CN113365389A - 一种深海照明系统的设计方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海照明领域，具体涉及一种深海照明系统的设计方法和装置，依据深海照明的实际应用需求，对照明目标面进行临界空间区域的划分；以临界空间区域划分为基础，设计照明系统；照明系统由多个照明模组拼接而成，照明模组的数量与临界空间区域的划分数量一致；照明模组由多个照明单元组成，每个照明单元由数字化控制模块控制；本发明通过对临界空间区域进行划分结合多模组拼接照明的方式，实现针对不同成像距离与成像角度的深海照明中的照度与显色性的提高，满足实际应用需求。

Description

一种深海照明系统的设计方法和装置

技术领域

本发明涉及深海照明领域，尤其涉及一种深海照明系统的设计方法和装置。

背景技术

由于深海中光的衰减特性的存在，使得深海照明与陆地照明存在很大差异，尤其由于光在空间维度和光谱维度的衰减是非线性的，使得深海中获取的图像普遍存在中间亮、边缘暗，照明视场与成像视场不匹配，图像偏蓝、偏绿等一系列问题，照度与颜色两方面的视觉偏差以及因此而产生的图像信息缺失大大地降低了深海、深渊科考效率，增加了深海、深渊科考成本。

这一问题不仅存在于深海普通成像系统中，在深海光谱成像、深海激光成像以及深海显微成像中也同时存在，未来的深海是无人的时代，智能的时代，由于照明问题带来的智能识别的落后必然影响深海原位智能科学考察的进程。

现有的技术方案为通过提前对深海光学成像距离的判断，在光源设计、二次配光以及灯阵设计方面提前进行设计，使得一种照明系统只能适用于一种深海情况，存在配光结构固定，只考虑了特定衰减长度下的颜色补偿与照度补偿，无法实现不同照明视场以及不同照明距离下照度分布与显色性的统一提升，造成深海图像出现颜色失真、假细节等问题，整个照明系统的适用范围窄，动态范围小。

发明内容

本发明的关键点在于提出通过对照明区域的划分，将照明目标面细分成多个区域，然后利用模块化的模组对单个区域进行照明，通过拼接照明与数字化分块照明的方式克服深海中光的非线性衰减引起的照度不均匀、显示性差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种深海照明系统的设计方法，包括以下步骤：

步骤S101：依据深海照明的实际应用需求，并对照明目标面进行临界空间区域的划分；

步骤S102：以临界空间区域划分为基础，设计照明系统，照明系统由多个照明模组拼接而成，所述照明模组的数量与临界空间区域的划分数量一致；

步骤S103：照明系统由数字化控制模块控制，控制模块包括有电路设计和照明控制算法。

进一步的，所述步骤S101包括：

临界照明区域的划分原则为区域内光的衰减对照明的照度分布与显色性需求在可承受的范围内。

进一步的，所述步骤S102包括：

照明模组还包括有多个照明单元，照明单元的个数、照明单元二次配光的照度分布以及照明单元的光谱分布由设计目标中照明均匀性与显色性两个指标决定。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种深海照明装置，包括数字化控制模块和照明系统，由数字化控制模块控制照明单元进而控制照明系统，照明系统发出光线，照射在照明目标面；

照明系统包括有多个照明模组，照明模组和临界空间区域的数量一致。

进一步的，照明模组中包括有4个照明单元，照明单元上还包括有4个LED芯片和配光结构。

在本发明提供的一种深海照明系统的设计方法和装置具有如下有益效果：

通过对临界空间区域进行划分，照明系统中设计多个照明模组，每个照明模组由多个照明单元组成，结合多模组拼接照明的方式，实现针对不同成像距离与成像角度的深海照明中的照度与显色性的提高，满足实际应用需求。

附图说明

图1为本发明深海照明系统的设计方法流程图；

图2为本发明深海照明装置图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参考图1，图1为本发明深海照明系统的设计方法流程图；

