CN110892793A - 传感器控制设备 - Google Patents

Abstract

一些实施例针对一种用于连接的照明系统（100）的传感器控制设备（200），所述连接的照明系统包括布置在区域中的多个照明器（122），该传感器控制设备从接收的传感器数据获取与传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或子区域中的多个点的多个照度水平，并且在虚拟传感器位置处定义虚拟传感器。来自虚拟传感器的占用状态和/或照度水平用于控制多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖区域中的虚拟传感器位置。

Description

传感器控制设备

技术领域

本发明涉及用于连接的照明系统的传感器控制设备、连接的照明系统、用于连接的照明系统的传感器控制方法以及计算机可读介质。

背景技术

标题为“照明设备的校准操作”（通过引用包括在本文中）的欧洲专利申请EP2987390公开了一种已知的光系统。该已知的光系统包括一个或多个照明器。照明器被布置为将人工生成的光发射到空间中。该空间将倾向于在一天中的至少一些时刻包括一些量的环境光，诸如日光或其他自然光。

每个照明器包括相应的光传感器、存在传感器和与每个相应的照明设备相关联的控制器。相应的存在传感器被布置为感测在由相应的照明设备照射的空间的区域中的生物（通常是人类用户）的存在。灯基于所检测的存在而被控制，并且可以被布置为以颗粒状方式（即，每个单独的照明器）调光。每个控制器基于其相应的光传感器来控制其相应的照明设备的光。为此，校准控制器，以便能够控制从设备发射的光，以在房间或其他空间内的某个点或高度处（例如，在诸如桌子高度的工作空间平面内）提供指定的光水平。

发明内容

提供了一种用于连接的照明系统的传感器控制设备。该连接的照明系统包括布置在区域中的多个照明器。传感器控制设备包括

- 接收单元，被布置为从布置在区域中的多个传感器接收传感器数据，每个传感器与该区域中包括的一子区域相关联，传感器数据指示该子区域中的占用者的一个或多个占用者位置和/或该子区域中的多个不同点处的多个照度水平，

- 虚拟传感器位置存储装置，存储用于占用和/或照度的虚拟传感器在区域中的虚拟传感器位置，

- 处理单元，被布置为

- 从接收的传感器数据获取与传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或与传感器数据相关联的子区域中的多个点的多个照度水平，

- 将多个占用者位置的占用状态和/或多个点的多个照度水平集成到集成的区域范围的占用和/或照度地图中，

- 在虚拟传感器位置处定义虚拟传感器，并根据虚拟传感器位置和集成的占用和/或照度地图计算虚拟传感器的占用状态和/或照度水平，

- 使用来自虚拟传感器的占用状态和/或照度水平来控制多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖区域中的虚拟传感器位置。

通过基于接收的传感器信息定义虚拟传感器，传感器的物理位置独立于用于控制照明器的位置。当重组照明设置时，这提供了极大的灵活性。在不移动物理传感器的情况下，可以基于不同位置处的占用或光照来创建新的控制映射。此外，甚至可以使用在输入端处期望传感器信息的常规照明控制器来改变照明控制。照明控制器可能不会注意到以下事实：传感器信息不是直接来自物理传感器，而是来自虚拟传感器。

而且，系统可以用于减少所使用的传感器的数量。例如，通过覆盖较大区但给出关于多个占用者和/或多个光照水平的信息的几个传感器，不需要针对每个照明器的单独传感器。特别地，该系统可以与不具有它们自己的传感器的照明器一起使用。这允许现代智能连接的照明系统与不具有集成传感器的常规照明器一起使用。同时，仍然可以使用高级且更复杂的控制映射。例如，在一示例中，如果办公室的某个部分未被占用，则可能想要减少照明。然而，如果有人在相邻区域中，则与相邻区域中没有人相比，照明可以降低到更高的水平。

传感器控制设备是电子设备。例如，传感器控制设备可以在计算机或服务器中实现。传感器控制设备也可以集成在照明控制器中。如本文描述的传感器控制设备或传感器控制方法可以在广泛的实际应用中应用。这样的实际应用包括办公室、医院、公共场所等。

根据本发明的方法可以在计算机上作为计算机实现的方法来实现，或者可以以专用硬件来实现，或者以两者的组合来实现。用于根据本发明的方法的可执行代码可以被存储在计算机程序产品上。计算机程序产品的示例包括存储设备、光学存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的非暂时性程序代码，用于在所述程序产品在计算机上执行时执行根据本发明的方法。

在优选实施例中，计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码被适配为在计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤。优选地，计算机程序被体现在计算机可读介质上。

本发明的另一方面提供了一种使计算机程序可用于下载的方法。当计算机程序被上传到例如苹果的App商店、谷歌的Play商店或微软的Windows商店以及在计算机程序可用于从这种商店下载时，使用此方面。

附图说明

将参考附图，仅通过示例的方式，来描述本发明的其他细节、方面和实施例。附图中的元件被简单且清楚地图示出，并且不一定按比例绘制。在附图中，与已经描述的元件相对应的元件可以具有相同的附图标记。在附图中，

