CN117042262B - 一种多灯光动态同步方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及设备控制领域,并提供了一种多灯光动态同步方法及系统，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，根据电流时序数据建立采样补偿模型，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。所述方法能够实现灯光设备之间的精确同步，提高了灯光设备的整体表现和稳定性，通过采集灯光设备的电流数据以及建立采样补偿模型，基于采样补偿模型动态地去调整发送到每个灯光设备的控制信号，从而使得所有灯光设备达到高度同步，提高灯光表现稳定性和一致性的同时，更大幅地提高了多灯光在动态同步过程中的流畅性。

Description

一种多灯光动态同步方法及系统
技术领域
本发明涉及设备控制领域，特别涉及一种多灯光动态同步方法。
背景技术
近年来，环境照明领域对于灯光同步的控制需求愈发精细，随着数字化和硬件智能化的推广，灯光控制不再局限于简单的开关操作，而是向着精确控制灯光的亮度、色温，甚至同步多个灯光设备的动态表现等更为复杂的方向发展。在技术发展的早期，灯光同步主要依赖于硬件电路和简单的软件控制，虽然在一定程度上能够实现灯光的同步，但仍存在精度不高、响应速度慢等问题，而随着无线通信技术的发展，更多的高级灯光同步技术应运而生，例如，通过无线通信技术可以实现灯光设备之间的实时通信，或者通过嵌入式系统完成对灯光设备的精密控制以及灯光的智能调节和个性化设置。
然而，尽管灯光同步技术已经取得了显著的进步，如发明专利CN116437541A公开了一种基于差分调度的多灯光同步方法，具体公开了：由于灯光控制器与控制终端存在通信误差，利用每个灯光控制器在每轮次的数据表现建立灯光控制器的异调同位延迟，通过该延迟指标对灯光设备进行实时调控，能够有效降低调光延迟，提高多灯光的同步性和响应速度；值得注意的是，引起通信误差的原因往往复杂多变，每次的通信异常都会导致灯光控制器的数据不一致，进而导致以通信误差为基础的延迟计算并不具有普适性，仅能在部分场景下提高多灯光的同步效果，在一些更为复杂的场景中，其动态同步效果的表现就相对欠缺，因此，考虑到信号传输延迟、元件处理延迟以及响应延迟等硬件限制方面的因素，以智能算法或模型预测等手段去优化灯光的同步过程，成为解决灯光设备中的各种延迟对于同步效果影响的关键，同时能够进一步地提高动态同步的精度，以及灯光在不同场景下的效果表现。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多灯光动态同步方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明提供了一种多灯光动态同步方法及系统，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，根据电流时序数据建立采样补偿模型，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。所述方法能够实现灯光设备之间的精确同步，提高了灯光设备的整体表现和稳定性，通过采集灯光设备的电流数据以及建立采样补偿模型，基于采样补偿模型动态地去调整发送到每个灯光设备的控制信号，从而使得所有灯光设备达到高度同步，提高灯光表现稳定性和一致性的同时，更大幅地提高了多灯光在动态同步过程中的流畅性。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种多灯光动态同步方法及系统，所述方法包括以下步骤：
S100，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接；
S200，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据；
S300，根据电流时序数据建立采样补偿模型；
S400，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。
进一步地，S100中，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接的方法具体为：通过信号线将多个灯光设备与灯光控制器相连接，每个灯光设备分别以一条信号线连接到灯光控制器，并通过该信号线实现灯光设备和灯光控制器之间的信号传输(即通信)，灯光控制器通过发送调光指令至灯光设备以控制灯光设备的颜色变化，灯光设备与灯光控制器之间的通信协议为DMX512协议，所述调光指令用于改变灯光的颜色、灯光亮度和灯光效果。
可选地，所述灯光设备为舞台追踪灯、布景灯、剧场灯、洗光灯中的任意一种或多种，所述灯光控制器为GrandMA3、ChamSys控台、Hog 4系列控制台中的任意一种(高级控制台便于以独立的方式去控制每个灯光设备的指令发送时间，在大型的灯光现场中对于远距离的多灯光设备也能实现超高度同步的灯光效果)。
