СПОСОБ И СИСТЕМА ЗОНАЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ZONAL ILLUMINATION METHOD AND SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе освещения для формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне определенного размера.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне определенного размера.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Многим высококачественным приложениям освещения требуется множество светильников, наведенных на зону определенного размера, для формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне. Примеры таких приложений включают в себя системы освещения арены для освещения спортивных арен, например, освещение поля, площадки или стадиона, фасадное освещение, освещение пола магазина, освещение автостоянок и т.д. Требуемый предварительно заданный рисунок освещения может быть рисунком равномерного или однородного освещения.
Для создания так называемого плана освещения для зоны, подлежащей освещению, может привлекаться художник по свету, при этом художник по свету определяет монтажные позиции светильников по отношению к зоне, подлежащей освещению, и информацию о наведении для светильников, например, в какой ориентации должны быть установлены светильники так, чтобы эти светильники могли взаимодействовать с формированием предварительно заданного рисунка освещения. План света может содержать, для каждого светильника, такую информацию, как тип светильника, монтажное местоположение и ориентация светильника, и точку или местоположение наведения, например, относительно центра зоны, подлежащей освещению. Например, футбольный стадион может иметь план или конструкцию освещения, когда система освещения содержит более 100 светильников, каждый из которых расположен на стадионе и с требуемой точкой или местоположением наведения на площадке в попытке обеспечить подходящий эффект освещения. Художник по свету может создавать такой план света удаленно, например, при использовании моделирований освещения для зоны, подлежащей освещению, при этом моделирования могут давать план света, подлежащий реализации.
Такой план света, как правило, используется установщиком системы освещения для установки светильников в их относительные позиции и для наведения светильников в соответствии с предоставленной информацией о наведении. Тем не менее, это не обходится без проблем. Например, установщик может испытывать трудности в корректном наведении светильников, например, из-за отсутствия четкой опорной точки в зоне для наведения. Из местоположения светильника установщик имеет четкий обзор поля, но очень сложно точно определить местоположение наведения в поле.
Чтобы улучшить точность процедуры выравнивания, установщик может использовать сетку, созданную вручную нанесением визуальных маркеров на зону, подлежащую освещению, в требуемых координатах, и лазерный указатель, выровненный с оптической осью светильника. Таким образом, выравнивание - это вопрос наведения лазерного пятна на запрошенные визуально интерполированные местоположения на сетке. Тем не менее, расстановка визуальных маркеров в зоне является сложной задачей и само по себе выравнивание на основе лазерного пятна подвержено ошибкам. Более того, такая процедура менее пригодна для вертикальных зон, например, фасадов. В дополнение установщик может обнаружить, что конкретный светильник не может быть наведен на требуемое местоположение зоны из-за препятствия на световом пути светильника, о котором художник по свету не был осведомлен при принятии решения (удаленно) в отношении монтажных позиций для светильника или из-за того, что назначенное монтажное местоположение светильника недоступно, и в этом случае установщик, как правило, устанавливает светильник в ближайшем доступном местоположении. В данном сценарии предоставленный план света содержит ошибки, так что установщик не может достичь предварительно заданного рисунка освещения даже при превосходной реализации предоставленного плана света.
Эти проблемы могут приводить к тому, что полученный в результате фактический рисунок освещения в зоне отклоняется от предварительно заданного рисунка освещения, например, содержит чрезмерные неравномерности, так что требуется некоторая регулировка компоновки светильников.
Опубликованная заявка США US 2013/0268246 предлагает прикреплять к осветительному прибору камеру с тем, чтобы установщик имел возможность 'видеть', куда будет направлен свет от светильника, с помощью получения 'обрезанного' изображения, отражающего смоделированный рисунок света. Это обрезанное изображение затем может быть сравнено с дополнительным изображением 'широкоугольной' камеры для определения местоположения луча света и рисунка относительно широкоугольного изображения и таким образом для определения того, направлен ли светильник в требуемом направлении. Несмотря на то, что это может улучшить точность наведения установленной системы светильников, это, например, не помогает установщику при обнаружении препятствий на световом пути светильников.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение стремится обеспечить систему освещения для формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне без необходимости полагаться на правильную реализацию точного плана света.
Настоящее изобретение дополнительно стремится обеспечить способ формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне без необходимости полагаться на правильную реализацию точного плана света.
В соответствии с одним аспектом, предоставляется система освещения для формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне, содержащая множество светильников, причем каждый светильник имеет механизм регулировки ориентации и выполнен с возможностью создания вклада в упомянутый рисунок освещения в части упомянутой зоны; множество камер, причем каждая камера связана с одним из упомянутых светильников для записи изображения освещенной части упомянутой зоны, включающей вклад, формируемый упомянутым связанным светильником; устройство хранения данных, хранящее план света, включающий информацию о местоположении и информацию о наведении для каждого светильника; и блок управления, выполненный с возможностью способствования формированию предварительно заданного рисунка освещения при оценке одного из упомянутых изображений для определения отклонение от предварительно заданного рисунка освещения для освещенной части упомянутой зоны, записанной в упомянутом изображении; выбора светильника из упомянутого множества светильников на основе информации в упомянутом плане света; и генерирования сигнала регулировки ориентации для выбранного светильника на основе определенного отклонения.
Настоящее изобретение основано на понимании того, что оптическая обратная связь, обеспечиваемая камерами, связанными со светильниками, может быть использована для управления ориентацией светильника при оценке записанных изображений с извлечением информации касательно фактического рисунка освещения зоны или ее части из данных изображения и с генерированием сигнала регулировки ориентации для выбранных светильников на основе этой информации, что используется для управления механизмом регулировки ориентации выбранного светильника. Таким образом может быть реализован контур обратной связи, в котором ориентации светильников могут регулироваться до тех пор, пока не будет установлен предварительно заданный рисунок освещения в зоне определенного размера. Оптическая обратная связь, обеспечиваемая камерами, может быть использована для корректировки искажений в плане света или его установленной системе.
