一种光源自动跟随台灯的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光源自动跟随台灯的控制方法，属于照明发光灯具技术领域。所述光源自动跟随台灯的控制方法包括距离监测与人体识别、亮度调节、持笔状态识别、光源定位、光源的实时跟随和桌面清理等步骤。本发明专利技术控制方法在台灯控制中引入机器人技术和图像识别技术，在桌面办公的环境下实现了光源自动跟随用户、光源亮度调节、实时整理桌面、保持桌面办公环境整洁的功能，有效解决了照明范围有限、功能单一、桌面空间利用率低等问题。桌面空间利用率低等问题。桌面空间利用率低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光源自动跟随台灯的控制方法


[0001]本专利技术涉及照明发光灯具
，具体地说是一种光源自动跟随台灯的控制方法。

技术介绍

[0002]台灯主要放置在写字台、办公桌，以供人手执笔写字或者阅读之用。目前市场上的台灯固定在桌面特定位置上，台灯的光亮照射在桌面局部位置，照射范围相对较小且集中在有限区域，因而不会影响到整个房间的光线，作用局限在办公周围，便于阅读、学习，节省能源。
[0003]现有的台灯仅针对固定位置实现照明，无法随时改变照明位置和角度，使用者需主动迎合光源才能获得充足的光线，这对于正在工作的的使用者说，一旦不能及时调整位置，照明效果就会变差，存在办公效率降低，舒适度降低的问题。另外，现有台灯仅能提供照明，存在功能单一、桌面物品空间利用率低、浪费能源的问题。
[0004]目前，市场上常通过改善灯体结构、增大灯管长度、增加照射亮度等方式来改善照明效果。
[0005]中国专利技术专利申请公开说明书CN202121237231.6于2021年11月19日公开的《一种可移动台灯》通过按压推杆，解除对台灯的固定，通过调节台灯与底座之间的角度来适应不同的使用环境，使用者在办公环境改变时需手动调整台灯位置，目前市场上多数台灯采用多轴转动，手动调整角度，因此该方法调整方式传统，在实际应用上作用效果甚微，无法产生明显的改善效果，仍存在耗费人力和时间，功能单一的问题。
[0006]中国专利技术专利申请公开说明书CN97117445.8于1998年04月01日公开的《自动跟踪照明设备、照明控制器和跟踪设备》通过照明、采集图像、图像鉴别、计算控制四个模块，实现在固定位置上的多轴转动，介绍了一种用于宴会厅和舞台等大型场所的照明设备。中国专利技术专利申请公开说明书CN201410058315.1于2014年05月28日公开的《一种自动跟踪照明系统》提出了一种运用于施工场地的夜间照明，利用设备自有的起升、牵引、行走机构上的编码器进行探照灯的自动跟踪控制，将探照灯由固定式变为移动式，实现了跟随照明的多维移动功能。综合比较，二者均实现了在不需要人工干预的情况下照明设备自动跟踪照明主体的功能，但是前者仅能应用于大型舞台场景，后者运用于施工场地，其所研究对象均为大型照明灯具，支撑载体为大型轴承或支架，无法安置在办公桌面上，同时经济成本较高，在桌面办公环境上大材小用，性价比过低，不适用于桌面办公环境，因此不能解决桌面照明的局限性问题。
[0007]中国专利技术专利申请公开说明书CN202111584866.8于2022年01月21日公开的《台灯照明智能控制方法、装置、设备及存储介质》通过检测用户工作状态，根据用户的工作状态确定照明角度，根据照明强度、照明角度以及色温系数生成照明策略，并根据照明策略控制目标台灯进行照明。该方法采用智能控制，代替传统手动调节光照角度和亮度的方式，实现对台灯灯光照明的自动控制，需要指出，该方法仅改善了台灯照明角度，可活动空间有限，
装置自由度不够，尚不能提高桌面空间利用率，仍存在功能单一的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是现有台灯照明效果差、舒适度低、对于使用者工作状态变化的适应性不强、功能传统单一的问题，提供一种能够进行光源跟随、自动调节光亮、自动清理桌面垃圾并具有多种功能的台灯的控制方法。
