IT202000018673A1 - Metodo per determinare la posizione tridimensionale di una pluralità di dispositivi di illuminazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: ?Metodo per determinare la posizione tridimensionale di una pluralit? di dispositivi di illuminazione?

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per determinare la posizione tridimensionale di una pluralit? di dispositivi di illuminazione controllabili singolarmente.

In particolare, il metodo comprendente i seguenti passi:

A) disposizione della pluralit? di dispositivi di illuminazione in un ambiente,

B) determinazione delle posizioni di almeno parte dei dispositivi di illuminazione rispetto ad un singolo punto di vista, tramite l?acquisizione, tramite fotocamera, di un modello bidimensionale delle posizioni di almeno parte dei detti dispositivi di illuminazione

C) elaborazione dei modelli bidimensionali acquisiti per l?ottenimento di un modello tridimensionale,

D) spostamento della fotocamera al fine di ottenere un nuovo modello bidimensionale della pluralit? di dispositivi di illuminazione secondo un diverso punto di vista,

E) iterazione dei passi C) e D) fino all?ottenimento di un modello tridimensionale completo.

La presente invenzione si riferisce in particolare al settore delle decorazioni luminose, in cui si prevede l?installazione di una pluralit? di dispositivi di illuminazione e si vuole ottenere un metodo per controllare in maniera funzionale l?attivazione di tali dispositivi di illuminazione, preferibilmente attraverso la scelta/creazione di programmi di illuminazione tali da creare scenografie o effetti luminosi esteticamente gradevoli.

Generalmente come dispositivi di illuminazione vengono utilizzati dispositivi del tipo LED (Light Emitting Diode), in particolare LED detti ?LED indirizzabili?, ?LED Chip? o ?LED Pixel? che possono essere singolarmente controllati mediante un bus di comunicazione.

Un esempio di un sistema di controllo di dispositivi di illuminazione ? descritto all?interno della domanda di brevetto internazionale WO2017115326, il cui contenuto ? da considerarsi parte integrante della presente domanda di brevetto.

I metodi di controllo noti allo stato dell?arte si basano sulla rilevazione della posizione dei dispositivi di illuminazione.

Tali metodi utilizzano comunemente una fotocamera per acquisire immagini della pluralit? di dispositivi di illuminazione e presentano uno svantaggio, in quanto risultano in grado di determinare la posizione dei dispositivi di illuminazione unicamente rilevati da un punto di vista unico, per cui non viene determina la lontananza dal punto di vista della fotocamera.

Il risultato ? che l?elaborazione delle immagini acquisite tende a proiettare i dispositivi di illuminazione su un piano unico, senza tener conto della profondit?: si tratta a tutti gli effetti di una rilevazione del posizionamento dei dispositivi di illuminazione a due dimensioni.

Tale svantaggio ha un effetto rilevante sull?esecuzione delle scenografie, in quanto, soprattutto con un numero elevato di dispositivi di illuminazione, il fatto di tener conto della profondit? e della tridimensionalit? della installazione dei dispositivi di illuminazione consentirebbe di migliorare l?aspetto estetico delle scenografie stesse.

Alcuni metodi e sistemi noti allo stato dell?arte, per risolvere tale problematica effettuano una ricostruzione del contesto tridimensionale tramite l?esecuzione di pi? scansioni bidimensionali contemporanee fatte da diversi punti di vista.

La scansione contemporanea richiede ovviamente l?utilizzo di diverse fotocamere, che devono essere opportunamente posizionate affinch? ognuna possa inquadrare, dalla rispettiva angolazione, tutti i punti luminosi da rilevare. Attraverso procedure di triangolazione, si calcolano poi le coordinate spaziali dei dispositivi luminosi individuabili.

Tale procedura tuttavia presenta diverse debolezze. In primo luogo, infatti, essa richiede che tutti i punti luminosi siano riconosciuti da almeno tre diverse fotocamere perch? possa essere calcolata la posizione spaziale tridimensionale. Ci? comporta, specie nel caso di scenografie elaborate, la necessit? di posizionare moltissime fotocamere o di rinunciare ad individuare importanti porzioni dei punti da rilevare. Questo determina, oltre che a risultati non ottimali, un elevato dispendio in termini di tempo nel posizionamento delle fotocamere ? che devono venire necessariamente disposte prima della rilevazione e che quindi vengono posizionate unicamente secondo buonsenso.

