专利名称：用于选择可控制装置的方法
技术领域：
本发明涉及选择多个可控制装置中至少一个的方法。本发明还涉及使用这种方法的控制装置，以及包括这种控制装置和多个可控制装置的系统。
背景技术：
在包括多个光源的当前照明系统中，光源的选择和控制通常由固定装置(诸如带开关的墙壁面板)来进行。开关用于控制光源，诸如接通/切断光源或调节光源。在使用者希望改变任何光的情况下，使用者必须返回到墙壁面板。当然，使用者需要知道哪个开关控制哪个光源。但是，常常使用者并不具有这条信息，因为开关或光源并未标记。这种情形在多个光源和多个开关的情况下特别成问题，其中控制所需光源的开关通过试错来找到所需光源。近来的发展创造出遥控装置，其发出适用于选择和调整光源的定向选择光束。但使用遥控装置提供意外选择并非所需装置的装置(例如光源)的风险。因此必须在易于选择装置(优选来自遥控器的宽选择束)与避免选择多个装置的风险(优选来自遥控器的窄选择束)之间做出权衡。US2003/0107888公开了一种遥控模块化照明系统，其利用定向无线遥控器来选择性地对个别照明模块进行调整和编程。可暂时地使得遥控器指向待调整的照明模块来选择个别照明模块进行调整。随后的调整可在不瞄准灯的情况下进行，允许操作者的注意力放在被点亮的物体上。调整可包括接通/切断、调节、改变颜色和为光源的光定目标(即，光分布调整)。如果照明模块紧密地间隔开使得多个模块由定向选择束选择，那么遥控器包括添加的特点，使得使用者通过重复地按压选择按钮来循环所选定的灯，直到点亮在所需灯模块上的指示器。但是，可能需要提供一种从多个可控制装置中选择至少一个可控制装置(诸如光源)的改进的方式。
发明内容
根据本发明的一方面，通过选择多个可控制装置中至少一个的方法来至少部分地满足上述需要，其中可控制装置中的每一个适于发射可区别的信号。该方法包括以下步骤 利用包括于诸如遥控装置的控制装置中的多个接收模块来从所述多个可控制装置接收信号，其中每个接收模块单独地检测信号的贡献(contribution);使用不同信号贡献之间的相关性来确定信号中的每一个的宽度和入射角；将信号中的每一个的宽度和入射角与预定标准集合进行比较；以及选择最佳地匹配预定标准集合的多个可控制装置中的至少一个。本申请者的未公开的申请PCT/IB2009/052363(其以全文引用的方式结合到本文中)公开了通过以下操作从多个可控制装置来选择一个可控制装置的方法从可控制装置中的每一个发射信号到遥控装置；基于可控制装置所接收的信号的入射角来确定遥控装置与可控制装置中的每一个之间的角偏差；以及基于该角偏差来选择可控制装置。但是，当多个可控制装置布置于诸如房间的结构中时，信号可例如从墙壁反射。因此，信号有时不仅由控制装置沿着到可控制装置的视线接收，而且也从其它方向接收，这归因于信号的镜面反射和/或朗伯反射。因此，如果控制装置基于控制装置与各个可控制装置之间的角偏差来选择可控制装置，则控制装置可指向对应于墙壁上镜面反射的方向，而控制装置“认为”其指向发出信号的可控制装置。举例而言，如果第一可控制装置布置于源自第二可控制装置的信号的反射附近，那么可出现以下情形，即，使用者将控制装置指向第一可控制装置，但控制装置意外地选择第二装置的情形，这是因为在控制装置和与第二可控制装置相关联的反射之间的角度小于控制装置与来自第一装置的信号之间的角度。本发明基于以下理解由于信号在诸如墙壁的表面上反射，这将会影响信号宽度 (如由控制装置中的接收器所感知的那样)。特别地，在反射之后，该宽度将增加。利用照相机对光源拍照(即，当沿着视线接收光时)且然后对相同光源的反射拍照来对各种类型的光源在墙壁上的反射进行研究。这些研究表明反射倾向于具有在直径中为40度或更大的宽度测量，其中宽度可例如被测量为在光强相对于最大值或半峰全宽(FWHM)降低至50% 的各个点之间的角距离，或者如果光分布被拟合为高斯分布，则该宽度可表征为高斯分布的标准偏差。这种情况对于以下的指向位置而言通常成立，即，其中使用者并不站立得太靠近(>lm)所指向的墙壁。另一方面，光源本身在>0.5米的距离处通常具有在直径上仅几度或更小的宽度(即，在控制装置的视场中，光源仅对着(subtend)几度的角度，且因此具有小宽度)。因此，反射信号的宽度将通常比从光源直接接收的类似信号显著更宽(即，沿着视线路径)。因此，通过考虑所接收的信号的宽度，能相对于装置本身抑制反射。信号可例如为光学信号(诸如红外线)、射频信号(例如，60GHz)或超声 (>20kHz)。使用例如伪随机数字序列，信号优选地与背景噪声显著不同。而且，信号可具有正交或准正交识别码，其允许使用具有特殊互相关特点的识别码来区别源自不同可控制装置的信号，从而减少或排除干扰。另外，在可控制装置为灯或包括一组发光元件的灯具的情况下，源自发光元件的光可用作信号，从而消除了对信号的单独发射器的需要。