[0009]本专利技术的目的是这样实现的。本专利技术提供了一种光源自动跟随台灯的控制方法，所述光源自动跟随台灯包括控制器、机械臂、机械臂基座、摄像头、发光灯具、人体感应器、台灯底座、夹爪、夹爪伺服电机组、光照强度感应器；所述发光灯具中包括一个发光灯体；
[0010]所述控制器包括信息接收模块、数据存储模块、中央处理模块、第一控制模块和第二控制模块，其中，所述信息接收模块与数据存储模块单向连接，所述数据存储模块与中央处理模块单向连接，中央处理模块分别与第一控制模块、第二控制模块单向连接，控制器安装在台灯底座上；
[0011]所述夹爪安装在机械臂的末端，且通过一个末端转动轴实现自转；所述机械臂安装在机械臂基座上，机械臂基座安装在台灯底座上；所述机械臂为M+1自由度机械臂，由M+1个关节组成，每个关节包括一段硬直机械结构，其中沿机械臂基座到机械臂末端的第一个关节用于机械臂整体绕基座转动轴自转，自由度分布状态为：机械臂整体的自转以及机械臂在其他M个关节处实现的弯曲及旋转动作；所述摄像头和发光灯具分别安装在机械臂末端的两侧，所述摄像头分别与信息接收模块和第二控制模块单向连接，所述发光灯具与第二控制模块单向连接；所述人体感应器安装在台灯底座上，该人体感应器分别与信息接收模块和第二控制模块单向连接；所述光照强度感应器安装在台灯底座上，该光照强度感应器分别与信息接收模块和第二控制模块单向连接；
[0012]所述机械臂还包括一个机械臂伺服电机组，机械臂伺服电机组中的伺服电机接收第一控制模块的指令，驱动机械臂实现姿势的调整；所述夹爪伺服电机组中的伺服电机接收第一控制模块的指令，控制夹爪实现垃圾抓取和放下动作；所述机械臂伺服电机组和夹爪伺服电机组中的每一个伺服电机均分别与第一控制模块单向连接，第一控制模块接收中央处理模块发出的指令并传递给各个伺服电机；
[0013]所述控制方法通过人体感应器、光照强度感应器和摄像头实时监测人手及桌面的状态，并通过控制机械臂、夹爪的动作进行光源跟随及桌面清理，其中一次实时监测的步骤如下：
[0014]步骤1，距离监测与人体识别
[0015]步骤1.1，中央处理模块通过第二控制模块向人体感应器发出启动指令，人体感应器通过监测得到人体与底座中心位置的距离x，并将距离x传递给信息接收模块，信息接收模块将该距离x存储到数据存储模块中；
[0016]步骤1.2，中央处理模块从数据存储模块中提取距离x，按照预设程序将距离x与预先设定的距离阈值N进行比较，并进行以下判断：
[0017]若x≤N，进入步骤2；
[0018]若x＞N，中央处理模块计算当前时间与上次桌面清理完成时间之差y，按照预设程序将时间差y与预先设定的时间阈值Y进行比较，并进行以下判断：
[0019]若y＞Y，中央处理模块通过第二控制模块开启发光灯具，并使发光灯具的亮度为固定值Q，然后进入步骤6；
[0020]若y≤Y，返回步骤1.1；
[0021]步骤2，亮度调节
[0022]中央处理模块通过第二控制模块开启发光灯具，并进行发光灯体的亮度调节，然后进入步骤3；
[0023]步骤3，持笔状态识别
[0024]步骤3.1，中央处理模块通过第二控制模块开启摄像头，同时，中央处理模块通过第一控制模块控制机械臂调整姿势，使得机械臂以向下弯曲α度角的姿态俯视桌面，然后第一控制模块驱动机械臂在机械臂基座上自转，并带动摄像头对桌面进行全方位拍摄，将摄像头对桌面进行一次全方位拍摄的过程记为一次全拍摄；
