收集和虚拟模拟与物理空间相关的昼夜照明数据的技术
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月12日申请的第62/988,776美国临时专利申请的优先权权益，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及收集和模拟与物理空间相关联的室内照明数据。更具体地，本公开涉及用于生成指示虚拟空间的照明条件的物理空间的虚拟表示并使个人能够修改影响照明条件的组件的平台和技术。
背景技术：4.昼夜节律是一种自然的内部过程，它调节睡眠-觉醒周期，根据太阳和月亮周期大约每二十四(24)小时重复一次，其中人类生理生物学基于这二十四(24)小时周期演变。研究表明，如果白天没有进入明亮的阳光，个人的生物钟会“游走”，这会降低睡眠质量、降低警觉性以及增加糖尿病和抑郁症的发病率以及其他负面影响。最近，人们一直在努力通过电照明和使用窗户和天窗来模拟室内环境中的昼夜节律。一般来说，照明行业将实现昼夜节律的基本设计目标描述为：“白天多光，晚上少光”。特别重要的是，据说一天中特定时间或多或少的照明的影响会影响照明空间的“非视觉”方面。一种众所周知的计算室内空间中环境阳光和人工电照明影响的模型称为昼夜节律刺激(cs)。在cs模型中，进入眼睛的照明水平是在垂直平面上测量的。照明设计师和规范者精通为视觉效果提供照明，例如射向水平表面的照明量，例如在桌子上。随着照明行业准备添加和/或更改程序以提供有效的cs设计，一些光源(例如，灯具)可采用led技术和控制，这些技术和控制可能改变发射光的强度和温度以模仿自然的昼夜节律周期。ul,llc于2019年发布了一项此类程序，标题为：ul dg 24480for promoting circadian entrainment with light for day-active people。
5.然而，室内环境的照明规范者和设计者才刚刚开始考虑来自多个灯具的发射光以及来自窗户和天窗的环境光，以及这些光与昼夜节律周期的匹配程度。事实上，研究表明，目前的平均室内照明水平一直很低，以至于个人的昼夜节律周期受到负面影响。
6.通过研究，人们普遍认为不同波长的光照在刺激昼夜节律系统方面具有不同的功效。这些波长及其能级作为一个集合被称为灯具的光谱功率分布(spd)。由于光源的照明被空间中的物体反射，spd会被物体的颜色改变，从而进一步影响刺激昼夜节律系统的功效。随着照明设计师的科学和实践的发展，需要更复杂的计算来解决当光源(例如灯具/灯、窗户或天窗)被具有自己的光谱特征，例如颜色和/或反射率的表面(例如墙壁、地板和天花板)反射时发生的光谱位移。
7.因此，系统和方法有机会编译用于理解照明条件对物理空间内的人类昼夜节律系统的影响的数据，将该数据与目标进行比较，并在视觉上将照明条件呈现于例如计算机辅助设计(cad)程序，以使个人能够评估和确定如何改善照明条件并促进这些改善。
技术实现要素：8.在一个实施例中，提供了用于检测物理空间内的照明条件的计算机实现方法。所述方法可以包括：通过数据捕获机器分别在物理空间的一组位置处收集一组照明测量值；通过处理器将所述一组照明测量值与收集所述一组照明测量值的所述一组位置相关联；以及由所述处理器使用与所述一组位置相关联的所述一组照明测量值来生成电子文件，该电子文件包括指示位于所述物理空间内的一组光源的数据。
9.在另一个实施例中，提供了用于检测物理空间内的照明条件的设备。该设备可以包括：至少一个图像传感器，其被配置为捕获描绘所述物理空间内的一组灯具的一组数字图像；至少一个激光器，其被配置为捕获与所述物理空间相关联的一组读数；检测器，其被配置为分别在所述物理空间的一组位置处收集一组光谱功率分布(spd)测量值；和处理器，其与所述至少一个图像传感器、所述至少一个激光器和所述检测器连接。处理器可以被配置为：使用由所述至少一个图像传感器捕获的所述一组数字图像，生成指示所述物理空间内的所述一组灯具的反射的天花板图，使用由所述至少一个激光器捕获的所述一组读数生成所述物理空间的地板图，并使用所述反射的天花板图和所述地板图生成与所述物理空间相关联的电子文件，所述电子文件指示与所述物理空间的所述一组位置相关联的所述一组spd测量值。