与预定标准集合的比较可优选具有小宽度信号的可控制装置。举例而言，与预定标准集合的比较可以不选择具有超过预定阈值的宽度的信号的任何可控制装置。通过使用适当阈值，可排除具有已反射的信号的任何可控制装置。由此，可识别实际上位于控制装置的指向方向中的可控制装置。然后，可根据一个或多个额外标准来选择这些可控制装置中的至少一个。例如阈值可被设置成排除具有超过10°的宽度，或更优选地超过20°的宽度 (诸如超过40°的宽度)的信号的可控制装置。根据一实施例，预定阈值可为所接收信号的信号强度的函数，或者换句话说，与预定标准集合的比较可优选具有高信号强度的信号的可控制装置。优点在于，阈值可适应由可控制装置发射的信号类型。这也能使得该方法也用于相对较宽的信号(也在无反射时)。 这种信号的实例可为由“墙壁投射灯，，(wall washer)所发出的光，
优选地，与预定标准集合的比较优选具有小入射角的信号的可控制装置。举例而言，标准可为(从可选的可控制装置中)选择具有最小入射角的信号的可控制装置。优点在于， 可使得所测量的入射角对于信号振幅不敏感。因此，由于诸如灯罩的障碍物所造成的信号衰减不会有损于获得关于入射角适当信息的能力。根据一实施例，接收模块中的每一个可包括光电二极管。或者，接收模块可为成像电路中的像素，例如在照相机中，诸如CCD(电荷耦合装置)传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。这使得能使用简单的对象识别技术来确定角度和宽度。与预定标准集合的比较可以不选择具有以下信号的任何可控制装置，S卩，对于该信号而言，信号贡献中的至少一个低于预定噪声阈值。这可抑制在系统中存在的噪声源的效果，诸如在光电二极管中的散粒噪声、对来自光电二极管的信号进行放大的电路中的热噪声，和房间中的周围光学或射频噪声。根据一实施例，可通过将由参数偏移角和宽度(以及可选地振幅)所表示的目标分布(诸如高斯分布)拟合为信号贡献来确定信号的宽度和/或入射角。这使得还能从少量(例如，三个)不同的信号贡献来确定宽度和入射角。将在下文中提供关于拟合的进一步讨论。根据本发明的另一方面，提供一种结合多个可控制装置使用的控制装置，其中可控制装置的每一个适于发射可区别的信号，该控制装置包括多个接收模块，其中每个接收模块适于单独地地检测信号贡献；以及控制单元，其布置成执行上文所述的方法以选择多个可控制装置中的至少一个。本发明的此方面提供如上文针对本发明的先前方面所讨论的类似的优点。而且，根据本发明的控制装置可有利地包括于下面这样的系统中该系统还包括适于发射可区别信号的多个可控制装置。根据一实施例，可控制装置可为光源，诸如灯装置或灯具，其包含一个或多个发光元件。在此实施例中，可区别的信号可有利地由发光元件发射。这排除了对于单独发射器的需要。根据本发明的又一方面，提供一种用于包括控制装置和多个可控制装置的系统中的方法，其中控制装置适于发射包括多个可区别的信号贡献的信号。该方法包括以下步骤 利用布置于多个可控制装置中的接收器来接收所述信号；对于已经接收信号的每个可控制装置而言，使用各个可区别的信号贡献之间的相关性来确定所接收的信号的宽度和入射角；以及将所接收的信号的宽度和入射角与预定标准集合进行比较；以及选择具有最佳地匹配预定标准集合的接收信号的多个可控制装置中的至少一个。预定标准集合可类似于上文所讨论的标准。本发明的这方面对应于先前方面且提供类似优点。但是，构思是逆向的， 以使得控制装置具备用于发射包括多个信号贡献的信号的器件，该信号可由每个可控制装置中的接收器所接收，其中所接收信号的宽度和入射角能由可控制装置来确定或由可控制装置与控制装置的组合来确定。此外，此方面落入主要的创造性构思内，即，确定所接收的信号的宽度和入射角，且将该宽度和角度与预定标准集合进行比较。根据一实施例，该方法还可包括以下步骤将关于宽度和入射角的信息发射到控制装置以随后用于选择至少一个可控制装置。这意味着角度和/或宽度的计算可发生于可控制装置中。根据另一实施例，该方法还包括以下步骤将关于可区别的信号贡献的信息发射给控制装置以随后用于确定所接收信号的宽度和入射角。其优点在于在典型照明应用中， 该控制装置可布置成具有比可控制装置更高的计算能力。该方法还可有利地用于包括控制装置和多个可控制装置的系统中，其中控制装置适于发射包括多个可区别的信号贡献的信号。当学习所附权利要求书和下文的描述时，本发明另外的特点和优点将会变得明形成除了下文所描述的那些实施例之外的实施例，而不偏离本发明的范围。
通过下文的发明详述和附图，本发明的各个方面，包括其特定特点和优点，将会变得易于理解，在附图中
