用于对照明设备进行分组的方法与流程

1.本发明涉及一种用于对照明设备进行分组的方法以及包括所述照明设备的系统，所述照明设备具体指被布置为多个照明设备的格栅的照明设备。


背景技术：

2.许多环境(诸如建筑物)包括分布在环境中的照明设备的大型格栅，以确保可以充分照亮环境中的每个位置，例如建筑物中的每个房间。
3.已知在此类环境中另外布置各种类型的传感器例如运动传感器或噪声传感器，以收集环境信息例如关于环境中的人的存在或分布的信息。此信息可以用于控制照明设备格栅。
4.然而，对与照明设备格栅并联的足够数量的不同环境传感器进行分布、联网和供电是困难且昂贵的。
5.另外，难以以有用的方式对多个照明设备进行分组，例如仅选择和激活照明设备的子集以生成特定照明场景。通常，每次环境改变时就必须手动改变预设分组。
6.因此，本发明的目的是，提供一种用于对照明设备进行分组的方法以及一种包括多个所述照明设备的格栅的系统，该方法和系统避免了上文提到的缺点。


技术实现要素：

7.本发明的目的是通过所附独立权利要求中提供的解决方案来实现的。在从属权利要求中进一步限定本发明的有利具体实施。
8.根据第一方面，本发明涉及一种用于对照明设备进行分组的方法，该照明设备被布置为多个照明设备的格栅，该照明设备中的每个照明设备包括一个或多个传感器，该方法包括以下步骤：
[0009]-向控制器提供所述一个或多个传感器的输出信号，
[0010]-优选地，向中央数据库无线转发传感器信息信号，该传感器信息信号包括时间戳和照明设备标识符(id)，
[0011]-在限定时间段内使传感器信息信号相关联，以及
[0012]-基于所发现的相关性生成分组信息，其中该分组信息涉及照明设备的空间排布结构。
[0013]
这实现了以下优点：可以基于利用照明设备的传感器收集的环境信息来对照明设备进行有效分组。具体地，分组可以适应环境的变化，并且无需进行手动分组和/或调试。
[0014]
照明设备的格栅可以被布置在建筑物中。例如，格栅可以被布置在办公室空间、学校或零售环境中。
[0015]
传感器信息信号可以进一步包括传感器值，该传感器值可以基于相应传感器的输出信号。
[0016]
优选地，每个输出信号(具体地每个传感器值)可以与对应测量的时间戳和照明设
备的照明设备id相关联，该照明设备配备有执行测量的相应传感器。
[0017]
在实施方案中，照明设备中的每个照明设备包括光传感器(优选地日光传感器)、声传感器和/或运动传感器。
[0018]
将各种传感器集成在格栅的每个照明设备中，从而允许从环境中的各个位置收集大量传感器数据。可以通过评估此数据获得关于环境的许多信息，例如，关于环境中的人的分布和移动。此信息可以用于对照明设备进行分组。
[0019]
在实施方案中，控制器被布置成用于以恒定的或变化的特别是自适应的频率重复地转发传感器信息信号。
[0020]
这实现了以下优点：可以在对照明设备进行分组时观察和考虑环境随时间推移的变化。
[0021]
在实施方案中，所述传感器信息信号包括传感器值，其中该传感器值表示输出信号在相关联时间戳的时间处的参数值，优选地幅值。
[0022]
这实现了以下优点：可以向数据库转发足以检测环境中变化的传感器值。具体地，只转发隔离的传感器值(例如每隔几秒的噪声级)，而不转发录音或将允许指纹识别的其他直接测量值。
[0023]
具体地，每个传感器信息信号包括基于传感器的输出信号的至少一个传感器值。
[0024]
输出信号可以包括亮度测量值、加速度或运动测量值或体积测量值。
[0025]
所转发的传感器值的时间分辨率可以取决于传感器，例如，对于运动传感器为1秒至10秒并且对于光传感器为1分钟至10分钟。
[0026]
在实施方案中，使用蓝牙标准转发所述传感器信息信号。
[0027]
在实施方案中，该相关联步骤包括监督学习，优选地用于找到格栅的邻近照明设备。
[0028]
这实现了以下优点：可以有效地使传感器信息相关联。
[0029]
在实施方案中，该相关联步骤包括k最近邻计算，优选地用于找到格栅的邻近照明设备。
[0030]
