CN111443739A - 一种动态弧面光源控制系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态弧面光源控制系统及其装置，其系统包括：至少一个发光模块，包括弧形发光面板与发光驱动电路；动作模块；矩阵控制模块，控制动作模块执行发光动作；高度控制模块，调整动作模块与发光模块的三维坐标；姿态跟踪模块，修正发光模块的位置姿态；目标跟踪模块，跟踪照射目标，识别并生成目标位置与目标姿态；数据管理模块，获取目标位置与目标姿态，并根据内置且预设的消影发光动作与消影灯光强度，匹配出对应的发光模块与动作模块，将消影发光动作与消影灯光强度发送至矩阵控制模块使对应的动作模块执行消影发光动作，以及使对应的发光模块执行消影灯光强度。解决了无法实时消影的问题，本发明具有实时消影的效果。

Description

一种动态弧面光源控制系统及其装置

技术领域

本发明涉及灯光照明的技术领域，尤其是涉及一种动态弧面光源控制系统及其装置。

背景技术

照明设计分为室外照明设计和室内灯光设计，都是灯光设计，是现场的焦点及主题所在，也能加强现有装潢的层次感。灯光编排可以分为直接灯光和间接灯光两种，直接灯光泛指直射式的光线，如吊灯及射灯等，光线直接散落在指定的位置上，投射出一圈圈的光影，作照明或突出主题之用，直接、简单。间接灯光在气氛营造上则能发挥独特的功能性，营造出不同的意境。它的光线不会直射至地面，而是被置于壁凹、天花背后，或是壁面铺饰的背后，光线被投射至墙上再反射至地面。

如专利公开号为CN110831306A的一种智能照明系统及其安全设计方法，包括系统智能组件和网络链路，所述系统智能组件包括中心管理服务器、照明控制器、移动控制端、路由器和若干智能灯具，若干所述智能灯具组成照明网络，所述移动控制端分别与中心管理服务器、路由器连接进行数据交换，所述照明控制器分别与中心管理服务器、路由器连接进行数据交换，照明控制器根据接收到的数据控制与其连接的各个智能灯具，所述照明控制器内设有UDP服务器，所述智能照明系统采用web登录方式进行访问和操作。

现有的智能照明系统虽然能够具有远程操作的方式、多种展示的状态以及较高的安全性，但是，其都是使用灯具或者光源在单方向上形成单光源来进行照明，无法实现实时消除照明目标的阴影或者实时消除显示内容前方因显示内容形成的阴影。

发明内容

本发明目的一是提供一种动态弧面光源控制系统，具有能实时消除照明目标阴影的特点。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种动态弧面光源控制系统，包括如下模块：

至少一个发光模块，包括电连接的弧形发光面板与发光驱动电路；

动作模块，包括与所述发光模块连接的机械驱动组件，所述机械驱动组件用于支撑所述发光模块并改变所述发光模块的姿态与位置，所述动作模块内预制有至少一个所述发光模块的发光动作，所述发光动作中记录有所述发光模块的多个位置姿态数据；

矩阵控制模块，与所述动作模块以及所述发光模块数据连接，用于根据接收到的数据信息将调用数据信息中记载的发光动作名称，并控制所述动作模块执行该发光动作名称对的发光动作；

高度控制模块，与所述动作模块以及所述发光模块数据连接，用于根据接收到的数据信息调整所述动作模块与所述发光模块的三维坐标；

姿态跟踪模块，与所述矩阵控制模块以及所述发光模块连接，用于接受矩阵控制模块的指令并解调出对应发光动作的多个位置姿态数据，生成代表所述发光模块实时位置姿态的实时位姿数据，根据位置姿态数据与对应的实时位姿数据校对出所述发光模块的实时位置偏差，将实时位置偏差发送至所述矩阵控制模块，所述矩阵控制模块根据所述实时位置偏差通过所述动作模块修正所述发光模块的位置姿态；

