CN115529697A - 一种基于分布式管理的照明智能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明智能控制领域，具体公开一种基于分布式管理的照明智能控制系统，通过获取各活动子区域的灯光参数，分析得到各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，进一步获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控，获取各陈列区域的理想灯光参数和实际灯光参数，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的亮度调控趋向、亮度调控力度等级、灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具亮度和灯具照射角度进行调控，实现对美术馆光环境的照明进行智能化控制。

Description

一种基于分布式管理的照明智能控制系统
技术领域
本发明涉及照明智能控制领域，涉及到一种基于分布式管理的照明智能控制系统。
背景技术
照明的总目标是服务于人的需求，美术馆展陈光环境是为观众所服务的，良好的照明可以加强观众和展陈品间的交流，提升视觉感官功能，而低质量的照明会使人不舒服和困惑，甚至降低知觉系统的作用，因此，对美术馆的照明进行控制具有重要意义，使得美术馆展陈空间光环境的设计不仅满足空间照明和节能的基本需求，同时符合观众审美的可视性要求。
现有的美术馆照明控制方法存在一些弊端：一方面，在对美术馆活动区域的灯光进行控制时，一般通过检测活动区域当前光照强度，将当前光照强度与设定的光照强度进行比较，进而控制灯具调亮或者调暗，没有考虑到活动区域内太阳光的照射强度和太阳光引起的反射光强度，太阳光照射强度和反射光强度能够大大增强活动区域内光线强度，进而比较低的人工光源光照强度也能满足室内照明需求，大大节省能源，从而使得现有照明控制方法的准确性和能效性比较低。
一方面，在对美术馆展陈区域的灯光亮度进行控制时，采用统一化固定的亮度作为标准亮度，没有考虑到展陈区域内各艺术画的篇幅大小和与光源之间距离长短的不同，从而所需要的灯光亮度也不同，当标准亮度大于艺术画所需要的亮度时，造成能源浪费，当标准亮度小于艺术画所需要的亮度时，无法满足照明需求，故在对展陈区域内灯光亮度进行调节时，应通过分析各艺术画的特征，如篇幅大小和与光源之间的距离，获取各艺术画对应的匹配亮度并进行调控，进而使得现有的照明控制方法的灵活性和智能性比较低。
另一方面，缺乏对美术馆展陈区域内灯光照射角度的控制，当艺术画为深色系，不适宜光线正对着照射，会使艺术画表面出现白点或泛白现象，甚至使得艺术画失去原来的颜色，当艺术画为浅色系，不适宜光线偏离照射，不能起到点亮作用，会使艺术画和背景墙在视觉上融合而不能得到突出，进而使得现有的照明控制方法不符合可视性和审美的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种基于分布式管理的照明智能控制系统，实现对照明智能控制的功能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明提供一种基于分布式管理的照明智能控制系统，包括：活动子区域灯光参数获取模块：用于将目标美术馆活动区域按照等面积划分原则进行划分，得到各目标美术馆活动子区域，将其记为各活动子区域，获取各活动子区域的灯光参数，其中灯光参数包括自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度。
活动子区域灯光参数分析模块：用于根据各活动子区域的灯光参数，分析得到各活动子区域的照度水平指数，根据各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各活动子区域记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块。
标记活动子区域灯光调控模块：用于获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控。
陈列区域灯光参数获取模块：用于获取目标美术馆内各艺术画所在区域的理想灯光参数，将其记为各陈列区域的理想灯光参数，其中理想灯光参数包括理想灯光亮度和理想灯光照射角度。
陈列区域灯光参数分析模块：用于获取各陈列区域的实际灯光参数，其中实际灯光参数包括实际灯光亮度和实际灯光照射角度，根据各陈列区域的实际灯光参数和理想灯光参数，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各陈列区域记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块。
目标陈列区域灯光调控模块：用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向、亮度调控力度等级、灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具亮度和灯具照射角度进行调控。
数据库：用于存储各时间段对应的受光图像灰度值阈值、各类型受光面的标准图像、各类型受光面在各时间段的反射系数、各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量、各亮度调控力度等级对应的灯具亮度平均变化量和各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度。
在上述实施例的基础上，所述活动子区域灯光参数获取模块中获取各活动子区域的灯光参数，具体过程为：D1:通过光照传感器获取各活动子区域的自然光源照射强度，将其记为αi，i表示第i个活动子区域的编号，i＝1,2,...,n。
D2:通过高清摄像头获取各活动子区域中各自然光照射区域的图像，将其记为各活动子区域中各光照区域图像，进一步分析得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000041
b表示活动子区域中第b个光照区域图像的编号，b＝1,2,...,c，d表示光照区域图像中第d个受光面的编号，d＝1,2,...,f。
获取各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像，提取数据库中存储的各类型受光面的标准图像，将各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像与各类型受光面的标准图像进行比对，得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型。
提取数据库中存储的各类型受光面在各时间段的反射系数，根据各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型，筛选得到当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数，将其记为
Figure BDA0003899303400000042
根据当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数和面积，分析得到各活动子区域的自然光源反射强度，将其记为βi。
D3:通过高清摄像头获取各活动子区域的全景图像，根据各活动子区域的全景图像，获取各活动子区域的亮灯总数量，将其记为hi，通过光照传感器检测各活动子区域中各亮灯的光照强度，将其记为
Figure BDA0003899303400000043
l表示活动子区域中第l个亮灯的编号，l＝1,2,...,p，将各活动子区域的亮灯总数量和各活动子区域中各亮灯的光照强度代入公式
Figure BDA0003899303400000051
得到各活动子区域的人工光源强度εi，其中φ1、φ2分别为预设的活动子区域亮灯数量和亮灯光照强度的权重因子，h设表示预设的活动子区域亮灯数量阈值。
在上述实施例的基础上，所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程包括：将各活动子区域的自然光源照射强度αi、自然光源反射强度βi和人工光源强度εi代入公式
Figure BDA0003899303400000052
得到各活动子区域的照度水平指数
Figure BDA0003899303400000053
其中γ1、γ2、γ3分别表示预设的活动子区域的自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度的权重因子。
在上述实施例的基础上，所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程还包括：将各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，得到各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值之间的相差量，将其记为各活动子区域的照度水平指数波动量，将各活动子区域的照度水平指数波动量与预设的照度水平指数波动量参考范围进行比较，若某活动子区域的照度水平指数波动量不属于预设的照度水平指数波动量参考范围之内，则该活动子区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各活动子区域，将其记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块。
在上述实施例的基础上，所述标记活动子区域灯光调控模块的具体分析过程为：根据各活动子区域的照度水平指数，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数，将各标记活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，若某标记活动子区域的照度水平指数大于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为减弱，若某标记活动子区域的照度水平指数小于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为增强，进而得到各标记活动子区域的亮度调控趋向。
根据各活动子区域的照度水平指数波动量，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数波动量，将各标记活动子区域的照度水平指数波动量与预设的各亮度调控力度等级对应的照度水平指数波动量范围进行比对，筛选得到各标记活动子区域的亮度调控力度等级。
提取数据库中存储的各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，根据各标记活动子区域的亮度调控力度等级，筛选得到各标记活动子区域的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量。
结合各标记活动子区域的亮度调控趋向、亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控。
在上述实施例的基础上，所述陈列区域灯光参数获取模块中获取各陈列区域的理想灯光参数，具体过程为：F1:通过高清摄像头获取各陈列区域中艺术画的图像，根据各陈列区域中艺术画的图像，获取各陈列区域中艺术画的篇幅面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000061
j表示第j个陈列区域的编号，j＝1,2,...,m。
通过高清摄像头从各角度对各陈列区域进行拍摄，得到各陈列区域的各实景图像，构建各陈列区域的空间模型，分析得到各陈列区域中艺术画的光源距离，将其记为qj。
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离，分析得到各陈列区域的理想灯光亮度，将其记为
Figure BDA0003899303400000071
F2:根据各陈列区域中艺术画的图像，分析得到各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000072
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，分析得到各陈列区域中艺术画的色彩深度系数。
将各陈列区域中艺术画的色彩深度系数与预设的各色彩深度等级对应的色彩深度系数范围进行比对，筛选得到各陈列区域中艺术画的色彩深度等级。
提取数据库中存储的各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度，根据各陈列区域中艺术画的色彩深度等级，筛选得到各陈列区域中艺术画的理想灯光照射角度，将其记为各陈列区域的理想灯光照射角度，将各陈列区域的理想灯光照射角度记为
