期望，则还可以在便携式电子装置本身上执行图7的更多或所有步骤。

本实施方式可以用于可能期望放置在环境中的任意期望数量的电子装置。

例如，还将可以结合网络拓扑规划/优化处理(例如算法)使用环境中光能量的预测可用性/适合性，来例如基于环境中光能量的预测可用性/适合性规划或选择例如电子装置的网格或网络中的节点的数量(及其位置)，如果期望。

如果期望，则对此处描述的技术的所述实施方式进行进一步的变更、修改和/或改变将是可以的。

例如，除了考虑将在环境中的不同位置处可用/适合的光能量的预测量之外，还可以考虑指示环境中的不同位置对于电子装置的适合性的显示，并且该显示基于以下内容中的一个或更多个：将该电子装置作为一部分的通信网络(网格)的任意通信要求和/或拓扑；电子装置的预期功能(例如其传感器功能)；环境的(已知或预测的)使用(例如在环境中的使用(工作)模式和位置方面)；环境中可能影响电子装置操作的任意环境因素(诸如温度)；可能影响电子装置在环境中的定位的任意空间实用因素；以及电子装置的一种或更多种特性，诸如其光能量收集能力(光伏特性，例如其太阳能电池板的尺寸)、其内部电源(例如电池组)的容量(不管它是否还可以接收主电源)；装置的预期功能、电子装置的老化特性等。

如将从上面理解的，此处描述的技术至少在其实施方式中，提供了一种用于在例如室内环境中安装诸如物联网节点的光能量收集电子装置的系统，该系统可以使用便携式电子装置(诸如移动电话)来实现，以指导用户进行安装。然后，这可以提供更准确但仍然相对直接易用的光能量收集电子装置在环境中的安装。

至少在此处描述的技术的实施方式中，这通过以下方式来实现：使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的相互作用，然后使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量。

前述具体实施方式已经为了例示和描述的目的而提出。并非旨在对这里所描述的技术进行穷尽，或者将这里所描述的技术限于所公开的精确形式。许多修改例和变型例鉴于上述示教而是可以的。选择了所描述实施方式以最好地说明这里所描述的技术的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能够在各种实施方式中最好使用这里所描述的技术，以及适合于所设想的具体用途的各种变型。预期的是，范围由所附权利要求来限定。

Claims (27)

1.一种识别光能量收集电子装置在环境内的位置的方法，所述方法包括以下步骤：

提供表示光源和所述光能量收集电子装置要处于的所述环境中的几何的数据；

基于表示光源和所述环境中的几何的所述数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自所述光源的光与所述环境中的几何的相互作用；以及

使用来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所模拟的相互作用，来预测在所述环境中的不同位置处将可用的光能量的量，从而允许识别所述环境中适于所述光能量收集电子装置的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：通过分析所述环境的一个或更多个图像来生成表示光源和所述环境中的几何的所述数据。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括以下步骤：分析从所述环境中的不同视点和/或在所述环境中的不同照明条件下拍摄的所述环境的多个图像。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：

使用用于渲染用于显示的计算机图形图像的计算机图形处理的基于物理的照明模型的修改版本来模拟来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所述相互作用。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述基于物理的照明模型还使用以下内容中的一个或更多个作为输入：指示能够影响所述环境中的自然光的天气的数据；

指示所述环境的使用的数据；

表示可能影响所述环境中的自然光源的、所述环境外部的几何的数据；

表示太阳相对于所述环境的自然光源的几何的数据；

指示所述环境的日落和日出的数据；以及

指示所述太阳相对于所述环境的自然光源的路径的数据。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：

使用来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所述相互作用的多个模拟来预测将在所述环境中的不同位置处可用的光能量的量，每个模拟具有不同的照明条件和/或对应于一天或一年的不同时间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

使用所述环境中的所述不同位置处的所预测可用光能量来提供显示，该显示提供所述环境中的不同位置对于定位光能量收集电子装置的适合性的指示。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：显示所述环境的表示，该表示指示所述环境中的不同位置对于定位光能量收集电子装置的适合性。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法包括以下步骤：使用增强现实或虚拟现实显示技术来显示所述环境的所述表示，该表示指示所述环境中的不同位置的适合性。

10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其中，

指示所述环境中的所述不同位置对于定位光能量收集电子装置的所述适合性的所述显示基于以下内容中的一个或更多个：

所述电子装置是否旨在与所述环境中的其他电子装置通信；

所述电子装置将作为其一部分的通信网络的通信要求和/或拓扑；

所述电子装置的预期功能；

所述环境的使用；

所述环境中能够影响所述电子装置的操作的环境因素；以及

所述电子装置的一种或更多种特性。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：

在便携式电子装置的显示屏上提供指示所述环境中的不同位置对于光能量收集电子装置的适合性的所述显示；并且

所述方法还包括以下步骤：

在所述便携式电子装置的所述显示器上显示用于设置光能量收集电子装置的指令。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

一旦所述光能量收集电子装置被放置在所述环境中，就识别和记录其位置。

13.一种使用便携式电子装置来在环境中安装光能量收集电子装置的方法，所述方法包括以下步骤：

所述便携式电子装置上的应用借助于所述便携式电子装置上的显示器，指导所述便携式电子装置的用户使用所述便携式电子装置的摄像头拍摄要安装光能量收集电子装置的环境的一个或更多个图像，并且将所述环境的所述一个或更多个图像提供给图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和所述环境中的几何的数据；

所述图像分析引擎分析所拍摄的所述环境的所述图像，以生成表示光源和要安装所述光能量收集电子装置的所述环境中的几何的数据，并且将表示光源和所述环境中的几何的所述数据提供给处理器，该处理器在操作上能够使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与环境中的几何的所述相互作用；

所述处理器在操作上能够使用所述基于物理的照明模型使用所述基于物理的照明模型，来基于所生成的表示光源和所述环境中的几何的数据，模拟来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所述相互作用，并且向处理器提供指示来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所模拟的相互作用的数据，该处理器在操作上能够使用指示来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用的数据，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量；

所述处理器在操作上能够使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用使用来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在所述环境中的不同位置处可用的光能量的所述量，并且基于将在所述环境中的不同位置处可用的光能量的所预测的量，向所述便携式电子装置上的所述应用提供用于在所述便携式电子装置的所述显示器上提供显示的数据，该显示指示所述环境中的位置对于安装所述光能量收集电子装置的所述适合性；以及

所述便携式电子装置上的所述应用基于用于在所述便携式电子装置的所述显示器上提供指示所述环境中的位置对于安装所述光能量收集电子装置的所述适合性的显示的所述数据而在所述便携式电子装置的所述显示器上提供指示所述环境中的位置对于安装所述光能量收集电子装置的所述适合性的显示。

14.一种用于识别光能量收集电子装置在环境内的位置的设备，所述设备包括：

至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为：

基于表示光源和环境中的几何的数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与所述环境中的几何的相互作用；

并且

使用来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所模拟的相互作用，来预测在所述环境中的不同位置处将可用的光能量的量，从而允许识别所述环境中适于光能量收集电子装置的位置。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

通过分析所述环境的一个或更多个图像来生成表示光源和所述环境中的几何的所述数据。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述至少一个处理器被配置为：

通过分析从所述环境中的不同视点和/或在所述环境中的不同照明条件下拍摄的所述环境的多个图像来生成表示光源和所述环境中的几何的所述数据。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

使用用于渲染用于显示的计算机图形图像的计算机图形处理的基于物理的照明模型的修改版本来模拟来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所述相互作用。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的设备，其中，