目标跟踪模块，用于跟踪所述弧形发光面板照射的照射目标，识别并生成照射目标的目标位置与目标姿态；以及，

数据管理模块，与所述发光模块、所述矩阵控制模块、所述高度控制模块、所述姿态跟踪模块以及所述目标跟踪模块数据连接，用于模块间的数据传输分捡、所述高度控制模块中高度数据的采集上传、以及所述姿态跟踪模块中传感器数据交互，获取目标位置与目标姿态，并根据内置且预设的消影发光动作与消影灯光强度，匹配出对应的所述发光模块与所述动作模块，将消影发光动作与消影灯光强度发送至所述矩阵控制模块使对应的所述动作模块执行消影发光动作，以及使对应的所述发光模块执行消影灯光强度。

通过采用上述技术方案，动作模块可以控制发光模块的位置与姿态，而矩阵控制模块可向动作模块输出其要执行的动作，高度控制模块用于控制发光模块的高度位置，姿态跟踪模块跟踪发光模块的姿态并提供修正基础让矩阵控制模块通过动作模块修正发光模块的位置姿态，目标跟踪模块跟踪照射目标，利于让数据管理模块控制实现实时消除照明目标阴影或者实时消除显示内容前方因显示内容形成的阴影。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述高度控制模块包括安装架、连接在所述安装架与所述动作模块之间的升降装置，所述升降装置包括依次连接的伺服驱动器、被所述伺服驱动器驱动的伺服马达以及采集所述伺服马达执行数据的马达采集器，所述马达采集器与所述数据管理模块数据连接。

通过采用上述技术方案，实现动作模块与发光模块的高度位置控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据管理模块数据连接有冗余控制模块，所述冗余控制模块包括依次连接的数据子模块、姿态子模块、高度子模块以及矩阵子模块，所述数据子模块与所述数据管理模块数据连接，用于在所述数据管理模块中流转的数据产生错误时激活所述姿态子模块、所述高度子模块以及所述矩阵子模块，并让激活的所述姿态子模块、所述高度子模块以及所述矩阵子模块一一对应屏蔽所述姿态跟踪模块、所述高度控制模块以及所述矩阵控制模块。

通过采用上述技术方案，冗余控制模块能够提高系统的稳定性，同时还能利于实现主备系统切换，对于模块的软硬件调整、更换非常有利。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动作模块控制所述照射目标设定距离内的所述弧形发光面板的球心或者圆柱轴心始终对准所述照射目标。

通过采用上述技术方案，实现对照射目标的实时聚光。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动作模块控制与所述照射目标第一设定面对应的所述弧形发光面板的高度低于与所述照射目标第二设定面对应的所述弧形发光面板的高度。

通过采用上述技术方案，实现让照射目标的第一设定面接受的光强大于第二设定面接受的光强，让第一设定面亮于第二设定面，利于凸显第一设定面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述目标跟踪模块跟踪所述照射目标的正面为第一设定面，跟踪所述照射目标的背面为第二设定面，所述照射目标的正面反射光强度大于所述照射目标的背面反射光强度。

通过采用上述技术方案，实现让照射目标的第一设定面能实时地高亮展示。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：系统还包括视频播控模块，与所述数据管理模块数据连接，用于视频信号的处理与输出，将时间数据通过所述数据管理模块发送至所述矩阵控制模块，编辑时间轨迹同于所述动作模块与所述高度控制模块下所述发光模块的机械动作与视频信号的内容同步播放。

通过采用上述技术方案，视频播控模块则让发光模块的机械动作与视频信号的内容同步播放。

本发明目的二是提供一种智能终端或动态弧面光源控制装置，具有能实时消除照明目标阴影的特点。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能终端或动态弧面光源控制装置，包括存储器和处理器，所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述动态弧面光源控制系统内模块中处理数据的计算机程序。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.动作模块用于控制发光模块的位置与姿态，从而让发光模块照向照射目标的照射方向可以改变从而为实现消影提供硬件基础，而矩阵控制模块可向动作模块输出其要执行的动作，为实现消影提供软件基础，高度控制模块用于控制发光模块的高度位置，姿态跟踪模块跟踪发光模块的姿态并提供修正基础让矩阵控制模块通过动作模块修正发光模块的位置姿态，目标跟踪模块跟踪照射目标，使得在数据管理模块的控制下实现实时消除照明目标阴影或者实时消除显示内容前方因显示内容形成的阴影；