这实现了以下优点：可以有效地使传感器信息相关联。
[0031]
在实施方案中，该相关联步骤包括无监督学习程序。
[0032]
这实现了以下优点：可以有效地使传感器信息相关联。
[0033]
在实施方案中，该相关联步骤包括对传感器信息信号的时间序列，具体地对该输出信号中的至少一个输出信号的时间序列，优选地以矩阵形式应用相关算法，诸如皮尔逊积矩相关系数。
[0034]
这实现了以下优点：可以有效地使传感器信息相关联。
[0035]
在实施方案中，该相关联步骤之后是分级聚类方法，以生成相关联数据的集群。
[0036]
这实现了以下优点：可以有效地使传感器信息相关联。
[0037]
具体地，基于所发现的相关性生成分组信息的步骤可以包括分级聚类方法。
[0038]
在实施方案中，该方法包括以下步骤：在用户界面处输出分组，具体地分级聚类的结果，以提供分组信息。
[0039]
这实现了以下优点：可以向用户提供分组结果以供参考和进一步分析。
[0040]
在实施方案中，该方法包括以下另外的步骤：基于所发现的相关性生成设置，具体
地格栅的照明设备的设置。
[0041]
例如，该设置是指一个或多个照明设备的调光值或照明设备的声传感器的灵敏度。
[0042]
根据第二方面，本发明涉及一种系统，该系统包括多个照明设备的格栅，其中照明设备中的每个照明设备包括一个或多个传感器；其中该系统进一步包括控制器，该控制器提供有所述一个或多个传感器的输出信号、接口(优选地无线接口)、数据处理单元和中央数据库；其中接口被配置成向中央数据库转发传感器信息信号，该传感器信息信号包括时间戳和照明设备id；其中数据处理单元被配置成在限定时间段内使中央数据库中的传感器信息信号相关联；并且其中数据处理单元被配置成基于所发现的相关性生成分组信息，其中该分组信息涉及照明设备的空间排布结构。
[0043]
这实现了以下优点：可以基于利用照明设备的传感器收集的环境信息来对照明设备进行有效分组。具体地，分组可以适应环境的变化，并且无需进行手动分组和/或调试。
[0044]
关于根据本发明的第一方面的用于对照明设备进行分组的方法的以上描述对于根据本发明的第二方面的系统相应地有效。
附图说明
[0045]
下面将连同附图来说明本发明。
[0046]
图1a示出了根据实施方案的多个照明设备的格栅的示意图；
[0047]
图1b示出了根据实施方案的照明设备的示意图；
[0048]
图2示出了根据实施方案的用于对照明设备进行分组的方法的示意图；
[0049]
图3示出了根据实施方案的包括多个照明设备的格栅的系统的示意图；并且
[0050]
图4示出了用于操作多个照明设备的格栅的方法的示意图。
具体实施方式
[0051]
下文参考附图更全面地描述了本发明，其中示出了本发明的各方面。然而，本发明可以多种不同的形式体现，并且不应理解为限于通过本公开呈现的本发明的各方面。相反，提供这些方面使得本公开将是周密且完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。附图中示出的本发明的各方面可能未按比例绘制。相反，为清楚起见，可扩大或减小各种特征结构的尺寸。此外，为清楚起见，可简化一些附图。因此，附图可能未示出给定装置的所有部件。
[0052]
术语“led灯具”应指具有包括一个或多个led的光源的灯具。led在本领域中是众所周知的，因此，将仅简要讨论以提供对本发明的完整描述。
[0053]
还应当理解，本发明的方面可包含易于使用常规半导体技术(诸如互补金属氧化物半导体技术，简称为“cmos”)制造的集成电路。此外，本发明的各方面可利用用于制造光学器件以及电气器件的其他制造工艺来实现。现在将详细参考如附图所示的示例性方面的具体实施。在整个附图和以下详细描述中将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。
[0054]
图1a示出了根据实施方案的多个照明设备101a-101d的格栅100的示意图。
[0055]