优选地，所述信号线为DMX信号线。
进一步地，S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据的方法具体为：记多个灯光设备的数量为N个，将第i个灯光设备与灯光控制器进行连接所用的第i条信号线记为wire(i)，所有信号线的数量也为N，i为序号，i的取值范围为i＝1,2,…N，以Le(i)表示N个灯光设备中的第i个灯光设备，对于所述的第i条信号线wire(i)，wire(i)的一端接入至灯光设备，另一端接入至灯光控制器，在靠近灯光设备的一侧将电流探头接入至信号线中，则接入N个电流探头至N条信号线，通过电流探头对流经信号线的瞬时电流大小进行测量。
进一步地，S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，还包括：在多灯光设备的运行过程中任意选取一个时段，以每秒为间隔地记录该时段中流经信号线的电流大小，记所述时段的长度为M(秒)，以t(j)表示所述时段内的第j秒，t(j)为时刻，j为序号，j的取值范围为j＝1,2,…,M；以inc(i,j)表示在时刻t(j)流经第i条信号线wire(i)的瞬时电流的大小，创建一个空白的二维矩阵inc[]，遍历序号i和j，依次将i和j所对应的inc(i,j)作为二维矩阵inc[]中第i行第j列的元素写入至二维矩阵inc[]中，进而得到大小为N行M列的二维矩阵inc[]，以inc[]作为电流数据；
具体为，将M个数值inc(1,1),inc(1,2),…,inc(1,M)作为二维矩阵inc[]中的第1行、将M个数值inc(2,1),inc(2,2),…,inc(2,M)作为二维矩阵inc[]中的第2行，以此类推，直至将M个数值inc(N,1),inc(N,2),…,inc(N,M)作为二维矩阵inc[]中的第N行，从而得到一个N行M列的二维矩阵inc[]，inc[]的数学形式为：
进一步地，S300中，根据电流时序数据建立采样补偿模型的方法具体为：将二维矩阵inc[]中位于第i行的所有元素组成数组inci[]，inci[]中含有M个元素，i＝1,2,…N，则有N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，将这N个数组组成数组序列inc<N,M>，则数组序列inc<N,M>中的第i个数组为inci[]，计算inc<N,M>中每个数组的时序补偿度，以COA表示inc<N,M>中所有数组的时序补偿度的平均值，将inc<N,M>中的时序补偿度大于COA的数组记为补偿数组，将inc<N,M>中的时序补偿度小于COA的数组记为反补偿数组；
记所有补偿数组的数量为N1，以所有的补偿数组组成一个数组序列arr<N1,M>，数组序列arr<N1,M>中含有N1个数组，以arrk1[]表示数组序列arr<N1,M>中的第k1个数组，k1为序号，k1的取值范围为k1＝1,2,…,N1；通过第一算法筛选出采样补偿数据段，基于采样补偿数据段建立采样补偿模型。
本步骤的有益效果为：在大型的灯光现场中，灯光设备的布置通常不集中，而在分散式的场景布置特征下，灯光设备受通信协议、环境干扰、网络延迟等因素的影响，往往难以呈现高度同步的灯光效果，即各个灯光设备对于灯光控制器发出的调光指令存在不同的接收延迟，当灯光设备的一些性能特征出现波动时，如亮度不稳定、出现电磁干扰、信号波动等情况，灯光设备的接收延迟会进一步地升高，影响同步效果，因此，为判断灯光设备在最近时段内的稳定可用性，本步骤的方法通过采集灯光设备的瞬时电流值，由于电流的数据段与灯光设备的延迟性能具有高关联特征，通过计算时序补偿度能够准确地推断出灯光设备的实时性能状态，相较于基于指令的收发时间差去对灯光设备进行实时调控，基于电流时序数据的采样补偿模型对灯光设备的响应性能有着更高的关联特征，通过时序补偿度筛选出的采样补偿数据段，进而建立采样补偿模型，能够使得灯光设备在复杂的环境和条件下，都能提供稳定、一致且高质量的灯光同步效果。
进一步地，inc<N,M>中每个数组的时序补偿度的计算方法为：对于inc<N,M>中的N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，以TCD(i)表示这N个数组中的第i个数组inci[]的时序补偿度，TCD(i)的计算方法如下：以inc(i,j)表示第i个数组inci[]中的第j个元素，将inc(i,j)乘以inc(i,j)的正弦值的绝对值记为第一数值，由j的取值范围为j＝1,2,…,M，因此共有M个第一数值，将数组inci[]中值最大的元素加上M作为第二数值，将M个第一数值逐个除以第二数值从而得到M个第三数值，以这M个第三数值的总和作为第i个数组inci[]的时序补偿度TCD(i)；
具体如下：
式中，sin(inc(i,j))表示对inc(i,j)取正弦值，max(inci[])为数组inci[]中值最大的元素。
本步骤的有益效果为：时序补偿度反映了灯光设备当前的延迟性能转态，本步骤的方法充分利用电流数据中稳定数据段与波动数据段的占比，利用正弦化对数据段进行权重处理，能够有效地判断该灯光设备在近时段内其电流变化的稳定性。
进一步地，通过第一算法筛选出采样补偿数据段的方法具体为：
S301，设置变量x，变量x的初始值设置为1，变量x的取值范围与序号k1的取值范围相同，k1＝1,2,…,N1，以arrx[]表示数组序列arr<N1,M>的第x个数组，创建一个空白的集合nom{}，以Ka表示数组arr1[]中所有元素的平均值，从x＝1开始遍历变量x，转至S302；
S302，将数组arrx+1[]中的值小于Ka的所有元素组成集合G1{}，将数组arrx+1[]中的值大于Ka的所有元素组成集合G2{}，分别以H1和H2表示集合G1{}的长度和集合G2{}的长度(集合的长度即集合内所有元素的数量)；数组arrx+1[]表示数组序列arr<N1,M>中变量x+1的值所对应的第x+1个数组；
如果H1的值大于H2的值，则将集合G2{}内的所有元素加入到集合nom{}中；
如果H1的值小于H2的值，则将Ka的值更新为当前Ka的值加上G1{}_A的值再乘以二分之一(即Ka＝1/2*(Ka+G1{}_A)，此处等号的作用为将等号右边的值赋予左边的变量)；其中，G1{}_A为集合G1{}内所有元素的平均值；
转至S303；
S303，清空集合G1{}和集合G2{}；如果当前变量x的值小于N1-1，则将变量x的值增加1，并转至S302；如果当前变量x的值等于或大于N1-1，则转至S304；
S304，将集合nom{}内的所有元素作为采样补偿数据段。
本步骤的有益效果为：通过递归的方式对筛选出能够反映灯光设备的延迟性能的部分数据，减少模型在建立过程中的数据计算量，更准确地计算各灯光设备需要的延迟补偿。
进一步地，基于采样补偿数据段建立采样补偿模型的方法具体为：
记所有反补偿数组的数量为N2，以所有的反补偿数组组成一个数组序列inv<N2,M>，数组序列inv<N2,M>中含有N2个数组，以invk2[]表示数组序列inv<N2,M>中的第k2个数组，以Rk2表示数组invk2[]内值最大的元素，k2为序号，k2的取值范围为k2＝1,2,…,N2；
以N3表示集合nom{}内所有元素的数量，记nom(p)为集合nom{}内的第p个元素，p为序号，p＝1,2,…,N3，通过下式建立采样补偿模型SaCM(t)：
其中，t为模型变量，nom(p+1)为nom(p)在集合nom{}中的后一个元素，R0为反补偿参数，R0的值等于所有Rk2的均值，即R0＝1/N2*(R1+R2+…+RN2)。
进一步地，S400中，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步的方法具体为：将inc<N,M>中的N个数组的时序补偿度TCD(1),TCD(2),…,TCD(N)分别作为模型变量t输入至采样补偿模型SaCM(t)中，得到N个采样补偿值SaCM(1),SaCM(2),…,SaCM(N)，将这N个采样补偿值按顺序地赋予为N个灯光设备Le(1),Le(2),…,Le(N)的属性，则每个灯光设备都有其对应的采样补偿值，以SaCM(i)表示N个灯光设备的第i个灯光设备的采样补偿值；
设置灯光设备的调光指令的接收规则(队列)为：采样补偿值高的灯光设备在先，采样补偿值低的灯光设备在后；
通过灯光控制器，将调光指令按照所述灯光设备的调光指令的接收规则，发送至每个灯光设备中(即，先将调光指令发送至采样补偿值高的灯光设备，再发送至采样补偿值低的灯光设备)。
本步骤的有益效果为：在多灯光同步的过程中，由于响应速度等问题，灯光设备的指令接收时间总是存在细微的差别，导致灯光效果在高度同步方面的表现差强人意，本步骤的方法以灯光设备的电流数据作为判断灯光设备同步性能的基准，进而建立采样补偿模型，将时段内的电流数据量化为灯光设备的延迟响应指标性能，即采样补偿值，以采样补偿值作为设置发送指令优先级的数据支撑，动态地计算所有灯光设备的采样补偿值，通过优先发送指令至响应速度较慢的灯光设备的方式有效地弥补所有灯光设备的延迟差，进而充分地提高灯光效果的同步性，同时提高灯光系统运行的效率以及稳定性，使得多灯光动态同步的过程更为流畅和协调。
本发明还提供了一种多灯光动态同步系统，所述一种多灯光动态同步系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种多灯光动态同步方法中的步骤，所述多灯光动态同步系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、移动电话、手提电话、平板电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
设备连接单元，用于将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接；
数据获取单元，用于在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据；
模型建立单元，用于根据电流时序数据建立采样补偿模型；
模型同步单元，用于通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。
本发明的有益效果为：所述方法能够实现灯光设备之间的精确同步，提高了灯光设备的整体表现和稳定性，通过采集灯光设备的电流数据以及建立采样补偿模型，基于采样补偿模型动态地去调整发送到每个灯光设备的控制信号，从而使得所有灯光设备达到高度同步，提高灯光表现稳定性和一致性的同时，更大幅地提高了多灯光在动态同步过程中的流畅性。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，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，在附图中：
图1所示为一种多灯光动态同步方法的流程图；
图2所示为一种多灯光动态同步系统的系统结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
如图1所示为根据本发明的一种多灯光动态同步方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种多灯光动态同步方法。
本发明提出一种多灯光动态同步方法，所述方法包括以下步骤：
S100，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接；
S200，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据；
S300，根据电流时序数据建立采样补偿模型；
S400，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。
进一步地，S100中，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接的方法具体为：通过信号线将多个灯光设备与灯光控制器相连接，每个灯光设备分别以一条信号线连接到灯光控制器，并通过该信号线实现灯光设备和灯光控制器之间的信号传输(即通信)，灯光控制器通过发送调光指令至灯光设备以控制灯光设备的颜色变化，灯光设备与灯光控制器之间的通信协议为DMX512协议，所述调光指令用于改变灯光的颜色、灯光亮度和灯光效果。
具体地，所述灯光设备为洗光灯，所述灯光控制器为Hog 4系列控制台。
具体地，所述信号线为DMX信号线。
进一步地，S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据的方法具体为：记多个灯光设备的数量为N个，将第i个灯光设备与灯光控制器进行连接所用的第i条信号线记为wire(i)，所有信号线的数量也为N，i为序号，i的取值范围为i＝1,2,…N，以Le(i)表示N个灯光设备中的第i个灯光设备，对于所述的第i条信号线wire(i)，wire(i)的一端接入至灯光设备，另一端接入至灯光控制器，在靠近灯光设备的一侧将电流探头接入至信号线中，则接入N个电流探头至N条信号线，通过电流探头对流经信号线的瞬时电流大小进行测量。
进一步地，S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，还包括：在多灯光设备的运行过程中任意选取一个时段，以每秒为间隔地记录该时段中流经信号线的电流大小，记所述时段的长度为M(秒)，以t(j)表示所述时段内的第j秒，t(j)为时刻，j为序号，j的取值范围为j＝1,2,…,M；以inc(i,j)表示在时刻t(j)流经第i条信号线wire(i)的瞬时电流的大小，创建一个空白的二维矩阵inc[]，遍历序号i和j，依次将i和j所对应的inc(i,j)作为二维矩阵inc[]中第i行第j列的元素写入至二维矩阵inc[]中，进而得到大小为N行M列的二维矩阵inc[]，以inc[]作为电流数据；
具体为，将M个数值inc(1,1),inc(1,2),…,inc(1,M)作为二维矩阵inc[]中的第1行、将M个数值inc(2,1),inc(2,2),…,inc(2,M)作为二维矩阵inc[]中的第2行，以此类推，直至将M个数值inc(N,1),inc(N,2),…,inc(N,M)作为二维矩阵inc[]中的第N行，从而得到一个N行M列的二维矩阵inc[]，inc[]的数学形式为：
进一步地，S300中，根据电流时序数据建立采样补偿模型的方法具体为：将二维矩阵inc[]中位于第i行的所有元素组成数组inci[]，inci[]中含有M个元素，i＝1,2,…N，则有N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，将这N个数组组成数组序列inc<N,M>，则数组序列inc<N,M>中的第i个数组为inci[]，计算inc<N,M>中每个数组的时序补偿度，以COA表示inc<N,M>中所有数组的时序补偿度的平均值，将inc<N,M>中的时序补偿度大于COA的数组记为补偿数组，将inc<N,M>中的时序补偿度小于COA的数组记为反补偿数组；