10.在另一个实施例中，可以提供一种被配置为存储指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述指令在由处理器执行时可以使所述处理器执行包括以下的操作：在物理空间的一组位置分别收集一组视频图像数据和一组照明测量值；将所述一组视频图像数据与所述一组位置相关联；使用所述一组视频图像数据和与所述一组位置相关联的所述一组照明测量值，生成电子文件，所述电子文件包括指示位于所述物理空间内的每个照明源的昼夜节律贡献的数据；生成所述物理空间的视觉表示，其中所述视觉表示指示每个照明源的所述昼夜节律贡献；以及使用户能够通过用户界面查看虚拟现实(vr)或增强现实(ar)格式的所述视觉表示。
11.在另一个实施例中，可以提供可以佩戴或永久安装在所述空间中的临时或非临时cs测量设备。该设备可以启用与云的物联网(iot)连接，并且可以被配置为周期性地将cs测量值(例如，每5秒)发送到中央服务器。该系统使仪表板能够指示地板布局、cs测量设备的位置和读数。系统可以报告空间的总cs，以及是否已经满足某些标准(例如，ul 24480)的目标。在发现缺陷的情况下，报告可通知照明控件以延长人造光的持续时间以达到所述目标。
附图说明
12.图1描绘了根据一些实施例的与系统和方法相关联的组件和实体的概述。
13.图2a-2c是根据一些实施例的物理区域的示例渲染或描绘。
14.图3是描绘根据一些实施例的组件和实体及其功能的示例信号图。
15.图4是根据一些实施例的用于检测物理空间内的照明条件的方法的示例流程图。
16.图5是根据一些实施例的数据捕获机的框图。
具体实施方式
17.本实施例可以涉及用于捕获与物理空间相关联的照明条件数据的平台和技术之
类。根据某些方面，系统和方法可以结合数据捕获机器，该数据捕获机器可以配置有各种传感器和数据捕获组件。特别地，数据捕获机器可以配置有激光器、图像传感器、spd检测器和/或其他组件。通常，激光器可以被配置为读取和记录物理空间的各个方面，图像传感器可以被配置为捕获物理空间中存在的一组灯具(并且在某些情况下，窗户、天窗和/或其他光源)的一组图像，并且spd检测器可以捕获在物理空间的各个位置的spd值。
18.根据实施例，计算设备可以聚合和编译捕获的数据，并且基于聚合和编译的数据生成电子文件。用户可以通过任何计算设备和/或软件应用程序访问电子文件，并且可以查看和评估物理空间的照明条件，例如在与物理空间相关联的设计阶段。如果需要，用户可以通过添加和/或重新定位灯具来修改物理空间的照明设计图。例如，编译的数据可以指示物理空间的特定区域可能缺乏足够的照明，并且用户可以使用计算设备将灯具添加到该特定区域，以便该特定区域实现照明条件目标。
19.该系统和方法提供了许多好处。特别地，捕获的数据的组合提供了对整个物理空间中不同位置的照明条件的准确和全面的评估。因此，用户(例如，照明设计师或其他个人)可以查看数据组合以评估具有不满足特定目标或阈值的照明条件的区域。用户能够虚拟地校正这些区域中的照明条件，这可以在物理空间建造之前的设计阶段完成，或者在物理空间中安装照明系统之前完成。因此，物理空间将更容易和更有效地实现合适的照明条件，并与某些昼夜节律目标保持一致。此外，由于安装后的修改较少，开发人员或其他个人可体验到与照明系统相关的成本降低。应该理解，可以预见到额外的好处。
20.图1图示了被配置为促进系统和方法的组件的系统100的概述。应当理解，系统100仅仅是一个示例，并且设想了替代或附加组件。