В предпочтительном варианте осуществления механизм регулировки ориентации является электронно-управляемым механизмом регулировки ориентации, и при этом сигнал регулировки ориентации предназначен для управления электронно-управляемым механизмом регулировки ориентации. Преимущество этого состоит в том, что светильники могут быть автоматически отрегулированы без вмешательства установщика.
Блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью выбора первого светильника из упомянутого множества и генерирования сигнала регулировки ориентации для первого светильника для выравнивания создаваемого первым светильником вклада в рисунок освещения с опорной точкой в упомянутой зоне на основе изображения, записанного камерой, связанной с первым светильником; и повторного выбора последующего светильника из упомянутого множества и генерирования сигнала регулировки ориентации для последующего светильника с выравниванием создаваемого последующим светильником вклада в рисунок освещения с создаваемым предыдущим выбранным светильником вкладом в рисунок освещения на основе изображения, записанного по меньшей мере одной из связанной с последующим светильником камеры и связанной с предыдущим выбранным светильником камеры, до тех пор, пока не будет установлен предварительно заданный рисунок освещения.
Система освещения может дополнительно содержать множество дополнительных камер для позиционирования под разными углами обзора зоны, причем каждая из дополнительных камер выполнена с возможностью записи дополнительного изображения по меньшей мере части рисунка освещения под упомянутым углом обзора, при этом блок управления выполнен с возможностью формирования предварительно заданного рисунка освещения при выборе индивидуальных светильников и генерирования сигнала регулировки ориентации для выбранного светильника в ответ на информацию рисунка освещения, извлеченную из изображения, записанного камерой, выполненной с возможностью записи изображения по меньшей мере части создаваемого выбранным светильником вклада в рисунок освещения и в ответ на информацию рисунка освещения, извлеченную из соответствующих изображений, записанных дополнительными камерами. Это может гарантировать то, что достигают требуемого рисунка освещения, например, рисунка однородного или равномерного освещения под множественными углами обзора зоны. Это, например, имеет особое значение, если зона является площадкой спортивной арены, когда желательно, чтобы площадка была равномерно освещена под разными углами обзора, например, с разных позиций камеры, с которых записываются изображения трансляции.
Блок управления может быть выполнен с возможностью итерационно принимать и оценивать обновленное изображение упомянутой освещенной части для определения обновленного отклонения от предварительно заданного рисунка освещения вслед за регулировкой ориентации выбранного светильника; и генерировать дополнительный сигнал регулировки ориентации для выбранного светильника для того, чтобы уменьшать обновленное отклонение до тех пор, пока упомянутое обновленное отклонение не упадет ниже предварительно заданного порогового значения отклонения, или до тех пор, пока число итераций не превысит предварительно заданного порогового числа итераций.
Система может дополнительно содержать устройство хранения данных, хранящее информацию о связи, идентифицирующую каждый светильник, связанный с конкретной камерой, при этом блок управления выполнен с возможностью выбора светильника, связанного с определенным отклонением, на основе информации, содержащейся в плане света, и информации о связи. Это обеспечивает выбор светильников на основе заданной информации позиции, а также фактической оптической обратной связи. Это, например, может быть желательным, когда не каждый светильник связан с камерой, что может быть осуществимо, если камеры выполнены с возможностью записи множества вкладов в единое изображение.
План света может дополнительно содержать информацию об ориентации для каждого светильника, например, координаты X, Y, Z, и при этом блок управления выполнен с возможностью генерирования сигнала регулировки ориентации для выбранного светильника по информации о его ориентации в плане света и необязательно обновления информации об ориентации выбранного светильника в соответствии со сгенерированным сигналом регулировки ориентации.
В варианте осуществления блок управления дополнительно выполнен с возможностью регулировки интенсивности создаваемого выбранным светильником вклада в рисунок освещения с достижением предварительно заданного рисунка освещения. При регулировании как ориентации светильников, так и интенсивности их соответствующих вкладов, можно легче достичь предварительно заданного рисунка освещения.
Каждый светильник может иметь камеру, установленную на этом светильнике, при этом сектор обзора упомянутой камеры совмещен с направлением, в котором связанный светильник создает свой вклад. Это обеспечивает особенно надежную оптическую обратную связь блоку управления. В качестве альтернативы, каждая камера может быть связана с более чем одним светильником, например, может быть помещена таким образом, что она может записывать световые распределения нескольких светильников.
Освещенная часть определенной зоны может быть освещена множеством упомянутых вкладов, при этом упомянутые вклады являются частично перекрывающимися в упомянутом предварительно заданном рисунке освещения. В такой компоновке блок управления может быстро устанавливать отклонения от предварительно заданного рисунка освещения с помощью оценки перекрытия между смежными вкладами.
В варианте осуществления блок управления использует алгоритм для оценки светового распределения, записанного в упомянутом изображении; и для сравнения оцененного светового распределения с предполагаемым световым распределением предварительно заданного рисунка освещения, при этом блок управления выполнен с возможностью генерирования сигнала регулировки ориентации на основе упомянутого сравнения.
Варианты осуществления настоящего изобретения особенно преимущественны там, где определенная зона является площадкой спортивной арены, такой как стадион. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается такими определенными зонами; в равной степени возможно, что определенная зона, например, является фасадом здания, зоной пола коммерческого здания или зоной автостоянки.
Предварительно заданный рисунок освещения предпочтительно является рисунком равномерного освещения, хотя настоящее изобретение этим не ограничивается.