Figure BDA0003899303400000073
在上述实施例的基础上，所述陈列区域灯光参数分析模块的具体分析过程为：通过亮度计获取各陈列区域的实际灯光亮度，将其记为
Figure BDA0003899303400000074
通过高清摄像头获取各陈列区域的侧视图像，根据各陈列区域的侧视图像，得到各陈列区域侧视图像中灯具灯珠中心点与灯具固定点之间的连线，将其记为各陈列区域侧视图像的灯光射线，获取各陈列区域侧视图像中灯光射线与铅直基准线之间夹角的角度，将其记为各陈列区域的实际灯光照射角度，将各陈列区域的实际灯光照射角度记为θj。
根据各陈列区域的理想灯光亮度、理想灯光照射角度、实际灯光亮度和实际灯光照射角度，分析得到各陈列区域的灯光调控需求指数。
将各陈列区域的灯光调控需求指数与预设的灯光调控需求指数阈值进行比较，若某陈列区域的灯光调控需求指数大于预设的灯光调控需求指数阈值，则该陈列区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各陈列区域，将其记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块。
在上述实施例的基础上，所述目标陈列区域灯光调控模块包括亮度调控单元和角度调控单元，所述亮度调控单元用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控，所述角度调控单元用于获取各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控。
相对于现有技术，本发明所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统以下有益效果：1.本发明提供的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，通过获取各活动子区域的灯光参数，分析得到各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，进一步获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控，获取各陈列区域的理想灯光参数和实际灯光参数，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的亮度调控趋向、亮度调控力度等级、灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具亮度和灯具照射角度进行调控，实现对美术馆光环境的照明进行智能化控制。
2.本发明提供的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，通过获取各活动子区域的自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度，分析得到各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，进一步获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控，综合活动区域内太阳光的照射强度、太阳光引起的反射光强度和人工光源强度对活动区域的灯光进行调控，从而大大提高现有照明控制方法的准确性和能效性。
3.本发明提供的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，通过获取各陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离，分析得到各陈列区域的理想灯光亮度，根据各陈列区域的理想灯光亮度和实际灯光亮度，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控，通过分析各艺术画的篇幅大小和与光源之间的距离，获取各艺术画对应的匹配亮度并进行调控，进而提高现有的照明控制方法的灵活性和智能性。
4.本发明提供的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，通过获取各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，分析得到各陈列区域中艺术画的色彩深度等级，进一步得到各陈列区域的理想灯光照射角度，根据各陈列区域的理想灯光照射角度和实际灯光照射角度，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控，结合艺术画的颜色深浅，分析得到艺术画的匹配灯光照射角度并进行调控，从而使得现有的照明控制方法更加符合可视性和审美的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统模块连接图。
图2为本发明的美术馆陈列区域侧视示意图。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供一种基于分布式管理的照明智能控制系统，包括活动子区域灯光参数获取模块、活动子区域灯光参数分析模块、标记活动子区域灯光调控模块、陈列区域灯光参数获取模块、陈列区域灯光参数分析模块、目标陈列区域灯光调控模块和数据库。
所述活动子区域灯光参数分析模块分别与活动子区域灯光参数获取模块和标记活动子区域灯光调控模块连接，陈列区域灯光参数分析模块分别与陈列区域灯光参数获取模块和目标陈列区域灯光调控模块连接，数据库分别与活动子区域灯光参数获取模块、标记活动子区域灯光调控模块、陈列区域灯光参数获取模块和目标陈列区域灯光调控模块连接。
所述活动子区域灯光参数获取模块用于将目标美术馆活动区域按照等面积划分原则进行划分，得到各目标美术馆活动子区域，将其记为各活动子区域，获取各活动子区域的灯光参数，其中灯光参数包括自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度。
进一步地，所述活动子区域灯光参数获取模块中获取各活动子区域的灯光参数，具体过程为：D1:通过光照传感器获取各活动子区域的自然光源照射强度，将其记为αi，i表示第i个活动子区域的编号，i＝1,2,...,n。
D2:通过高清摄像头获取各活动子区域中各自然光照射区域的图像，将其记为各活动子区域中各光照区域图像，进一步分析得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000111
b表示活动子区域中第b个光照区域图像的编号，b＝1,2,...,c，d表示光照区域图像中第d个受光面的编号，d＝1,2,...,f。
获取各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像，提取数据库中存储的各类型受光面的标准图像，将各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像与各类型受光面的标准图像进行比对，得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型。
提取数据库中存储的各类型受光面在各时间段的反射系数，根据各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型，筛选得到当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数，将其记为
Figure BDA0003899303400000121
根据当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数和面积，分析得到各活动子区域的自然光源反射强度，将其记为βi。
D3:通过高清摄像头获取各活动子区域的全景图像，根据各活动子区域的全景图像，获取各活动子区域的亮灯总数量，将其记为hi，通过光照传感器检测各活动子区域中各亮灯的光照强度，将其记为kli，l表示活动子区域中第l个亮灯的编号，l＝1,2,...,p，将各活动子区域的亮灯总数量和各活动子区域中各亮灯的光照强度代入公式
Figure BDA0003899303400000122
得到各活动子区域的人工光源强度εi，其中φ1、φ2分别为预设的活动子区域亮灯数量和亮灯光照强度的权重因子，h设表示预设的活动子区域亮灯数量阈值。
作为一种优选方案，所述各活动子区域的自然光源照射强度，具体获取方法为：按照预设的自然光源检测点布设原则在各活动子区域中布设各自然光源检测点，通过光照传感器获取各活动子区域中各自然光源检测点的光照强度，对各活动子区域中各自然光源检测点的光照强度进行平均值计算，得到各活动子区域的自然光源照射强度。
作为一种优选方案，所述各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积，具体分析过程为：利用图像处理技术，得到各活动子区域中各光照区域图像的各灰度值，提取数据库中存储的各时间段对应的受光图像灰度值阈值，筛选得到当前时间段对应的受光图像灰度值阈值，将其记为参考受光图像灰度值阈值，将各活动子区域中各光照区域图像的各灰度值与参考受光图像灰度值阈值进行比较，若某活动子区域中某光照区域图像的某灰度值大于或等于参考受光图像灰度值阈值，则将该活动子区域中该光照区域图像的该灰度值记为受光灰度值，筛选出各活动子区域中各光照区域图像的各受光灰度值，进一步得到各活动子区域中各光照区域图像各受光灰度值对应的区域，将其记为各活动子区域中各光照区域图像的各受光面，进一步获取各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积。
作为一种优选方案，所述各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型，具体获取方法为：将各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像与各类型受光面的标准图像进行比对，得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像与各类型受光面标准图像的相似度，将最大相似度对应的受光面类型作为各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型。
作为一种优选方案，所述各活动子区域的自然光源反射强度，具体分析过程为：将各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积
Figure BDA0003899303400000131
和当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数
Figure BDA0003899303400000141
代入公式
Figure BDA0003899303400000142
得到各活动子区域的自然光源反射强度βi，其中δ表示预设的活动子区域的自然光源反射强度修正因子，s设表示预设的受光面面积阈值，χ1、χ2分别表示预设的受光面面积和受光面反射系数的权重因子。
所述活动子区域灯光参数分析模块用于根据各活动子区域的灯光参数，分析得到各活动子区域的照度水平指数，根据各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各活动子区域记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块。
进一步地，所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程包括：将各活动子区域的自然光源照射强度αi、自然光源反射强度βi和人工光源强度εi代入公式
Figure BDA0003899303400000143
得到各活动子区域的照度水平指数
Figure BDA0003899303400000144
其中γ1、γ2、γ3分别表示预设的活动子区域的自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度的权重因子。
更进一步地，所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程还包括：将各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，得到各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值之间的相差量，将其记为各活动子区域的照度水平指数波动量，将各活动子区域的照度水平指数波动量与预设的照度水平指数波动量参考范围进行比较，若某活动子区域的照度水平指数波动量不属于预设的照度水平指数波动量参考范围之内，则该活动子区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各活动子区域，将其记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块。
所述标记活动子区域灯光调控模块用于获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控。
进一步地，所述标记活动子区域灯光调控模块的具体分析过程为：根据各活动子区域的照度水平指数，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数，将各标记活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，若某标记活动子区域的照度水平指数大于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为减弱，若某标记活动子区域的照度水平指数小于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为增强，进而得到各标记活动子区域的亮度调控趋向。
根据各活动子区域的照度水平指数波动量，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数波动量，将各标记活动子区域的照度水平指数波动量与预设的各亮度调控力度等级对应的照度水平指数波动量范围进行比对，筛选得到各标记活动子区域的亮度调控力度等级。
提取数据库中存储的各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，根据各标记活动子区域的亮度调控力度等级，筛选得到各标记活动子区域的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量。
结合各标记活动子区域的亮度调控趋向、亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控。
需要说明的是，本发明通过获取各活动子区域的自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度，分析得到各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，进一步获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控，综合活动区域内太阳光的照射强度、太阳光引起的反射光强度和人工光源强度对活动区域的灯光进行调控，从而大大提高现有照明控制方法的准确性和能效性。
所述陈列区域灯光参数获取模块用于获取目标美术馆内各艺术画所在区域的理想灯光参数，将其记为各陈列区域的理想灯光参数，其中理想灯光参数包括理想灯光亮度和理想灯光照射角度。
进一步地，所述陈列区域灯光参数获取模块中获取各陈列区域的理想灯光参数，具体过程为：F1:通过高清摄像头获取各陈列区域中艺术画的图像，根据各陈列区域中艺术画的图像，获取各陈列区域中艺术画的篇幅面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000161
j表示第j个陈列区域的编号，j＝1,2,...,m。
通过高清摄像头从各角度对各陈列区域进行拍摄，得到各陈列区域的各实景图像，构建各陈列区域的空间模型，分析得到各陈列区域中艺术画的光源距离，将其记为qj。
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离，分析得到各陈列区域的理想灯光亮度，将其记为
Figure BDA0003899303400000162
F2:根据各陈列区域中艺术画的图像，分析得到各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，将其记为
Figure BDA0003899303400000171
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，分析得到各陈列区域中艺术画的色彩深度系数。
将各陈列区域中艺术画的色彩深度系数与预设的各色彩深度等级对应的色彩深度系数范围进行比对，筛选得到各陈列区域中艺术画的色彩深度等级。
提取数据库中存储的各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度，根据各陈列区域中艺术画的色彩深度等级，筛选得到各陈列区域中艺术画的理想灯光照射角度，将其记为各陈列区域的理想灯光照射角度，将各陈列区域的理想灯光照射角度记为
Figure BDA0003899303400000172
作为一种优选方案，所述各陈列区域中艺术画的光源距离，具体分析过程为：按照预设的三维坐标系构建方法在各陈列区域的空间模型中构建三维坐标系，获取各陈列区域中艺术画中心点和灯具中心点的坐标，将其分别记为
Figure BDA0003899303400000173
和
Figure BDA0003899303400000174
将各陈列区域中艺术画中心点和灯具中心点的坐标代入公式
Figure BDA0003899303400000175
得到各陈列区域中艺术画的光源距离qj，其中η表示预设的陈列区域中艺术画的光源距离修正因子。
作为一种优选方案，所述各陈列区域的理想灯光亮度，具体分析方法为：将各陈列区域中艺术画的篇幅面积
Figure BDA0003899303400000176
和光源距离qj代入公式
Figure BDA0003899303400000181
得到各陈列区域的理想灯光亮度
Figure BDA0003899303400000182
其中e表示自然常数，s0、q0分别表示预设的陈列区域中艺术画的篇幅面积阈值和光源距离阈值，μ1、μ2分别表示预设的陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离的权重因子。
