【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及照明，特別涉及一種環境感知的智能照明控制系統。
技術介紹
1、在現有技術中，美術館和博物館的照明控制系統普遍依賴于傳統的照明調節方法，如手動調節或使用基本自動化系統。這些系統往往包括標準的照明設備和簡單的傳感器，用于調節照明強度和色溫，以保護和展示藝術品。然而，這些系統通常不考慮展廳內的具體環境變化或觀眾的行為和偏好，限制了照明系統的適應性和互動性。
2、現有技術中的主要問題是其缺乏對環境多樣性的響應能力和對觀眾互動的集成。現有的照明系統無法實時監測多種關鍵的環境參數，如具體區域的光照變化，這可能導致藝術品受損或觀展體驗受影響。此外，傳統系統通常不支持基于觀眾實際行為的動態光照調整，這限制了展覽的個性化和優化潛力。
3、因此，亟待研發一種新型的環境感知的智能照明控制系統。
技術實現思路
1、本申請提供一種環境感知的智能照明控制系統，以增強藝術品的視覺表現力及提升觀眾的互動體驗。
2、本申請提供一種環境感知的智能照明控制系統，包括：
3、環境數據采集單元，包括光照強度傳感器，用于監測展廳內的光照強度；色溫傳感器，用于測量展廳內的色溫；視線追蹤設備，用于監測觀眾的視線和停留時間；
4、智能控制單元，用于接收來自環境數據采集單元提供的采集數據；根據藝術品的展示需求以及所述采集數據，生成最佳照明策略；其中，所述最佳照明策略用于增強展廳內藝術品的視覺表現力及觀眾的互動體驗；
5、自適應照明執行單元，包括多個
6、互動式照明調節單元，集成觸摸屏和語音識別模塊，用于接收觀眾對照明偏好的輸入；根據觀眾的反饋調整多個led燈源的設置參數。
7、更進一步地，所述環境數據采集單元還包括：
8、紅外熱成像傳感器，用于檢測藝術品表面溫度分布；
9、三維深度相機，用于捕捉展廳內觀眾的移動軌跡和駐留位置；
10、其中，所述紅外熱成像傳感器和三維深度相機采集的數據用于優化照明策略，以防止局部過熱和提高觀眾互動體驗。
11、更進一步地，所述視線追蹤設備包括：
12、分布在展廳不同位置的多個高速攝像頭；
13、實時圖像處理模塊，用于融合多個高速攝像頭的數據，構建觀眾視線熱圖；
14、其中，所述視線熱圖用于識別藝術品的關注度高低，并據此動態調整相應區域的照明參數。
15、更進一步地，所述自適應照明執行單元的每個led燈源包括一個自動色溫調整器，所述自動色溫調整器用于根據展廳內不同時間段的自然光入射和藝術品的照明需求自動調節色溫，以保持照明的自然感和藝術品的視覺吸引力。
16、更進一步地，所述自適應照明執行單元的led燈源配置為通過無線信號接收來自智能控制單元的調節指令，同時每個燈源能夠獨立報告其能效和性能狀態回智能控制單元，以優化能源使用并降低維護成本。
17、更進一步地，所述自適應照明執行單元的每個led燈源配置有感光元件，用于監測燈源發出的光線在實際環境中的表現，所采集的實時反饋數據用于調整照明強度和色溫，以適應展廳內的光線變化。
18、更進一步地，所述自適應照明執行單元包括一個照明均衡控制器，用于調整相鄰led燈源之間的光強和色溫差異，以消除觀眾視野中的光照不均，提高照明的整體均勻性和視覺舒適性。
19、更進一步地，所述互動式照明調節單元包括一個用戶界面，所述用戶界面根據觀眾的歷史偏好和反饋自動調整其操作界面和功能選項，提供個性化的互動體驗。
20、更進一步地，所述智能控制單元根據藝術品的展示需求以及所述采集數據，采用預先訓練的神經網絡模型，生成最佳照明策略；其中，所述神經網絡模型包括輸入層、特征增強層、時空處理層以及輸出層；
21、所述輸入層的輸入為藝術品的展示需求以及所述采集數據；所述輸入層采用圖注意力網絡結構實現，將藝術品的展示需求及采集數據表示為圖中的節點，根據數據之間的相互關系建立邊連接，并使用多頭注意力機制來計算節點間的權重，輸出為綜合了數據間復雜關系的特征表示；
22、所述特征增強層的輸入為所述輸出層輸出的特征表示；所述特征增強層采用膠囊網絡結構實現；所述特征增強層使用動態路由算法處理低級特征以組合成高級特征，其中，每個膠囊專門編碼特定類型的照明屬性，輸出為一組特征向量，每個特征向量包括一種照明屬性的存在概率及其參數；其中，所述照明屬性包括光強、色溫、光束角度；
23、所述時空處理層的輸入層為所述特征增強層輸出的特征向量組；所述時空處理層采用時空圖卷積網絡結構實現，將所述特征增強層輸出的特征向量組構建成時空圖，利用圖卷積操作來捕捉特征之間的空間依賴關系，并應用時間卷積操作捕捉時間序列模式，輸出為綜合時空關系的綜合特征表示；
24、所述輸出層的輸入為所述時空處理層輸出的綜合特征表示；所述輸出層通過競爭學習過程將復雜的高維輸入映射到一個二維離散網格上，其中，每個二維離散網格節點代表一組特定的led燈源設定參數；所述輸出層輸出每個led燈源的調整后的最優光強、色溫和光束角度參數。
25、更進一步地，所述時空處理層通過時空圖卷積網絡結構實現，將特征增強層輸出的特征向量組構建為時空圖，并通過以下步驟捕捉空間和時間依賴關系，生成綜合時空關系的綜合特征表示：
26、將特征増強層的輸出特征向量組構建為時空圖g＝(v,e,a)，其中，v為節點集，表示不同時間步的特征向量；e為邊集，表示特征之間的空間和時間關系；a為鄰接矩陣；