В соответствии с другим аспектом, предоставляется реализуемый компьютером способ формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне множеством светильников, каждый из которых содержит регулируемый механизм ориентации и выполнен с возможностью создания вклада в упомянутый рисунок освещения на части упомянутой зоны, причем способ содержит повторение этапов, на которых: оценивают одно из упомянутых изображений с определением отклонения от предварительно заданного рисунка освещения для освещенной части упомянутой зоны, записанной в упомянутом изображении; выбирают светильник из упомянутого множества светильников на основе информации в плане света, включающей в себя информацию о местоположении и информацию о наведении для каждого светильника; и генерируют сигнал регулировки ориентации для выбранного светильника на основе определенного отклонения до тех пор, пока не будет сформирован предварительно заданный рисунок освещения. Таким образом, можно итерационно получить предварительно заданный рисунок освещения, используя оптическую обратную связь, обеспечиваемую камерами, выполненными с возможностью записи вкладов в рисунок освещения соответствующими светильниками, для того, чтобы корректировать искажения основанного на плане света формирования светового рисунка светильниками.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения описываются более подробно и путем неограничивающих примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 схематично изображает систему освещения в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 2 схематично изображает аспект принципа работы системы освещения в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 3 схематично изображает принцип освещения системы освещения;
Фиг. 4 схематично изображает систему освещения в соответствии с другим вариантом осуществления; и
Фиг. 5 изображает блок-схему последовательности операций способа формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне заданного размера в соответствии с вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Следует понимать, что Фигуры являются лишь схематичными и выполнены не в масштабе. Также следует понимать, что одинаковые ссылочные позиции используются на всех Фигурах для указания одинаковых или похожих частей.
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе освещения для освещения зоны заданного размера, т.е. зоны с известными размерами. Такие размеры, например, могут быть предоставлены системе в качестве входных параметров или в любой другой подходящей форме. Система освещения, как правило, выполнена с возможностью формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне заданного размера. В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления предварительно заданный рисунок освещения является рисунком однородного или равномерного освещения. В по меньшей мере некоторых других вариантах осуществления предварительно заданный рисунок освещения является рисунком неоднородного или неравномерного освещения. В контексте настоящей заявки рисунок однородного или равномерного освещения является рисунком освещения, в котором по всей зоне, подлежащей освещению, вариации интенсивности освещения, создаваемой светильниками системы, ниже предварительно заданного порогового значения. В качестве неограничивающего примера, пиковая интенсивность в любой области зоны, подлежащей освещению, не больше трехкратной минимальной интенсивности в любой (другой) области зоны, подлежащей освещению. Следует понимать, что в равной степени возможны другие отношения или другие определения, выражающие равномерное или однородное освещение зоны заданного размера.
В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления зона, подлежащая освещению, является зоной, в которой практикуется спорт, такой как площадка, бассейн, велодром или любая другая подходящая зона. Зона, подлежащая освещению, может формировать часть спортивной арены, в которой зона, подлежащая освещению, как правило, окружена зрительской зоной, например, зонами сидячих мест, трибунами и т.д. Тем не менее, подчеркивается, что настоящее изобретение не ограничивается освещением спортивных арен; в равной степени возможно, что зона заданного размера, подлежащая освещению, является другим типом большой зоны, такой как фасад здания, где, например, освещение фасада может быть желательным по эстетическим причинам, зона пола коммерческого здания, такая как пол магазина, пол товарного склада или зона пола автостоянки, где может быть использована система освещения для формирования предварительно заданного рисунка освещения по функциональным причинам, например, для способствования коммерческой деятельности, осуществляемой в зоне заданного размера желательным, например, безопасным образом.
Фиг. 1 схематично изображает систему 100 освещения для формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне 10 заданного размера, здесь площадки спортивной арены путем неограничивающего примера. Система 100 освещения содержит множество светильников 110 для монтажа по отношению к зоне 10 таким образом, что светильники 110 могут быть наведены на зону 10 для того, чтобы формировать предварительно заданный рисунок освещения. Например, в случае спортивной арены, светильники 110 могут быть установлены вокруг зоны 10, т.е. вокруг площадки, для того, чтобы достичь предварительно заданного рисунка освещения. Например, светильники 110 могут быть установлены на специальных монтажных рамах для позиционирования в выбранных позициях спортивной арены, например, вблизи углов зоны 10, и в этом случае каждая монтажная рама может включать в себя мачту для подъема монтажной рамы на требуемую высоту, чтобы добиться освещения площадки под подходящими углами освещения. Особенно общепринятой компоновкой является такая, когда светильники 110 установлены на трибунах и зонах сидячих мест вокруг зоны 10, при этом светильники 110 могут быть установлены на разных ярусах зрительских зон, чтобы добиться освещения площадки в диапазоне углов освещения. Это является преимуществом, например, при попытке достичь равномерного или однородного освещения области площадки под разными углами обзора, например, с разных позиций камер для записи спортивного мероприятия в зоне 10 в целях трансляции, когда можно легче достичь требований освещения при освещении области площадки под множественными углами освещения.
Тем не менее, следует понимать, что когда система 100 освещения выполнена с возможностью освещения другого типа зоны 10, как объяснено ранее, светильники 110 могут быть установлены в других относительных позициях по отношению к зоне 10, подлежащей освещению; например, в случае, когда зона 10 является фасадом здания, светильники 110 могут быть установлены напротив зоны 10, в случае, когда зона 10 является зоной пола коммерческого здания или автостоянки, светильники 110 могут быть установлены над зоной 10, и т.д.
Светильники 110 или их держатель, как правило, содержат механизм регулировки ориентации, который обеспечивает регулировку наведения светильника 110 таким образом, что светильник 110 может быть наведен на иную часть зоны 10. Например, светильник 110 может быть установлен с использованием подходящей монтажной точки или зажимного приспособления, выполненного с возможностью регулировки для того, чтобы менять ориентацию светильника 110. Эта регулировка в некоторых вариантах осуществления является двумерной регулировкой. Подходящие регулировки могут быть любыми двумя или тремя из следующих: ориентация вокруг горизонтальной оси (регулировка наклона); ориентация вокруг вертикальной оси (регулировка панорамирования); и ориентация вокруг оптической оси светильника (регулировка вращения). Механизм регулировки ориентации может быть регулируемым вручную. В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления механизм регулировки ориентации может быть электронно-управляемым, и в этом случае механизм регулировки, например, может содержать электродвигатель или подобное, чтобы автоматически регулировать ориентацию светильника 110 в соответствии с сигналом управления, поданным на электронно-управляемый механизм регулировки ориентации.
Светильники 110 могут быть любым подходящим типом светильника, например, светильником на основе светодиодов, таким как прожектор на основе светодиодов или подобное.
Система 100 освещения дополнительно содержит множество камер 120, при этом каждая камера связана со светильником 110 таким образом, что камера 120 предназначена для записи изображения освещенной части зоны 10, включающей вклад в освещение в части зоны 10, т.е. создаваемый связанным с ней светильником 120 вклад в общий рисунок освещения зоны 10.
Камеры 120, как правило, расположены таким образом, что существует определенная зависимость между сектором обзора камеры 120 и оптической осью связанного светильника 110. Например, определенной зависимостью между сектором обзора камеры 120 и оптической осью светильника 110 может быть то, что сектор обзора камеры 120 включает в себя оптическую ось светильника так, что центр изображения, записанного камерой 120, является точкой или пятном наведения связанного светильника 110. Предпочтительно, сектор обзора камеры 120 является таким, что центр изображения, записанного камерой 120, является пересечением оптической оси связанного светильника 110 в отношении части зоны 10, по меньшей мере частично освещенной профилем освещения, сформированным связанным светильником 110, т.е. вкладом связанного светильника 110 в общий рисунок освещения, создаваемый светильниками 110. Тем не менее, следует понимать, что определенная зависимость может включать в себя известную ориентацию или сдвиговое смещение между сектором обзора камеры 120 и оптической осью ее связанного светильника 110. Такое смещение, например, может присутствовать в сценарии, когда камера 120 связана с более чем одним светильником 110, например, не непосредственно установлена на конкретном светильнике 110, а вместо этого установлена вблизи кластера светильников 110, когда камера 120 установлена на конкретном светильнике 110, но выполнена с возможностью записи световых профилей более чем одного светильника 110 с наведением на ту же самую часть зоны 10, например, широкоугольная камера 120, и т.д.
В варианте осуществления каждая камера 120 устанавливается на связанном светильнике 110, при этом сектор обзора камеры 120 совмещен с направлением, в котором связанный светильник 110 создает свой вклад в общий рисунок освещения в зоне 10. На этом этапе отмечается, что в некоторых вариантах осуществления каждый светильник 110 содержит или связан с камерой 120. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления только подмножество светильников 110 содержат или связаны с камерой 120 таким образом, что система 100 освещения содержит смесь светильников 110, некоторые из которых связаны с камерой 120, а некоторые из которых не связаны. Например, в сценарии, когда доступна информация о местоположении/наведении для светильников 110 и в котором камеры 120 могут записывать область зоны 10, включающей вклад в общий рисунок освещения ее связанным светильником 110 и по меньшей мере часть вкладов других светильников, причем эти другие светильники не обязательно связаны с камерой, поскольку рисунок освещения в области зоны 10, записанной камерой 120, может быть оптимизирован без необходимости в дополнительных камерах. Вместо этого, как только светильник 110, связанный с камерой 120, корректно наведен, оставшиеся светильники 110 для освещения области зоны 10 под наблюдением камеры 120 могут быть выбраны на основе информации о местоположении/наведении, при этом их ориентации более тонко настраиваются с использованием оптической обратной связи, обеспечиваемой камерой 120. Это будет объяснено более подробно ниже.
Камера 120 может быть любой подходящей камерой или средством формирования изображения, выполненным с возможностью записи изображения и передачи изображения на блок 130 управления, который будет объяснен более подробно ниже. Например, в некоторых вариантах осуществления камера 120 содержит линзы или оптику для обеспечения регулировки сектора обзора камеры, такой как операции масштабирования, таким образом, что камера выполнена с возможностью записи первого изображения или набора изображений на первом уровне масштабирования с более широким сектором обзора, чтобы обеспечить грубую оптимизацию рисунка освещения зоны 10, и второго изображения или набора изображений на втором уровне масштабирования с более узким сектором обзора, чтобы обеспечить тонкую настройку такого рисунка освещения. Камера 120 не ограничена камерой с длиной волны видимого света; может быть предусмотрен любой подходящий тип камеры, такой как пассивные или активные устройства формирования изображения, например, устройства оптического локатора, инфракрасные камеры, времяпролетные камеры и т.д.
Система 100 освещения дополнительно содержит блок 130 управления, соединенный с возможностью связи со множеством камер 120 через коммуникативное соединение 125, которое может быть любым подходящим соединением, таким как проводное или беспроводное соединение, которое может включать в себя выделенные соединения между каждой камерой 120 и блоком 130 управления и/или может включать в себя совместно используемое соединение между камерами 120 и блоком 130 управления, такое как шинная архитектура или подобное. Другие подходящие типы коммуникативных соединений между камерами 120 и блоком 130 управления будут непосредственно очевидны обычному специалисту.
Светильники 110, как правило, позиционируются и наводятся в соответствии с планом света, который может быть сохранен в устройстве 150 хранения данных, доступном для блока 130 управления. Такой план света, например, может включать в себя информацию о местоположении и информацию о наведении для каждого светильника 110, например, список или таблицу светильников, установленных по отношению к зоне 10, например, в пределах стадиона или здания, тип светильника, местоположение монтажа или размещения светильников, которое может быть указано по отношению к известной опорной точке, такой как центральная точка или пятно стадиона, требуемую ориентацию светильника и требуемую точку наведения светильника, которая может быть указана, например, относительно известной опорной точки.