2.通过设置能执行并替换现有模块的冗余控制模块，能激活冗余的子模块，子模块能屏蔽现有工作的模块，能够提高系统的稳定性，同时还能利于实现主备系统切换；

3.通过实现让照射目标的第一设定面接受的光强大于第二设定面接受的光强，第一设定面为人面向展示受众的正面，第二设定面为人的背面，让第一设定面亮于第二设定面，利于凸显第一设定面，为实现实时地高亮展示第一设定面提供了基础。

附图说明

图1是本发明其中一实施例的结构框图。

附图标记：1、发光模块；2、动作模块；3、矩阵控制模块；4、高度控制模块；5、姿态跟踪模块；6、目标跟踪模块；7、数据管理模块；8、安装架；9、升降装置；10、冗余控制模块；11、数据子模块；12、姿态子模块；13、高度子模块；14、矩阵子模块；15、视频播控模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一：

一种动态弧面光源控制系统，如图1所示，包括如下模块：

至少一个发光模块1，包括电连接的弧形发光面板与发光驱动电路。弧形发光面板由多个表面设置有LED点阵的弧面板制成，弧面板可为球面，可由中间为圆柱面、两端为球面的异型面板制成。发光驱动电路为LED驱动电路。

动作模块2，包括与发光模块1连接的机械驱动组件，机械驱动组件用于支撑发光模块1并改变发光模块1的姿态与位置，动作模块2内预制有至少一个发光模块1的发光动作，发光动作中记录有发光模块1的多个位置姿态数据。机械驱动组件由伺服电机制成，伺服电机与弧形发光面板连接用于改变弧形发光面板的姿态与位置。每个伺服电机都配置了制动装置，保证在没有电源供应时滑动终端可及时制动，停止运动。负责承载发光模块1运动的是由FFIM公司设计，直线运动、承载与驱动一体化的驱动轨道，采用6500系列镁铝合金材质，降低了自身质量，磁性自密封结构设计有效防止灰尘进入轨道内部干涉运行，具有结构强度高运行平稳的特点。

配合精密伺服马达精度可达到0.02mm，最高速度为0.5M/S。

矩阵控制模块3，与动作模块2以及发光模块1数据连接，用于根据接收到的数据信息将调用数据信息中记载的发光动作名称，并控制动作模块2执行该发光动作名称对的发光动作。矩阵控制模块3可通过动作模块2控制发光模块1的照射朝向、姿态与位置。

高度控制模块4，与动作模块2以及发光模块1数据连接，用于根据接收到的数据信息调整动作模块2与发光模块1的三维坐标。高度控制模块4包括安装架8、连接在安装架8与动作模块2之间的升降装置9，升降装置9包括依次连接的伺服驱动器、被伺服驱动器驱动的伺服马达以及采集伺服马达执行数据的马达采集器，马达采集器与数据管理模块7数据连接。为降低成本，也可使用电动葫芦实现动作模块2与发光模块1的高度位置控制。

姿态跟踪模块5，与矩阵控制模块3以及发光模块1连接，用于接受矩阵控制模块3的指令并解调出对应发光动作的多个位置姿态数据，生成代表发光模块1实时位置姿态的实时位姿数据，根据位置姿态数据与对应的实时位姿数据校对出发光模块1的实时位置偏差，将实时位置偏差发送至矩阵控制模块3，矩阵控制模块3根据实时位置偏差通过动作模块2修正发光模块1的位置姿态。姿态跟踪模块5可使用摄像头以及图像识别软件识别出发光模块1的姿态以及生成代表发光模块1实时位置姿态的实时位姿数据，或者使用固定在发光模块1上的姿态传感器与位置传感器来生成代表发光模块1实时位置姿态的实时位姿数据。

目标跟踪模块6，用于跟踪弧形发光面板照射的照射目标，识别并生成照射目标的目标位置与目标姿态。照射目标可为人员。动作模块2控制照射目标设定距离内的弧形发光面板的球心或者圆柱轴心始终对准照射目标。动作模块2控制与照射目标第一设定面对应的弧形发光面板的高度低于与照射目标第二设定面对应的弧形发光面板的高度。目标跟踪模块6跟踪照射目标的正面为第一设定面，跟踪照射目标的背面为第二设定面，照射目标的正面反射光强度大于照射目标的背面反射光强度。实现对照射目标的实时聚光。实现让照射目标的第一设定面接受的光强大于第二设定面接受的光强，让第一设定面亮于第二设定面，利于凸显第一设定面。实现让照射目标的第一设定面能实时地高亮展示。

以及，

数据管理模块7，与发光模块1、矩阵控制模块3、高度控制模块4、姿态跟踪模块5以及目标跟踪模块6数据连接，用于模块间的数据传输分捡、高度控制模块4中高度数据的采集上传、以及姿态跟踪模块5中传感器数据交互，获取目标位置与目标姿态，并根据内置且预设的消影发光动作与消影灯光强度，匹配出对应的发光模块1与动作模块2，将消影发光动作与消影灯光强度发送至矩阵控制模块3使对应的动作模块2执行消影发光动作，以及使对应的发光模块1执行消影灯光强度。数据管理模块7数据连接有冗余控制模块10与视频播控模块15。数据传输使用sscnet连接运动CPU伺服放大器和变频控制器的高速工业网络，通过光线作为传输媒介可有效避免车展现场各种杂波对控制系统的干扰从而确保通讯网络的稳定畅通。

冗余控制模块10包括依次连接的数据子模块11、姿态子模块12、高度子模块13以及矩阵子模块14，数据子模块11与数据管理模块7数据连接，用于在数据管理模块7中流转的数据产生错误时激活姿态子模块12、高度子模块13以及矩阵子模块14，并让激活的姿态子模块12、高度子模块13以及矩阵子模块14一一对应屏蔽姿态跟踪模块5、高度控制模块4以及矩阵控制模块3。冗余控制模块10能够提高系统的稳定性，同时还能利于实现主备系统切换，对于模块的软硬件调整、更换非常有利。冗余控制模块10由A和B两套PLC控制系统组成。开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A中的的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B当中执行，这时，B系统统为主，A系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和接口模块的整体切换。

视频播控模块15，与数据管理模块7数据连接，用于视频信号的处理与输出，将时间数据通过数据管理模块7发送至矩阵控制模块3，编辑时间轨迹同于动作模块2与高度控制模块4下发光模块1的机械动作与视频信号的内容同步播放。动作模块2用于控制发光模块1的位置与姿态，从而让发光模块1照向照射目标的照射方向可以改变从而为实现消影提供硬件基础，而矩阵控制模块3可向动作模块2输出其要执行的动作，为实现消影提供软件基础，高度控制模块4用于控制发光模块1的高度位置，姿态跟踪模块5跟踪发光模块1的姿态并提供修正基础让矩阵控制模块3通过动作模块2修正发光模块1的位置姿态。通过设置能执行并替换现有模块的冗余控制模块10，能激活冗余的子模块，子模块能屏蔽现有工作的模块，能够提高系统的稳定性，同时还能利于实现主备系统切换。通过实现让照射目标的第一设定面接受的光强大于第二设定面接受的光强，第一设定面为人面向展示受众的正面，第二设定面为人的背面，让第一设定面亮于第二设定面，利于凸显第一设定面，为实现实时地高亮展示第一设定面提供了基础。目标跟踪模块6跟踪照射目标，然后可通过对第二设定面的侧面进行照射，实现实时消除照明目标阴影。视频播控模块15则让发光模块1的机械动作与视频信号的内容同步播放，从画面感上进一步削弱阴影对受众产生的视觉影响，让受众将注意力集中在发光模块1与视频内容的同步性上。

实施例二：

一种动态弧面光源控制装置，包括存储器和处理器，所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行实施例一的动态弧面光源控制系统内模块中处理数据的计算机程序。

多个发光模块1可组成一个大的弧形屏幕，单个发光模块1的高度与姿态可变化，能随着视频内容中画面的显示配合作出不同的伸缩运动，提高观看者的兴趣。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种动态弧面光源控制系统，包括如下模块：