格栅100中的照明设备101a-101d中的每个照明设备包括光传感器103(优选地日
光传感器)、声传感器105、运动传感器107、提供有所述传感器103、105、107的输出信号的控制器109以及用于在控制器109与网关之间进行通信的无线接口111，该网关用于向中央数据库(图1a中未示出)转发传感器信息信号。
[0056]
格栅100可以被布置在环境中，具体地建筑物中。由于照明设备101a-101d通常均匀地分布在此类环境中，因此给每个照明设备101a-101d配备传感器103、105、107会使这些传感器很好地覆盖环境。为照明设备配备传感器的附加优点是，无需为在环境中安装外部传感器进行额外计划或调试。
[0057]
具体地，无线接口111被配置成与网关通信，具体地向网关转发传感器信息信号。网关可以是无线网关。
[0058]
优选地，格栅100中的每个照明设备101a-101d包括光源113，具体地多个led。
[0059]
照明设备101a-101d中的每个照明设备可以是下射式照明设备、线光源或区域光。具体地，格栅100包括环境中不同位置处的不同类型的照明设备。
[0060]
控制器109可以是微控制器单元(mcu)。
[0061]
优选地，每个照明设备101a-101d的控制器109被布置成用于以恒定的或变化的特别是自适应的频率重复地转发传感器信息信号。具体地，控制器被配置成控制无线接口111以转发传感器信息信号。
[0062]
优选地，每个照明设备101a-101d的无线接口111包括蓝牙接口。
[0063]
传感器信息信号可以包括时间戳、相应照明设备101a-101d的标识符以及传感器值。传感器值可以经由时间戳和标识符与环境中的位置和时间相关联。以此方式，可以基于存储在中央数据库中的数据来生成传感器值(例如，各向异性模拟数据)的2d映射。例如，该2d映射示出了环境在一天当中不同时间的噪声级或亮度。
[0064]
每个照明设备101a-101d的声传感器105可以是噪声检测器。具体地，声传感器105被配置成检测噪声声压级和/或噪声模式，诸如噪音或爆裂声。
[0065]
运动传感器107可以是基于多普勒的运动传感器，即基于多普勒效应检测运动的传感器。具体地，运动传感器107被配置成检测运动强度。
[0066]
光传感器103可以被配置成检测光强度，例如日光强度。
[0067]
格栅100可以包括多个照明设备101a-101d，该多个照明设备配备有相同类型和数量的传感器。另选地，一个格栅100的照明设备101a-101d可以包括不同的传感器。
[0068]
图1b示出了根据实施方案的照明设备101的示意图。
[0069]
具体地，图1b中所示的照明设备101是如例如图1a所示的格栅100的照明设备101a-101b的示例性实施方案。
[0070]
照明设备101包括光传感器103、运动传感器107(例如，呈24ghz雷达传感器的形式)以及声传感器105(例如，呈数字声传感器的形式)。
[0071]
照明设备101可以进一步包括温度传感器301和功率测量单元303，该功率测量单元例如用于测量照明设备101消耗的功率。
[0072]
此外，照明设备101可以包括振动传感器(未示出)，例如用于检测天花板中的振动。
[0073]
优选地，传感器103、105、107、301和303被配置成向控制器109转发传感器值。在图1b中，控制器包括cpu。
[0074]
传感器值可以包括检测到的信号的幅值，例如，由光传感器103检测到的亮度值或由运动传感器检测到的移动速度。
[0075]
如图1b中所示，照明设备101包括连接到光源113的可调光led驱动器205，其中光源113包括led。控制器109可以被配置成控制光源113的暗淡级。控制器109可以被进一步配置成接收关于led的电压或电流消耗的信息。
[0076]
无线接口111可以被配置成经由usart(通用同步/异步收发器)协议与控制器109通信。
[0077]
无线接口111可以集成在照明设备101中作为片上系统(soc)。
[0078]
照明设备可以进一步包括浪涌/爆裂保护单元305。
