用于基于摄像机的环境光估计的方法和系统技术方案

用于估计照明环境中的日光的量的照明单元（10）包括：光源（12）；配置成阻挡第一波长范围内的入射光的滤光器(330)，入射光包括日光入射光和非日光入射光两者；配置成接收滤过的入射光并产生检测信号（342）的摄像机（32），滤过的入射光在第一波长范围之外；以及与摄像机通信并配置成处理检测信号并估计日光入射光的量的控制器（22）。

Method and System for Environmental Light Estimation Based on Camera

The illumination unit (10) for estimating the amount of sunlight in the illumination environment includes a light source (12); a filter (330) configured to block the incident light in the first wavelength range, which includes both the sunlight incident light and the non-sunlight incident light; a camera (32) configured to receive the filtered incident light and generate the detection signal (342), and the filtered incident light in the first wavelength range. A controller (22) that communicates with the camera and is configured to process the detection signal and estimate the amount of sunlight incident light.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于摄像机的环境光估计的方法和系统
本公开一般涉及针对室内和户外照明系统的用于环境光的基于摄像机的估计的方法和系统。
技术介绍
传感器驱动的照明单元用传感器来监测环境的特性，并利用传感器数据来控制照明单元的光源。传感器驱动的照明单元的最常见的示例是使用测量环境光水平的集成光电管来监测光水平的系统。例如，夜灯使用环境光来在环境光水平降低时打开并在环境光水平增加时关掉。类似地，智能街道照明使用检测到的环境光来确定何时打开和关掉光源。最经常地，光水平由朝天空定向的光电管监测以观察环境光条件。光电管被定向到哪个方向或哪个表面或区域被用于光水平监测主要取决于产品设计。在大多数设备中，环境光水平从其被监测的表面或区域和待被照亮的目标表面之间没有关系。由于各种各样的原因，对于高级光控制来说，重要的是传感器驱动的照明单元和系统具有对环境光的贡献可能的最准确的估计。当前技术水平的照明系统和照明装置例如已为传感器嵌入了勒克斯计量功能以估计整体环境光，以便使得它们的集成照明和/或感测系统能够实现。然而这些传感器不考虑环境光的来源或各种贡献者。例如，诸如街灯和其它单元的户外照明系统不将日光的贡献与邻近光源或其它光源分开，并且在考虑整体环境光时当然不这么做。因此，在本领域中持续需要传感器驱动的照明单元中的测量并表征环境光的各种贡献者的方法和系统，以便提供高级光控制。
技术实现思路
本公开涉及针对室内和户外照明系统的用于环境光的基于摄像机的估计的专利技术方法和装置。本文中的各种实施例和实现方式涉及具有彩色摄像机的照明单元，其具有允许可见光和近红外光通过的带阻滤光器。日光贡献例如可以使用红色、蓝色和/或绿色颜色通道的像素信息的信号处理来被分开或识别。这将环境光分成日光贡献与人工光贡献。照明单元于是可以利用更准确的环境光估计，以便调节由照明单元的光源发射的光的一个或多个特性。通常，在一个方面中，提供用于估计照明环境中的日光的量的照明单元。照明单元包括：光源；配置成阻挡第一波长范围内的入射光的滤光器，其中入射光包括日光入射光和非日光入射光两者；配置成接收滤过的入射光并产生检测信号的摄像机，其中滤过的入射光在第一波长范围之外；以及与摄像机通信并配置成处理检测信号和估计日光入射光的量的控制器。根据实施例，第一波长范围配置成阻挡非日光入射光的至少部分。根据另一实施例，第一波长范围配置成阻挡非日光入射光的全部。根据实施例，第一波长范围的上限介于大约550和700nm之间。根据实施例，第一波长范围的上限是大约650nm。根据实施例，控制器还配置成基于所估计的日光入射光的量来调节光源的参数。根据实施例，参数是由照明单元发射的光的强度。根据实施例，摄像机配置成接收介于大约650和1000nm之间的波长中的光。根据实施例，摄像机包括红外传感器。根据一方面，提供了用于估计照明环境中的日光的量的方法。该方法包括下述步骤：在照明单元处接收入射光，其中入射光包括日光入射光和非日光入射光两者；由照明单元的滤光器过滤入射光的第一波长范围；用照明单元的摄像机检测滤过的入射光以产生检测信号，其中滤过的入射光在第一波长范围之外；以及使用检测信号来估计日光入射光的量。根据一方面，提供了用于估计照明环境中的日光的量的照明系统。照明系统包括：照明单元，其包括光源和控制器；以及摄像机，其包括配置成阻挡第一波长范围内的入射光的滤光器，其中入射光包括日光入射光和非日光入射光两者，以及其中摄像机配置成接收第一波长范围之外的滤过的入射光以产生检测信号；其中控制器配置成从摄像机接收检测信号并处理检测信号以估计日光入射光的量。如本文中出于本公开的目的而使用的，术语“LED”应被理解为包括任何电致发光二极管或能够响应于电信号而生成辐射的其它类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光带等等。