CN116326210A - 照明系统及该系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

照明系统，包括至少一个被配置为发射光源(12，120)的照明设备(1，10)，该照明设备(1，10)包括被配置为根据预定的照明程序激活所述照明设备(1，10)的控制单元(11)，存在适于与所述控制单元(11)通信的用户设备(3)。所述照明设备(1，10)包括多个照明元件(1a‑1h)，每个照明元件(1a‑1h)被配置为响应于包括照明元件(1a‑1h)的识别码的控制消息并且被配置为将光点(2a‑2h)投影到投影表面(2)上，使得每个投影的光点(2a‑2h)与照明元件(1a‑1h)相关联，控制单元(11)和用户设备(3)被配置为检测所述光点(2a‑2h)的至少部分的空间位置，控制单元(11)被配置为实施考虑所确定的光点(2a‑2h)的空间位置的照明程序。

Description

照明系统及该系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种照明系统，该照明系统包括至少一个被配置为发射光源的照明设备。

照明设备包括控制单元，该控制单元被配置为根据预定的照明程序操作所述照明设备。

还存在用户设备，该用户设备适于与所述控制单元通信并且包括相机，该相机用于对照明设备所位于的环境的图像序列进行捕获。

本发明特别涉及照明装饰系统以及这种系统的控制方法。

背景技术

目前，根据由优选地为LED的灯泡条制成的舞蹈和动画来获得场景效果，所述灯泡条被独立地并且根据预定序列激活，以便获得期望的效果。

在专利申请WO2017115326中描述了可能的配置的示例。

因此，在现有技术中已知的系统中，提供安装在环境中的一个或多个LED条，例如，搁置在物体上或定位在建筑物或各种结构的墙体上。

在中等/大型安装的情况下，例如在建筑物上安装LED条，现有技术中已知的系统存在若干问题。

首先，与安装相关的问题，即LED灯的组装/拆卸以及LED灯在建筑物上的固定，这需要较长的时间以及随之而来的成本。

此外，必须根据标准来完成在建筑物上的安装，即，其必须满足与安全规章相关的所有要求，涉及保险公司和诸如电梯、楼梯等的安装工具。

此外，由于美观原因，在建筑物上安装LED条防止了它们在一年中的任何时间出现，从而仅在特定时期需要利用劳动力来安装这些LED条。

建筑物也不具有规则表面，而是包括窗户、露台和建筑元件，这些使得安装困难并且不允许LED的均匀布置，这也影响要获得的动画的美观效果。

为了克服所述的问题，现有技术中已知的一些系统包括对LED进行永久安装，以避免与拆卸和固定该系统相关的成本。

然而，永久安装不是令人满意的，因为其包括放置电缆，即，将LED连接在条内的电缆，从美观观点来看，这是令人不愉快的元素，尤其是在具有重要历史/艺术价值的建筑物上。

此外，大气因素，尤其是阳光，会损坏电缆，损害整个照明系统的正常运行。

发明内容

因此，现有技术中已知的系统存在未满足的需求，以创建解决上述缺点的照明系统，特别是削减安装成本并且可以在任何环境内使用和安装在任何建筑物上，而不破坏建筑物本身的美观或需要复杂的安装，从而可以在一年的任何时间使用的照明系统。

本发明通过制造如前所述的设备来实现上述目的，其中照明设备包括多个照明元件。

每个照明元件被配置为响应于控制消息，该控制消息包括照明元件识别码，并且将光点投影到投影表面上，使得每个投影的光点与照明元件相关联。

此外，控制单元和用户单元被配置为检测光点的至少一部分的空间位置。

控制单元最后被配置为实施考虑所确定的光点的空间位置的照明程序。

因此，本发明的系统对象包括布景、灯光配置的创建，而不需要安装电线和/或灯泡，而是通过产生投影到表面上的光点。

显然，这种配置可以解决现有技术中已知的系统的安装的所有缺点，从而允许在成本和时间方面都获得节省，并且允许不仅为了装饰目的而且为了信号发送目的而充分利用照明系统。

投影的光点代替了现有技术中已知系统的LED条内的LED产生的光效果，对于现有技术中已知系统的LED条获得了相同的场景效果，同时投影光不需要复杂的安装。

此外，由于在投影表面上检测光点的位置，所以这种检测不受照明设备相对于投影墙体的安装距离的影响。

光点的布局，即它们在投影墙体上的布置，根据照明设备的安装距离而变化，而且根据存在多少照明设备以及它们“在地面上”的位置而变化，例如，如果两个照明设备将它们各自的光点投影在公共或部分表面中，则有可能具有重叠或混合的投影光点，或者如果后者具有离墙体的不同距离，则有可能由每个照明设备投影的区域具有不同的大小)，但是这个方面是不相关的，因为光点的位置是在它们被布置在投影表面上时被检测的。