Spesso inoltre risulta necessario acquisire pi? immagini del necessario per poter identificare la posizione spaziale dei dispositivi di illuminazione, e non vi ? garanzia di individuare la posizione della totalit? dei dispositivi di illuminazione.

Inoltre, oltre ad un aumento dei tempi, l?elaborazione di molte immagini richiede un onere computazione rilevante, che potrebbe concorrere nel rallentare ulteriormente il calcolo della posizione tridimensionale degli elementi di illuminazione.

Esiste dunque la necessit? non soddisfatta dai sistemi noti allo stato dell?arte di realizzare un metodo e un sistema di illuminazione che consenta di risolvere gli svantaggi sopra esposti.

La presente invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un metodo come descritto in precedenza, in cui ? prevista l?acquisizione dei modelli bidimensionali tramite fotocamera in pi? passaggi consecutivi, la generazione di un modello tridimensionale sulla base dei modelli bidimensionali acquisiti e l?attivazione dei dispositivi di illuminazione secondo un determinato stato di illuminazione sulla base del modello tridimensionale di volta in volta calcolato, per guidare le acquisizioni successive.

Il metodo oggetto della presente invenzione richiede infatti che ogni dispositivo di illuminazione venga identificato in almeno tre modelli bidimensionali acquisiti.

Il metodo dunque genera configurazioni di illuminazione, ossia attiva i dispositivi di illuminazione secondo differenti stati di illuminazione sulla base del modello tridimensionale di volta in volta calcolato al fine di guidare lo spostamento della fotocamera, in modo che l?acquisizione del successivo modello bidimensionale sia limitata e mirata ai dispositivi non ancora completamente identificati.

Il metodo oggetto della presente invenzione garantisce in questo modo la possibilit? di rilevare la totalit? dei dispositivi di illuminazione anche in caso di scenografie particolarmente complesse e consente di minimizzare il numero di acquisizioni di modelli bidimensionali necessari alla ricostruzione della posizione tridimensionale della totalit? dei dispositivi di illuminazione.

Vantaggiosamente questo metodo, contrariamente ad altri metodi noti allo stato dell?arte, non rende necessaria la rilevazione di tutti i dispositivi di illuminazione, ma permette di limitare le rilevazioni bidimensionali ai dispositivi effettivamente necessari per la ricostruzione tridimensionale.

Tale caratteristica risulta inoltre particolarmente vantaggiosa in quanto, come verr? descritto successivamente, l?acquisizione pu? essere effettuata sia manualmente da un utente, sia automaticamente, tramite mezzi con mobilit? autonoma preposti all?acquisizione di immagini, che ricevono in automatico istruzioni per acquisire, via via, solo i dispositivi di illuminazione non ancora completamente identificati.

Il predeterminato stato di illuminazione permette di diversificare i dispositivi di illuminazione sulla base delle rilevazioni acquisite in modo da spostare la fotocamera sulla base dello stato di illuminazione, preferibilmente, ogni volta che viene elaborato un modello bidimensionale e il conseguente modello tridimensionale.

Come verr? descritto anche successivamente infatti, ogni modello bidimensionale concorre ad arricchire e a completare il modello tridimensionale finale, che viene calcolato di volta in volta, sulla base dei modelli bidimensionali determinati da ogni acquisizione.

Da quanto appena descritto, risulta evidente come il metodo oggetto della presente invenzione non necessiti di elaborare in maniera progressiva ogni modello bidimensionale per ottenere un modello tridimensionale.

Infatti ? possibile prevedere di acquisire una serie di modelli bidimensionali ed elaborarliper ottenere un modello tridimensionale.

Dunque il metodo potr? memorizzare i modelli bidimensionali ed elaborarli, secondo intervalli di tempo prestabiliti, per ottenere il modello tridimensionale.

Ad esempio ? possibile prevedere di acquisire un numero predefinito di modelli bidimensionali, preferibilmente maggiore o uguale a tre, e generare il modello tridimensionale.

Preferibilmente i modelli bidimensionali vengono ottenuti grazie all?acquisizione di una sequenza di immagini dell?ambiente in cui ? disposta la pluralit? di dispositivi di illuminazione e l?elaborazione di detta sequenza di immagini.

Un esempio di tale procedimento ? descritto nella citata domanda di brevetto WO2017115326.