21.如图1所示，系统100可以包括配置有一组组件的数据捕获机器118，这些组件可以捕获与物理空间相关联的各种数据和信息。根据实施例，数据捕获机器118可以以一些形式体现为机器人，其被配置为使用一组使数据捕获机器118能够移动的行进组件104(例如，齿轮、轮子、皮带等)，行进通过物理空间，例如在一个或多个预定的或临时的路径上。数据捕获机器118及其组件可以由个人手动或通过有线或无线连接来操作和/或控制，和/或可以自主操作。
22.数据捕获机器118可以包括用户界面108，其可以体现为计算设备的一部分。根据实施例，计算设备可以包括被配置为分析由数据捕获机器118的组件收集或捕获的数据的处理器。用户界面108可以被配置为显示或呈现与捕获的数据相关联的信息，和/或与数据捕获机器118的操作相关联的信息(例如，以使个人能够操作数据捕获机器118)。计算设备可以包括各种通信组件，包括天线119，其可以被配置为通过一个或多个有线或无线连接从各种组件或实体发送和接收各种数据。
23.数据捕获机器118可以包括图像传感器110，其被配置为捕捉一组数字图像，该组数字图像可以描绘安装或布置在物理空间内的一组灯具或照明器材。例如，该组数字图像可以描绘跨物理空间的天花板的一组位置安装的一组灯具。根据实施例，图像传感器可替代地或附加地捕获描绘该组灯具或照明器材的数字视频。
24.数据捕获机器118还可包括一组激光器和/或声纳装置105，其被配置为扫描位于物理空间内的物理对象。根据实施例，由一组激光器105捕获的数据可以指示位于数据捕获机器118附近的各种物理对象(例如，隔间、文件柜、搁架单元)的存在。这种激光器105的输
出可以是表示进行测量的物理空间的点云。通常，数据捕获机器118及其组件可以检测并记录其在物理空间内相对于“x/y”轴上的零点的位置。该位置数据和任何其他捕获的数据可以被加时间戳，使得捕获的数据与捕获它的位置以及数据捕获机器118的定向方向之间建立关联。
25.另外，数据捕获机器118可以包括光谱功率分布(spd)检测器115，和/或与室内空间相关的任何其他测量设备。根据实施例，spd检测器115可以捕获在物理空间内的一组位置处的可以指示由特定光源产生的每个波长的光的功率(或强度)的相应的一组spd值，所述特定光源包括该位置的灯具、窗户和天窗，并且可以从中得出颜色的亮度和色度。在一些实施例中，spd检测器115可以至少部分地体现为具有一个或多个镜头的摄像机，该镜头能够记录被测量的物理空间的视觉表示。
26.图像传感器110、所述一组激光器105和/或spd检测器115中的每一个可以将捕获的数据传输到数据捕获机器118的计算设备，其中计算设备可以被配置为编译和/或分析数据。在实施方式中，计算设备可以从由图像传感器110捕获和收集的所述一组图像数据生成反射天花板图文件，其中反射天花板图文件可以指示位于物理空间内的一组灯具的一组位置。此外，计算设备可以使用由一组激光器和/或声纳设备105捕获和收集的点云数据来生成物理空间的地板图。
27.图2a示出了示例物理空间的示例性地板图200。地板图200包括数据捕获机器118在捕获数据时经过的路径201。应当理解，计算设备可以从由该组激光器和/或声纳设备105捕获和收集的点云数据和/或从其他数据生成地板图200。
28.此外，图2b示出了示例物理空间的示例反射天花板图210。反射天花板图200指示示例物理空间内的各种灯具的位置。应当理解，计算设备可以从由图像传感器110捕获和收集的所述一组图像数据和/或从诸如点云的其他数据和从检测灯具形状和反射率的算法产生的数据，生成反射天花板图210。
29.此外，计算设备可以创建spd数据库，其指示由spd检测器115在物理空间的相应一组位置处捕获的一组spd值。此外，数据捕获机器118可以具有一个或多个附加组件以检测数据捕获机器118位于物理空间中的什么位置，以及数据捕获机器118在捕获测量值时的方位(例如，北、南、东、西、西北等)，并将这些数据记录到文件中。此外，计算设备可以生成电子文件，该电子文件可以具有可由特定设计应用程序(例如，计算机辅助设计(cad)应用程序)读取和修改的格式，例如由照明规划者用来设计和评估他们的设计的电子文件。