深海大动态照度与显色性同时提升照明设计流程如图1所示：首先根据深海照明的实际应用需求对照明目标面进行临界空间的划分，划分的原则为区域内的光的衰减对照明的照度分布与显色性需求在可以承受的范围内；

设计照明系统，其中照明模组的数量与临界空间划分的数目一致，照明模组的设计最终归结为照明单元的设计，照明单元的个数、照明单元二次配光的照度分布以及照明单元的光谱分布由设计目标中照明均匀性与显色性两个指标决定；

最后进行深海大动态照度与显色性同时提升的照明数字化控制模块设计，其中包括电路的设计与大动态照明控制算法。

本发明中临界空间照明区域的划分可以根据具体应用进行划分；照明模组内照明单元的个数可以根据应用场景进行设定，每个后面单元的LED芯片的发光光谱可以根据需求定制，每个照明单元的配光结构可根据应用场景定制。

请参考图2，图2为本发明深海照明装置图；

本发明所提供的一种具体实施例，一种深海照明装置可以分为数字化控制模块和照明系统；

照明系统由多个类似21的临界照明模组组成，照明模组的数量与照明目标面3所划分临界空间照明区域的个数一致，每个照明模组的照明区域对应于所划分的临界空间区域，通过多个模组拼接照明与数字化分块照明相结合的方式克服深海中光的非线性衰减引起的照度不均匀、显示性差的问题；

临界照明区域的划分原则为区域内光的衰减对照明的照度分布与显色性需求在可承受的范围内，将照明的区域划分为棋盘格的样式；

其中临界照明模组的数量可以根据实际需求设定，照明单元的数量不限定于4个，可以根据实际需求设定，临界空间的划分同样可以根据实际需求进行划分，不限于图中所示的9个；

照明模组由多个类似211、212、213、214的不同照明单元组成，不同的照明单元配有不同的LED芯片和配光结构，其中一种形式为211为蓝光LED，212为白光LED，213为绿光LED，214为红光LED。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

综上，在本发明提供的一种深海照明系统的设计方法和装置，通过对照明区域进行划分，设计照明模组，然后照明模组由多个照明单元组成，最终实现针对不同成像距离与成像角度的大动态的深海照明系统的照度与显色性的同时提高；

并且本发明中临界空间照明区域的划分可以根据具体应用进行划分，照明模组内照明单元的个数可以根据应用场景进行设定，每个照明单元的LED芯片的发光光谱可以根据需求定制，每个照明单元的配光结构可根据应用场景定制，实现针对不同成像距离与成像角度的大动态的深海照明中的照度与显色性的同时提高。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种深海照明系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101：依据深海照明的实际应用需求，并对照明目标面进行临界空间区域的划分；

步骤S102：以所述临界空间区域划分为基础，设计照明系统，所述照明系统由多个照明模组拼接而成，所述照明模组的数量与临界空间区域的划分数量一致；

步骤S103：所述照明系统由数字化控制模块控制，所述控制模块包括有电路设计和照明控制算法。

2.根据权利要求1所述的一种深海照明系统的设计方法，其特征在于：

所述步骤S101包括：

所述临界照明区域的划分原则为区域内光的衰减对照明的照度分布与显色性需求的影响在可承受的范围内。

3.根据权利要求1所述的一种深海照明系统的设计方法，其特征在于：

所述步骤S102包括：

所述照明模组还包括有照明单元，所述照明单元的个数、照明单元二次配光的照度分布以及照明单元灯芯的光谱分布由设计目标中照明均匀性与显色性两个指标决定。

4.一种深海照明装置，其特征在于，包括数字化控制模块和照明系统，由数字化控制模块控制所述照明单元进而控制照明系统，所述照明系统发出光线，照射在照明目标面；

所述照明系统包括有多个照明模组，所述照明模组和临界照明区域的数量一致。

5.根据权利要求4中的一种深海照明装置，其特征在于，

所述照明模组中包括有4个照明单元，所述照明单元上还包括有LED芯片和配光结构。

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