Secondo una possibile forma esecutiva, i dispositivi di illuminazione vengono attivati secondo diversi predeterminati stati di illuminazione utili a determinare le coordinate spaziali di ciascun dispositivo di illuminazione.

In particolare, i dispositivi di illuminazione vengono attivati secondo diversi predeterminati stati di illuminazione sulla base del numero di rilevazioni spaziali bidimensionali acquisite.

Con il termine rilevazione spaziale bidimensionale si identifica un dispositivo di illuminazione di cui ? stata precedentemente rilevata la posizione in un modello bidimensionale.

Risulta evidente come tale soluzione consenta di ulteriormente ottimizzare il numero di acquisizioni di modelli bidimensionali necessarie alla ricostruzione della posizione degli elementi di illuminazione.

Ogni scansione, tuttavia, aggiunge informazioni all?intero modello, andando a posizionare con maggiore certezza ogni dispositivo di illuminazione fino alla determinazione della posizione spaziale della totalit? dei dispositivi di illuminazione, limitando al minimo il numero di acquisizioni di modelli bidimensionali necessarie per ottenere il risultato desiderato.

Al fine di ulteriormente diminuire e ottimizzare il numero di acquisizioni di modelli bidimensionali necessario, ? possibile che ogni acquisizione preveda di comprendere almeno un dispositivo di illuminazione precedentemente rilevato.

Per questo motivo lo spostamento della fotocamera avviene in modo che i modelli bidimensionali contengano sempre almeno un dispositivo di illuminazione di cui ? stata precedentemente rilevata la posizione in un modello bidimensionale.

Preferibilmente infatti, non appena il metodo indica che ? stata calcolata la posizione spaziale di un dispositivo di illuminazione, tale dispositivo di illuminazione potr? essere utilizzato come punto di riferimento per il calcolo delle posizioni spaziali dei dispositivi di illuminazione della acquisizione successiva.

Come verr? successivamente descritto, preferibilmente a valle di ogni scansione, viene ricostruito un modello tridimensionale degli elementi di illuminazione, per cui il fatto di ottimizzare il numero di immagini acquisite consente di limitare sensibilmente l?onere computazionale richiesto.

Lo stato di illuminazione pu? essere relativo a qualsivoglia condizione dei dispositivi di illuminazione, pu? ad esempio essere costituito da una pulsazione ad intermittenza della luce emessa, oppure da una determinata intensit? o tonalit? luminosa.

Lo stato di illuminazione pu? anche prendere in considerazione parametri che non siano relativi a feedback visivi, possono ad esempio essere emesse onde audio, radiazioni infrarosse o ultraviolette.

Preferibilmente, lo stato di illuminazione ? relativo alla emissione di luce secondo una determinata colorazione.

La scelta di attivare i dispositivi di illuminazione secondo diverse colorazioni consente di restituire un feedback immediato e di pi? facile interpretazione, all?utente o ai mezzi automatizzati, per portare a termine la fase di mappatura del sistema, ossia la rilevazione tridimensionale dei dispositivi di illuminazione.

Secondo una possibile forma attuativa, in seguito all?acquisizione di uno o pi? modelli bidimensionali, ? previsto un passo di invio di detto modello ad una unit? centrale, che genera una configurazione di stati di illuminazione di ciascun dispositivo di illuminazione.

Come verr? descritto successivamente, ? preferibile effettuare una elaborazione dei modelli acquisiti da remoto, per calcolare la posizione tridimensionale dei dispositivi di illuminazione, attraverso mezzi processori che consentano di ottenere una elaborazione veloce di tali immagini.

Vantaggiosamente il passo di determinazione delle posizioni di almeno parte dei dispositivi di illuminazione rispetto ad un singolo punto di vista, comprende i seguenti passi:

- durante l?acquisizione della sequenza di immagini, accensione di ciascun dispositivo di illuminazione della pluralit? di dispositivi di illuminazione secondo una diversa sequenza, la quale sequenza consente di identificare in maniera univoca ogni dispositivo di illuminazione,

- analisi della sequenza di immagini per determinare una posizione spaziale di ciascun dispositivo di illuminazione nell?ambiente.

In particolare, per rilevare le coordinate dei dispositivi di illuminazione in modo da realizzare un modello bidimensionale, viene utilizzato il metodo descritto all?interno della domanda di brevetto WO2017115326, i cui vantaggi sono chiaramente descritti all?interno della domanda stessa.