30.在实施例中，计算设备可以通过一组网络111将数据(例如，反射天花板图、地板图、spd数据库、视频文件和/或电子文件)传输到一组电子设备122、123、124。电子设备122、123、124中的每一个可以是任何类型的电子设备，例如移动设备(例如，智能手机)、台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、平板手机、云计算机、gps(全球定位系统)或gps启用设备、智能手表、智能眼镜、智能手镯、可穿戴电子设备、pda(个人数字助理)、寻呼机、虚拟现实(vr)耳机、配置用于无线通信的计算设备等。在实施例中，电子设备122、123、124中的任何一个可以是与诸如公司、企业、公司等的实体(例如，服务器计算机或机器)相关联的电子设备。在一个实施方式中，存储设备(例如，“拇指驱动器”)可以与数据捕获机器118的计算设备接口以访问和存储捕获和/或生成的数据，其中电子设备122、123、124可以读取存储在存储设备上的捕获和/或生成的数据。
31.电子设备122、123、124中的每一个可以支持可以读取、处理和分析从数据捕获机器118的计算设备接收到的数据的设计应用程序。在实施例中，用户可以操作电子设备122、123、124来查看接收到的数据的各个部分。特别地，电子设备122、123、124的用户界面可以呈现物理空间的视觉渲染，其指示反射的天花板图、地板图、spd值和视频捕获的各个部分。用户可以选择向地板图添加、移除和修改灯具或光源，其中电子设备122、123、124可以更新视觉渲染以反映所添加、移除或修改的灯具。因此，用户可以查看所呈现的信息以评估与物理空间内的非视觉昼夜节律有效照明相关联的缺陷并确定如何改进。
32.图2c是与使用户能够评估与物理空间内的非视觉昼夜节律有效照明相关联的缺陷并确定如何改进的示例性热图220和其他视觉描绘。具体地，示例渲染222描绘了办公室连同灯具的位置和由灯具产生的昼夜节律刺激的热图。另一个示例渲染224是办公室内部以及灯具的透视图，以描绘办公室内照明条件的“真实世界”视图。
33.图2c还包括附加内部环境的示例表示226。特别地，表示226图示了内部环境的地板的透视图，其中表示226包括对应于在地板的各个位置和区域处的昼夜节律刺激水平的阴影。因此，用户可以确定地板的哪些区域缺乏充足的光(例如，位置227)，并修改相应的照明设计图以允许额外的光到达这些区域。类似地，用户可以确定地板的哪些区域光线过多，并修改相应的照明设计图以去除相应的光线。
34.电子设备122、123、124可以另外通过一个或多个网络113与服务器126通信。在实施例中，网络111、113中的每一个可以通过任何标准或技术(例如，gsm、cdma、voip、tdma、wcdma、lte、edge、ofdm、gprs、ev-do、uwb、互联网、ieee 802包括以太网、wimax、wi-fi、蓝牙等)支持任何类型的数据通信。服务器126可以与诸如公司、企业、公司等的实体相关联，并且可以与能够存储各种数据的存储器或存储装置127接口或支持它们，例如存储在一个或多个数据库或其他形式的存储装置中。
35.根据实施例，电子设备122、123、124可以从服务器126检索与执行设计应用程序相关联的某些数据。例如，电子设备122、123、124可以检索与用户可能想要添加到物理空间的昼夜节律计算和视觉渲染中的某个灯具相关联的信息。在一些实施例中，服务器126可以支持设计应用程序(例如，作为软件即服务(saas)cad实施方式)并且可以使用户能够操作设计应用程序以促进本文讨论的功能。