图1示意性地示出了连接的照明系统的实施例的示例，

图2示意性地示出了控制过程的实施例的示例，

图3示意性地示出了连接的照明系统的实施例的示例，

图4a示意性地示出了开放式办公空间中的照明器的实施例的示例，

图4b示意性地示出了开放式办公空间中的物理传感器的实施例的示例，

图4c示意性地示出了开放式办公空间中的办公家具的实施例的示例，

图4d示意性地示出了开放式办公空间中的虚拟传感器的实施例的示例，

图4e示意性地示出了图4c和4d的覆盖图，

图4f示意性地示出了开放式办公空间中的办公家具的实施例的示例，

图4g示意性地示出了开放式办公空间中的虚拟传感器的实施例的示例，

图4h示意性地示出了图4f和4g的覆盖图，

图5a示意性地示出了集成的区域范围的占用地图的实施例的示例，

图5b示意性地示出了用于开放式办公空间的集成的区域范围的占用地图中的集群的实施例的示例，

图5c示意性地示出了开放式办公空间中的虚拟传感器的实施例的示例，

图5d示意性地示出了开放式办公空间的控制区的实施例的示例，

图6a示意性地示出了开放式办公空间中的虚拟传感器和照明器的实施例的示例，

图6b示意性地示出了增加的照明器和虚拟传感器的实施例的示例，

图7a示意性地示出了具有重叠的子区域的两个物理传感器的实施例的示例，

图7b示意性地示出了具有重叠的子区域的两个物理传感器的实施例的示例，

图8示意性地示出了传感器控制方法的实施例的示例，

图9a示意性地示出了根据实施例的具有包括计算机程序的可写部分的计算机可读介质，

图9b示意性地示出了根据实施例的处理器系统的表示。

具体实施方式

尽管本发明可以允许许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述一个或多个特定实施例，且应理解本公开应被认为是本发明的原理的示例，而并不旨在将本发明限制于所示出和描述的特定实施例。

在下文中，为了理解，在操作中描述实施例的元件。然而，将显而易见的是，各个元件被布置为执行被描述为由它们执行的功能。

此外，本发明不限于实施例，并且本发明在于在本文中描述或在相互不同的从属权利要求中记载的每个新颖特征或特征的组合。

图1示意性地示出了连接的照明系统100的实施例的示例。连接的照明系统100包括布置在区域中的多个照明器122和多个传感器124。连接的照明系统100还包括传感器控制设备200。图1中示出的实施例还包括光控制器120。注意，没有光控制器的实施例也是可能的。

例如，该区域可以包括建筑物的内部区域，诸如办公室、实验室、商店楼层或其他房间；或者可以包括室外区域，诸如花园、公园、广场、购物中心或体育场；或者诸如凉亭的覆盖区域。该区域也可以是开放式办公室。下面给出了其中该区域是开放式办公室的实施例的若干示例；技术人员可以将这样的示例适配于其他区域。

多个照明器122可以采用房间的集成器材或独立单元的形式。每个照明器包括相应的照明设备（诸如LED（发光二极管）或电灯丝）以及任何相关联的器材或配件。例如，照明器可以安装在房间的天花板或墙壁上。每个照明器的照明器件被布置为将人工生成的光发射到区域中。此外，该区域将倾向于在一天中的至少一些时刻包括一些量的环境光，诸如日光或其他自然光。例如，如果该区域是房间，则其通常将包括一个或多个开口，诸如窗户，例如房间侧壁中的窗户和/或天窗。窗户允许其他光从外部进入房间，主要是包括来自太阳的日光的自然光。

传感器控制设备200包括被布置为执行传感器控制设备的活动的处理单元。本文中示出了处理单元的示例。图1和3示出了可以是处理器电路的功能单元的功能单元。例如，图1和3可以用作处理器电路的可能功能组织的蓝图。在这些图中没有与单元分离地示出处理器电路。例如，附图中示出的功能单元可以全部或部分地以存储在设备200处（例如，在设备200的电子存储器中）的计算机指令来实现，并且可由设备200的微处理器执行。在混合实施例中，功能单元部分地以硬件（例如，作为协处理器）来实现，并且部分地以在设备200上存储和执行的软件来实现。

连接的照明系统100包括布置在区域中的多个传感器。每个传感器与该区域中包括的一子区域相关联。该传感器可以是占用传感器或光照传感器，或两者。占用传感器感测子区域中的个体的存在。光照传感器感测子区域中的光照水平。传感器被布置为将感测的信息编码在传感器数据中。通常，传感器数据是通过数字消息网络传输到传感器控制设备200的数字数据。例如，传感器可以包括用于定期将传感器数据发送到传感器控制设备200的数字发射器。在一实施例中，传感器数据连同传感器ID和可选的时间戳一起被报告给传感器控制设备200。

作为占用传感器，传感器数据指示子区域中的占用者的一个或多个占用者位置。换句话说，传感器被布置为检测与传感器相关联的子区域中的人相对于传感器的位置。在一实施例中，传感器能够检测子区域中的至少两个人，尽管传感器可以被布置为检测更多的人，例如2个或更多个、3个或更多个等。可以存在最大值；例如，传感器可能被限制为检测多达10个不同的人等。此限制可能影响系统的准确性，但是如果该限制与子区域的大小相比足够大，则这通常将不是问题。在一实施例中，传感器数据指示子区域内的多个相异个体的位置。在一实施例中，传感器数据指示子区域内的多个相异点或单元的光照。可以对单元（例如子区域中的小的子子区域）的光照值进行平均。

作为光照传感器，传感器数据指示子区域中多个不同点处的多个照度水平。例如，传感器可以检测并报告8个或更多个点、16个或更多个点、超过128个点处等的照度水平。

因此，这些传感器不同于在用于照明控制的已知照明系统中使用的常规传感器，在已知照明系统中，占用值是二进制的，并且光传感器的测量指示针对子区域的单个点或单个平均值的光照。

传感器中的一个、多于一个、或者甚至全部可以是多模式传感器。多模式传感器被布置为提供传感器数据，该传感器数据指示子区域中多个不同点处的多个相异照度水平和多个相异占用者位置。换句话说，使用单个多模式传感器，不需要具有单独的占用和照度传感器。通过用单个多模式传感器代替单独的占用和光照传感器，本文描述的实施例可以被适配于多模式传感器；或反过来，通过用单独的占用和光照传感器代替多模式传感器，可以适配使用多模式传感器的实施例。

在一实施例中，多模式传感器（例如，基于相机的视觉传感器）具有高空间粒度，数据在高空间粒度下被生成。例如，常规的光照或占用传感器通常将相对大的区域进行平均。例如，高粒度多模式传感器可以具有每平方厘米的地面空间（例如办公室地面空间）1个测量值或更好的粒度。

传感器中的一些或全部可以与照明器集成在一起，但这不是必需的。例如，子区域可以与照明器的覆盖范围有关（例如相同）；但并不需要是这种情况。实际上，可以将传感器安装为照明系统的升级。在一实施例中，传感器、特别是多模式传感器可以独立于照明器和/或与照明器分离安装。通常，与传感器相关联的子区域将比照明器的覆盖范围更大，甚至大得多。

占用和/或光照传感器可以是视觉传感器；例如，这些传感器可以包括用于记录子区域的图像的相机。例如，传感器可以安装在区域的天花板中。

传感器数据可以是原始的，例如，需要在下游进一步处理的原始测量数据。例如，传感器数据可以包括由传感器记录的数字图像。传感器数据也可以被处理，例如，如下面所指示的那样。后者具有显著降低系统带宽需求的优点。例如，传感器可以针对其感测区域内的多个点或网格单元以用户位置和照度值的形式生成数据。点或单元可以处于预定义的空间粒度。在一实施例中，由传感器生成的传感器数据包括一系列指示占用者位置的子区域范围的坐标和/或多个点的照度水平，占用者位置和/或点是相对于传感器的。

视觉数据（例如，针对照度的数字图像）的处理可以使用本身在本领域中已知的方法。例如，Graham Finlayson等人的论文“检测图像中的光照”公开了一种用于检测图像中的光照的方法，例如确定哪些像素被不同的灯点亮。该方法使用包括显色（chromagenic）相机的传感器。显色相机为每个场景拍摄两张图片：一张被正常捕获，并且另一张通过彩色滤光器捕获。该相机可以直接用于显色光源估计。可以使用组合搜索来改善该估计。

可视数据（例如，针对占用的数字图像）的处理，也可以使用本身在本领域中已知的方法。例如，Daniel Toth等人的论文“光照恒定变化检测”公开了由静态相机获取的图像序列中的移动对象的检测。该方法分析了连续帧之间的灰度差异。运动检测算法与有效抑制可变场景光照的同态滤光器相组合。

数字图像的处理可以在传感器中完成，在这种情况下，传感器数据可以包括直接标识整个子区域的个体和光照的信息：例如，标识子区域中的个体的一个或多个坐标对和/或子区域中的多个点的多个照度值。另一方面，该处理也可以在传感器控制设备200处完成。

传感器控制设备200包括接收单元210。接收单元210被布置为从多个传感器124接收传感器数据。例如，传感器124和接收单元210可以通过数字网络（例如，局域网（LAN），例如包括Wi-Fi网络、例如ZigBee网络等）通信。数字网络可以部分或全部是无线的，或者部分或全部是有线的。例如，可以包括数字网络接收器或发送器/接收器等，诸如Wi-Fi发送器/接收器。

传感器控制设备200包括输入单元220，该输入单元220被布置为从接收的传感器数据获取与传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或与传感器数据相关联的子区域中的多个点的多个照度水平。根据传感器的复杂程度，输入单元220可以或多或少地复杂。例如，如果大部分或所有处理在传感器中完成，则输入单元220可能仅需要解析传感器数据以从中获取占用者位置，例如相对于传感器的坐标，和/或从中获取多个点的光照水平，例如被布置为一系列光照水平或者一系列坐标和对应的光照水平等。另一方面，传感器可以不那么智能，在这种情况下，输入单元210可以处理接收的传感器数据，以例如通过执行上述处理来获取占用和照度值。

传感器控制设备200包括传感器数据聚合单元230。传感器数据聚合单元230被布置为将子区域中的占用者位置和/或多个点转换为区域范围的坐标，并将多个占用者位置的占用状态和/或多个点的多个照度水平集成到集成的区域范围的占用和/或照度地图中。例如，传感器控制设备200可以包括物理传感器位置存储装置242，其存储多个传感器124在区域中的物理位置。例如，存储装置242可以将传感器ID与其位置相关联。

例如，在一实施例中，传感器可以报告诸如{（-1，+3），（5，-4），（2，3）}的传感器数据，以指示与传感器相关联的子区域中的三个个体的检测。坐标是相对于传感器的，并且可以以一些合适的尺寸来表示，例如以米、厘米等为单位。传感器数据聚合单元230可以从物理传感器位置存储装置242中检索该特定传感器在何处，例如，从与传感器数据一起接收的传感器ID标识的，例如，该传感器位于特定坐标处，比如（15，13）。后者是区域范围的坐标，例如相对于区域中所有传感器共享的固定取向点。传感器数据聚合单元230可以例如通过将局部坐标与传感器的坐标相加来将局部子区域范围的坐标转换为区域范围的坐标。在后者情况下，坐标被转换为{（14，16），（20，9），（17，16）}。

光照值的情况类似。例如，传感器可以报告{{（0，0），430}，{（1，0），431}，{（0，1），429}，……}，其将子区域范围的坐标与光照水平组合。转变为区域范围的坐标，这些可以变为：{{（15，13），430}，{（16，13），431}，{（15，14），429}，……}。针对哪个坐标报告光照可以预先已知。例如，如果传感器控制设备和传感器可以访问预定位置列表（例如，多个点的坐标），则传感器可以简单地报告（430，431，429，……）。

传感器还可以通过在传感器数据（例如图像数据）中包括原始数据来报告占用或光照。例如，取自传感器的图像包括图像中个体的位置。图像识别软件可以用于检测对象，特别是图像中的个体。图像的像素可以对应于相对于传感器的特定坐标。例如，在已经在传感器控制设备处接收到图像并且已经识别图像中的个体之后，个体相对于传感器的位置（例如作为坐标）是已知的。然后可以将局部坐标转换为区域范围的坐标。

在局部子区域坐标被转换后，它们被集成在集成的区域范围的占用和/或照度地图中。例如，集成的区域范围的占用地图和集成的区域范围的照度地图可以实现为二维阵列，例如，网格。阵列位置可以写有占用或光照状态。阵列是方便的但不是必需的，其他数据结构包括链表。例如，在一实施例中，链表用于集成的区域范围的占用地图，并且阵列用于集成的区域范围的照度地图。集成的地图可以存储在地图存储装置244中。