图Ia示意性地示出根据本发明的实施例的系统。图Ib示意性地示出根据本发明的实施例的控制装置。图2示意性地示出典型过滤器的响应，该过滤器能用于限制接收模块的视场。图3是根据本发明实施例的用于选择可控制装置的方法的流程图。图4a、4b、4c示意性地示出可如何通过将高斯分布拟合到信号贡献的集合来确定信号的宽度和入射角。图5示意性地示出根据本发明的另一实施例的系统。
具体实施例方式现将参看附图来在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的目前优选实施例。但本发明可以许多不同形式体现且不应被认为限于本文所述的实施例；而是，为了全面性和完整性提供这些实施例，且向本领域技术人员全面传达本发明的范围。通篇相同的附图标记指代相似元件。现参看附图特别地参看图Ia至图lb，描绘了布置于诸如房间的空间中的系统 100。该系统100包括控制装置110 (诸如遥控器)和呈可控制灯具形式的三个可控制装置 121-123。可控制的灯具121-123此处为聚光灯，每个包括的一组发光元件(例如，一个或多个发光二极管)，发光元件被布置成发光以照亮房间。第一灯具121和第二灯具122此处为下照灯，其被布置成提供房间的直接照明，而第三灯具123为上照灯，其被布置成通过在天花板处反射光(如由反射123’所示)而提供间接照明。灯具121-123全都以相同(初始)宽度发光。但是从遥控器110的观点而言，在天花板的反射123’比其它灯具121、122 更宽。另外，每个灯具121-123具备与相应灯具121-123的发光元件电连接的控制单元。 灯具121-123的控制单元中的每一个被配置成将所发出的光调制成包含个别识别码，从而能区别来自不同灯具121-123的光。优选地，选择识别码使得它们相对于彼此成(准)正交，以便最小化在来自不同灯具121-123的调制光之间的干扰。遥控器110还包括与接收器112电连接的控制单元。接收器112包括五个(优选地相同的)接收模块112a_e，此处为光电(接收)二极管。光电二极管112a_e被布置成使得存在一个位于中央的光电二极管112a和四个周围光电二极管112b_e。中央光电二极管112a优选地沿着遥控装置110的指向方向113 ( S卩，使用者瞄准遥控器的方向)指向，而周围光电二极管112b_e优选地以规则的角位移进行布置。此处，周围光电二极管112b_e 中的每一个指向以角度Δφ偏离遥控装置Ii0的指向方向113的方向。角度Δφ可不同，例如，由于光电二极管的几何形状和其在接收器112中的放置情况，但通常在10°至15°的
7范围。此处，Δφ为大约15°。而且，每个光电二极管112a-e相应地具有视场(F0V)，即，其可检测到投射光的角范围。可向每个光电二极管112a_e提供角过滤器以限制视场。此处通过将管114布置于光电二极管112a_e的顶部上来实现过滤器。但是，光电二极管112a_e 的角度响应也可利用例如透镜或特殊构造的光电二极管来进行限制。在图2中示出典型过滤器的响应。如图所示，此处光电二极管中的每一个的视场离光电二极管的中心轴线大约士 15°。现将参考图3中的流程图来描述系统100的操作。为了提供清楚且简洁的描述， 这里使用遥控器的中央光电二极管112a、左光电二极管112b和右光电二极管112c来仅对于第一(水平)平面确定任何信号的宽度和入射角。然后将讨论三维的可能概括。在操作中，可控制的灯具121-123中的每一个发射呈调制光形式的信号，调制光包含相应灯具121-123的识别码。在步骤301中，由遥控器110中的接收器112接收信号。在遥控装置110中的控制单元使用识别码来区别来自各个灯具121-123的信号，且对于每个信号，确定光电二极管112a_c中的每一个的信号贡献。由来自相关联的光电二极管 112a-c的光电流来指示信号贡献。在图4a中示意性地示出从第一灯具121接收的信号的信号贡献。此处，由中央光电二极管112a、左光电二极管112b和右光电二极管112c检测的信号贡献分别标注为fQ、 f_*f+。因此，光电二极管112a在+ =0°对光强分布取样，光电二极管112b在Φ =_Δ Φ. 对光强分布取样；以及光电二极管112c在+ =+Δ Φ对光强分布取样。另外，图4b示出自第二光122所接收的信号的信号贡献，而图4c示出从第三灯具123所接收的信号的信号贡献(经由反射123’)。然后在步骤302，遥控器110的控制单元使用在不同信号贡献之间的相关性来确定每个信号的宽度和入射角。此处，这通过将高斯分布jg^W— )2/2￡j2拟合为与信号相关联的信号贡献而实现。因此，对于每个信号，实现了以下方程式的系统
权利要求