记所有补偿数组的数量为N1，以所有的补偿数组组成一个数组序列arr<N1,M>，数组序列arr<N1,M>中含有N1个数组，以arrk1[]表示数组序列arr<N1,M>中的第k1个数组，k1为序号，k1的取值范围为k1＝1,2,…,N1；通过第一算法筛选出采样补偿数据段，基于采样补偿数据段建立采样补偿模型。
进一步地，inc<N,M>中每个数组的时序补偿度的计算方法为：对于inc<N,M>中的N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，以TCD(i)表示这N个数组中的第i个数组inci[]的时序补偿度，TCD(i)的计算方法如下：以inc(i,j)表示第i个数组inci[]中的第j个元素，将inc(i,j)乘以inc(i,j)的正弦值的绝对值记为第一数值，由j的取值范围为j＝1,2,…,M，因此共有M个第一数值，将数组inci[]中值最大的元素加上M作为第二数值，将M个第一数值逐个除以第二数值从而得到M个第三数值，以这M个第三数值的总和作为第i个数组inci[]的时序补偿度TCD(i)；
具体如下：
式中，sin(inc(i,j))表示对inc(i,j)取正弦值，max(inci[])为数组inci[]中值最大的元素。
进一步地，通过第一算法筛选出采样补偿数据段的方法具体为：
S301，设置变量x，变量x的初始值设置为1，变量x的取值范围与序号k1的取值范围相同，k1＝1,2,…,N1，以arrx[]表示数组序列arr<N1,M>的第x个数组，创建一个空白的集合nom{}，以Ka表示数组arr1[]中所有元素的平均值，从x＝1开始遍历变量x，转至S302；
S302，将数组arrx+1[]中的值小于Ka的所有元素组成集合G1{}，将数组arrx+1[]中的值大于Ka的所有元素组成集合G2{}，分别以H1和H2表示集合G1{}的长度和集合G2{}的长度(集合的长度即集合内所有元素的数量)；数组arrx+1[]表示数组序列arr<N1,M>中变量x+1的值所对应的第x+1个数组；
如果H1的值大于H2的值，则将集合G2{}内的所有元素加入到集合nom{}中；
如果H1的值小于H2的值，则将Ka的值更新为当前Ka的值加上G1{}_A的值再乘以二分之一(即Ka＝1/2*(Ka+G1{}_A)，此处等号的作用为将等号右边的值赋予左边的变量)；其中，G1{}_A为集合G1{}内所有元素的平均值；
转至S303；
S303，清空集合G1{}和集合G2{}；如果当前变量x的值小于N1-1，则将变量x的值增加1，并转至S302；如果当前变量x的值等于或大于N1-1，则转至S304；
S304，将集合nom{}内的所有元素作为采样补偿数据段。
进一步地，基于采样补偿数据段建立采样补偿模型的方法具体为：
记所有反补偿数组的数量为N2，以所有的反补偿数组组成一个数组序列inv<N2,M>，数组序列inv<N2,M>中含有N2个数组，以invk2[]表示数组序列inv<N2,M>中的第k2个数组，以Rk2表示数组invk2[]内值最大的元素，k2为序号，k2的取值范围为k2＝1,2,…,N2；
以N3表示集合nom{}内所有元素的数量，记nom(p)为集合nom{}内的第p个元素，p为序号，p＝1,2,…,N3，通过下式建立采样补偿模型SaCM(t)：
其中，t为模型变量，nom(p+1)为nom(p)在集合nom{}中的后一个元素，R0为反补偿参数，R0的值等于所有Rk2的均值，即R0＝1/N2*(R1+R2+…+RN2)。
进一步地，S400中，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步的方法具体为：将inc<N,M>中的N个数组的时序补偿度TCD(1),TCD(2),…,TCD(N)分别作为模型变量t输入至采样补偿模型SaCM(t)中，得到N个采样补偿值SaCM(1),SaCM(2),…,SaCM(N)，将这N个采样补偿值按顺序地赋予为N个灯光设备Le(1),Le(2),…,Le(N)的属性，则每个灯光设备都有其对应的采样补偿值，以SaCM(i)表示N个灯光设备的第i个灯光设备的采样补偿值；
设置灯光设备的调光指令的接收规则(队列)为：采样补偿值高的灯光设备在先，采样补偿值低的灯光设备在后；
通过灯光控制器，将调光指令按照所述灯光设备的调光指令的接收规则，发送至每个灯光设备中(即，先将调光指令发送至采样补偿值高的灯光设备，再发送至采样补偿值低的灯光设备)。
所述一种多灯光动态同步系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种多灯光动态同步方法实施例中的步骤，所述一种多灯光动态同步系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、移动电话、手提电话、平板电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群。
本发明的实施例提供的一种多灯光动态同步系统，如图2所示，该实施例的一种多灯光动态同步系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种多灯光动态同步方法实施例中的步骤，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
设备连接单元，用于将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接；
数据获取单元，用于在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据；
模型建立单元，用于根据电流时序数据建立采样补偿模型；
模型同步单元，用于通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。
所述一种多灯光动态同步系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种多灯光动态同步系统包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种多灯光动态同步方法及系统的示例，并不构成对一种多灯光动态同步方法及系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种多灯光动态同步系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种多灯光动态同步系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种多灯光动态同步系统的各个分区域。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种多灯光动态同步方法及系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明提供了一种多灯光动态同步方法及系统，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，根据电流时序数据建立采样补偿模型，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步。所述方法能够实现灯光设备之间的精确同步，提高了灯光设备的整体表现和稳定性，通过采集灯光设备的电流数据以及建立采样补偿模型，基于采样补偿模型动态地去调整发送到每个灯光设备的控制信号，从而使得所有灯光设备达到高度同步，提高灯光表现稳定性和一致性的同时，更大幅地提高了多灯光在动态同步过程中的流畅性。尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (3)

1.一种多灯光动态同步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接；
S200，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据；
S300，根据电流时序数据建立采样补偿模型；
S400，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步；
S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据的方法具体为：记多个灯光设备的数量为N个，将第i个灯光设备与灯光控制器进行连接所用的第i条信号线记为wire(i)，所有信号线的数量也为N，i为序号，i的取值范围为i＝1,2,…N，以Le(i)表示N个灯光设备中的第i个灯光设备，对于所述的第i条信号线wire(i)，wire(i)的一端接入至灯光设备，另一端接入至灯光控制器，在靠近灯光设备的一侧将电流探头接入至信号线中，则接入N个电流探头至N条信号线，通过电流探头对流经信号线的瞬时电流大小进行测量；
S200中，在灯光设备中接入电流探头，通过电流探头获取电流时序数据，还包括：在多灯光设备的运行过程中任意选取一个时段，以每秒为间隔地记录该时段中流经信号线的电流大小，记所述时段的长度为M，以t(j)表示所述时段内的第j秒，t(j)为时刻，j为序号，j的取值范围为j＝1,2,…,M；以inc(i,j)表示在时刻t(j)流经第i条信号线wire(i)的瞬时电流的大小，创建一个空白的二维矩阵inc[]，遍历序号i和j，依次将i和j所对应的inc(i,j)作为二维矩阵inc[]中第i行第j列的元素写入至二维矩阵inc[]中，进而得到大小为N行M列的二维矩阵inc[]，以inc[]作为电流数据；
S300中，根据电流时序数据建立采样补偿模型的方法具体为：将二维矩阵inc[]中位于第i行的所有元素组成数组inci[]，inci[]中含有M个元素，i＝1,2,…N，则有N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，将这N个数组组成数组序列inc<N,M>，则数组序列inc<N,M>中的第i个数组为inci[]，计算inc<N,M>中每个数组的时序补偿度，以COA表示inc<N,M>中所有数组的时序补偿度的平均值，将inc<N,M>中的时序补偿度大于COA的数组记为补偿数组，将inc<N,M>中的时序补偿度小于COA的数组记为反补偿数组；