作为一种优选方案，所述各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，具体分析过程为：利用图像处理技术，获取各陈列区域中艺术画图像各像素点的RGB值，将各陈列区域中艺术画图像各像素点的RGB值与预设的深色图像RGB值阈值进行比较，若某陈列区域中艺术画图像某像素点的RGB值大于或等于预设的深色图像RGB值阈值，则将该陈列区域中艺术画图像该像素点记为深色像素点，统计各陈列区域中艺术画图像各深色像素点，获取各陈列区域中艺术画图像各深色像素点所在区域的面积，对各陈列区域中艺术画图像各深色像素点所在区域的面积进行累加，得到各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积。
作为一种优选方案，所述各陈列区域中艺术画的色彩深度系数，具体分析过程为：将各陈列区域中艺术画的篇幅面积
Figure BDA0003899303400000183
和各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积
Figure BDA0003899303400000184
代入公式
Figure BDA0003899303400000185
得到各陈列区域中艺术画的色彩深度系数
Figure BDA0003899303400000186
所述陈列区域灯光参数分析模块用于获取各陈列区域的实际灯光参数，其中实际灯光参数包括实际灯光亮度和实际灯光照射角度，根据各陈列区域的实际灯光参数和理想灯光参数，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各陈列区域记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块。
进一步地，所述陈列区域灯光参数分析模块的具体分析过程为：通过亮度计获取各陈列区域的实际灯光亮度，将其记为
Figure BDA0003899303400000191
通过高清摄像头获取各陈列区域的侧视图像，根据各陈列区域的侧视图像，得到各陈列区域侧视图像中灯具灯珠中心点与灯具固定点之间的连线，将其记为各陈列区域侧视图像的灯光射线，获取各陈列区域侧视图像中灯光射线与铅直基准线之间夹角的角度，将其记为各陈列区域的实际灯光照射角度，将各陈列区域的实际灯光照射角度记为θj。
根据各陈列区域的理想灯光亮度、理想灯光照射角度、实际灯光亮度和实际灯光照射角度，分析得到各陈列区域的灯光调控需求指数。
将各陈列区域的灯光调控需求指数与预设的灯光调控需求指数阈值进行比较，若某陈列区域的灯光调控需求指数大于预设的灯光调控需求指数阈值，则该陈列区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各陈列区域，将其记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块。
作为一种优选方案，所述各陈列区域的实际灯光亮度，具体分析过程为：按照预设的亮度检测点布设方法在各陈列区域中布设各亮度检测点，通过亮度计获取各陈列区域中各亮度检测点的灯光亮度，对各陈列区域中各亮度检测点的灯光亮度进行平均值计算，得到各陈列区域的实际灯光亮度。
作为一种优选方案，所述各陈列区域的灯光调控需求指数，具体分析过程为：将各陈列区域的理想灯光亮度
Figure BDA0003899303400000201
理想灯光照射角度
Figure BDA0003899303400000202
实际灯光亮度
Figure BDA0003899303400000203
和实际灯光照射角度θj代入公式
Figure BDA0003899303400000204
得到各陈列区域的灯光调控需求指数σj，其中Δλ、Δθ分别表示预设的陈列区域的允许灯光亮度差值和允许灯光照射角度差值，ζ1、ζ2分别表示预设的陈列区域灯光亮度和陈列区域灯光照射角度的权值。
作为一种优选方案，所述
Figure BDA0003899303400000205
θj的范围均为
Figure BDA0003899303400000206
所述目标陈列区域灯光调控模块用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向、亮度调控力度等级、灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具亮度和灯具照射角度进行调控。
进一步地，所述目标陈列区域灯光调控模块包括亮度调控单元和角度调控单元，所述亮度调控单元用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控，所述角度调控单元用于获取各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控。
作为一种优选方案，所述亮度调控单元的具体分析过程为：根据各陈列区域的理想灯光亮度和实际灯光亮度，筛选得到各目标陈列区域的理想灯光亮度和实际灯光亮度，将各目标陈列区域的实际灯光亮度与理想灯光亮度进行比较，若某目标陈列区域的实际灯光亮度大于理想灯光亮度，则该目标陈列区域的亮度调控趋向为减弱，若某目标陈列区域的实际灯光亮度小于理想灯光亮度，则该目标陈列区域的亮度调控趋向为增强，进而得到各目标陈列区域的亮度调控趋向。
将各目标陈列区域的理想灯光亮度和实际灯光亮度进行比较，得到各目标陈列区域的灯光亮度相差量，将各目标陈列区域的灯光亮度相差量与预设的各亮度调控力度等级对应的灯光亮度相差量范围进行比对，筛选得到各目标陈列区域的亮度调控力度等级。
提取数据库中存储的各亮度调控力度等级对应的灯具亮度平均变化量，根据各目标陈列区域的亮度调控力度等级，筛选得到各目标陈列区域的灯具亮度平均变化量。
结合各目标陈列区域的亮度调控趋向和灯具亮度平均变化量，进而对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控。
作为一种优选方案，所述角度调控单元的具体分析过程为：根据各陈列区域的理想灯光照射角度和实际灯光照射角度，筛选得到各目标陈列区域的理想灯光照射角度和实际灯光照射角度，将各目标陈列区域的实际灯光照射角度与理想灯光照射角度进行比较，若某目标陈列区域的实际灯光照射角度大于理想灯光照射角度，则该目标陈列区域的灯光角度调控趋向为减小，若某目标陈列区域的实际灯光照射角度小于理想灯光照射角度，则该目标陈列区域的灯光角度调控趋向为增大，进而得到各目标陈列区域的灯光角度调控趋向。
将各目标陈列区域的理想灯光照射角度和实际灯光照射角度进行比较，得到各目标陈列区域的灯光照射角度相差量，将其记为各目标陈列区域的灯光角度调控幅度。
结合各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控。