36.尽管在图1中被描述为单个服务器126，但应当理解，服务器126可以是计算机、服务器、机器等的分布式集群的形式。在该实施方式中，实体可以利用分布式服务器126作为按需云计算平台的一部分。因此，当电子设备122、123、124与服务器126接口时，电子设备122、124、124实际上可以与多个分布式计算机、服务器、机器等中的一个或多个接口，以促进描述的功能。类似地，尽管在图1中描绘了三(3)个电子设备122、123、124，但应该理解可以设想更多或更少的量。图2描绘了与系统和方法相关联的更具体的组件。应当理解，数据捕获机器118的组件也可以通过网络111、113中的一个或多个直接与服务器126通信。
37.图3图示了信号图300，其包括一组组件并且图示了可以由该组组件促进的各种功能。信号图300包括激光器305(例如关于图1所讨论的激光器105，并且可以配备声纳能力)、图像传感器310(例如图像传感器110，如关于图1讨论的)、spd检测器315(或与照明数据的收集相关联的任何记录设备，例如如关于图1讨论的spd检测器115)，其可以包括摄像机、处理器320以及电子设备325(例如关于图1讨论的电子设备122、123、124之一)。
38.激光器305、图像传感器310、spd检测器315(带有或不带有摄像机)和处理器320的任意组合可以是数据捕获机器318(例如数据捕获机器118)的组件，如关于图1所讨论的，其可以是自主的或可由个人控制/操作的。应当理解，电子设备325可以与数据捕获机器318及其组件分离或集成在其中，处理器320可以替代地是电子设备325的组件。
39.数据捕获机器318及其任何组件可以定位或以其他方式位于物理空间内。激光器305、图像传感器310和spd检测器315中的每一个可以经由通信总线或经由另一有线或无线连接与处理器320通信。根据实施例，spd检测器315可以是分光光度计或另一种类型的检测器。电子设备325可以是可以与处理器320接口的任何类型的电子设备，并且可以配备有用户接口，包括显示设备和一组输入/输出组件以促进用户的交互和选择。
40.如图3所示，激光器和/或声纳305可以读取或检测(322)和记录与物理空间相关联的信息。特别地，激光器和/或声纳305可以检测位于或布置在物理空间内并且靠近数据捕获机器318的物体。由激光器305捕获的数据可以指示物理对象和物理对象相对于数据捕获机器318的位置。在一种实施方式中，激光器305可以由一个或多个声纳传感器补充或替代以检测物体。激光器305(或一个或多个声纳传感器)可以将检测到的信息传输(328)到处理器320。
41.图像传感器310可以捕获(324)一组图像，这些图像可以描绘位于物理空间内的一个或多个光源(例如，灯具、窗户、天窗和/或类似物)。在实施例中，该组图像可以描绘一组附加或替代光源，例如窗户、天窗和/或类似物。在一种实施方式中，图像传感器310可以被定向在向上的方向，其中一个或多个灯具可以位于图像传感器310上方(例如，灯具可以是头顶照明器材)。图像传感器310可以将图像数据传输(330)到处理器320。
42.spd检测器315可以捕获(326)与物理空间相关联的光谱功率分布(spd)值。spd值可以指示由特定光源或灯具产生的每个波长的光的功率(或强度)，并且可以从中得出颜色的亮度和色度。此外，可以检测关于光源的附加信息，例如灯具的制造商、型号、光源的剩余寿命和/或其他信息。spd检测器315可以将spd值传输(332)到处理器320。另外，spd检测器315的视频捕捉设备可以连续捕捉物理空间的图像。因此，在记录设备包含多个摄像机角度的实施例中，任何后处理软件都可以使用户能够在360
°
视野中旋转图像。
43.在从激光器305、图像传感器310和spd检测器315接收到一些或全部数据之后，处理器320可以聚合和编译(334)数据。通常，从激光器305、图像传感器310和spd检测器315发送的数据可以包括位置数据(例如，gps坐标)，其指示物理空间内收集或捕获相应数据的位置。因此，对于捕获任何类型的数据的每个位置，处理器320可以确定或识别物理空间内的任何检测到的物体，如来自激光器305的数据中所指示的，如来自图像传感器310的图像数据中所描绘的任何灯具，和/或在来自spd检测器315的数据中指示的任何spd值。
44.使用聚合和编译的数据，处理器320可以生成(336)与物理空间相关联的电子文件。特别地，处理器320可以最初至少使用来自激光器305的数据生成物理空间的地板图。此外，处理器320可以将来自图像传感器310的图像数据中指示的一组灯具的一组指示添加到地板图，以生成反射的天花板图。此外，处理器320可以将如来自spd检测器315的数据中所指示的spd值添加到反射的天花板图。此外，处理器320可以将图像添加到空间的任何或所有视觉图像，从而实现360
°
旋转。
45.因此，电子文件可以包括相关的地板图信息、灯具标识和位置、某些位置的spd值
和视频图像。处理器320然后可以使用各种数学公式处理这些数据集以生成描绘穿过居住者眼睛的垂直平面的物理空间的照明的新数据。如果特定位置和空间方向的数据达到或超过给定的昼夜节律刺激目标，则可以呈现颜色(例如，绿色或蓝色)以说明正面结果。如果数据未能满足给定的昼夜节律刺激目标，则可以呈现颜色(例如，红色或橙色)以说明负面结果。此外，电子文件可以具有可以与某个设计应用程序(例如，计算机辅助设计(cad)应用程序)兼容和可读的格式，或者可以以其他方式符合标准，其中电子文件可以指示关于(334)和(336)聚合、编译和/或生成的数据或信息的部分或全部。
46.处理器320可以将电子文件传输(338)到电子设备325(或者电子设备325可以从数据捕获机器318访问电子文件)，并且电子设备325可以导入(340)电子文件和相关的信息到设计应用程序中。特别地，电子设备325可以启动设计应用程序并通过用户界面显示描绘电子文件中包括的某些信息(例如，地板图、灯具的标识和位置、spd值以及/或视频图像)的渲染。可以使用计算进一步操纵该信息，以便确定例如所得到的物理空间的昼夜节律刺激(cs)。通常，设计应用程序可以显示物理空间的虚拟表示，包括热图或其他可视化，其指示在虚拟表示内的spd值(或可以至少部分地从包括cs的spd值导出的照度信息)、该组灯具的一组指示和/或其他信息。
47.最初，设计应用程序可以使用户能够针对某些环境指定昼夜节律刺激(cs)设计标准(例如，白天的cs》＝0.30、晚上的cs《＝0.20和晚上的cs《＝0.10)。通常，视觉上表示的每个灯具可以具有一组照明特性，这些特性可以包括亮度、色温、功率输出、spd数据和以垂直与水平照度比(eveh)为特征的发光强度分布。设计应用程序可以计算物理空间中的照明系统将在居住者眼睛的预期平面(例如，在地板平面上方0.9到1.3m之间并延伸整个物理空间)中提供的一组明视照度值(e(v))。此外，设计应用程序可以从与灯具相关的spd(s)和e(v)(s)计算平均cs，并将计算的cs(s)与设计标准中指定的cs(s)进行比较，并确定是否需要或希望进行一项或多项修改。附加地或替代地，设计应用程序可以从数据捕获机器318提供的信息计算平均cs。
48.因此，电子设备325可以启用(342)对设计的一个或多个修改。通常，可以确定期望目标(例如，0.3的cs)和测量值之间的间隙，其中电子设备325可以说明在可视化中的间隙。诸如照明设计师之类的用户可以查看可视化并评估如何减少或缩小差距(例如，通过添加特定的灯具)并实现昼夜有效的物理空间，从而改善物理空间的居住者的健康和幸福感。在实施方式中，设计应用程序可以自动检测间隙并推荐对照明的修改以减少或关闭间隙。在另一种实施方式中，设计应用程序可以通过选择和推荐的一组附加灯具或灯的放置和规格来推荐对照明的修改，以减少或关闭任何间隙。
49.在一些情况下，电子设备325的用户可以选择将虚拟灯具定位在虚拟表示的虚拟位置，其中虚拟灯具具有一组照明特性(例如，亮度、色温、功率输出、e(v)/e(h)、spd值)。应当理解，虚拟灯具可以是位于物理空间的任何位置(例如，天花板、墙壁等)的任何类型的灯具。设计应用程序可以更新虚拟表示(例如，显示的热图或可视化)以在虚拟位置处包括具有该组照明特性的虚拟灯具。用户还可以选择调整该组照明特性，其中设计应用程序可以自动更新虚拟表示以反映调整后的该组照明特性。因此，用户可以查看虚拟表示以评估添加灯具可能如何影响物理空间的该部分的照明特性。另外，设计应用程序可以确定对灯具的添加或修改是否导致实现期望的cs目标。
50.在一些实施例中，可以将由数据捕获机器318的组件收集的物理空间的视觉表示与和物理空间的设计相关联的相应值进行比较。公司可以使用从比较中确定的任何差异来提高设计和模拟与设计物理空间相关的照明的准确性。
51.在一些实施例中，由数据捕获机器318的组件收集并导入到设计应用程序(例如，cad应用程序)中的物理空间的视觉表示可以使用户能够使用虚拟现实(vr)或增强现实(ar)护目镜/耳机“进入”虚拟空间。虚拟空间的视图可以通过计算得出的数据进一步增强，以描述场景中每个照明组件(包括灯具/灯、窗户和/或天窗)获得的对cs测量的贡献，以及反射面反射的影响。
52.设想了与和视觉表示交互相关的各种功能。特别地，用户可以更改物理空间的描述和相对热图，以创建数据的“第一人称”视图，就好像用户在实际空间中一样。此外，用户可以通过将底层数据显示为数字、颜色和/或图形的视觉表示来可视化灯具/灯、窗户和/或天窗的相关贡献，这些数据与给定的光源相关。此外，用户可以通过将底层数据显示为数字、颜色和/或图形的视觉表示来可视化添加灯具/灯、窗户和/或天窗的相关贡献，这些数据与给定的光源相关。
53.图4是用于检测物理空间内的照明条件的方法的流程图。方法400可以由一个或多个电子设备及其组件来执行或实施。当数据捕获机器分别在物理空间的一组位置处收集(框405)一组照明测量值时，方法400开始。在实施例中，数据捕获机器的检测器可以分别在该组位置收集一组光谱功率分布测量值。
54.在一些情况下，电子设备可以应用在该组位置处将spd测量值转换为cs测量值的一组计算，其中spd测量值可以指示设置在物理空间内的一组组件的一组反射。此外，在实施例中，电子设备可以将spd测量值转换为对应于该组位置的黑视素照度(melanopsin lux)(ml)测量值。电子设备可以将该组照明测量值与收集该组照明测量值的该组位置相关联(框410)。
55.电子设备可以使用该组照明测量值来生成(框415)电子文件，该电子文件包括指示位于物理空间内的一组灯具的数据。根据实施例，数据捕获机器的激光器可以捕获与物理空间相关联的一组读数，使用该组读数生成物理空间的地板图的表示，并将该组读数转换成具有地理定位功能的矢量图。因此，在生成电子文件时，电子设备可以生成覆盖在物理空间的地板图上的反射天花板图。附加地或替代地，数据捕获机器的图像传感器可以捕获描绘该组灯具的一组数字图像，并且电子设备可以使用与该组位置相关联的该组数字图像和该组照明测量值生成电子文件。
56.电子设备可以将该组照明测量值的至少一部分转换(框420)成昼夜节律刺激热图，其中昼夜节律刺激热图可以指示目标实现并且根据目标实现描绘一组颜色。电子设备可以将电子文件导入(框425)到设计应用程序中。此外，在设计应用程序内并经由用户界面，电子设备可以在物理空间的虚拟表示内显示(框430)该组照明测量值的渲染，其中可以显示该组照明测量值的渲染为热图，其指示物理空间的虚拟表示中的该组照明测量值。附加地或替代地，电子设备可以在虚拟表示内显示与该组灯具相对应的一组指示，和/或可以使用户能够设置与不同级别相对应的各种颜色以实现照明/亮度目标。