[0079]
图2示出了根据实施方案的用于对照明设备101a-101d进行分组的方法20的示意图。
[0080]
照明设备101a-101d被布置为多个照明设备101a-101d的格栅100。照明设备101a-101d中的每个照明设备包括一个或多个传感器，具体地光传感器103、声传感器105和/或运动传感器107。
[0081]
方法20包括以下步骤：
[0082]-向控制器109提供21所述一个或多个传感器103、105、107的输出信号，
[0083]-向中央数据库转发23(优选地无线转发)传感器信息信号，该传感器信息信号包括时间戳和照明设备id，
[0084]-在限定时间段内使传感器信息信号相关联25，以及
[0085]-基于所发现的相关性生成27分组信息，其中该分组信息涉及照明设备101a-101d的空间排布结构。
[0086]
如图2所示的方法20进一步包括以下步骤：
[0087]-在用户界面处输出29分组。
[0088]
优选地，方法20包括另外的步骤：
[0089]-基于所发现的相关性生成设置，具体地格栅的照明设备的设置。
[0090]
具体地，中央数据库包括显示器或连接到显示器。显示器可以被配置成显示用户界面。
[0091]
另外，可基于每个照明设备101a-101d的位置(例如基于照明设备id、基于邻近的照明设备101a-101d，以及基于每个传感器值的记录时间)来生成相关性25和/或分组27。
[0092]
通过考虑传感器值、感测到的数据的类型、时间分辨率和特殊分辨率，可以对属于同一使用场景的照明设备101a-101d进行有效地识别和分组。此外，分组可以适应环境中检测到的变化。
[0093]
优选地，控制器109被布置成用于以恒定的或变化的特别是自适应的频率重复地转发传感器信息信号。
[0094]
优选地，传感器值表示信号在相关联时间戳的时间处的参数值，优选地幅值。例如，声传感器周期性地(例如，每5秒)提供声级的幅值，该幅值可以用于确定某个房间中是否存在人。
[0095]
具体地，可以由无线接口111使用蓝牙标准转发传感器信息信号。以此方式，可以利用能够充当网关设备的支持蓝牙的移动设备(例如，智能手机)接收发射的传感器信息信
号。
[0096]
在限定时间段内使传感器信息信号相关联25的步骤可以包括随时间推移比较不同传感器和/或不同照明设备101a-101d的传感器信息，具体地数据模式。
[0097]
生成27分组信息的步骤可以包括通过数据模式相似性来使照明设备相关联。
[0098]
优选地，相关联25步骤包括使用机器学习技术。机器学习技术可以包括监督学习和/或k最近邻计算，优选地用于找到格栅100的邻近照明设备101a-101d。
[0099]
监督学习可以包括学习将输入映射到输出的函数，具体地基于作为示例提供的输入输出对。
[0100]
具体地，k最近邻计算是模式识别技术，其包括基于k个最近的训练示例的输入(例如，传感器信息信号)来生成输出。
[0101]
相关联25步骤可以进一步包括无监督学习程序和/或分级聚类方法，以生成相关性数据。
[0102]
具体地，用于对照明设备101a-101d进行分组的第一种方法是，在格栅100中找到下一个邻近照明设备101a-101d。可以通过应用监督学习、k最近邻算法来实现此任务。对于此估计，可以使用雷达传感器的不规则时间序列。针对来自感兴趣照明设备101a-101d的每个数据点(相应雷达时间序列中的条目)，可以计算到相同格栅100中的照明设备101a-101d的其他数据点的距离，并且随后可以将k最近距离的标签存储在列表中。可以针对格栅100的每个照明设备101a-101d重复此过程。为了识别例如照明设备101a-101d接下来的三个邻近照明设备，可以考虑前三个最常见标签。
[0103]
为达成找到下一邻近照明设备101a-101d的目标的另一种可能的解决方案是，使用常规雷达时间序列(和/或融合矩阵中组合的常规勒克斯时间序列)之间的相关性。为了对照明设备101a-101d的下一邻近照明设备进行分类，可以考虑具有最接近相关系数的照明设备101a-101d。