大部分情况下，传感器报告的数据可以直接复制到地图。处理重叠的传感器可能需要一定的小心。这种情况在图7a中示出。图7a示出了两个传感器，指示为小正方形和其对应的子区域。对于左侧的正方形，其子区域是实线，对于右侧的正方形，子区域是虚线。图7b中示出的是子区域重叠部分中的两个个体。两个传感器都检测到相同的个体，但在略微不同的地方处。例如，差异可能由测量不准确导致，例如，由传感器位置的略微不准确导致。左侧传感器的标识用实线的椭圆表示，并且右侧传感器的标识用虚线的椭圆表示。

传感器数据聚合单元230被布置为应用合并例程，该合并例程被布置为合并左侧和右侧子区域的重叠部分中的传感器数据。例如，在一实施例中，传感器数据聚合单元230被布置为使一些传感器优先于其他传感器，在重叠区域中仅使用优先传感器的数据。例如，如果左侧传感器具有比右侧传感器更高的优先级，则合并例程可以忽略来自右侧传感器的数据。这适用于占用和光照。例如，可以为所有传感器分配优先级值，该优先级值可以用于确定哪个传感器给予优先级。例如，所有优先级值可以不同。例如，可以随机地分配优先级值。

例如，在一实施例中，合并例程被布置为将在左侧传感器中标识的个体映射到右侧传感器中标识的个体；例如，通过将左侧个体映射到最接近的右侧个体。在标识之后，例程可以对个体的坐标进行平均。在图7b的情况下，这将导致在左侧和右侧检测到的个体之间的检测到的个体。

对于光照，可以进行类似的合并。例如，重叠区域中的光照水平可以是平均值。可以基于在重叠区域中到左侧和右侧传感器的距离来加权平均值。这具有以下优点，实现了从左侧传感器到右侧传感器的更平滑的过渡。可以使用其他插值，例如，非线性和/或多项式插值。

传感器控制设备200包括虚拟传感器位置存储装置246，其被布置为存储区域中虚拟传感器的位置。传感器控制设备200包括虚拟传感器单元270，该虚拟传感器单元270在虚拟传感器位置处定义虚拟传感器，并根据虚拟传感器位置和集成的占用和/或照度地图计算虚拟传感器的占用状态和/或照度水平。

在一实施例中，可以从集成的地图直接读取占用状态和/或照度。在虚拟传感器的位置的粒度与地图中的粒度不同的情况下，可以使用插值。点的数量相对于可获取测量的区域而言越密集，虚拟传感器的值将越准确。

例如，为了根据虚拟传感器位置和该区域的集成的占用地图计算占用状态，虚拟传感器单元270可以从集成的占用地图中选择针对在虚拟传感器位置周围的另一个子区域中的点获取的占用状态，如果所选择的占用状态中的任一个指示占用，则为虚拟传感器分配占用状态。例如，虚拟传感器单元270将虚拟传感器的位置用作中心并且预定值用作半径来在集成的地图中绘制指示另一子区域的虚拟圆。如果该地图指示虚拟圆中的各点中的任一个的占用，则为虚拟传感器分配被占用的值，并且否则为虚拟传感器分配未被占用的值。

例如，为了根据虚拟传感器位置和区域的集成的照度地图计算照度水平，虚拟传感器单元270可以从集成的地图中获取针对虚拟传感器位置周围的另一子区域中的点获取的照度水平，通过根据所选择的照度水平进行插值，为虚拟传感器分配照度水平。可以在该另一子区域内对光照进行平均。针对占用和光照的两个另一子区域不必相同。

在一实施例中，虚拟圆或虚拟测量区的直径被选择为大于由物理传感器报告的测量点之间的最小距离。

传感器控制设备200包括光控制器输出端280，其被布置为使用来自虚拟传感器的占用状态和/或照度水平来控制多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖该区域中的虚拟传感器位置。例如，控制可以是直接的，例如，通过直接向照明器发送指令其增加或降低光照水平的数字命令。虚拟传感器信息（例如，占用和/或照度水平）也可以被直接发送到照明器。然后，照明器可以使用这些值，就像它们是从真实传感器获取的输入一样，并相应地增加或降低光照水平。图1示出了另一不同的实施例，其中使用了现有的照明网络基础设施。

图1示出了光控制器120。光控制器120可以是常规的并且被布置为基于传感器输入来控制布置在一个或多个控制区中的照明器。然而，光控制器120被布线为从由传感器控制设备200定义的（至少一个）虚拟传感器接收传感器数据。光控制器120不会意识到它不是从物理传感器而是从虚拟传感器接收传感器信息的事实。这允许升级现有的光控制网络而无需更换现有的照明器和/或光控制器。

例如，在一实施例中，多个照明器被组织在多个控制区中。连接的照明系统的照明器被分配到控制区，来对控制区中的照明器进行联合控制。通常，将每个照明器分配给一个且仅一个控制区。对控制区中的至少一个控制区的控制依赖于（多个）虚拟传感器。使用诸如控制器120的光控制器作为中介来最方便地完成后者。照明控制器120可以是照明控制器设备。更复杂的控制映射可以使用多个虚拟传感器。

例如，照明控制器120可以被配置为致动照明器中的至少一部分。照明控制器120具有被配置为接收传感器值的传感器输入端。传感器控制设备200被布置为向传感器输入端提供传感器值，传感器值中的至少一个是针对虚拟传感器计算的传感器值。虚拟和非虚拟传感器值可以混合。例如，可以从物理传感器直接获取非虚拟传感器。

照明控制器120被配置有控制映射，该控制映射指示照明器到控制区的分配以及控制区中的照明器对在输入端处接收的传感器值的依赖性。

图2示意性地示出了控制过程的实施例的示例。例如，可以使用图1的连接的照明网络来执行根据图2的控制过程。

图2示出了照明控制器的闭环版本。它以虚拟传感器的照度值和该位置的照度设定点作为输入；可以基于占用状态来定义设定点。后者也可以从虚拟传感器获取。例如，如果存在占用，则可以定义较高的照度水平，例如，对应于工作空间内的500 lux；并且如果不存在占用但在一组相邻的位置存在占用，则可以定义较低的水平，比如，对应于工作空间内的300 lux。照明控制器可以是PID型照明控制器（比例-积分-微分控制器或PID）或其变型。该控制器的输出为调光水平，该调光水平被用于致动对应的（多个）照明器。

图2在310处示出了例如从传感器控制设备获取的虚拟占用状态。在320处，虚拟占用状态被用于定义位置的设定点，例如，区域中的子区域。在360处，例如也从传感器控制设备（可能是相同的传感器控制设备）获取虚拟光照值。框330表示照明控制，其中，（可能部分地）基于设定点与虚拟光照值之间的光照差异来控制光。这导致一个或多个照明器的致动340。例如，控制器330的输出可以是调光水平。在350处，由于日光和/或其他光源，照明器的输出被改变（可能地，被增加）。这进而将导致虚拟光照传感器的更新值，这进而可能导致照明器的致动的变化。

因此，图2中示出的是照明控制器，其接收从虚拟占用传感器确定的设定点和虚拟传感器照度值作为输入。基于这些，照明器被致动。作为结果，虚拟传感器的值被更新。这些进而可以导致照明器的进一步的适配。代替设定点，占用值也可以直接输入到照明控制器。注意，图2中的照明控制器可能不会注意到以下事实：使用虚拟传感器而不是物理传感器。设定点可以由光控制器基于接收的占用输入来设定。可替代地，设定点可以由传感器控制设备确定并且被提供给照明控制器，可能地代替占用信息本身。

图3示意性地示出了连接的照明系统101的实施例的示例。图3的连接的照明系统与图1的连接的照明系统相似。下面讨论重要的差异。

图3的传感器控制器设备200具有附加的部件，照明器位置存储装置248。照明器位置存储装置248被配置为存储多个照明器（例如，多个照明器中的每一个）的位置。传感器控制器设备被布置为从多个照明器中选择具有包括虚拟传感器位置的光照覆盖范围的照明器。

换句话说，图3的传感器控制器设备200也允许例如使用虚拟传感器位置存储装置246来定义虚拟传感器，但是附加地，可以选择可以用于照射该位置的一个或多个照明器。例如，来自照明器位置存储装置248的靠近虚拟传感器位置的照明器。例如，所选择的照明器的光照覆盖范围可以包括虚拟传感器位置。

照明器的光照覆盖范围可以定义为其中光强度为总光强度的至少预定百分比（比如，至少90％或至少80％等）的区。

例如，虚拟传感器单元270可以定义如图1中的虚拟传感器，但是光控制器输出端280可以从照明器位置存储装置248中选择要控制的照明器，例如靠近虚拟传感器位置的一个或多个照明器。如果定义了多个虚拟传感器位置，则光控制器输出端280可以为多个虚拟传感器选择多个照明器。

代替选择虚拟传感器附近的照明器，也可以选择照明器附近的虚拟传感器。例如，可以在照明器周围的光照覆盖范围中选择虚拟传感器位置。例如，在根据后者的实施例中，可以模拟常规的照明网络，其中每个照明器具有其自己的用于占用和/或光照的集成传感器。有趣的是，可以使用期望每个照明器具有其自己的传感器的常规照明控制器，但是实际上使用不具有任何传感器的照明器，例如，用虚拟传感器替换它们。

虚拟传感器值可以用于控制所选择的照明器。在两种情况下，都可以定义控制区，并根据需要将虚拟传感器分配给控制区。在一实施例中，虚拟传感器还被分配有虚拟传感器id，可以在控制映射中使用该虚拟传感器id。虚拟传感器id可以与虚拟传感器值一起报告给照明控制器。

如以下将说明的，传感器控制设备可以用于以极大的灵活性重构现有的照明网络，而无需投资新的照明器和照明控制器。然而，根据本发明的虚拟传感器可以用于不同的应用。例如，根据图3的传感器控制设备200可以被配置用于其中动态分配控制区的系统。例如，该动态配置可以由照明器输出单元280执行。

例如，传感器控制设备200可以被布置为从集成的占用地图中选择其中集成的占用地图指示占用的区。例如，可以将集群算法应用于集成的占用地图。集群算法可以例如组合Matlab的“imdilate”命令与“bwlabel”命令。更高级的实施例可以使用比如k均值集群算法。

一旦计算了个体的集群，就在区中为虚拟传感器选择虚拟传感器位置。也可以为集群定义多个传感器。而且，从照明器位置数据库248中选择具有在区中或区附近的位置的照明器。具有一个或多个虚拟传感器和一个或多个照明器，控制映射得以定义，其中控制区包括所选择的照明器，并且其中控制区由一个或多个虚拟传感器控制。然后，使用控制映射配置照明系统。例如，控制映射可以被上传到照明控制器，诸如控制器120。效果是，特别是针对此刻个体碰巧位于的位置创建控制区。

图4、5和6解释了根据本发明的照明控制网络和/或传感器控制设备的实施例的各种配置和/或用途。这些示例都示出在开放式办公室中，多个办公人员可以在该开放式办公室中中工作。示例可以适配于其他照明情况。

在图4a中，办公空间中的照明器被示意性地示出为小圆圈。在图4b中，传感器（例如多模式传感器）被示意性地示出为小正方形。注意，传感器的数量比照明器的数量小得多。图4c示出了办公家具的示意性示例。示出了多个桌子和椅子。使用图4b的传感器，定义了多个虚拟传感器。图4d中示出了虚拟传感器位置。图4e示出了图4c和4d的覆盖图。注意，无论物理传感器碰巧具有的位置如何，虚拟传感器都精确地定义在需要它们的位置处。