Как объяснено ранее, такой план света разрабатывается с целью формирования конкретного светового распределения, т.е. предварительно заданного рисунка освещения, по зоне 10. Как правило, план света дает установщику системы 100 освещения руководство к установке относительно того, где позиционировать отдельные светильники 110 и каким образом наводить индивидуальные светильники 110 в направлении конкретной области зоны 10. Тем не менее, такой план света не обязательно достигает требуемого светового распределения по зоне 10, например, так как установщик не следует корректно плану света, например, неверно направляет по меньшей мере некоторые из светильников 110 или, например, так как план света является некорректным, например, так как некоторые из светильников 110 не могут освещать предназначенную часть зоны 10 из-за непредвиденного препятствия на световом пути затронутого светильника во время разработки плана света или из-за недоступности предусмотренной позиции монтажа светильника. Блок 130 управления, как правило, выполнен с возможностью приема изображения от камеры 120 через коммуникативное соединение 125, причем изображение, как правило, содержит часть зоны 10, включающую вклад освещения светильника 110, связанного с камерой 120, и выполнен с возможностью оценки фактического рисунка освещения по части зоны 10 в принятом изображении с определением отклонения от предварительно заданного рисунка освещения. Такое отклонение, например, может быть результатом некорректного освещения контролируемой части зоны 10, которая, например, может быть результатом некорректного плана света или некорректной реализации в противном случае корректного плана света.
В некоторых вариантах осуществления блок 130 управления может использовать алгоритм для оценки светового распределения в изображении, записанном камерой 120, и для сравнения оцененного светового распределения с предусмотренным световым распределением предварительно заданного рисунка освещения. Например, блок 130 управления может быть выполнен с возможностью выполнения оценки равномерности светового распределения в изображении, записанном камерой 120, и сравнения равномерности светового распределения с предварительно заданными правилами равномерности для того, чтобы определить, согласуется ли рисунок освещения в части зоны 10, записанной камерой 120, с этими правилами равномерности, в случае, когда предварительно заданный световой рисунок является равномерным рисунком.
Если блок 130 управления определяет, что световое распределение в записанном изображении отклоняется от предварительно заданного рисунка освещения, это сигнализирует о том, что ориентация светильников 110 неоптимальная и требует регулировки. Блок 130 управления впоследствии выбирает один из светильников 110 для регулировки ориентации для того, чтобы регулировать наведение выбранного светильника 110 с целью уменьшения или даже устранения отклонения фактического рисунка освещения в части зоны, записанной камерой 120, от предварительно заданного рисунка освещения в этой части зоны 10.
Блок 130 управления впоследствии генерирует сигнал регулировки ориентации для выбранного светильника 110, на основе которого может быть отрегулирована ориентация выбранного светильника 110. Сигнал регулировки ориентации может быть сигналом, содержащим информацию регулировки ориентации, причем сигнал может быть сигналом управления для пользовательского интерфейса, такого как блок дисплея или подобного, на котором информация регулировки ориентации может быть представлена установщику для ручной регулировки выбранного светильника 110 в соответствии с информацией регулировки ориентации, сформированной блоком 130 управления. Это может быть итерационной процедурой, в которой блок 130 управления принимает обновленное изображение части зоны 10, которое записано камерой 120, в которой записана ручная регулировка выбранного светильника 110, при этом блок 130 управления оценивает обновленное изображение, как объяснялось ранее, и генерирует обновленный сигнал регулировки ориентации в случае, когда ручная регулировка ориентации выбранного светильника 110 не была исполнена в полной мере, так, что может потребоваться дальнейшая регулировка ориентации выбранного светильника 110 для того, чтобы уменьшить отклонение от предварительно заданного рисунка освещения в отслеживаемой части зоны 10 ниже приемлемых уровней, например, исключить это отклонение.
В качестве альтернативы, в случае светильника 110, содержащего или установленного на электронно-управляемом механизме регулировки ориентации, сигнал регулировки ориентации может быть сигналом управления для электронно-управляемого механизма регулировки ориентации. В таком варианте осуществления каждый электронно-управляемый механизм регулировки может быть соединен с возможностью связи с блоком 130 управления через коммуникативное соединение 115, которое может быть любым подходящим соединением, таким как проводное или беспроводное соединение, которое может включать в себя выделенные соединения между каждым электронно-управляемым механизмом регулировки ориентации светильника 110 и блоком 130 управления и/или может включать в себя совместно используемое соединение между управляемыми механизмами регулировки ориентации светильников 110 и блоком 130 управления, такое как шинная архитектура или подобное. Другие подходящие типы коммуникативных соединений между управляемыми механизмами регулировки ориентации светильников 110 и блоком 130 управления будут непосредственно очевидны обычному специалисту.
В случае, когда блок 130 управления имеет доступ к информации о местоположении и информации о наведении для светильников 110, блок 130 управления может выбирать соответствующий светильник 110 для регулировки ориентации на основе этой информации о местоположении и информации о наведении, которая, например, предоставлена в плане света. Это будет объяснено более подробно ниже с помощью Фиг. 2.
Группа с левой стороны Фиг. 2 схематично изображает ситуацию, которая может возникнуть из-за некорректно реализованного плана света или некорректного плана света, в которой световые распределения 210 соответствующих светильников 110 наведены на различные местоположения зоны 10, но когда область 15 зоны 10 не демонстрирует требуемого или предварительно заданного рисунка освещения, например, из-за неправильно выровненного или не оптимально позиционированного светильника 110 или светового выхода светильника 110, блокируемого препятствием в плане света светильника 110. Такая область 15, например, может быть обнаружена при систематической оценке различных областей зоны 10 с использованием изображений, формируемых камерами 120, связанными со светильниками 110, и с регистрацией областей, таких как область 15, в которой обнаруживается отклонение от предварительно заданного рисунка освещения в этой области. Это, например, может быть обнаружено камерой 120, связанной со светильником 110, освещающим участок зоны 10, смежной с невыровненным (несогласованным) или отсутствующим световым распределением, когда блок 130 управления, например, может обнаруживать отклонение при некорректном или отсутствующем перекрытии между световым распределением 210 светильника 110, связанного с камерой 120, и невыровненным или отсутствующим смежным световым распределением 210. В качестве альтернативы, в случае невыровненного светового распределения 210, т.е. неправильно выровненного светильника 110, формирующего это световое распределение 210, неправильное выравнивание может быть обнаружено с использованием камеры 120, связанной с невыровненным светильником 110.