[0025]步骤3.2，摄像头实时将拍摄到的实时图片传递给信息接收模块，并通过信息接收模块存储到数据存储模块中，中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光源自动跟随台灯的控制方法，所述光源自动跟随台灯包括控制器(10)、机械臂(20)、机械臂基座(21)、摄像头(30)、发光灯具(40)、人体感应器(50)、台灯底座(60)、夹爪(70)、夹爪伺服电机组(82)、光照强度感应器(90)；所述发光灯具(40)中包括一个发光灯体；所述控制器(10)包括信息接收模块(11)、数据存储模块(12)、中央处理模块(13)、第一控制模块(14)和第二控制模块(15)，其中，所述信息接收模块(11)与数据存储模块(12)单向连接，所述数据存储模块(12)与中央处理模块(13)单向连接，中央处理模块(13)分别与第一控制模块(14)、第二控制模块(15)单向连接，控制器(10)安装在台灯底座(60)上；所述夹爪(70)安装在机械臂(20)的末端，且通过一个末端转动轴实现自转；所述机械臂(20)安装在机械臂基座(21)上，机械臂基座(21)安装在台灯底座(60)上；所述机械臂(20)为M+1自由度机械臂，由M+1个关节组成，每个关节包括一段硬直机械结构(22)，其中沿机械臂基座(21)到机械臂(20)末端的第一个关节用于机械臂(20)整体绕基座转动轴自转，自由度分布状态为：机械臂(20)整体的自转以及机械臂(20)在其他M个关节处实现的弯曲及旋转动作；所述摄像头(30)和发光灯具(40)分别安装在机械臂(20)末端的两侧，所述摄像头(30)分别与信息接收模块(11)和第二控制模块(15)单向连接，所述发光灯具(40)与第二控制模块(15)单向连接；所述人体感应器(50)安装在台灯底座(60)上，该人体感应器(50)分别与信息接收模块(11)和第二控制模块(15)单向连接；所述光照强度感应器(90)安装在台灯底座(60)上，该光照强度感应器(90)分别与信息接收模块(11)和第二控制模块(15)单向连接；所述机械臂(20)还包括一个机械臂伺服电机组(81)，机械臂伺服电机组(81)中的伺服电机接收第一控制模块(14)的指令，驱动机械臂(20)实现姿势的调整；所述夹爪伺服电机组(82)中的伺服电机接收第一控制模块(14)的指令，控制夹爪(70)实现垃圾抓取和放下动作；所述机械臂伺服电机组(81)和夹爪伺服电机组(82)中的每一个伺服电机均分别与第一控制模块(14)单向连接，第一控制模块(14)接收中央处理模块(13)发出的指令并传递给各个伺服电机；其特征在于，所述控制方法通过人体感应器(50)、光照强度感应器(90)和摄像头(30)实时监测人手及桌面的状态，并通过控制机械臂(20)、夹爪(70)的动作进行光源跟随及桌面清理，其中一次实时监测的步骤如下：步骤1，距离监测与人体识别步骤1.1，中央处理模块(13)通过第二控制模块(15)向人体感应器(50)发出启动指令，人体感应器(50)通过监测得到人体与底座中心位置的距离x，并将距离x传递给信息接收模块(11)，信息接收模块(11)将该距离x存储到数据存储模块(12)中；步骤1.2，中央处理模块(13)从数据存储模块(12)中提取距离x，按照预设程序将距离x与预先设定的距离阈值N进行比较，并进行以下判断：若x≤N，进入步骤2；若x＞N，中央处理模块(13)计算当前时间与上次桌面清理完成时间之差y，按照预设程序将时间差y与预先设定的时间阈值Y进行比较，并进行以下判断：若y＞Y，中央处理模块(13)通过第二控制模块(15)开启发光灯具(40)，并使发光灯具(40)的亮度为固定值Q，然后进入步骤6；
若y≤Y，返回步骤1.1；步骤2，亮度调节中央处理模块(13)通过第二控制模块(15)开启发光灯具(40)，并进行发光灯体的亮度调节，然后进入步骤3；步骤3，持笔状态识别步骤3.1，中央处理模块(13)通过第二控制模块(15)开启摄像头(30)，同时，中央处理模块(13)通过第一控制模块(14)控制机械臂(20)调...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，黄骁琳，张岳，李锦昊，刘明阳，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：