27、在時空圖上，利用如下公式1提供的卷積操作，捕捉特征間的空間依賴關系：
28、
29、其中，h(l+1)是第l+1層的節點特征矩陣；h(l)是第l層的節點特征矩陣，表示當前層的特征表示；a是鄰接矩陣；d是度矩陣；λ為自適應參數；w(l)為權重矩陣；σ是激活函數；i是單位矩陣；
30、按照如下的公式2，在每個時間步上應用多尺度時間卷積，捕捉特征的時間序列模式：
31、
32、其中，zt是在時間步t的輸出特征；k1表示卷積核的數量；τ是時間偏移，表示時間卷積操作中考慮的時間步長；ht-τ為時間t-τ的輸入特征；wk,τ為第k個卷積核在時間偏移τ處的權重；⊙表示元素間的乘積操作；bk為第k個卷積核的偏置項；τ1表示時間窗口的大??；
33、通過如下公式3和公式4，通過注意力機制融合不同時間步的特征表示：
34、αt＝softmax(qttanh(kht+b))??(3)
35、
36、其中，ht是時間步t的特征向量；q和k是可學習的參數矩陣；t表示時間步的總數；b為偏置項；αt為時間步t的注意力權重；c表示綜本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種環境感知的智能照明控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述環境數據采集單元還包括：
3.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述視線追蹤設備包括：
4.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的每個LED燈源包括一個自動色溫調整器，所述自動色溫調整器用于根據展廳內不同時間段的自然光入射和藝術品的照明需求自動調節色溫，以保持照明的自然感和藝術品的視覺吸引力。
5.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的LED燈源配置為通過無線信號接收來自智能控制單元的調節指令，同時每個燈源能夠獨立報告其能效和性能狀態回智能控制單元，以優化能源使用并降低維護成本。
6.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的每個LED燈源配置有感光元件，用于監測燈源發出的光線在實際環境中的表現，所采集的實時反饋數據用于調整照明強度和色溫，以適應展廳內的光線變化。
7.根據權利要
8.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述互動式照明調節單元包括一個用戶界面，所述用戶界面根據觀眾的歷史偏好和反饋自動調整其操作界面和功能選項，提供個性化的互動體驗。
9.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述智能控制單元根據藝術品的展示需求以及所述采集數據，采用預先訓練的神經網絡模型，生成最佳照明策略；其中，所述神經網絡模型包括輸入層、特征增強層、時空處理層以及輸出層；
10.根據權利要求9所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述時空處理層通過時空圖卷積網絡結構實現，將特征增強層輸出的特征向量組構建為時空圖，并通過以下步驟捕捉空間和時間依賴關系，生成綜合時空關系的綜合特征表示：
...【技術特征摘要】
1.一種環境感知的智能照明控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述環境數據采集單元還包括：
3.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述視線追蹤設備包括：
4.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的每個led燈源包括一個自動色溫調整器，所述自動色溫調整器用于根據展廳內不同時間段的自然光入射和藝術品的照明需求自動調節色溫，以保持照明的自然感和藝術品的視覺吸引力。
5.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的led燈源配置為通過無線信號接收來自智能控制單元的調節指令，同時每個燈源能夠獨立報告其能效和性能狀態回智能控制單元，以優化能源使用并降低維護成本。
6.根據權利要求1所述的智能照明控制系統，其特征在于，所述自適應照明執行單元的每個led燈源配置有感光元件，用于監測燈源發出的光線在實際環境中的表現，所采集的實時反饋數據用于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周志學，杜曉花，
申請(專利權)人：惠州市恒途光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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