После обнаружения такого отклонения, блок 130 управления выбирает один или более светильников 110 для компенсации обнаруженного отклонения. С этой целью блок 130 управления может осуществлять доступ к плану света, чтобы идентифицировать светильники 110, которые связаны с обнаруженным отклонением, например, используя информацию о местоположении или информацию о наведении в плане света, чтобы идентифицировать светильники 110, расположенные для освещения области 15 или ее непосредственных окрестностей. Например, когда камера 120 обнаруживает освещенную область 15, демонстрирующую характеристики освещения, которые отклоняются от предварительно заданного рисунка освещения, это либо сигнализирует о том, что светильник 110, связанный с камерой 120, является невыровненным, либо о том, что другие светильники 110, расположенные для освещения области 15, являются либо невыровненными, либо заблокированными. Блок 130 управления может обращаться к плану света, чтобы идентифицировать светильники 110, связанные с освещением области 15, и может генерировать сигналы регулировки ориентации для ручной или электронной регулировки идентифицированных светильников для того, чтобы уменьшить определенное отклонение от предварительно заданного рисунка освещения в области 15, используя оптическую обратную связь, обеспечиваемую камерами 120, связанными с по меньшей мере некоторыми из идентифицированных светильников 110, как объяснено ранее. Как схематично показано на группе с правой стороны Фиг. 2, это, например, может привести к регулировке ориентации ряда световых распределений 210', создаваемых светильниками 110, наведенными на область 15 или рядом с ней, здесь выделенные полужирными окружностями вокруг позиционно-отрегулированных световых распределений 210'.
В случае блокированного светового распределения, например, при непредвиденном препятствии, блок 130 управления может быть дополнительно выполнен с возможностью генерирования сигнала регулировки ориентации для блокированного светильника 110 до тех пор, пока камера 120, связанная со светильником 110, не запишет изображение светового распределения, создаваемого светильником 110, проецируемое на зону 10. В этом варианте осуществления блок 130 управления может пытаться перекрыть световое распределение затронутого светильника световым распределением уже присутствующим в этой части зоны 10, идентифицировать светильник 110, отвечающий за формирование уже присутствующего светового распределения, и генерировать сигнал регулировки ориентации для последнего светильника таким образом, чтобы этот светильник был повторно наведен на участок зоны 10 или участок, исходно предназначенный для освещения заблокированным светильником. Таким образом гарантируется, что все светильники 110 системы 100 освещения создают световое распределение, которое используется для освещения зоны 10, тем самым оптимизируя вероятность того, что система 100 освещения достигает предварительно заданного рисунка освещения в зоне 10.
Некоторые вариации вышеприведенного будут очевидны обычному специалисту. Например, блок 130 управления может обращаться к связанной информации, идентифицирующей каждый светильник 110, связанный с конкретной камерой 120, при этом блок 130 управления выполнен с возможностью выбора светильника 110, связанного с определенным отклонением, на основе информации, содержащейся в плане света и связанной информации. Такая связанная информация может быть сохранена в любом пригодном устройстве хранения данных, например, памяти или подобном, которое может быть устройством 150 хранения данных, хранящим план света, или может быть иным устройством хранения данных.
Кроме того, отмечается, что варианты осуществления настоящего изобретения были описаны, исходя из попытки уменьшить или исключить наблюдаемое отклонение на основе оптической обратной связи, обеспечиваемой камерами 120, от предварительно заданного рисунка освещения в зоне 10 посредством сигналов повторной регулировки ориентации светильника, генерируемых блоком 130 управления в ответ на эту оптическую обратную связь. Тем не менее следует понимать, что в дополнение к таким сигналам переориентации светильника, блок 130 управления может быть дополнительно выполнен с возможностью регулировки интенсивности света выбранных светильников 110, например, путем регулировки яркости, для того, чтобы достичь предварительно заданного рисунка освещения по зоне 10.
В варианте осуществления зоне 10 может требоваться демонстрировать предварительно заданный профиль освещения под разными углами обзора, например, в случае, когда наблюдение за зоной 10 осуществляется ТВ-камерами под этими углами обзора, например, в случае, когда зона 10 является площадкой или подобным спортивной арены. Следует отметить, что не гарантируется, что при создании предварительно заданного профиля освещения под одним углом обзора, профиль освещения под другими углами обзора также демонстрирует требуемые характеристики освещения. Как будет легко понятно обычному специалисту, интенсивность света, воспринимаемая под конкретным углом обзора, например, под углом обзора камеры 120, является функцией различных углов, под которыми освещается наблюдаемая часть зоны 10. Это будет объяснено более подробно с помощью Фиг. 3.
Когда светильник 110 формирует световое распределение 210, интенсивность этого светового распределения 210 будет восприниматься по-разному под разными углами обзора, обозначенными здесь a-c для соответствующих наблюдателей 301-303, например, разных камер. Для наблюдателя 301, угол a обзора с оптической осью светильника 110 близок к 0°, что означает, что наблюдатель 301 будет главным образом наблюдать рассеянный свет от светового распределения 210. Для наблюдателя 302 угол b обзора с оптической осью светильника 110 увеличен так, что наблюдатель 302 будет наблюдать рассеянный свет, а также отраженный свет от светового распределения 210, тем самым воспринимая более интенсивное световое распределение, чем наблюдатель 301. Для наблюдателя 303 угол c обзора с оптической осью светильника 110 еще более увеличен, так что наблюдатель 303 находится в главном направлении отражения (как указано сплошной стрелкой) светового распределения 210 и наблюдатель 303 будет наблюдать чрезвычайно интенсивное световое распределение 210.
Это, как правило, смягчается освещением одной и той же части зоны 10 множественными светильниками 110 под разными углами так, что угловая зависимость воспринимаемого распределения света минимизируется.