有时，比如因为新公司移动到建筑物中，所以重新布置办公空间。现有的照明基础设施被保留，包括图4a的照明器和图4b的传感器。光控制器也可以被保留，虽然可以重新配置它们。图4f示意性地示出了新的办公家具。注意，家具具有不同的尺寸和位置。图4g示出了新的虚拟传感器位置。例如，新的虚拟传感器位置可以被上传到虚拟传感器位置存储装置246中。图4h示出了图4f和4g的覆盖图。注意，新的虚拟传感器被有利地布置为适合于图4f中示出的新布置。照明控制器可以被布置为使用关于图4g定义的虚拟传感器和适当的控制映射。这些图中未示出控制映射。因此，照明网络能够在没有物理重新布置的情况下适配于开放式办公室中的新情况，仅需要传感器控制设备和照明控制器的重新配置。

虚拟传感器的位置可以由人类操作员确定。此外，对于图4a-4h中的情景，未指示控制区，然而，可以根据需要将合适的灯组分配给虚拟传感器。确定控制映射可以手动完成，但也可以自动完成。例如，照明器可以由最接近它的虚拟传感器控制。

图5a示意性地示出了集成的区域范围的占用地图的实施例的示例。在这些图中，检测到的个体用小椭圆形指示。例如，图4b的传感器可以用于生成图5a的集成的地图。集群算法被应用于图5a的地图。结果在图5b中示意性地示出——已经找到了两个集群。集群以实线示意性地指示。接下来，传感器控制设备可以将虚拟传感器分配给检测到的集群。在这种情况下，分配了两个传感器，使用单个传感器也是可能的，或者使用多于两个的传感器也是可能的。一个或多个虚拟传感器被配置用于占用以及光照。接下来，选择靠近集群的照明器。例如，可以使用以下作为规则，即仅选择仍在虚拟传感器的位置处提供其光的比如x％的照明器。X％可以是比如50%或80％。在图5d中，两个控制区用虚线指示。虚拟传感器被分配给它们对应的控制区。然后将控制区上传到照明控制器。在根据这些原理的实施例中，虚拟传感器和控制区的分配可以是完全自动化的。

效果是，个体接收到由占用并且特别是光照控制的光，即使事先没有预料到控制区的这种特定分配。

图6a示意性地示出了开放式办公空间中的虚拟传感器和照明器的实施例的示例。在这里，通过将虚拟传感器位置选择为与照明器的物理位置相同，该系统被用于模拟具有集成传感器的照明器。在图6b中，照明器被添加到系统。图6b中用虚线指示的是新照明器的光照覆盖范围。例如，可以将光照覆盖范围定义为照明器仍具有其强度的80％的区。虚拟传感器被选择在光照覆盖范围中的一点处。位置可以被选择为与照明器位置相同，但是如示出的，这不是必需的。

在传感器控制设备的各种实施例中，接收单元可以包括输入接口，该输入接口可以从各种可替代方案中选择。例如，输入接口可以是到例如因特网的局域网或广域网的网络接口、应用接口（API）等。

传感器控制设备可以具有用户接口，用户接口可以包括诸如一个或多个按钮、键盘、显示器、触摸屏等的公知元件。照明器也可以具有用户接口。用户接口可以被布置用于容纳用于改变特定位置或特定照明器等处的照明的用户交互。用户接口可以被布置用于容纳用户交互以从传感器控制设备获取信息，例如获取虚拟传感器信息，例如在连接到传感器控制设备的显示器上。

各种存储装置（诸如物理传感器位置存储装置242、地图存储装置244、虚拟传感器位置存储装置246和照明器位置存储装置）可以被实现为电子存储器（比如闪存）或磁存储器（比如硬盘）等。存储装置也可以被实现为到非现场存储装置（例如，云存储装置）的应用接口。存储装置可以包括一起构成存储装置的多个离散存储器。存储装置也可以是临时存储器，比如RAM。在临时存储装置的情况下，传感器控制设备包含一些在使用之前获取数据的手段，比如例如从云存储装置通过可选的网络连接（未示出）来获取它们。

通常，传感器控制设备200、照明器和照明控制器各自包括微处理器（未单独示出），微处理器执行存储在传感器控制设备200处的适当软件；例如，该软件可能已经被下载和/或存储在对应的存储器中，例如，诸如RAM的易失性存储器或诸如Flash的非易失性存储器（未单独示出）。可替代地，传感器控制设备200、照明器和照明控制器可以全部或部分地以可编程逻辑实现，例如，作为现场可编程门阵列（FPGA）。设备可以全部或部分地实现为所谓的专用集成电路（ASIC），即针对其特定用途而定制的集成电路（IC）。例如，可以例如使用诸如Verilog、VHDL等的硬件描述语言以CMOS实现电路。

在一实施例中，传感器控制设备200可以包括接收电路、输入电路、传感器数据聚合电路、物理传感器位置存储电路、地图存储电路、虚拟传感器位置存储电路、照明器位置存储电路、虚拟传感器电路、光控制器电路。电路实现本文描述的对应单元。这些电路可以是处理器电路和存储电路，处理器电路执行在存储电路中电子表示的指令。

处理器电路可以以分布式方式实现，例如，作为多个子处理器电路。存储装置可以分布在多个分布式子存储装置上。存储器中的一部分或全部可以是电子存储器、磁存储器等。例如，存储装置可以具有易失性和非易失性部分。存储装置的部分可以是只读的。

在一实施例中，连接的照明系统设置有多个照明器和传感器，其中照明数据被收集在后端数据库或云中。照明系统可以使用例如以占用和光测量的形式的多个传感器输入来控制照明器的光输出并使人造照明条件适配普遍的环境条件。该系统可以结合照明系统使用诸如视觉传感器的高级传感器和比如室内定位系统的其他系统。这样的感测系统可以以多种模式生成输出。比如，视觉传感器不需要仅仅充当二进制占用传感器，而是可以提供其感测区域内的照度水平和用户位置。多模式传感器数据可以用于致动照明系统中的照明器。

在传统意义上，多模式传感器不需要是照明系统的一部分。它们可以与照明器分开安装和维护。

在一实施例中，该系统在诸如开放式办公室的室内空间内具有多个多模式传感器，例如视觉传感器。每个传感器生成以其感测区域内的单元的用户位置和照度值的形式的数据。单元可以处于预定义的空间粒度下。该数据可以与传感器ID和时间戳一起报告给传感器数据聚合器。