1.选择多个可控制装置(121-123)中至少一个的方法，其中所述可控制装置 (121-123)中的每一个适于发射可区别的信号，所述方法包括以下步骤利用包括于控制装置(110)中的多个接收模块从所述多个可控制装置接收(301)信号，其中每个接收模块单独地检测所述信号的贡献；使用不同信号贡献之间的相关性来确定(302)所述信号中的每一个的宽度和入射角；将所述信号中的每一个的宽度和入射角与预定标准集合进行比较(303-304)；以及选择(305)最佳地匹配所述预定标准集合的多个可控制装置中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中与所述预定标准集合的比较优选具有小宽度信号的可控制装置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中与所述预定标准集合的比较不能选择具有超过预定阈值的宽度的信号的任何可控制装置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预定阈值为所接收信号的信号强度的函数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述预定标准集合的比较优选具有小入射角的信号的可控制装置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述预定标准集合的比较不能选择具有以下信号的任何可控制装置，即，对于该信号而言，信号贡献中的至少一个低于预定噪声阈值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信号的宽度和入射角中的至少一个通过将由参数角度和宽度所表示的目标分布拟合为信号贡献而确定。
8.结合多个可控制装置(121-123)进行使用的控制装置(110)，其中所述可控制装置 (121-123)中的每一个适于发射可区别的信号，所述控制装置包括多个接收模块(112a-e)，其中每个接收模块(112a-e)适于单独地检测所述信号的贡献；以及控制单元，其被布置成执行权利要求1至7中任一项所述的方法以选择所述多个可控制装置(121-123)中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其中所述接收模块(112a-e)中的每一个包括光电二极管。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置，其中所述接收模块为成像电路中的像素。
11.系统(100)，包括多个可控制装置(121-123)，其适于发射可区别的信号；以及根据权利要求8至10中任一项所述的控制装置(110)。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述可控制装置(121-123)为包含一个或多个发光元件的光源，且其中所述可区别的信号由所述发光元件发射。
13.用于包括控制装置和多个可控制装置的系统中的方法，其中所述控制装置适于发射包括多个可区别的信号贡献的信号，所述方法包括以下步骤利用布置于所述多个可控制装置中的接收器来接收所述信号；对于已经接收所述信号的每个可控制装置而言，使用所述可区别的信号贡献之间的相关性来确定所接收的信号的宽度和入射角；以及将所接收的信号的宽度和入射角与预定标准集合进行比较；以及选择具有以下所接收的信号的多个可控制装置中的至少一个，即，该所接收的信号最佳地匹配所述预定标准集合。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将关于所述宽度和入射角的信息发射到所述控制装置的步骤。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括将关于所述可区别的信号贡献的信息发射到所述控制装置的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种选择多个可控制装置(121-123)中至少一个的方法，其中可控制装置(121-123)中的每一个适于发射可区别的信号。该方法包括以下步骤利用包括于控制装置(110)中的多个接收模块从多个可控制装置接收(301)信号，其中每个接收模块单独地检测信号的贡献；使用不同信号贡献之间的相关性来确定(302)信号中的每一个的宽度和入射角；将信号中的每一个的宽度和入射角与预定标准集合进行比较(303-304)；以及选择(305)最佳地匹配预定标准集合的多个可控制装置中的至少一个。
文档编号G08C17/02GK102460532SQ201080028273
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月23日
发明者T. G. M. 彭宁德夫里斯 H., C. 塔尔斯特拉 J., 费里 L. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司