Следовательно, при оптимизации профиля освещения по зоне 10 с использованием камер 120, (по существу) совмещенных с оптическими осями светильников 110, с которыми связаны камеры 120, это не обязательно может приводить к тому, что достигают предварительно заданного рисунка освещения под всеми интересующими углами обзора, такими как углы обзора под которыми могут быть размещены ТВ-камеры, поскольку такие углы обзора могут по существу отличаться от углов, под которыми камеры 120 наблюдают зону 10. Например, камеры 120 могут быть связаны со светильниками 110 на первой высоте над зоной 10, тогда как наблюдатели 301-303 могут наблюдать зону 10 с другой высоты, например, ниже верхних светильников 110.
Фиг. 4 схематично изображает вариант осуществления системы 100 освещения, которая может способствовать решению этой проблемы. В этом варианте осуществления система 100 освещения дополнительно содержит одну или более дополнительных камер 140, размещенных под интересующими углами обзора и соединенных с возможностью связи с блоком 130 управления через коммуникативное соединение 145, которое может быть любым подходящим соединением, таким как проводное или беспроводное соединение, которое может включать в себя выделенные соединения между каждой дополнительной камерой 140 и блоком 130 управления и/или может включать в себя совместно используемое соединение между дополнительными камерами 140 и блоком 130 управления, такое как шинная архитектура или подобное. Другие подходящие типы коммуникативных соединений между дополнительными камерами 140 и блоком 130 управления будут непосредственно очевидны обычному специалисту.
В этом варианте осуществления блок 130 управления выполнен с возможностью генерирования сигнала регулировки ориентации для выбранного светильника 110 на основе оптической обратной связи, обеспечиваемой камерой 120, связанной с выбранным светильником 110 или ранее выбранным светильником, как объяснено более подробно выше, а также оптической обратной связи, обеспечиваемой упомянутыми одной или более дополнительными камерами 140. Например, блок 130 управления может быть выполнен с возможностью решения набора линейных уравнений, каждое из которых пытается минимизировать наблюдаемое отклонение от предварительно заданного рисунка освещения, например, отклонение от минимальной степени равномерности, подлежащей достижению в наблюдаемом рисунке освещения под углом обзора, связанным с линейным уравнением; другими словами, каждое линейное уравнение связано с данными изображения, предоставляемыми одной из камер 120 или одной из дополнительных камер 140. Как и ранее, это может быть итерационным процессом, в котором блок 130 управления генерирует обновленные сигналы регулировки ориентации для выбранного светильника 110 на основе обновленных изображений, формируемых упомянутыми одной или более камерами 120 и упомянутыми одной или более дополнительными камерами 140.
В варианте осуществления блок 130 управления выполнен с возможностью ограничения числа итераций регулировки ориентации светильника. Если выбранный светильник 110 не может быть отрегулирован (либо вручную, либо автоматически, как объяснено ранее) в пределах заданного числа итераций таким образом, что отклонение от предварительно заданного рисунка освещения под интересующими углами обзора не может быть уменьшено ниже приемлемого порогового значения или устранено, блок 130 управления может отклонять выбранный светильник 110 и может вместо этого выбирать другой светильник 110 из множества светильников и повторять процесс оптимизации для вновь выбранного светильника 110. Это, например, может быть использовано для решения проблем с неправильно расположенными светильниками 110 или светильниками 110, которые не могут освещать предназначенную часть зоны 10, которая указана в плане света, из-за непредвиденных объектов, например, конструктивных элементов, блокирующих световой путь светильника 110 к этой части зоны.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций примерного варианта осуществления способа 600 формирования предварительно заданного рисунка освещения в зоне 10 заданного размера с помощью множества светильников 110, причем каждый содержит регулируемый механизм ориентации и выполнен с возможностью создания вклада в упомянутый рисунок освещения в части упомянутой зоны. Способ 600 обычно является реализуемым компьютером способом 600, содержащим код компьютерной программы, хранящийся на считываемом компьютером носителе информации, причем код компьютерной программы, например, может быть выполнен на процессоре системы 100 освещения, например, процессоре, встроенном в блок 130 управления. Варианты осуществления способа 600 стремятся симметрично оценивать распределение освещения по зоне 10 заданного размера, используя оптическую обратную связь, обеспечиваемую камерами 120, связанными с по меньшей мере некоторыми из светильников 110, как объяснено более подробно выше.
Способ 600 может начинаться на этапе 602, например, с установки системы светильников 110 и связанных с ними камер 120 и приблизительного наведения светильников 110 на соответствующие области зоны 10 согласно предварительно разработанному плану света, как объяснено ранее. Далее на этапе 604 выбирают одну из камер 120, например, на основе информации плана света, и с помощью выбранной камеры 120 записывают изображение освещенной части зоны 10.
Записанное изображение затем оценивают на этапе 606, например, блоком 130 управления, например, оценивая световое распределение по записанному изображению и сравнивая световое распределение по записанному изображению с целевым световым распределением предварительно заданного рисунка освещения для области зоны 10, которая оценивается. На этапе 608 блок 130 управления принимает решение о том, отклоняется ли световое распределение по записанному изображению от целевого светового распределения предварительно заданного рисунка освещения для области зоны 10, которая оценивается, до такой степени, например, превышающей предварительно заданное пороговое значение, что для компенсации этого отклонения требуется регулировка ориентации некоторых светильников 110. Если никакого отклонения не обнаруживается, способ 600 переходит к этапу 620, на котором проверяют, был ли подтвержден предпочтительный рисунок освещения по всей зоне 10. Если это не так, способ возвращается обратно к этапу 604, на котором записывают изображение светового распределения другой области зоны 10, используя другую одну из камер 120. В противном случае способ 600 завершается на этапе 622.