所述基于物理的照明模型还使用以下内容中的一个或更多个作为输入：

指示能够影响所述环境中的自然光的天气的数据；

指示所述环境的使用的数据；

表示能够影响所述环境中的自然光源的、所述环境外部的几何的数据；

表示太阳相对于所述环境的自然光源的几何的数据；

指示所述环境的日落和日出的数据；以及

指示所述太阳相对于所述环境的自然光源的路径的数据。

19.根据权利要求14至19中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

使用来自所述光源的所述光与所述环境中的所述几何的所述相互作用的多个模拟来预测将在所述环境中的不同位置处可用的光能量的量，每个模拟具有不同的照明条件和/或对应于一天或一年的不同时间。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

使用所述环境中的所述不同位置处的所预测可用光能量来提供显示，该显示提供所述环境中的不同位置对于定位光能量收集电子装置的适合性的指示。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

显示所述环境的表示，该表示指示所述环境中的不同位置对于定位光能量收集电子装置的适合性。

22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

使用增强现实或虚拟现实显示技术来显示所述环境的所述表示，该表示指示所述环境中的不同位置的适合性。

23.根据权利要求20、21或22所述的设备，其中，

指示所述环境中的所述不同位置对于定位光能量收集电子装置的所述适合性的所述显示基于以下内容中的一个或更多个：

所述电子装置是否旨在与所述环境中的其他电子装置通信；

所述电子装置作为其一部分的通信网络的通信要求和/或拓扑；

所述电子装置的预期功能；

所述环境的使用；

所述环境中能够影响所述电子装置的操作的环境因素；以及

所述电子装置的一种或更多种特性。

24.根据权利要求20至23中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

在便携式电子装置的显示屏上提供指示所述环境中的不同位置对于光能量收集电子装置的适合性的所述显示；并且

其中，所述处理器还被配置为：

在所述便携式电子装置的所述显示器上显示用于设置光能量收集电子装置的指令。

25.根据权利要求14至24中任一项所述的设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：

一旦所述光能量收集电子装置被放置在所述环境中，就识别和记录其位置。

26.一种用于在环境中安装光能量收集电子装置的系统，所述系统包括：

便携式电子装置，该便携式电子装置包括：

摄像头；

显示器；

存储器；

处理器，该处理器在操作上能够执行应用；以及

图形处理单元；

所述系统还包括：

图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和所述环境中的几何的数据；

基于物理的照明模型引擎，该照明模型引擎在操作上能够基于表示光源和环境中的几何的数据，使用基于物理的照明模型来模拟来自光源的光与所述环境中的几何的相互作用；

光能量预测引擎，该光能量预测引擎在操作上能够基于来自所述基于物理的照明模型引擎的、来自光源的光与环境中的几何的所模拟的相互作用，来预测将在环境中的不同位置处可用的光能量的量；以及

显示数据生成引擎，该显示数据生成引擎在操作上能够基于来自所述光能量预测引擎的、将在环境中的不同位置处可用的光能量的所预测的量，生成用于在便携式电子装置上提供显示的数据，该显示指示环境中的位置对于安装光能量收集电子装置的适合性；

其中，

所述便携式电子装置的所述处理器在操作上能够执行应用，该应用在操作上能够：

借助于所述便携式电子装置上的显示器，指导所述便携式电子装置的用户使用所述便携式电子装置的摄像头拍摄要安装光能量收集电子装置的环境的一个或更多个图像，并且将所述环境的所述一个或更多个图像提供给所述图像分析引擎，该图像分析引擎在操作上能够分析环境的图像，以生成表示光源和所述环境中的几何的数据；

并且

基于用于在所述便携式电子装置的所述显示器上提供指示所述环境中的位置对于安装所述光能量收集电子装置的所述适合性的显示的所述数据而在所述便携式电子装置的所述显示器上提供指示所述环境中的位置对于安装所述光能量收集电子装置的所述适合性的显示。

27.一种包括计算机软件代码的计算机程序，该计算机软件代码用于在所述程序元素在数据处理器上运行时执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。

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