需要说明的是，本发明通过获取各陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离，分析得到各陈列区域的理想灯光亮度，根据各陈列区域的理想灯光亮度和实际灯光亮度，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控，通过分析各艺术画的篇幅大小和与光源之间的距离，获取各艺术画对应的匹配亮度并进行调控，进而提高现有的照明控制方法的灵活性和智能性。
需要说明的是，本发明通过获取各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，分析得到各陈列区域中艺术画的色彩深度等级，进一步得到各陈列区域的理想灯光照射角度，根据各陈列区域的理想灯光照射角度和实际灯光照射角度，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，进一步获取各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控，结合艺术画的颜色深浅，分析得到艺术画的匹配灯光照射角度并进行调控，从而使得现有的照明控制方法更加符合可视性和审美的要求。
所述数据库用于存储各时间段对应的受光图像灰度值阈值、各类型受光面的标准图像、各类型受光面在各时间段的反射系数、各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量、各亮度调控力度等级对应的灯具亮度平均变化量和各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于，包括：
活动子区域灯光参数获取模块：用于将目标美术馆活动区域按照等面积划分原则进行划分，得到各目标美术馆活动子区域，将其记为各活动子区域，获取各活动子区域的灯光参数，其中灯光参数包括自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度；
活动子区域灯光参数分析模块：用于根据各活动子区域的灯光参数，分析得到各活动子区域的照度水平指数，根据各活动子区域的照度水平指数，判断各活动子区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各活动子区域记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块；
标记活动子区域灯光调控模块：用于获取各标记活动子区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控；
陈列区域灯光参数获取模块：用于获取目标美术馆内各艺术画所在区域的理想灯光参数，将其记为各陈列区域的理想灯光参数，其中理想灯光参数包括理想灯光亮度和理想灯光照射角度；
陈列区域灯光参数分析模块：用于获取各陈列区域的实际灯光参数，其中实际灯光参数包括实际灯光亮度和实际灯光照射角度，根据各陈列区域的实际灯光参数和理想灯光参数，判断各陈列区域的灯光是否需要调控，将灯光需要调控的各陈列区域记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块；
目标陈列区域灯光调控模块：用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向、亮度调控力度等级、灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，进而对各目标陈列区域的灯具亮度和灯具照射角度进行调控；
数据库：用于存储各时间段对应的受光图像灰度值阈值、各类型受光面的标准图像、各类型受光面在各时间段的反射系数、各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量、各亮度调控力度等级对应的灯具亮度平均变化量和各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述活动子区域灯光参数获取模块中获取各活动子区域的灯光参数，具体过程为：
D1:通过光照传感器获取各活动子区域的自然光源照射强度，将其记为αi，i表示第i个活动子区域的编号，i＝1,2,...,n；
D2:通过高清摄像头获取各活动子区域中各自然光照射区域的图像，将其记为各活动子区域中各光照区域图像，进一步分析得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的面积，将其记为
Figure FDA0003899303390000021
b表示活动子区域中第b个光照区域图像的编号，b＝1,2,...,c，d表示光照区域图像中第d个受光面的编号，d＝1,2,...,f；
获取各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像，提取数据库中存储的各类型受光面的标准图像，将各活动子区域中各光照区域图像中各受光面图像与各类型受光面的标准图像进行比对，得到各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型；
提取数据库中存储的各类型受光面在各时间段的反射系数，根据各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的类型，筛选得到当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数，将其记为
Figure FDA0003899303390000031
根据当前时间段各活动子区域中各光照区域图像中各受光面的反射系数和面积，分析得到各活动子区域的自然光源反射强度，将其记为βi；
D3:通过高清摄像头获取各活动子区域的全景图像，根据各活动子区域的全景图像，获取各活动子区域的亮灯总数量，将其记为hi，通过光照传感器检测各活动子区域中各亮灯的光照强度，将其记为kl i，l表示活动子区域中第l个亮灯的编号，l＝1,2,...,p，将各活动子区域的亮灯总数量和各活动子区域中各亮灯的光照强度代入公式
Figure FDA0003899303390000032
得到各活动子区域的人工光源强度εi，其中φ1、φ2分别为预设的活动子区域亮灯数量和亮灯光照强度的权重因子，h设表示预设的活动子区域亮灯数量阈值。