图8示意性地示出了传感器控制方法800的实施例的示例。传感器控制方法800被布置用于连接的照明系统，例如诸如系统100或101。连接的照明系统包括布置在区域中的多个照明器。传感器控制方法800包括

- 从布置在区域中的多个传感器接收810传感器数据，每个传感器与该区域中包括的一子区域相关联，传感器数据指示子区域中的占用者的一个或多个占用者位置和/或子区域中的多个不同点处的多个照度水平，

- 存储820用于占用和/或照度的虚拟传感器在区域中的虚拟传感器位置，

- 从接收的传感器数据获取830与传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或与传感器数据相关联的子区域中的多个点的多个照度水平，

- 将子区域中的占用者位置和/或多个点转换840为区域范围的坐标，并且将多个占用者位置的占用状态和/或多个点的多个照度水平集成850到集成的区域范围的占用和/或照度地图中，

- 在虚拟传感器位置处定义860虚拟传感器，并根据虚拟传感器位置和集成的占用和/或照度地图计算虚拟传感器的占用状态和/或照度水平，

- 使用870来自虚拟传感器的占用状态和/或照度水平来控制多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖区域中的该虚拟传感器位置。

如本领域技术人员将清楚明白的，执行该方法的许多不同方式是可能的。例如，步骤的顺序可以改变，或者某些步骤可以并行执行。此外，在步骤之间可以插入其他方法步骤。插入的步骤可以表示诸如本文所述的方法的改进，或者可以与该方法无关。例如，步骤830和840可以至少部分地并行执行。此外，在开始下一步骤之前，给定步骤可能尚未完全结束。

可以使用软件来执行根据本发明的方法，该软件包括用于使处理器系统执行方法800的指令。软件可以仅包括由系统的特定子实体采用的那些步骤。该软件可以存储在合适的存储介质中，诸如硬盘、软盘、存储器、光盘等。该软件可以沿着有线或无线或者使用数据网络（例如，因特网）作为信号发送。可以使该软件可用于下载和/或服务器上的远程使用。可以使用比特流来执行根据本发明的方法，该比特流被布置为配置可编程逻辑（例如，现场可编程门阵列（FPGA））来执行该方法。

将认识到的是，本发明还扩展到适配于使本发明付诸实践的计算机程序，特别是载体上或载体中的计算机程序。该程序可以以源代码、目标代码、源代码和目标代码中间的代码（诸如部分编译形式），或者以适合用于根据本发明的方法的实现的任何其他形式。与计算机程序产品有关的实施例包括与所阐述的方法中的至少一个的处理步骤中的每一个相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在一个或多个可以静态或动态链接的文件中。与计算机程序产品有关的另一实施例包括与所阐述的系统和/或产品中的至少一个的装置中的每一个相对应的计算机可执行指令。

图9a示出了根据实施例的具有包括计算机程序1020的可写部分1010的计算机可读介质1000，该计算机程序1020包括用于使处理器系统执行传感器控制方法的指令。计算机程序1020可以作为物理标记或借助于计算机可读介质1000的磁化而体现在计算机可读介质1000上。然而，任何其他合适的实施例也是可以想到的。此外，将认识到的是，尽管计算机可读介质1000在这里被示为光盘，但是计算机可读介质1000可以是任何合适的计算机可读介质，诸如硬盘、固态存储器、闪存等，并且可以是不可记录的或可记录的。计算机程序1020包括用于使处理器系统执行所述传感器控制方法的指令。

图9b示出了根据实施例的处理器系统1140的示意性表示。该处理器系统包括一个或多个集成电路1110。在图9b中示意性地示出了一个或多个集成电路1110的架构。电路1110包括用于运行计算机程序部件以执行根据实施例的方法和/或实现其模块或单元的处理单元1120，例如CPU。电路1110包括用于存储编程代码、数据等的存储器1122。存储器1122的一部分可以是只读的。电路1110可以包括通信元件1126，例如天线、连接器或两者等等。电路1110可以包括专用集成电路1124，其用于执行该方法中定义的处理的部分或全部。处理器1120、存储器1122、专用IC 1124和通信元件1126可以经由互连1130（比如总线）彼此连接。处理器系统1110可以被布置用于分别使用天线和/或连接器来进行接触和/或无接触通信。

例如，在一实施例中，传感器控制设备可以包括处理器电路和存储器电路，处理器被布置为执行存储在存储器电路中的软件。例如，处理器电路可以是英特尔酷睿i7处理器、ARM Cortex-R8等。存储器电路可以是ROM电路或非易失性存储器，例如闪存。存储器电路可以是易失性存储器，例如SRAM存储器。在后者情况下，设备可以包括非易失性软件接口，例如，硬盘驱动、网络接口等，其被布置用于提供软件。

应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替代的实施例。

在权利要求中，放在括号之间的任何附图标记不应当被解释为对权利要求的限制。动词“包括”及其词形变化的使用不排除权利要求中所陈述的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括若干相异元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由同一个硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

在权利要求书中，括号内的标记是指示例实施例的附图中的附图标记或实施例的公式，从而增加权利要求的可理解性。这些标记不应当被解释为限制权利要求。

图1和3中的附图标记列表：

100、101 连接的照明系统

120 光控制器

122 多个照明器

124 多个物理传感器

200 传感器控制设备

210 接收单元

220 输入单元

230 传感器数据聚合单元

242 物理传感器位置存储装置

244 地图存储装置

246 虚拟传感器位置存储装置

248 照明器位置存储装置

270 虚拟传感器单元

280 光控制器输出端

Claims (14)

1.一种用于连接的照明系统（100）的传感器控制设备（200），所述连接的照明系统包括布置在区域中的多个照明器（122），所述传感器控制设备包括

- 接收单元（210），被布置为从布置在所述区域中的多个传感器（124）接收传感器数据，每个传感器与所述区域中包括的一子区域相关联，所述传感器数据指示所述子区域中的占用者的一个或多个占用者位置和/或所述子区域中的多个不同点处的多个照度水平，