为了检测光点的位置，可以使用现有技术中已知的任何方法之一。

优选地，使用专利申请WO2017115326中描述的方法，其内容被视为本申请的组成部分。

根据前述专利的内容，为了简化用于检测光点的位置的过程，用户设备包括用于捕获照明设备所位于的环境的图像序列的相机，特别是投影表面的图像序列。

控制单元替代地被配置为实施系统配置步骤，在该步骤中，该控制单元根据由用户设备规定的相应接通序列来激活每个照明元件，而用户设备被配置为分析首先提供给控制单元并且然后在系统配置步骤期间采集的图像序列，以确定投影表面上的每个光点的空间位置和/或与光点相关联的照明元件的识别码，并且向控制单元发送与投影的每个光点的空间位置和相关联的照明元件的识别码有关的信息。

根据优选实施例，照明元件由RGB激光发射元件或特定颜色的组合构成。

因此，照明设备被配置为一种灯泡，该灯泡具有用于光源发射的RGB激光器矩阵。

本发明的系统对象和所述系统的控制方法允许简化这种灯泡的生产过程，因为由灯泡发射的激光束也可以彼此交叉或具有不同的尺寸，但是结果将仍然是在表面上投影多个点，本发明的系统对象计算这些点的位置并且知道与每个光点相关联的照明元件的识别码。

此外，激光器具有点状光，因此不受照明设备的安装距离的影响，每个投影点将总是焦点对准，以便总是实现美观的光效果。

根据一个可能的实施例，灯泡可以具有三个RGB激光器，该三个RGB激光器的三个光束被偏转以最终成为从三个光束的结合获得的单个光束。这个单光束被发送到反射镜该反射镜的位置可以非常快速地改变，以便对于等于每秒45,000个不同角度的30fps(帧每秒)具有1,500个光点。