记所有补偿数组的数量为N1，以所有的补偿数组组成一个数组序列arr<N1,M>，数组序列arr<N1,M>中含有N1个数组，以arrk1[]表示数组序列arr<N1,M>中的第k1个数组，k1为序号，k1的取值范围为k1＝1,2,…,N1；通过第一算法筛选出采样补偿数据段，基于采样补偿数据段建立采样补偿模型；
inc<N,M>中每个数组的时序补偿度的计算方法为：对于inc<N,M>中的N个数组inc1[],inc2[],…,incN[]，以TCD(i)表示这N个数组中的第i个数组inci[]的时序补偿度，TCD(i)的计算方法如下：以inc(i,j)表示第i个数组inci[]中的第j个元素，将inc(i,j)乘以inc(i,j)的正弦值的绝对值记为第一数值，由j的取值范围为j＝1,2,…,M，因此共有M个第一数值，将数组inci[]中值最大的元素加上M作为第二数值，将M个第一数值逐个除以第二数值从而得到M个第三数值，以这M个第三数值的总和作为第i个数组inci[]的时序补偿度TCD(i)；
通过第一算法筛选出采样补偿数据段的方法具体为：
S301，设置变量x，变量x的初始值设置为1，变量x的取值范围与序号k1的取值范围相同，k1＝1,2,…,N1，以arrx[]表示数组序列arr<N1,M>的第x个数组，创建一个空白的集合nom{}，以Ka表示数组arr1[]中所有元素的平均值，从x＝1开始遍历变量x，转至S302；
S302，将数组arrx+1[]中的值小于Ka的所有元素组成集合G1{}，将数组arrx+1[]中的值大于Ka的所有元素组成集合G2{}，分别以H1和H2表示集合G1{}的长度和集合G2{}的长度；数组arrx+1[]表示数组序列arr<N1,M>中变量x+1的值所对应的第x+1个数组；
如果H1的值大于H2的值，则将集合G2{}内的所有元素加入到集合nom{}中；
如果H1的值小于H2的值，则将Ka的值更新为当前Ka的值加上G1{}_A的值再乘以二分之一；其中，G1{}_A为集合G1{}内所有元素的平均值；
转至S303；
S303，清空集合G1{}和集合G2{}；如果当前变量x的值小于N1-1，则将变量x的值增加1，并转至S302；如果当前变量x的值等于或大于N1-1，则转至S304；
S304，将集合nom{}内的所有元素作为采样补偿数据段；
S400中，通过采样补偿模型，完成多个灯光设备的动态同步的方法具体为：将inc<N,M>中的N个数组的时序补偿度TCD(1),TCD(2),…,TCD(N)分别作为模型变量t输入至采样补偿模型SaCM(t)中，得到N个采样补偿值SaCM(1),SaCM(2),…,SaCM(N)，将这N个采样补偿值按顺序地赋予为N个灯光设备Le(1),Le(2),…,Le(N)的属性，则每个灯光设备都有其对应的采样补偿值，以SaCM(i)表示N个灯光设备的第i个灯光设备的采样补偿值；
设置灯光设备的调光指令的接收规则为：采样补偿值高的灯光设备在先，采样补偿值低的灯光设备在后；
通过灯光控制器，将调光指令按照所述灯光设备的调光指令的接收规则，发送至每个灯光设备中；
基于采样补偿数据段建立采样补偿模型的方法具体为：
记所有反补偿数组的数量为N2，以所有的反补偿数组组成一个数组序列inv<N2,M>，数组序列inv<N2,M>中含有N2个数组，以invk2[]表示数组序列inv<N2,M>中的第k2个数组，以Rk2表示数组invk2[]内值最大的元素，k2为序号，k2的取值范围为k2＝1,2,…,N2；
以N3表示集合nom{}内所有元素的数量，记nom(p)为集合nom{}内的第p个元素，p为序号，p＝1,2,…,N3，通过下式建立采样补偿模型SaCM(t)：
其中，t为模型变量，nom(p+1)为nom(p)在集合nom{}中的后一个元素，R0为反补偿参数，R0的值等于所有Rk2的均值，即R0＝1/N2*(R1+R2+…+RN2)。
2.根据权利要求1所述的一种多灯光动态同步方法，其特征在于，S100中，将多个灯光设备与灯光控制器通过有线方式连接的方法具体为：通过信号线将多个灯光设备与灯光控制器相连接，每个灯光设备分别以一条信号线连接到灯光控制器，并通过该信号线实现灯光设备和灯光控制器之间的信号传输，灯光控制器通过发送调光指令至灯光设备以控制灯光设备的颜色变化，灯光设备与灯光控制器之间的通信协议为DMX512协议，所述调光指令用于改变灯光的颜色、灯光亮度和灯光效果。
3.一种多灯光动态同步系统，其特征在于，所述一种多灯光动态同步系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-2中任一项所述的一种多灯光动态同步方法中的步骤，所述一种多灯光动态同步系统运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑或云端数据中心的计算设备中。
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