[0104]
优选地，为了确定哪些照明设备101a-101d位于同一区域/房间中，主要可以应用以下两种方法：在雷达与光传感器时间序列之间的相关性计算，以及随后实施无监督学习算法分级聚类。具体地，相关性描述了不同变量之间的统计关系；更精确地，相关性指示变量之间线性关系的强度和方向。为了将照明设备101a-101d分离到不同区域/房间中，融合传感器数据的相关矩阵可以用作输入数据以用于提供分级聚类算法。因为这种聚类算法可以是无监督学习方法，所以不需要标记数据。
[0105]
具体地，这种算法可以通过生成集群的分级结构来将类似的对象分组。另一种可能性是，使用k均值算法来将照明设备集群到组中。
[0106]
图3示出了根据实施方案的包括多个照明设备101a-101d的格栅100的系统400的示意图。具体地，图3中所示的系统400的格栅100对应于如图1a所示的格栅100。
[0107]
格栅100的照明设备101a-101d中的每个照明设备包括一个或多个传感器103、105、107。例如，每个照明设备包括光传感器103(优选地日光传感器)、声传感器105和/或运动传感器107。
[0108]
系统400进一步包括提供有所述一个或多个传感器103、105、107的输出信号的控制器109、
[0109]
接口(优选地无线接口111)、数据处理单元402和/或中央数据库403。
[0110]
接口111可以被配置成向中央数据库403转发传感器信息信号130，该传感器信息信号包括时间戳和照明设备id，其中数据处理单元402被配置成在限定时间段内使传感器信息信号130(具体地存储在中央数据库403中的传感器信息信号130)相关联。数据处理单元402可以被配置成基于所发现的相关性生成分组信息，其中该分组信息涉及照明设备101a-101d的空间排布结构。
[0111]
系统可以进一步包括网关401。每个照明设备101a-101d的接口可以被配置成向网关401转发来自相应照明设备101a-101d的传感器103、105、107的传感器信息信号130。网关401可以被配置成向中央数据库403转发接收到的传感器信息信号。优选地，网关401是无线网关。
[0112]
数据处理单元402可以是计算机。
[0113]
中央数据库403可以是数据处理单元或另一设备的存储器。另选地，中央数据库403可以是云存储装置。
[0114]
图4示出了用于操作多个照明设备101a-101d的格栅100的方法600的示意图。
[0115]
具体地，多个照明设备101a-101d的格栅100对应于如图1a中所描绘的格栅100。每个照明设备101a-101d可以包括至少一个传感器。例如，每个照明设备包括光传感器103(优选地日光传感器)、声传感器105和/或运动传感器107。
[0116]
该方法600包括以下步骤：
[0117]-向控制器109提供601传感器103、105、107的输出信号，
[0118]-建立603控制器109与网关401之间的通信连接，以及
[0119]-通过网关401向数据处理单元402和/或中央数据库403转发605传感器信息信号130。
[0120]
本文所述、所示和/或受权利要求书保护的所有实施方案的所有特征可彼此组合。
[0121]
虽然上文已描述了本发明的各种实施方案，但应当理解，这些实施方案仅以举例的方式而非限制的方式给出。在不脱离本发明范围的精神的前提下，可根据本文的公开内容对本发明所公开的实施方案进行多种改变。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述实施方案的限制。相反，本发明的范围应根据以下权利要求书及其等同物来限定。
[0122]
虽然已经相对于一个或多个具体实施例示和描述了本发明，但是本领域的技术人员在阅读本说明书和附图的理解后将想到等同的替代形式和修改形式。此外，虽然可仅相对于若干具体实施公开本发明的特定特征，但此类特征可根据任何给定或特定应用的期望和优点与其他具体实施的一个或多个其他特征组合。