本发明的系统对象在存在两个或多个照明设备的情况下是特别有利的。

照明设备被布置成将光源投影到公共投影表面上。

因此，不管灯泡的数量和相对于投影表面的安装距离如何，本发明的系统对象允许通过控制灯泡的照明元件的激活来创建光透视图。

因此，本发明允许具有一个或多个照明设备的系统，其透视图不受设备本身的定位距离的影响，因为绘制在投影墙体上的图像是基于各种照明设备的投影点来计算的。

因此，即使一个设备比投影墙体更近，而另一个设备比投影墙体更远，并且在它们之间产生了不均匀的区域，这对于所进行的透视图的美观产生几乎没有相关性。

给定与上述系统有关的有利方面，本发明还涉及一种用于控制由至少一个照明设备发射的光的接通的方法。

根据优选实施例，本发明的方法目的包括根据所提出的一个或多个变型实施例使用所描述的系统。

该方法包括以下步骤：

a)将多个光点投影到投影表面上，

b)将至少部分投影的光点与相应的照明元件相关联，并且检测光点的位置，

c)确定所述照明元件的接通序列，使得照明元件根据照明程序发光，所述照明程序包括根据预定空间序列的所述光点的投影。

如所预期的，光点与对应的照明元件的关联允许基于照明元件的激活来控制光点的生成。

优选地，为了改善可产生的布景和所获得的场景效果，本发明的方法目的包括将所有光点与相应的照明元件相关联，并检测所有光点的位置。

根据优选实施例，步骤b)包括以下步骤：

捕获投影表面的图像序列，

在捕获图像序列期间，根据不同的序列接通照明元件的至少一部分，该序列允许唯一地识别与照明元件相关联的光点，

分析图像序列以确定光点的空间位置。

类似的方法在专利申请WO2017115326中描述，并且在这种情况下，应用于光点而不是应用于诸如LED等的单独的照明设备。

然而，方法并没有改变，目的是检测所投影的光点的位置，并且每个光点与和产生这种光点的投影的照明元件相关的识别码相关联。

有利地，每个照明元件被配置为响应于包括识别码的控制消息，而序列包括照明元件的多个接通配置，每个接通配置包括根据不同颜色的照明元件的激活。

如前面针对系统所述，本发明的方法目的还包括定位两个或多个照明设备的步骤，以便将光源投影到公共投影表面上。

为了限制用户设备的相机的捕获次数，捕获N个图像，其中N是满足等式S^N＞＝L的最小整数，其中L是照明元件的数量，并且S是每个照明元件可以呈现的状态的数量。

优选地，用户设备包括智能电话类型等便携式设备，并且使得照明程序可以由用户借助于这样的智能电话来设置，该智能电话操作地连接到适于控制所述照明元件的接通的控制单元。

已经参考二维投影表面描述了刚刚讨论的本发明的系统和方法的变型。

然而，通过在表面周围定位多个照明设备可以包括三维投影表面，而不以任何方式限制本发明的系统和方法对象的操作和效率。

在这种情况下，本发明的方法目的包括旨在确定光点的三维位置的步骤。

特别地，该方法包括以下步骤：

b1)将该多个光点投影，

b2)通过借助于照相机捕获至少部分光点的位置的二维模型来确定至少部分光点相对于单个视点的位置，

b3)处理所捕获的二维模型以获得三维模型，

b4)移动所述相机，以便根据不同的视点获得所述多个光点的新的二维模型，

b5)重复步骤b3)和b4)，直到获得完整的三维模型。

然后基于所捕获的二维模型来计算三维模型。

此外，根据基于不时计算的三维模型的特定照明状态，提供照明元件的激活和光点的随之发生的投影，以引导随后的捕获。

根据所描述的，每个待识别的光点必须存在于所捕获的至少三个二维模型中。

因此，该方法产生照明配置，即，基于不时计算的三维模型根据不同的照明状态激活照明元件，以便引导相机的移动，使得下一个二维模型的捕获被限制并且瞄准尚未完全识别的光点。

捕获可以由用户手动地执行，或者借助于用于捕获图像的自主移动的方式自动地执行，该自主移动的方式自动地接收指令以逐渐地获取仅尚未完全识别的光点。

因此，该方法可以存储二维模型并根据预定时间间隔对其进行处理，以获得三维模型。

例如，可以包括捕获预定数量的二维模型，优选地为三个或比三个更多，并生成三维模型。

优选地，通过捕获投影表面图像序列并处理所述图像序列来获得二维模型，正如上文所述并根据WO2017115326。

特别地，基于所捕获的二维空间检测的数量，根据不同的预定照明状态来激活照明元件。

术语二维空间检测标识照明元件以及与其相关联的光点，其位置先前已经在二维模型中被检测。

优选地，每个捕获包括包含至少一个先前检测的光点。

因此，移动照相机，使得二维模型总是包含至少一个光点，该光点的位置已经在二维模型中预先检测到。

优选地，在每次扫描的下游，重建光点的三维模型。

优选地，照明状态与根据特定颜色的光发射有关。

根据可能的实施例，在捕获一个或多个二维模型之后，包括将所述模型发送到中央单元的步骤，该中央单元生成每个照明元件的照明状态的配置。

三维模型的创建与两个或多个照明设备的存在相结合，允许获得有利的方面。

实际上，可以将照明设备布置在三维对象周围，将图像或场景投影在对象本身上以控制设备的激活，以便创建用户选择的场景，其不限于平坦投影表面，而是布置在三维对象上。

如上所述，无论照明设备相对于三维对象的定位距离如何，都可以制作和控制这些场景。

优选地，如随后将描述的，包括照明设备的操作的同步。

附图说明

本发明的这些和其它特征和优点将从下面对附图中示出的一些示例性实施例的描述中变得更清楚，其中：

图1示出了属于本发明的系统对象的照明设备的实施例的概念图；以及

图2a和2b示出了本发明的系统对象的两个可能实施例的两个概念图。

具体实施方式

应指出，本专利申请所附的附图指示本发明的方法和系统对象一些实施例，以更好地理解其具体优点和特征。

因此，这样的实施例应当被理解为用于解释性目的，并且不限于本发明的发明概念，即，创建能够创建透视图、灯光配置的照明系统和系统的控制方法，而不包括电线和/或灯泡的安装，而是通过生成投影到表面上的光点。