- 虚拟传感器位置存储装置（246），存储用于占用和/或照度的虚拟传感器在所述区域中的虚拟传感器位置，

- 处理单元，被布置为

- 从所接收的传感器数据获取与所述传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或与所述传感器数据相关联的子区域中的多个点的多个照度水平，

- 将所述多个占用者位置的占用状态和/或所述多个点的多个照度水平集成到集成的区域范围的占用和/或照度地图中，

- 在所述虚拟传感器位置处定义虚拟传感器，并根据所述虚拟传感器位置和所述集成的占用和/或照度地图计算所述虚拟传感器的占用状态和/或照度水平，

- 使用来自所述虚拟传感器的所述占用状态和/或照度水平来控制所述多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖所述区域中的所述虚拟传感器位置。

2.根据权利要求1所述的传感器控制设备，其中，所述处理单元被布置为

-在集成所述多个占用者位置的占用状态和/或所述多个点的多个照度水平之前，将所述子区域中的所述占用者位置和/或多个点从子区域范围的坐标转换为区域范围的坐标。

3.根据权利要求1或2所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，包括

- 照明器位置存储装置（248），存储所述多个照明器的位置，所述处理单元被布置为从所述多个照明器中选择具有包括所述虚拟传感器位置的光照覆盖范围的照明器。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述虚拟传感器位置是在照明器周围的区中选择的，所述区被定义为其中受控照明器的光强度对所述虚拟传感器位置处的总光强度贡献至少预定百分比的区。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述传感器数据包括一系列指示所述占用者位置的子区域范围的坐标和/或所述多个点的照度水平，占用者位置和/或点是相对于所述传感器的。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述多个传感器中的至少一个是多模式传感器，其被布置为提供指示所述子区域中的多个相异占用者位置和多个不同点处的多个相异照度水平的传感器数据。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，与第一传感器和第二传感器相关联的第一子区域和第二子区域重叠，所述处理器被布置为通过应用合并例程集成所述第一区域和第二区域的重叠部分中的占用状态和/或点的照度传感器值，所述合并例程被布置为合并所述第一子区域和第二子区域的重叠部分中的所述传感器数据。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，处理器电路被布置为

- 通过以下方式根据所述虚拟传感器位置和所述区域的集成的占用地图计算占用状态：从集成的地图中选择针对所述虚拟传感器位置周围的另一子区域中的点获取的占用状态，如果所选择的占用状态中的任一个指示占用，则为所述虚拟传感器分配占用状态，和/或

- 通过以下方式根据所述虚拟传感器位置和所述区域的集成的照度地图计算照度水平：从集成的地图中获取针对所述虚拟传感器位置周围的另一子区域中的点获取的照度水平，通过根据所选择的照度水平进行插值为所述虚拟传感器分配照度水平。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述照明系统被配置有多个控制区，所述连接的照明系统的照明器被分配给用于对所述照明器进行联合控制的控制区，对所述控制区中的至少一个控制区的控制依赖于所述虚拟传感器。

10.根据权利要求9所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述照明系统包括被配置为致动所述照明器中的至少一部分的照明控制器（120），所述照明控制器具有被配置为接收传感器值的传感器输入端，所述照明控制器被配置有控制映射，所述控制映射指示照明器到控制区的分配以及控制区中的照明器对在输入端处接收的传感器值的依赖性，所述传感器控制设备的处理器电路被布置为向所述传感器输入端提供传感器值，所述传感器值中的至少一个是针对虚拟传感器计算的传感器值。

11.根据权利要求9所述的用于连接的照明系统的传感器控制设备，其中，所述处理器电路被布置为

- 从所述集成的占用地图中选择其中所述集成的占用地图指示占用的区，

- 在所述区中为所述虚拟传感器选择虚拟传感器位置，

- 从照明器位置数据库中选择具有在所述区中或所述区附近的位置的照明器，

- 定义控制映射，其中控制区包括所选择的照明器，并且其中所述控制区由所述虚拟传感器控制，

- 利用所述控制映射配置所述照明系统，例如照明控制器（120）。

12.一种连接的照明系统，包括如前述权利要求中任一项所述的传感器控制设备，所述连接的照明系统包括

- 布置在所述区域中的多个传感器，每个传感器与所述区域中包括的一子区域相关联，并且包括用于将传感器数据发送到所述传感器控制设备的发射器，所述传感器数据指示所述子区域中的占用者的一个或多个占用者位置和/或所述子区域中的多个不同点处的多个照度水平，

- 布置在所述区域中的多个照明器，所述照明器包括用于从所述照明系统接收照明器致动命令的接收器。

13.一种用于连接的照明系统的传感器控制方法，所述连接的照明系统包括布置在区域中的多个照明器，所述传感器控制方法包括

- 从布置在所述区域中的多个传感器接收传感器数据，每个传感器与所述区域中包括的一子区域相关联，所述传感器数据指示所述子区域中的占用者的一个或多个占用者位置和/或所述子区域中的多个不同点处的多个照度水平，

- 存储用于占用和/或照度的虚拟传感器在所述区域中的虚拟传感器位置，

- 从所接收的传感器数据获取与所述传感器数据相关联的子区域中的占用者位置和/或与所述传感器数据相关联的子区域中的多个点的多个照度水平，

- 将所述子区域中的占用者位置和/或多个点转换为区域范围的坐标，并且将所述多个占用者位置的占用状态和/或所述多个点的多个照度水平集成到集成的区域范围的占用和/或照度地图中，

- 在所述虚拟传感器位置处定义虚拟传感器，并根据所述虚拟传感器位置和所述集成的占用和/或照度地图计算所述虚拟传感器的占用状态和/或照度水平，

- 使用来自所述虚拟传感器的占用状态和/或照度水平来控制所述多个照明器中的一照明器，该照明器覆盖所述区域中的所述虚拟传感器位置。

14.一种计算机可读介质（1000），包括表示指令的暂时性或非暂时性数据（1020），所述指令致使处理器系统执行根据权利要求13所述的方法。

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