Если, с другой стороны, на этапе 608 принято решение о том, что для компенсации обнаруженного отклонения требуется регулировка ориентации некоторых светильников 110, способ 600 переходит к этапу 610, на котором выбирают светильник 110, подлежащий регулировке. Во избежание сомнений повторим, что такое отклонение может быть результатом некорректного или некорректно реализованного плана света, как, например, объяснено более подробно с помощью Фиг. 2. Как объяснено ранее, выбранный светильник 110 может быть светильником 110, связанным с камерой 120, используемой для записи изображения, на котором была основана оценка отклонения, например, невыровненным светильником 110, светильником 110, произвольно выбранным из пула светильников 110, которые еще не выровнены, или светильником 110, выбранным на основе информации о местоположении/наведении в плане света, потенциально дополненным процессом выбора на основе информации о связи светильника 110, который должен быть выбран, с конкретной камерой 120.
На этапе 612 блок 130 управления генерирует сигнал регулировки ориентации для выбранного светильника 110, причем сигнал регулировки ориентации обычно генерируется на основе выполненной оценки записанного изображения и отклонения от предварительно заданного рисунка освещения, обнаруженного в записанном изображении. Как объяснено ранее, сигнал регулировки ориентации может быть предназначен для предоставления установщику инструкций для ручной регулировки выбранного светильника 110 или в особенно преимущественном варианте осуществления может быть сигналом управления для автоматической регулировки ориентации выбранного светильника 110 посредством управления электронно-управляемым механизмом регулировки ориентации светильника 110.
Эффект переориентации выбранного светильника 110 может быть проконтролирован на этапе 614 с помощью записи обновленного изображения освещенной области зоны 10, содержащей ранее обнаруженное отклонение от предварительно заданного рисунка освещения, причем обновленное изображение может быть записано камерой 120, связанной с выбранным светильником 110, или камерой 120, связанной с ранее выбранным светильником 110, формирующим световое распределение 210, которое должно частично перекрываться со световым распределением 210' выбранного в настоящий момент светильника 110, причем обновленное изображение может быть оценено на этапе 616 блоком 130 управления для определения того, уменьшено ли отклонение от предварительно заданного рисунка освещения в исследуемой области зоны 10. Если такое отклонение по-прежнему присутствует, блок 130 управления может принимать решение на этапе 618 о генерировании обновленного сигнала регулировки ориентации для выбранного светильника 110, и в этом случает способ 600 обращается вновь к этапу 612. Таким образом обеспечивается контур обратной связи, в котором изображения, записываемые камерой 120, используются в качестве оптической обратной связи для управления регулировкой ориентации выбранного светильника 110 для того, чтобы достичь предварительно заданного рисунка освещения в исследуемой области зоны 10. Если, с другой стороны, на этапе 618 принимается решение о том, что никакого значительного отклонения от предварительно заданного рисунка освещения в обновленном изображении не присутствует, способ 600 может переходить к ранее объясненному этапу 620.
Здесь отметим, что несмотря на то, что это в явном виде не показано на Фиг. 6, способ 600 может дополнительно оценивать на этапе 618 или на любом другом подходящем этапе, достигло ли число итераций по уменьшению обнаруженного отклонения от предварительно заданного рисунка освещения предварительно заданного порогового числа. Если это так, способ 600 может принять решение о том, что невозможно в достаточной степени уменьшить обнаруженное отклонение от предварительно заданного рисунка освещения с помощью выбранного светильника 110, и в этом случае способ 600 может обращаться вновь к этапу 610, на котором для регулировки ориентации с тем, чтобы уменьшить обнаруженное отклонение от предварительно заданного рисунка освещения выбирают другой светильник 110. Это, например, может быть случаем, если блок 130 управления не может добиться регулировки ранее выбранного светильника 110 так, чтобы достичь предварительно заданного рисунка освещения под множественными углами обзора, как, например, объяснено более подробно с помощью Фиг. 3.
Описанные здесь варианты осуществления могут быть реализованы компьютерным программным обеспечением, выполняемым процессором данных устройства, таком как процессорный логический объект, или аппаратным обеспечением, или комбинацией программного обеспечения и аппаратного обеспечения. Дополнительно в связи с этим следует отметить, что любые блоки логического потока на Фигурах могут представлять этапы программы или взаимосвязанные логические схемы, блоки и функции, или комбинации этапов программы и логических схем, блоков и функций. Программное обеспечение может быть сохранено на таких физических носителях информации, т.е. считываемых компьютером носителях информации, таких как кристаллы памяти или блоки памяти, реализованные внутри процессора, магнитных носителях информации, таких как жесткий диск или гибкие диски, и оптических носителях информации, таких как, например, DVD и его варианты данных, CD.
Память (запоминающее устройство) может быть любым подходящим типом для локальной технической среды и может быть реализована с использованием любой подходящей технологии хранения данных, такой как полупроводниковые устройства памяти, магнитные устройства и системы памяти, оптические устройства и системы памяти, постоянная память и съемная память. Процессоры данных могут быть любого типа, подходящего для локальной технической среды, и могут включать в себя один или более компьютеров общего назначения, компьютеров особого назначения, микропроцессоров, цифровых сигнальных процессоров (DSP), специализированных интегральных микросхем (ASIC), схем вентильного уровня и процессоров, основанных на архитектуре многоядерного процессора, в качестве неограничивающих примеров.
Описываемые здесь варианты осуществления могут быть реализованы на практике в разнообразных компонентах, таких как модули интегральной микросхемы. Проектирование интегральных микросхем осуществляется с помощью и является большим высокоавтоматизированным процессом. Комплексные и мощные инструменты программного обеспечения доступны для преобразования проектирования на логическом уровне в проектирование полупроводниковой схемы, готовой для вытравливания и формирования на полупроводниковой подложке.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что обычные специалисты в данной области техники будут способны разработать много альтернативных вариантов осуществления, не отступая от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные обозначения, помещенные в круглые скобки, не должны толковаться как ограничивающие пункт формулы изобретения. Слово «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от тех, что перечислены в пункте формулы изобретения. Формы единственного числа, предшествующие элементу, не исключают присутствия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько отдельных элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, некоторые из этих средств могут быть воплощены одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Сам факт, что определенные меры перечислены во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что не может быть использована с преимуществом комбинация этих мер.