本发明的照明系统对象包括被配置为发射光源的至少一个照明设备1、被配置为与照明设备1通信的至少一个用户设备3。

照明设备1还包括控制单元11，该控制单元11被配置为根据预定的照明程序激活照明设备。

此外，照明设备1包括多个照明元件1a-1h，其被配置为响应于包括识别码的控制消息并且在投影表面2上投影光点，使得照明元件1a-1h与每个光点相关联。

图2a示出了这样的配置：假设所有的照明元件1a-1h都被激活，照明设备1发射光束12，该光束12被投影到投影表面2上。

如图2所示，光束12投影到表面2上，并在该表面2上产生多个光点2a-2h。

每个光点对应于一个照明元件，由此照明元件1a产生光点2a，照明元件1b产生光点2b，对于所有光点依此类推。

如图1所示，优选地，照明设备1中的照明元件1a-1h的定位图是规则的，即它们是规则分布的。

特别参考所示的示例，八个照明元件1a-1h被布置成两行，每行四个元件。

然而，由于光束12的偏差，以及由于生产原因和照明设备1的定位，这样的定位图并不总是对应于投影墙体2。

因此，光点2a-2h的位置的检测对于通过照明设备1创建透视图像是基本的。

如下面将描述的，在两个或多个照明设备的情况下，位置检测是必要的，其中光点可以重叠或混合。

为此，控制单元11和用户设备被配置为检测光点2a-2h的至少一部分的空间位置。

检测优选地可以根据专利申请WO2017115326中描述的方法进行。

用户设备3优选地包括智能电话类型的便携式设备等，并且包括用于捕获照明设备1所位于的环境的图像序列的相机。

照明设备1改为包括照明元件，该照明元件包括RGB激光发射元件，而控制单元11被配置为实施系统配置步骤，其中它根据相应的接通序列激活每个照明元件1a-1h。

特别参考附图，每个照明元件1a-1h具有地址，即识别码，以允许其从控制单元11接收操作指令，该控制单元11知道照明元件1a-1h的所有地址。

刚刚描述的系统用于检测与照明元件1a-1h相关联的光点2a-2h的位置。

特别地，智能电话3通过其自身的相机捕获光点2a-2h的图像序列，以便识别它们，检测它们的位置。

优选地，通过生成照明元件1a-1h的激活序列来执行每个光点2a-2h的位置的检测，该激活序列包括为每个照明元件1a-1h设置不同的照明状态。

例如，可以控制照明元件1a-1h，使得它们接通发射不同颜色的光。

由此得出结论，投影在墙体2上的光点2a-2h也将具有彼此不同的颜色。

在这种情况下，每个照明元件1a-1h可以适于发射不同颜色的光，使得在捕获多个图像期间，控制每个照明元件1a-1h以生成特定的颜色序列。

因此，根据专利申请WO2017115326中描述的方法,光点2a-2h还可以生成特定颜色序列，其引起“场景”的照明配置，该“场景”将充当用于位置识别的代码。

使用不同的颜色序列还有利于每个光点2a-2h与相应的照明元件1a-1h的关联，使得系统可以识别每个照明元件与所生成的光点之间的唯一关联。

这个映射过程的结果是二维模型，其中已经检测到布置在平面上(即，在投影墙体2上)的光点2a-2h的至少一部分(优选地，全部)的空间坐标。

如图2a所示，智能电话3的屏幕示出了各种场景的捕获，即光点2a-2h的各种照明配置的捕获。

如所预期的，一旦映射步骤完成，系统通过智能电话3和/或控制单元11知道每个光点的位置，以及每个光点和生成所述光点的照明元件之间的关联。

由此得出结论，用户可以通过控制单元11和智能电话3以受控方式激活照明元件1a-1q，使得结果是预定的动画，控制单元被配置为实施考虑所确定的光点的空间位置的照明程序。

以完全类似的方式，如果存在两个或多个照明设备，则本发明的系统对象控制多个光点的接通。

这种配置在图2b中示出，其中包括两个照明设备1和10，它们被定位成将它们的光束12和120投影到公共投影墙体2上。

在这种情况下，照明设备1利用其自身的光束12产生光点1a、1b、1c、1d、1e、1f、1h，而照明设备10利用其自身的光束120产生光点1i、1j、1k、1l。

上述用于计算每个光点的位置的方法以类似的方式应用于图2b的情况。

智能电话3与照明设备1和10的控制单元通信，以便协调这样的设备的照明元件的接通，使得它们激活它们的照明元件，就好像它们由单个控制单元控制一样。

实际上，优选地，智能电话3与照明设备1和10的两个控制单元通信，以便创建单个虚拟照明设备，该单个虚拟照明设备投影所有光点2a-2l的总和。

可以以现有技术中已知的任何方式中的任何一种来执行单个虚拟照明设备的创建。

有利地，包括“路由器”类型的元件等，所有照明设备可以连接到该元件，以便以完全类似于文献WO2018/158671中描述的方式协调光序列的操作和执行，该文献的内容将被认为是本专利申请的组成部分。

