1.一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,包含输入模块、图像采集模块、人体传感器、处理模块、输出模块及存储模块,所述处理模块包括优化处理单元、事件处理单元和场景检测单元,其中,所述存储模块存储商务宾馆客房的照明空间模型、粒子群优化处理参数及经处理模块优化后的场景照明控制参数,优化处理单元被配置为:响应于事件处理单元的优化处理指令,基于将商务宾馆客房内各区域的几何参数、及分布在客房中的各灯具的光分布参数描述成的照明空间模型,以商务宾馆行业照明标准或通用要求为参考,对商务宾馆客房各区域照度、照度均匀度的达标程度进行评分,建立照明效果的评价函数f,并针对商务宾馆照明的场景使用需求,对评价函数f进行补充,从而对f及所补充项进行加权求和建立总体评价函数F;基于总体评价函数F,采用粒子群优化处理对客房内各灯具的照明控制参数进行优化,并将优化结果映射为场景照明控制参数;
场景检测单元被配置为:
基于训练图像集被训练,基于图像采集模块采集的图像及所述图像对应的人体传感器传感数据,提取图像特征及传感数据的特征值,根据所述图像特征及传感数据的特征值,确定所述图像的照明场景辨识,并将辨识结果发送给事件处理单元;
事件处理单元被配置为:
响应于输入模块的信号输入,将处理后的信号通过输出模块显示给用户,以及响应于场景检测单元的辨识结果信号将通过优化处理单元获取的该辨识结果对应的场景照明控制参数输出,并将场景所对应的照明控制参数转换为灯具的驱动电流值;
所述粒子群优化处理流程如下:
S1、随机生成粒子群初始集合X(1)N*n,其元素xij(1),i=1,2,...N,j=1,2,...n;n为客房内待优化灯具个数即粒子群维数,N为粒子群规模;每个元素xij(1)表示客房内灯具j的i组粒子初始照明控制参数调制值,根据光分布模型对第i组粒子对应的所有n个灯具计算宾馆客房各区域在每个灯具按当前照明控制参数调制值进行照明时的照度分布,并采用总体评价函数F评价第i组粒子所对应的照明效果;
分别获取各粒子组照明控制参数调制值向量的初始评分值,作为自身历史最优解的初始评分值并记录照明控制参数调制值向量;
同时,记录所有N组粒子初始评分值中的最大值作为群体历史最优解的初始评分值并记录该照明控制参数调制值向量,令更新次数k=1;
S2、在粒子群优化过程中,每个元素xij()都对应一个改变值vij(),改变值vij()表示相应灯具j的在其照明控制参数调制值xij()的基础上还需进行vij()的改变,为保证其有效性,vij()取值区间不应大于xij()可能取到的最大值的10%;若改变后的xij()大于xij()可能取到的最大值,则xij()仍然取其最大值;
随机生成集合V(k)N*n,其各元素分别表示合集X(k)N*n中各元素需作出的改变值,并采用下式对V(k)N*n及X(k)N*n进行多次更新:vij(k+1)=wvij(k)+c1r1(Pij(k)‑xij(k))+c2r2(Gj(k)‑xij(k))xij(k+1)=xij(k)+vij(k+1)
其中,k为当前更新次数;Pij(k)代表第i组粒子数据在第k次更新时的自身历史最优解所对应的第i个具体照明控制参数调制值,通过比较更新后各组照明控制参数调制值与其自身历史最优解两者的评分值获得,若更新后的评分值大于其自身历史最优解的评分值,则将更新后的照明控制参数调制值作为新的自身历史最优解进行记录;
Gj(k)代表第j个具体照明控制参数调制值在第k次更新时的粒子群体历史最优解,通过比较更新后的各组照明控制参数调制值与群体历史最优解的评分值获得;
c1,c2为常数,r1,r2为均匀分布在区间(0,1)之间的随机数;w为权重系数;wmax,wmin分别为权重系数最大值和最小值,X(k+1)N*n及V(k+1)N*n表示对X(k)N*n及V(k)N*n的第k次优化更新;
K表示最大更新次数,当k等于K时结束更新,并输出Gj(k)中记录的群体历史最优解的照明控制参数调制值,作为最后的输出结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述场景检测单元进一步被配置为:根据所述图像特征及传感数据的特征值确定所述图像的一个或多个照明场景辨识;当确定的图像的照明场景辨识为多个时,确定所述图像的照明场景辨识为综合照明场景辨识。
3.根据权利要求1所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元还将优化结果转换和存储为照明场景灯具调控参数;