至少一个发光模块（1），包括电连接的弧形发光面板与发光驱动电路；

动作模块（2），包括与所述发光模块（1）连接的机械驱动组件，所述机械驱动组件用于支撑所述发光模块（1）并改变所述发光模块（1）的姿态与位置，所述动作模块（2）内预制有至少一个所述发光模块（1）的发光动作，所述发光动作中记录有所述发光模块（1）的多个位置姿态数据；其特征在于，还包括，

矩阵控制模块（3），与所述动作模块（2）以及所述发光模块（1）数据连接，用于根据接收到的数据信息将调用数据信息中记载的发光动作名称，并控制所述动作模块（2）执行该发光动作名称对的发光动作；

高度控制模块（4），与所述动作模块（2）以及所述发光模块（1）数据连接，用于根据接收到的数据信息调整所述动作模块（2）与所述发光模块（1）的三维坐标；

姿态跟踪模块（5），与所述矩阵控制模块（3）以及所述发光模块（1）连接，用于接受矩阵控制模块（3）的指令并解调出对应发光动作的多个位置姿态数据，生成代表所述发光模块（1）实时位置姿态的实时位姿数据，根据位置姿态数据与对应的实时位姿数据校对出所述发光模块（1）的实时位置偏差，将实时位置偏差发送至所述矩阵控制模块（3），所述矩阵控制模块（3）根据所述实时位置偏差通过所述动作模块（2）修正所述发光模块（1）的位置姿态；

目标跟踪模块（6），用于跟踪所述弧形发光面板照射的照射目标，识别并生成照射目标的目标位置与目标姿态；以及，

数据管理模块（7），与所述发光模块（1）、所述矩阵控制模块（3）、所述高度控制模块（4）、所述姿态跟踪模块（5）以及所述目标跟踪模块（6）数据连接，用于模块间的数据传输分捡、所述高度控制模块（4）中高度数据的采集上传、以及所述姿态跟踪模块（5）中传感器数据交互，获取目标位置与目标姿态，并根据内置且预设的消影发光动作与消影灯光强度，匹配出对应的所述发光模块（1）与所述动作模块（2），将消影发光动作与消影灯光强度发送至所述矩阵控制模块（3）使对应的所述动作模块（2）执行消影发光动作，以及使对应的所述发光模块（1）执行消影灯光强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高度控制模块（4）包括安装架（8）、连接在所述安装架（8）与所述动作模块（2）之间的升降装置（9），所述升降装置（9）包括依次连接的伺服驱动器、被所述伺服驱动器驱动的伺服马达以及采集所述伺服马达执行数据的马达采集器，所述马达采集器与所述数据管理模块（7）数据连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据管理模块（7）数据连接有冗余控制模块（10），所述冗余控制模块（10）包括依次连接的数据子模块（11）、姿态子模块（12）、高度子模块（13）以及矩阵子模块（14），所述数据子模块（11）与所述数据管理模块（7）数据连接，用于在所述数据管理模块（7）中流转的数据产生错误时激活所述姿态子模块（12）、所述高度子模块（13）以及所述矩阵子模块（14），并让激活的所述姿态子模块（12）、所述高度子模块（13）以及所述矩阵子模块（14）一一对应屏蔽所述姿态跟踪模块（5）、所述高度控制模块（4）以及所述矩阵控制模块（3）。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动作模块（2）控制所述照射目标设定距离内的所述弧形发光面板的球心或者圆柱轴心始终对准所述照射目标。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述动作模块（2）控制与所述照射目标第一设定面对应的所述弧形发光面板的高度低于与所述照射目标第二设定面对应的所述弧形发光面板的高度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述目标跟踪模块（6）跟踪所述照射目标的正面为第一设定面，跟踪所述照射目标的背面为第二设定面，所述照射目标的正面反射光强度大于所述照射目标的背面反射光强度。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，系统还包括视频播控模块（15），与所述数据管理模块（7）数据连接，用于视频信号的处理与输出，将时间数据通过所述数据管理模块（7）发送至所述矩阵控制模块（3），编辑时间轨迹同于所述动作模块（2）与所述高度控制模块（4）下所述发光模块（1）的机械动作与视频信号的内容同步播放。

8.一种动态弧面光源控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种系统内模块中处理数据的计算机程序。

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