可替换地，可以包括检测由照明设备1生成的光点的位置，之后可以检测由照明设备10生成的光点的位置。

一旦获得光点2a-2h和光点2i-2l的位置的两个二维模型，就可以将这些模型连接起来以便创建单个二维模型。

从以上描述中，显然本申请的系统对象允许使用和管理任何数量的照明设备，并且将它们定位在待照明的对象周围的不同距离处，并且它们在对象的表面上投影的角度不影响最终设置。

虽然本发明易于进行各种修改和替代构造，但在附图中示出并详细描述了一些优选实施例。

然而，应当理解，不打算将本发明限制于具体的所示实施例，相反，本发明旨在覆盖落入权利要求书所限定的本发明范围内的所有修改、替代构造和等效物。

“例如”、“等”、“或”的使用是指非排他性的非限制性的替代方案，除非另有说明。

除非另有说明，“包括”的使用意味着“包括但不限于”。

Claims (10)

1.一种照明系统，包括被配置为发射光源(12，120)的至少一个照明设备(1，10)，所述照明设备(1，10)包括控制单元(11)，所述控制单元(11)被配置为根据预定的照明程序激活所述照明设备(1，10)，

用户设备(3)，适于与存在的控制单元(11)通信，

其特征在于，

所述照明设备(1，10)包括多个照明元件(1a-1h)，每个照明元件(1a-1h)被配置为响应于包括照明元件(1a-1h)的识别码的控制消息，并且被配置为将光点(2a-2h)投影到投影表面(2)上，使得每个光点(2a-2h)与照明元件(1a-1h)相关联，

所述控制单元(11)和所述用户设备(3)被配置为检测所述光点(2a-2h)中的至少部分光点的空间位置，

所述控制单元(11)被配置为实施考虑所确定的光点(2a-2h)的空间位置的照明程序。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户设备(3)包括用于捕获所述照明设备(1，10)所位于的环境的图像序列的相机，所述控制单元(11)被配置为实施系统配置步骤，在所述系统配置步骤中，所述控制单元(11)根据相应的接通序列来激活每个照明元件(1a-1h)，

所述用户设备(3)被配置为

分析在系统配置步骤期间捕获的图像序列，以确定投影表面(2)上的每个光点(2a-2h)的空间位置和/或与光点(2a-2h)相关联的照明元件(1a-1h)的识别码，并且

向所述控制单元(11)发送与每个光点(2a-2h)的空间位置和所述相关联的照明元件(1a-1h)的识别码有关的信息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述照明元件(1a-1h)包括RGB激光发射元件。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，存在两个或多个照明设备(1，10)，所述两个或多个照明设备(1，10)被布置成将所述光源(12，120)投影在公共投影表面(2)上。

5.一种用于控制由至少一个照明设备(1，10)发射的光的接通的方法，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)将多个光点(2a-2h)投影到投影表面(2)上，所述照明设备(1，10)包括多个照明元件(1a-1h)，每个照明元件(1a-1h)被配置为将光点(2a-2h)投影到投影表面(2)上，

b)将至少部分所述光点(2a-2h)与对应的照明元件(1a-1h)相关联，并且检测所述光点(2a-2h)的位置，

c)确定所述照明元件(1a-1h)的接通序列，使得所述照明元件(1a-1h)根据照明程序发射光，所述照明程序包括根据预定空间序列的光点的投影。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤b)包括以下步骤：

捕获所述投影表面(2)的图像序列，

在图像序列的捕获期间，根据不同的序列接通照明元件(1a-1h)的至少一部分，所述序列允许唯一地识别与所述照明元件(1a-1h)相关联的光点(2a-2h)，

分析所述图像序列以确定所述光点(1a-1h)的空间位置。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中，每个照明元件(1a-1h)被配置为响应于包括唯一代码的控制消息，所述序列包括所述照明元件(1a-1h)的多个接通配置，每个接通配置包括根据不同颜色的照明元件(1a-1h)的激活。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，存在两个或多个照明设备(1，10)，包括定位所述照明设备(1，10)的步骤以便将所述光源投影到公共投影表面(2)上。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，捕获N个图像，其中，N是满足等式S^N>＝L的最小整数，其中L是所述照明元件的数量，并且S是每个照明元件能够呈现的状态的数量。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，所述照明程序由用户借助于用户设备来设置，所述用户设备操作地连接到控制单元，所述控制单元适于控制所述照明元件的接通。

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