特别地，术语LED指所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管），其可被配置成生成在红外光谱、紫外光谱和可见光谱各个部分（一般地包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长）中的一个或多个中的辐射。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED（下面进一步讨论）。还应当领会，LED可以被配置和/或控制以生成具有针对给定光谱（例如，窄带宽、宽带宽）的各种带宽（例如，半高全宽或FWHM）和在给定通用颜色类别内的各种主波长的辐射。例如，被配置为生成基本上白色光的LED（例如，白色LED）的一种实现方式可以包括许多管芯，其各自发射不同的电致发光光谱，所述不同的电致发光光谱组合地混合以形成基本上白色光。在另一种实现方式中，白光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱。在该实现方式的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，其进而辐射具有些许更宽光谱的更长波长辐射。还应当理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上面所讨论的，LED可以指具有被配置成各自发射不同辐射光谱的多个管芯（例如，其可以是或可以不是单独可控的）的单个发光设备。而且，LED可以与磷光体相关联，该磷光体被视为LED（例如，一些类型的白色LED）的组成部分。一般而言，术语LED可以指封装的LED、未封装的LED、表面安装LED、板上芯片LED、T-封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某类型的包装和/或光学元件（例如，漫射透镜）的LED等等。术语“光源”应被理解为指各种辐射源中的任何一个或多个，包括但不限于基于LED的源（包括如上所定义的一个或多个LED）、白炽源（例如，白热丝灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如，钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯）、激光、其它类型的电致发光源、高温发光源（例如，火焰）、烛发光源（例如，汽灯罩、碳弧辐射源）、光致发光源（例如，气体放电源）、使用电子饱和的阴极发光源、电发光源、晶体发光源、显像管发光源、热电发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射致发光源和发光聚合物。给定的光源可以被配置成生成可见光谱内、可见光谱外或两者组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可互换地使用。此外，光源可以包括作为集成组件的一个或多个滤光器（例如滤色器）、透镜或其它光学组件。而且，应当理解光源可以被配置用于各种应用，包括但不限于指示、显示和/或光照。“光照源”是特别地配置成生成具有充足强度的辐射以有效光照内部或外部空间的光源。在该上下文中，“充足强度”是指在空间或环境中生成的在可见光谱中的充足辐射功率（在辐射功率或“光通量”的方面，通常采用单位“流明”来表示在所有方向上来自光源的总光输出）以提供环境光照（即，可以被间接感知并且可以例如在被完全或部分感知之前被反射离开各种居间表面中的一个或多个的光）。术语“照明单元”在本文中被用来指包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种用于（多个）光源的安装布置、机壳/外壳布置和形状、和/或电气和机械连接配置中的任意一种。此外，给定的照明单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计照明环境中的日光的量的照明单元（10），所述照明单元包括：光源（12）；滤光器（330），其配置成阻挡第一波长范围内的入射光，其中所述入射光包括日光入射光和非日光入射光两者，并且其中所述第一波长范围配置成阻挡所述非日光入射光的至少部分；摄像机（32），其配置成接收滤过的入射光并产生检测信号（342），其中所述滤过的入射光在所述第一波长范围之外；以及控制器（22），其与所述摄像机通信并配置成处理所述检测信号并估计日光入射光的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 EP 16181770.51.一种用于估计照明环境中的日光的量的照明单元（10），所述照明单元包括：光源（12）；滤光器（330），其配置成阻挡第一波长范围内的入射光，其中所述入射光包括日光入射光和非日光入射光两者，并且其中所述第一波长范围配置成阻挡所述非日光入射光的至少部分；摄像机（32），其配置成接收滤过的入射光并产生检测信号（342），其中所述滤过的入射光在所述第一波长范围之外；以及控制器（22），其与所述摄像机通信并配置成处理所述检测信号并估计日光入射光的量。2.如权利要求1所述的照明单元，其中所述第一波长范围的上限介于大约550和700nm之间。3.如权利要求1所述的照明单元，其中所述控制器还配置成基于所估计的日光入射光的量来调节所述光源的参数。4.如权利要求1所述的照明单元，其中所述摄像机配置成接收介于大约650和1000nm之间的波长中的光。5.如权利要求1所述的照明单元，其中所述摄像机包括红外传感器。6.一种用于估计照明环境中的日光的量的方法（600），所述方法包括下述步骤：在照明单元（10）处接收（620）入射光，其中所述入射光包括日光入射光和非日光入射光两者；由所述照明单元的滤光器（330）过滤（630）所述入射光的第一波长范围，其中所述第一波长范围配置成阻挡所述非日光入...

【专利技术属性】
技术研发人员：R拉雅戈帕兰，H布罗尔斯，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL