可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及建筑领域，尤其涉及一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统及控制方法，该方法包括安装建筑自适应表皮遮阳系统并输入用户参数；运行建筑自适应表皮遮阳系统，拍摄室内图像，根据室内图像确定存在眩光风险、照度不足风险的风险网格的网格编号；结合风险网格的网格编号，以及表皮编号与网格编号的对应关系，确定需调节的各表皮单元及相应的需调节透光量，生成相应的遮阳调节指令；响应于遮阳调节指令，需调节的各表皮单元中，相应舵机分别驱动遮阳片转动，改变需调节的透光量，实现自适应调节室内光环境。本发明专利技术能够动态调节室内光环境以达到预设的采光和防眩光指标要求，有效节约建筑能耗，合理利用自然光资源。

【技术实现步骤摘要】
可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统及控制方法
本专利技术涉及建筑
，尤其涉及一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统及控制方法。
技术介绍
合理的室内光环境是室内工作、生活得以有效进行的必要条件。充分合理地利用自然采光而减少人工照明，能有效提高建筑室内光环境视觉舒适度，并降低建筑能耗。尽管既有的建筑表皮对自然采光利用展开了深入探索，但很多情况下，自然光采光利用与眩光防护之间的矛盾仍未得到有效解决。日照直射会导致建筑室内局部区域亮度过高，易导致建筑室内产生眩光，降低室内光环境舒适度，影响使用者视觉健康。建筑表皮作为室内外环境交互界面，对建筑室内光环境品质具有显著影响。采用具有遮阳功能的建筑表皮，并根据需要调节遮阳程度，是平衡建筑自然光采光与眩光防护需求的有效方法，不仅能有效降低建筑照明能耗，还能提升建筑室内光环境品质。目前，市面上通常采用人工控制的遮阳结构实现室内光环境调节，需要手动操作，且适用性较差，难以根据实际使用需要快速调节至适当的光环境状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述至少一部分缺陷，提出一种能根据人行为感知获取信息，自适应调控遮阳表皮开合程度的建筑表皮调节系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统，包括：遮阳模块，包括多个铺设于采光窗口的表皮单元，每个所述表皮单元均包括遮阳片和舵机，所述遮阳片可转动，所述舵机与所述遮阳片连接；各所述表皮单元分配有唯一的表皮编号；拍摄模块，包括至少一个相机，用于拍摄室内图像；设置模块，用于根据输入的用户参数设置工作模式，对室内可视面进行网格划分，为每个所述网格确定唯一的网格编号，以及根据每个所述表皮单元照射对应所述网格的关系，确定表皮编号与网格编号的对应关系；感知模块，用于根据室内图像确定各个所述网格的照度、用户人数及用户人脸朝向，结合工作模式以及表皮编号与网格编号的对应关系，生成相应的遮阳调节指令，并发送至对应的所述遮阳模块，以调节室内采光。优选地，所述表皮单元包括至少一个遮阳环，每个所述遮阳环由多个遮阳片围绕所述表皮单元中心构成，所述遮阳片可转动以改变其与采光窗口面的贴合程度。优选地，所述表皮单元包括多个所述遮阳环，多个所述遮阳环逐级套设，每个所述遮阳环中，相邻两个所述遮阳片之间均设有折叠连接部。优选地，所述设置模块中，表皮编号与网格编号的对应关系通过如下方式确定：确定仿真模拟边界条件；输入边界条件，建立仿真模拟模型；依次单独开启各所述表皮单元进行阳光照射的仿真模拟计算，循环全年时间，记录该表皮单元开启时，阳光照射到的各所述网格的网格编号及相应的照射到的时间信息；建立表皮编号、网格编号和时间的对应关系表。本专利技术还提供了一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳控制方法，该方法采用如上述任一项所述的建筑自适应表皮遮阳系统，具体包括如下步骤：S1、安装所述建筑自适应表皮遮阳系统并输入用户参数；S2、运行所述建筑自适应表皮遮阳系统，拍摄室内图像，根据室内图像确定存在眩光风险、照度不足风险的风险网格的网格编号；S3、结合风险网格的网格编号，以及表皮编号与网格编号的对应关系，确定需调节的各表皮单元及相应的需调节透光量，生成相应的遮阳调节指令；S4、响应于遮阳调节指令，需调节的各表皮单元中，相应舵机分别驱动遮阳片转动，改变需调节的透光量，实现自适应调节室内光环境。优选地，所述步骤S1中，安装所述建筑自适应表皮遮阳系统时，根据采光窗口形式、尺寸，确定所述遮阳模块中的各个所述表皮单元的排列形式。优选地，所述步骤S1中，用户参数包括判定循环周期T；所述步骤S2中，每间隔判定循环周期T，根据室内图像确定一次存在眩光风险、照度不足风险的风险网格的网格编号。优选地，所述步骤S1中，用户参数包括最低照度标准和最高眩光指标；所述步骤S3中，确定需调节的各表皮单元及相应的需调节透光量时，若存在照度不足风险的风险网格照度低于最低照度标准，则确定该风险网格对应的表皮单元需调节，且需调节透光量为正值；若存在眩光风险的风险网格对应的用户视域范围的眩光指数高于最高眩光指标，则确定该风险网格对应的表皮单元需调节，且需调节透光量为负值。优选地，所述步骤S1中，用户参数包括用户优先法则；所述步骤S2中，根据室内图像确定存在眩光风险、照度不足风险的风险网格的网格编号时，依照用户优先法则确定判断并调节不同用户视域范围内的光环境的顺序。优选地，所述步骤S1中，最低照度标准和最高眩光指标通过用户输入建筑地理位置信息获取，所述建筑自适应表皮遮阳系统根据建筑地理位置信息检索并自动录入当地的最低照度标准和最高眩光指标。本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统及控制方法，可实时监测室内光环境和用户信息，能根据用户信息和光舒适指标要求，即时自适应调节建筑表皮遮阳模块的开合状态，改变室内透光量，从而实现动态调控室内光环境，以满足预设的采光和防眩光指标要求，不仅可以更为合理地利用自然光资源，有效节约建筑能耗，并且有助于营造健康舒适的室内光环境，改善用户体验。附图说明图1是本专利技术实施例中一种遮阳模块及拍摄模块设置示意图；图2是本专利技术实施例中一种表皮单元的结构示意图；图3是本专利技术实施例中一种表皮单元分布示意图；图4是本专利技术实施例中一种网格分布示意图；图5是本专利技术实施例中一种确定表皮编号与网格编号的对应关系的流程图；图6是本专利技术实施例中一种建筑自适应表皮遮阳控制方法步骤图；图7是本专利技术实施例中一种建筑自适应表皮遮阳控制方法总体流程图。图中：1：顶部360相机；2：第一侧面鱼眼相机；3：第二侧面鱼眼相机；4：第三侧面鱼眼相机；5：第四侧面鱼眼相机；6：表皮单元阵列。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例提供的一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统，包括遮阳模块、拍摄模块、设置模块和感知模块，其中：遮阳模块包括多个铺设于采光窗口处的表皮单元，每个表皮单元均包括遮阳片和舵机。遮阳片可相对于采光窗口转动，以改变遮阳程度。舵机与遮阳片连接，通过舵机可驱动对应的遮阳片转动，使得遮阳片处于不同的遮阳状态，即可改变该表皮单元的透光量。各表皮单元分配有唯一的表皮编号F-IDx。请参阅图1，图1(a)示出了一个优选的实施方式中，某会议室应用场景中，该系统遮阳模块及拍摄模块设置于室内环境的立体图，图1(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统，其特征在于，包括：/n遮阳模块，包括多个铺设于采光窗口的表皮单元，每个所述表皮单元均包括遮阳片和舵机，所述遮阳片可转动，所述舵机与所述遮阳片连接；各所述表皮单元分配有唯一的表皮编号；/n拍摄模块，包括至少一个相机，用于拍摄室内图像；/n设置模块，用于根据输入的用户参数设置工作模式，对室内可视面进行网格划分，为每个所述网格确定唯一的网格编号，以及根据每个所述表皮单元照射对应所述网格的关系，确定表皮编号与网格编号的对应关系；/n感知模块，用于根据室内图像确定各个所述网格的照度、用户人数及用户人脸朝向，结合工作模式以及表皮编号与网格编号的对应关系，生成相应的遮阳调节指令，并发送至对应的所述遮阳模块，以调节室内采光。/n

【技术特征摘要】
1.一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳系统，其特征在于，包括：
遮阳模块，包括多个铺设于采光窗口的表皮单元，每个所述表皮单元均包括遮阳片和舵机，所述遮阳片可转动，所述舵机与所述遮阳片连接；各所述表皮单元分配有唯一的表皮编号；
拍摄模块，包括至少一个相机，用于拍摄室内图像；
设置模块，用于根据输入的用户参数设置工作模式，对室内可视面进行网格划分，为每个所述网格确定唯一的网格编号，以及根据每个所述表皮单元照射对应所述网格的关系，确定表皮编号与网格编号的对应关系；
感知模块，用于根据室内图像确定各个所述网格的照度、用户人数及用户人脸朝向，结合工作模式以及表皮编号与网格编号的对应关系，生成相应的遮阳调节指令，并发送至对应的所述遮阳模块，以调节室内采光。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述表皮单元包括至少一个遮阳环，每个所述遮阳环由多个遮阳片围绕所述表皮单元中心构成，所述遮阳片可转动以改变其与采光窗口面的贴合程度。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
所述表皮单元包括多个所述遮阳环，多个所述遮阳环逐级套设，每个所述遮阳环中，相邻两个所述遮阳片之间均设有折叠连接部。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述设置模块中，表皮编号与网格编号的对应关系通过如下方式确定：
确定仿真模拟边界条件；
输入边界条件，建立仿真模拟模型；
依次单独开启各所述表皮单元进行阳光照射的仿真模拟计算，循环全年时间，记录该表皮单元开启时，阳光照射到的各所述网格的网格编号及相应的照射到的时间信息；
建立表皮编号、网格编号和时间的对应关系表。


5.一种可感应使用者行为的建筑自适应表皮遮阳控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的建筑自适应表皮遮阳系统，具体包括如下步骤：
S1、安装所述建筑自适应表皮遮阳系统并输入用户参数；
S2、运行所述建筑自适应表皮遮阳系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昀松，孙澄，王加彪，沈林海，齐轩宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23