3.根据权利要求1所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程包括：
将各活动子区域的自然光源照射强度αi、自然光源反射强度βi和人工光源强度εi代入公式
Figure FDA0003899303390000033
得到各活动子区域的照度水平指数
Figure FDA0003899303390000034
其中γ1、γ2、γ3分别表示预设的活动子区域的自然光源照射强度、自然光源反射强度和人工光源强度的权重因子。
4.根据权利要求3所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述活动子区域灯光参数分析模块的具体分析过程还包括：
将各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，得到各活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值之间的相差量，将其记为各活动子区域的照度水平指数波动量，将各活动子区域的照度水平指数波动量与预设的照度水平指数波动量参考范围进行比较，若某活动子区域的照度水平指数波动量不属于预设的照度水平指数波动量参考范围之内，则该活动子区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各活动子区域，将其记为各标记活动子区域，并执行标记活动子区域灯光调控模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述标记活动子区域灯光调控模块的具体分析过程为：
根据各活动子区域的照度水平指数，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数，将各标记活动子区域的照度水平指数与预设的照度水平指数阈值进行比较，若某标记活动子区域的照度水平指数大于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为减弱，若某标记活动子区域的照度水平指数小于预设的照度水平指数阈值，则该标记活动子区域的亮度调控趋向为增强，进而得到各标记活动子区域的亮度调控趋向；
根据各活动子区域的照度水平指数波动量，筛选得到各标记活动子区域的照度水平指数波动量，将各标记活动子区域的照度水平指数波动量与预设的各亮度调控力度等级对应的照度水平指数波动量范围进行比对，筛选得到各标记活动子区域的亮度调控力度等级；
提取数据库中存储的各亮度调控力度等级对应的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，根据各标记活动子区域的亮度调控力度等级，筛选得到各标记活动子区域的亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量；
结合各标记活动子区域的亮度调控趋向、亮灯数量变化量和灯具亮度平均变化量，进而对各标记活动子区域的亮灯数量和灯具亮度进行调控。
6.根据权利要求1所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述陈列区域灯光参数获取模块中获取各陈列区域的理想灯光参数，具体过程为：
F1:通过高清摄像头获取各陈列区域中艺术画的图像，根据各陈列区域中艺术画的图像，获取各陈列区域中艺术画的篇幅面积，将其记为
Figure FDA0003899303390000051
j表示第j个陈列区域的编号，j＝1,2,...,m；
通过高清摄像头从各角度对各陈列区域进行拍摄，得到各陈列区域的各实景图像，构建各陈列区域的空间模型，分析得到各陈列区域中艺术画的光源距离，将其记为qj；
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和光源距离，分析得到各陈列区域的理想灯光亮度，将其记为
Figure FDA0003899303390000052
F2:根据各陈列区域中艺术画的图像，分析得到各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，将其记为
Figure FDA0003899303390000053
根据各陈列区域中艺术画的篇幅面积和各陈列区域中艺术画图像的深色区域面积，分析得到各陈列区域中艺术画的色彩深度系数；
将各陈列区域中艺术画的色彩深度系数与预设的各色彩深度等级对应的色彩深度系数范围进行比对，筛选得到各陈列区域中艺术画的色彩深度等级；
提取数据库中存储的各艺术画色彩深度等级对应的理想灯光照射角度，根据各陈列区域中艺术画的色彩深度等级，筛选得到各陈列区域中艺术画的理想灯光照射角度，将其记为各陈列区域的理想灯光照射角度，将各陈列区域的理想灯光照射角度记为
Figure FDA0003899303390000061
7.根据权利要求6所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述陈列区域灯光参数分析模块的具体分析过程为：
通过亮度计获取各陈列区域的实际灯光亮度，将其记为
Figure FDA0003899303390000062
通过高清摄像头获取各陈列区域的侧视图像，根据各陈列区域的侧视图像，得到各陈列区域侧视图像中灯具灯珠中心点与灯具固定点之间的连线，将其记为各陈列区域侧视图像的灯光射线，获取各陈列区域侧视图像中灯光射线与铅直基准线之间夹角的角度，将其记为各陈列区域的实际灯光照射角度，将各陈列区域的实际灯光照射角度记为θj；
根据各陈列区域的理想灯光亮度、理想灯光照射角度、实际灯光亮度和实际灯光照射角度，分析得到各陈列区域的灯光调控需求指数；
将各陈列区域的灯光调控需求指数与预设的灯光调控需求指数阈值进行比较，若某陈列区域的灯光调控需求指数大于预设的灯光调控需求指数阈值，则该陈列区域的灯光需要调控，统计灯光需要调控的各陈列区域，将其记为各目标陈列区域，并执行目标陈列区域灯光调控模块。
8.根据权利要求1所述的一种基于分布式管理的照明智能控制系统，其特征在于：所述目标陈列区域灯光调控模块包括亮度调控单元和角度调控单元，所述亮度调控单元用于获取各目标陈列区域的亮度调控趋向和亮度调控力度等级，对各目标陈列区域的灯具亮度进行调控，所述角度调控单元用于获取各目标陈列区域的灯光角度调控趋向和灯光角度调控幅度，对各目标陈列区域的灯具照射角度进行调控。
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