所述灯具调控参数是灯具光通量或与灯具光通量对应的驱动电流的大小,或与灯具色温对应的驱动电流的大小;
其中,驱动电流的大小,是绝对值,或相对于额定驱动电流值的百分比值。
4.根据权利要求3所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述事件处理单元进一步被配置为:当照明场景辨识为综合照明场景辨识时,分别按多个照明场景所对应的灯具调控参数的加权和进行LED灯组的驱动电流的调节控制;
或者,当照明场景辨识为综合照明场景辨识时,对其包括的多个照明场景辨识的每一个照明场景辨识所对应的照明场景,进行重点区域标记,该照明场景的重点区域内的照明灯具按照该照明场景的灯具调控参数进行调控;当重点区域有交叉时,则交叉部分的照明灯具,按照将交叉区域标记为重点区域的所有照明场景辨识所对应的照明场景的灯具调控参数的加权平均值进行调控。
5.根据权利要求1所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:根据商务宾馆客房使用频率将商务宾馆客房划分为三个区域——工作区域、临近区域和背景区域,其中,床面、写字台和沙发这些用户使用较多的区域,定义为工作区域;其它用户可能使用到,但并不会长时间逗留的区域,列为临近区域;床面与洗手间墙壁之间的区域及窗台所在位置,则列入背景区域;
将各区域照度和区域照度均匀度作为主要指标,在优化处理单元中建立评价函数f:
f=w1×u(E1)+w2×u(E2)+w3×u(E3)+w4×u(U1)+w5×u(U2)其中,E1为工作区域的水平照度,E2为临近区域的照度,E3为背景区域照度,U1为工作区域的照度均匀度,U2为临近区域的照度均匀度;w1、w2、w3、w4、w5分别为各项指标的权重系数,采用层次分析法对其赋值后通过输入模块输入;u()表示针对各项指标,根据灯具光分布模型获得的计算值与参考值两者之间的接近程度,对于E1、E2、E3而言当计算值等于参考值时u()=1;
层次分析法过程如下:根据权重系数个数h建立判断矩阵Ah*h,并使用区间[1,9]中的两个整数的比对矩阵进行填充,各元素数值大小代表相应行权值项所对应指标相比于相应列权值项所对应指标的重要程度,其数值是主观评价结果,或通过样本调查所得的统计结果;
然后,将矩阵Ah*h代入几何平均方程中,确定各权重系数值,几何平均方程如下:
其中,aij为第i个权值项与第j个权值项的重要性比值。
6.根据权利要求5所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:以灯具照明节能为优化目标,对评价函数f进行补充,要求在各工作区域保证照度和照度均匀度指标的同时,灯具能耗降至最低,若客房内共有n盏灯具,则新的评价函数F1表示为:式中,P(i)为第i盏灯具的功率消耗。
7.根据权利要求6所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:针对办公场景,要求写字台的照度和光照照度均匀度尽量满足参考条件,此时新的评价函数F2表示为:式中,E11表示写字台的照度,U11表示写字台的照度均匀度,q1、q2、k1、k2、k3为相应项的权重系数,其数值由层次分析法获得。
8.根据权利要求6所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:针对会客场景,要求各区域内整体照度和整体照度均匀度均更加接近,统一设定各区域内照度参考值为一固定值,照度均匀度参考值为一固定值,新的评价函数F3表示为:式中,k1、k2为相应项的权重系数,其数值由层次分析法获得。
9.根据权利要求6所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:针对娱乐场景,要求背景及临近区域照明亮度较低,此时新的评价函数F4表示为:式中,E12表示工作区域内写字台外的水平照度,q1、q2、q3、k1、k2、k3为相应项的权重系数,其数值由层次分析法获得。
10.根据权利要求6所述的一种基于场景自动识别的商务宾馆客房照明控制装置,其特征在于,所述优化处理单元进一步被配置为:针对休闲阅读场景,要求床头附近的m盏灯具亮度较高,此时新的评价函数F5表示为:式中,It分别代表床头附近第t盏灯具的亮度,qt表示其相应权重系数;k1、k2、k3为相应项的权重系数,各权重系数的值由层次分析法获得。