Visti gli aspetti vantaggiosi del metodo oggetto della presente invenzione test? descritti, la presente invenzione ha per oggetto anche un sistema che consenta l?effettuazione di tale metodo.

Da un punto di vista generale, il sistema di illuminazione oggetto della presente invenzione comprende:

una pluralit? di dispositivi di illuminazione atti ad emettere una luce,

un?unit? di controllo atta a controllare singolarmente l?accensione di ciascun dispositivo di illuminazione,

una unit? di gestione dei dispositivi di illuminazione, la quale unit? di gestione comprende mezzi di acquisizione configurati per acquisire una sequenza di immagini dell?ambiente in cui ? disposta la pluralit? di dispositivi di illuminazione e mezzi processori per l?elaborazione della sequenza di immagini.

Le componenti del sistema sono configurate per eseguire i passi di metodo descritti in precedenza.

In particolare, l?unit? di gestione ? configurata per rilevare la posizione di almeno parte dei dispositivi di illuminazione sulla base dell?elaborazione della sequenza di immagini ed ? configurata per implementare una fase di configurazione del sistema in cui determina uno specifico stato di illuminazione sulla base delle posizioni dei detti dispositivi di illuminazione.

Inoltre, l?unit? di controllo ? configurata per attivare i dispositivi di illuminazione sulla base del determinato stato di illuminazione.

Il sistema oggetto della presente invenzione dunque comprende una unit? di gestione che si occupa della acquisizione delle immagini e della elaborazione delle stesse.

Tali attivit?, possono essere previste integrate all?interno di un unico dispositivo o distribuite su diversi dispositivi.

Ad esempio, secondo una prima forma esecutiva, ? possibile prevedere che l?unit? di gestione comprenda un dispositivo d?utente portatile, che prevede almeno una fotocamera.

Il dispositivo d?utente portatile pu? ad esempio essere costituito da un dispositivo del tipo smartphone, tablet o simili che, oltre ad occuparsi della acquisizione delle immagini, presenta anche mezzi processori per l?elaborazione delle stesse e per il calcolo della posizione e della posizione tridimensionale di ogni dispositivo di illuminazione.

In alternativa od in combinazione, al fine di ottenere una velocit? computazionale maggiore, ? possibile prevedere che l?unit? di gestione comprenda una unit? remota, la quale unit? remota ? configurata per l?elaborazione della sequenza di immagini.

Inoltre, tale unit? remota ? configurata per comunicare con detto dispositivo d?utente e/o detta unit? di controllo.

L?unit? remota riceve dunque le immagini, le elabora, calcola il modello tridimensionale, ossia calcola le coordinate spaziali di tutti i dispositivi di illuminazione e comunica all?unit? di controllo le istruzioni di accensione dei dispositivi di illuminazione, in modo da accendere in maniera diversificata in base al modello tridimensionale di volta in volta elaborato.

Da quanto precedente descritto, risulta evidente che il dispositivo d?utente possa essere una componente opzionale del sistema, l?importante ? che siano presenti i mezzi processori e i mezzi di acquisizione.

Per questo motivo ? possibile prevedere che il sistema effettui l?acquisizione attraverso almeno un veicolo automatizzato.

Tale veicolo automatizzato deve prevedere la possibilit? di muoversi nello spazio e deve disporre di almeno una fotocamera per acquisire immagini. Il veicolo ? movimentato in modo da dirigersi ed inquadrare i dispositivi di illuminazione di cui occorrono informazioni spaziali ed acquisire le immagini necessarie alla creazione del modello bidimensionale da quel punto di vista.

Il controllo di tale veicolo automatizzato pu? essere autonomo, effettuato da un operatore o attraverso comandi generati e inviati dall?unit? remota.

Indipendentemente dalla tipologia di comando, ? possibile prevedere algoritmi di intelligenza artificiale volti a riconoscere i dispositivi di illuminazione di cui non ? ancora stata identificata la posizione ed a determinare la rotta migliore per inquadrarli opportunamente.

Si ottiene in questo modo un sistema di mappatura automatizzata di una pluralit? di dispositivi di illuminazione, che supera i limiti fisici dell?utilizzo di inquadrature fisse o operate manualmente.

Un possibile esempio di veicolo automatizzato ? costituito da uno o pi? droni.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

le figure da 1a a 1e illustrano, attraverso uno schema di principio, una possibile forma esecutiva del metodo e del sistema oggetto della presente invenzione;

la figura 2 illustra una possibile variante del sistema oggetto della presente invenzione.

Si specifica che le figure allegate alla presente domanda di brevetto riportano una forma esecutiva del metodo e del sistema oggetto della presente invenzione per meglio comprenderne i vantaggi e le caratteristiche specifiche.

Tale forma esecutiva ? dunque da intendersi a scopo esplicativo e non limitativo al concetto inventivo della presente invenzione, ossia quello di realizzare un metodo di determinazione della posizione tridimensionale di diversi dispositivi di illuminazione, in grado di rilevare la posizione tridimensionale di ogni dispositivo di illuminazione tramite l?utilizzo di una sola fotocamera e limitando al minimo necessario il numero di immagini acquisite dell?ambiente in cui sono disposti i dispositivi di illuminazione e garantendo la possibilit? di rilevare la posizione di tutti i dispositivi.

Con particolare riferimento alla figura 1a, il sistema comprende una pluralit? di dispositivi di illuminazione, indicati con i numeri da 1a a 1q, che risultano collegati elettricamente tra loro attraverso un filo elettrico noto allo stato dell?arte.

I dispositivi di illuminazione 1a-1q possono ad esempio essere costituiti da LED 1a-1q in grado di assumere colorazioni differenti.

I LED 1a-1q sono collegati ad una unit? di controllo 2, atta a controllare singolarmente l?accensione di ciascun LED.

L?unit? di controllo 2 pu? essere inoltre comandata da un dispositivo d?utente 3, costituito da un dispositivo del tipo smartphone o simili.

Lo smartphone 3 comunica via wireless con l?unit? di controllo 2 e la loro cooperazione consente l?esecuzione dei passi di metodo che verranno successivamente descritti.

Un sistema simile ? descritto all?interno della domanda di brevetto WO2017115326, il cui contenuto ? da considerarsi parte integrante della presente invenzione.

Si specifica che i LED 1a-1q potrebbero anche essere collegati via wireless tra di loro, cos? come potrebbe non essere necessaria la presenza della unit? di controllo 2.

Con particolare riferimento alla figura 1a, ogni LED 1a-1q presenta un indirizzo, ossia un codice identificativo, che gli consente di ricevere istruzioni di comando da parte dell?unit? di controllo 2, che conosce sia tutti gli indirizzi dei LED 1a-1q, nonch?, grazie al collegamento elettrico, la massima distanza che pu? esserci tra un LED e l?altro.

Per semplicit? espositiva, viene illustrata una sola stringa di LED 1a-1q, ma ? possibile prevedere diverse strisce di LED, ciascuna con una propria unit? di controllo, che comunicano con lo smartphone 3.

Come risulta illustrato grazie all?ausilio del sistema di assi cartesiani nelle figure, i LED sono disposti in un ambiente in modo da realizzare una struttura tridimensionale, ossia risultano posizionati su piani diversi, lungo gli assi x, y e z.

Il sistema appena descritto viene utilizzato per eseguire il metodo oggetto della presente invenzione.

In particolare, lo smartphone 3, attraverso la propria fotocamera, acquisisce una sequenza di immagini dei dispositivi di illuminazione 1a-1q, in modo da identificarli, rilevandone la posizione.

Partendo con lo smartphone fisso in un punto, viene inizialmente effettuata una mappatura dei LED 1a-1q, ossia viene identificata la posizione a due dimensioni, secondo una o pi? delle modalit? descritte all?interno della domanda di brevetto WO2017115326.

Preferibilmente la rilevazione della posizione di ogni LED 1a-1q viene realizzata attraverso la generazione di una sequenza di attivazione dei LED che prevede l?impostazione di stati di illuminazione diversi per ogni LED.

Ad esempio, si possono controllare i LED in modo tale che si accendano emettendo luci di colori diversi.

In questo caso ciascun LED pu? essere atto ad emettere luce di diversi colori, in modo che durante l?acquisizione della pluralit? di immagini, ciascun LED venga controllato per generare una sequenza specifica di colori.

Il risultato di tale processo di mappatura ? un modello bidimensionale, in cui sono state rilevate le coordinate spaziali di almeno parte, preferibilmente tutti, i LED, disposti su un piano immaginario.

Preferibilmente tale piano immaginario ? orientato perpendicolarmente rispetto alla semiretta che origina dal punto di osservazione, semiretta perpendicolare al piano focale.

Una volta ottenuta la mappatura a due dimensioni dei LED 1a-1q, lo smartphone 3 con la propria fotocamera viene spostato in modo da ripetere la mappatura da una angolazione diversa, ed ottenere cos? le coordinate spaziali di almeno parte, preferibilmente tutti, i LED, da un altro punto di vista.

La determinazione delle coordinate tridimensionali x, y e z, avviene attraverso una procedura di triangolazione che si basa sui modelli bidimensionali acquisiti dallo smartphone 3 posizionato in almeno tre diversi punti di osservazione.

Per calcolare la posizione tridimensionale di un LED ? infatti necessario che tale LED sia rilevato in almeno tre modelli bidimensionali ripresi da punti di vista differenti.

Al termine di ogni acquisizione di un modello bidimensionale, lo smartphone 3 elabora un possibile modello tridimensionale sulla base dei modelli bidimensionali raccolti determinando le posizioni tridimensionali di tutti i LED che sono presenti almeno in tre modelli bidimensionali e identificando quali LED non sono ancora stati rilevati in un numero sufficiente di modelli bidimensionali. A seguito di questa operazione viene inviato un comando all?unit? di controllo 2 in modo che attivi ogni LED secondo un determinato stato di illuminazione.

Ad esempio, ? possibile prevedere che l?unit? di controllo 2 utilizzi una colorazione predefinita per i LED di cui ? stata determinata la posizione tridimensionale e utilizzi un?altra colorazione per i LED che sono stati identificati solo in due e/o una e/o nessun modello bidimensionale.

Si potrebbe utilizzare una colorazione verde per i LED di cui ? stata determinata la posizione tridimensionale o che sono stati rilevati in tre modelli bidimensionali, una colorazione gialla per i LED che sono stati rilevati in due modelli bidimensionali, una colorazione arancione per i LED che sono stati rilevati in un solo modello bidimensionale e una colorazione rossa per i LED che non compaiono in nessun modello bidimensionale.

Per necessit? illustrativa, con riferimento alle figure da 1a a 2, i LED che presentano un riempimento a pieno corrispondono ai LED di cui sono state rilevate le coordinate spaziali, i LED che presentano un riempimento a bande verticali corrispondono ai LED che sono stati rilevati in due modelli bidimensionali, i LED che presentano un riempimento a bande orizzontali corrispondono ai LED che sono stati rilevati in un modello bidimensionale, mentre i LED senza alcun riempimento rappresentano i LED che non compaiono in nessun modello bidimensionale.

Una volta acquisita una sequenza di immagini, come descritto relativamente alla figura 1a, ? possibile ipotizzare di aver rilevato nella prima acquisizione di modello bidimensionale la totalit? dei LED ad esempio ad eccezione dei LED 1m e 1i, che essendo un po? nascosti, non sono stati rilevati. A valle di questo passaggio lo smartphone 3 invia un comando all?unit? di controllo 2 che a sua volta colorer? tutti i LED di arancione, e il LED 1m e 1i di rosso.

In base a quanto descritto prima, il comando inviato dallo smartphone 3 fa s? che tutti i LED presentano un riempimento a bande orizzontali, ad eccezione dei LED 1i ed 1m che non presentano alcun riempimento, cos? come illustrato in figura 1b.

A questo punto, sempre con riferimento alla figura 1b, si sposta lo smartphone 3, rispetto alla figura 1a, in modo da acquisire un nuovo modello bidimensionale. La colorazione dei LED aiuta a posizionare la fotocamera in modo da inquadrare distintamente tutti i LED ed in particolare i LED 1m e 1i, in modo da essere certi che la fotocamera consenta di rilevare i LED che non erano stati rilevati nel modello bidimensionale precedente.

In figura 1b viene infatti illustrato lo schermo dello smartphone che inqudra tutti i LED, in particolare i led 1i ed 1m.

Preferibilmente, la nuova acquisizione di modello bidimensionale riesce a rilevare tutti i LED, compresi i LED 1m e 1i. A valle di questo passaggio lo smartphone 3 invia un comando all?unit? di controllo 2 che colora tutti i LED di giallo (riempimento a bande verticali) e il LED 1m e 1i di arancione (riempimento a bande orizzontali).

Tale condizione ? illustrata in figura 1c.

A questo punto si sposta nuovamente lo smartphone 3, in modo da acquisire un nuovo modello bidimensionale da un altro punto di vista. Questa volta la nuova acquisizione di modello bidimensionale rileva tutti i LED tranne uno, il LED 1a, che da questo ultimo punto di vista risulta coperto dal LED 1b.

A valle di questo terzo passaggio, lo smartphone 3 ? in grado di determinare la posizione tridimensionale della maggior parte dei LED, ossia di tutti tranne i LED 1a, 1m e 1i che sono stati indentificati in solo due scansioni bidimensionali.

In figura 1d viene illustrata tale condizione: lo smartphone 3 invia un comando all?unit? di controllo 2 e colorer? tutti i LED di verde (riempimento pieno) tranne i LED 1a, 1m e 1i di giallo (riempimento a bande verticali).

Risulta chiaro come a questo punto, grazie alla colorazione dei LED, ? possibile spostare lo smartphone 3, in modo da acquisire un nuovo modello bidimensionale inquadrando distintamente in particolare i LED 1a, 1m e 1i per concludere il processo.

Grazie a quest?ultima acquisizione di un nuovo modello bidimensionale che comprende i LED 1a, 1m e 1i da un altro punto di vista, lo smartphone 3 ? in grado di determinare le posizioni spaziali di tutti i LED, ottenendo la configurazione illustrata in figura 1e.

Risulta evidente come il metodo appena descritto possa essere vantaggioso per un elevato numero di LED, ossia per configurazioni di LED che non possono essere facilmente inquadrate dallo smartphone 3 nella loro totalit?.

Da quanto appena descritto risulta evidente come, a valle di ogni scansione ed acquisizione di modello bidimensionale, viene ricalcolato il modello tridimensionale dell?intero gruppo di LED, in modo da ottenere che tutti i LED abbiano sufficienti scansioni bidimensionali per calcolare la posizione spaziale.

Ne consegue che in seguito ad ogni scansione viene effettuata una elaborazione che ha come output una configurazione di accensione dei LED 1a-1q, ossia contiene le istruzioni degli stati di illuminazione di tutti i LED, che varia da scansione a scansione.

Da quanto appena descritto relativamente alle immagini da 1a a 1e, il passo di elaborazione viene effettuato dai mezzi processori presenti sullo smartphone 3.

Tuttavia, secondo una possibile forma esecutiva, illustrata in figura 2, il sistema comprende una unit? remota 4, come ad esempio una unit? in cloud, che si occupa di parte o dell?intera elaborazione dei modelli bidimensionali acquisiti dallo smartphone 3.

L?unit? remota 4 pu? comunicare sia con lo smartphone 3 che con l?unit? di controllo 2.

Lo smartphone 3 acquisisce i modelli bidimensionali e li invia all?unit? remota 4, la quale elabora tali modelli bidimensionali per aggiornare il modello tridimensionale delle posizioni dei LED 1a-1q, che cambia ad ogni modello bidimensionale, e invia all?unit? di controllo 2 la configurazione degli stati di illuminazione di ogni LED.

Partendo da questo concetto generale, ? possibile prevedere diverse varianti esecutive.

Secondo una prima forma esecutiva, lo smartphone 3 pu? occuparsi di parte della elaborazione e condividere l?onere computazione con l?unit? remota 4, cos? come pu? rivedere istruzioni dall?unit? remota 4 ed occuparsi direttamente del controllo dei LED, tramite l?unit? di controllo 2.

Risulta infine evidente come, con la presenza dell?unit? remota 4, lo smartphone non sia necessario, l?importante ? che siano presenti mezzi di acquisizione della sequenza di immagini per ottenere i modelli bidimensionali da trasmettere all?unit? remota 4.

Per questo motivo, come precedentemente descritto, ? possibile prevedere un veicolo automatizzato volto all?acquisizione di detta sequenza di immagini e/o alla realizzazione dei modelli bidimensionali.

La presenza dello smartphone 4 pu? essere prevista, una volta realizzato il modello tridimensionale della posizione di tutti i LED, o della maggior parte di essi, per controllare i LED, o meglio per selezionare uno o pi? programmi di illuminazione dei LED, al fine di realizzare scenografie selezionate o programmate da uno o pi? utenti.

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono state mostrate nei disegni e descritte in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L?uso di ?ad esempio?, ?ecc.?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

L?uso di ?include? significa ?include, ma non limitato a? a meno che non altrimenti indicato.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per determinare la posizione tridimensionale di una pluralit? di dispositivi di illuminazione (1a-1q) controllabili singolarmente, comprendente i seguenti passi:

A) disposizione della pluralit? di dispositivi di illuminazione (1a-1q) in un ambiente;

B) determinazione delle posizioni di almeno parte dei dispositivi di illuminazione rispetto ad un singolo punto di vista, attraverso l?acquisizione, tramite fotocamera, di un modello bidimensionale delle posizioni di almeno parte dei detti dispositivi di illuminazione;

C) elaborazione dei modelli bidimensionali acquisiti per l?ottenimento di un modello tridimensionale;

D) spostamento della fotocamera al fine di ottenere un modello bidimensionale della pluralit? di dispositivi di illuminazione (1a-1q) secondo un diverso punto di vista;

E) iterazione dei passi C) e D) fino all?ottenimento di un modello tridimensionale completo caratterizzato dal fatto che

? prevista l?attivazione dei dispositivi di illuminazione (1a-1q) secondo un determinato stato di illuminazione sulla base del detto modello tridimensionale,

essendo lo spostamento della fotocamera eseguito sulla base di detto determinato stato di illuminazione.

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i dispositivi di illuminazione (1a-1q) vengono attivati secondo diversi predeterminati stati di illuminazione sulla base del numero di rilevazioni spaziali bidimensionali acquisite.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui lo spostamento della fotocamera avviene in modo che i modelli bidimensionali contengano sempre almeno un dispositivo di illuminazione (1a-1q) di cui ? stata effettuata almeno una rilevazione spaziale bidimensionale.

4. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto stato di illuminazione ? relativo alla emissione di luce secondo una determinata colorazione.

5. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui ad ogni acquisizione di modello bidimensionale ? previsto un passo di acquisizione ed invio di immagini ad una unit? centrale (4), la quale unit? centrale (4) genera una configurazione di stati di illuminazione di ciascun dispositivo di illuminazione (1a-1q).

6. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui il passo di determinazione delle posizioni di almeno parte dei dispositivi di illuminazione rispetto ad un singolo punto di vista comprende i seguenti passi:

- durante l?acquisizione di una sequenza di immagini, accensione di ciascun dispositivo di illuminazione (1a-1q) di detta pluralit? di dispositivi di illuminazione (1a-1q) secondo una diversa sequenza, la quale sequenza consente di identificare in maniera univoca ogni dispositivo di illuminazione (1a-1q), - analisi della sequenza di immagini per determinare una posizione spaziale di ciascun dispositivo di illuminazione (1a-1q) nell?ambiente e costruzione di un modello bidimensionale.

7. Sistema di illuminazione comprendente

una pluralit? di dispositivi di illuminazione (1a-1q) atti ad emettere una luce,

un?unit? di controllo (2) atta a controllare singolarmente l?accensione di ciascuno di detti dispositivi di illuminazione (1a-1q),

una unit? di gestione di detti dispositivi di illuminazione (1a-1q), la quale unit? di gestione comprende mezzi di acquisizione configurati per acquisire una sequenza di immagini dell?ambiente in cui ? disposta la pluralit? di dispositivi di illuminazione e mezzi processori per l?elaborazione della sequenza di immagini,

caratterizzato dal fatto che

l?unit? di gestione ? configurata per rilevare la posizione spaziale di almeno parte dei detti dispositivi di illuminazione (1a-1q) sulla base dell?elaborazione della sequenza di immagini e la quale unit? di gestione ? configurata per implementare una fase di configurazione del sistema in cui determina uno specifico stato di illuminazione sulla base delle rilevazioni spaziali acquisite dei detti dispositivi di illuminazione,

essendo l?unit? di controllo (2) configurata per attivare i dispositivi di illuminazione sulla base del detto determinato stato di illuminazione.

8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui la detta unit? di gestione comprende un dispositivo d?utente portatile (3), il quale dispositivo d?utente (3) comprende almeno una fotocamera.

9. Sistema secondo le rivendicazioni 7 o 8, in cui la detta unit? di gestione comprende una unit? remota (4), la quale unit? remota (4) ? configurata per l?elaborazione di detta sequenza di immagini e per comunicare con detto dispositivo d?utente (3) e/o detta unit? di controllo (2).

10. Sistema secondo una o pi? delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui la detta unit? di gestione comprende almeno un veicolo automatizzato, il quale veicolo automatizzato ? in grado di muoversi nello spazio e presenta almeno una fotocamera.