57.电子设备可经由用户界面接收(框435)选择以将虚拟灯具定位在物理空间的虚拟表示内的虚拟位置处，其中虚拟灯具可具有一组照明特性。在实施例中，电子设备可以使用
户能够修改物理空间的各个方面，例如通过重新定位、改变、移除和/或添加灯具。另外，电子设备可以更新(框440)虚拟表示以在虚拟位置处包括具有该组照明特性的虚拟灯具。此外，电子设备可以更新虚拟表示以表示物理空间的更新的照明特性。
58.在一些实施例中，电子设备可以经由用户界面接收选择以调整虚拟灯具的一组照明特性。此外，电子设备可以更新虚拟表示以反映选择以调整虚拟灯具的该组照明特性，这可能涉及更新虚拟表示以反映(i)对昼夜节律刺激(sc)的影响，以及(ii)对黑视素照度(ml)的影响。
59.图5图示了示例数据捕获机器545，其中可以实现如本文所讨论的功能。根据实施例，数据捕获机器545可以体现为如关于图1所讨论的数据捕获机器118。在一个实施方式中，数据捕获机器545的组件可以集成到单个物理设备或机器中，或者可以分布在多个物理设备或机器之间或之中。例如，第一设备可以集成某些传感器，而第二设备可以集成一组应用程序和用户界面。
60.数据捕获机器545可以包括处理器581或其他类似类型的控制器模块或微控制器，以及存储器578。数据捕获机器545还可包括电源组件563(例如，a/c电源组件)或其他类型的电源(例如，一个或多个电池)，其被配置为向数据捕获机器545和其组件供电或提供电力。
61.存储器578可以存储能够促进本文讨论的功能的操作系统579以及被配置为存储/高速缓存各种传感器数据和/或其他数据的高速缓存580。处理器581可以与存储器578接口以执行操作系统579并从高速缓存580检索数据，以及执行一组应用程序571，例如设计应用程序572(存储器578也可以存储)。例如，设计应用程序572可以基于收集的传感器数据呈现物理空间的描绘。存储器578可以包括一种或多种形式的易失性和/或非易失性、固定和/或可移动的存储器，例如只读存储器(rom)、电子可编程只读存储器(eprom)、随机存取存储器(ram)、可擦除电子可编程只读存储器(eeprom)和/或其他硬盘驱动器、闪存、microsd卡等。
62.数据捕获机器545可以进一步包括通信模块575，其被配置为与一个或多个外部端口573接口以经由一个或多个网络550传输数据。根据一些实施例，通信模块575可以包括一个或多个收发器，其根据ieee标准、3gpp标准或其他标准运行，并被配置为通过一个或多个外部端口573接收和发送数据。更具体地，通信模块575可以包括一个或多个wwan收发器，其被配置为与包括一个或多个小区站点或基站的广域网通信以将数据捕获机器545通信地连接到附加设备或组件。此外，通信模块575可以包括一个或多个wlan和/或wpan收发器，其被配置为将数据捕获机器545连接到局域网和/或个人区域网络，例如网络。
63.数据捕获机器545还可以包括一组传感器564。特别地，该组传感器564可以包括一个或多个激光器565、一个或多个图像传感器566、一个或多个声纳组件567、一个或多个spd检测器568和/或一个或多个其他传感器569(例如，加速度计、触摸传感器、nfc组件等)。数据捕获机器545可以包括音频模块577，其包括硬件组件，例如用于输出音频的扬声器585和用于检测或接收音频的麦克风586。数据捕获机器545还可以包括用户界面574以向用户呈现信息和/或接收来自用户的输入。如图5所示，用户界面574包括显示屏587和i/o组件588(例如，电容或电阻触敏输入面板、键、按钮、灯、led、光标控制设备、触觉设备等)。用户接口574还可以包括扬声器585和麦克风586。在实施例中，显示屏587是使用单一显示技术或显示技术组合的触摸屏显示器，并且可以包括叠加在用户可见的显示部分上的薄的、透明的
触摸传感器组件。例如，这样的显示器包括电容显示器、电阻显示器、表面声波(saw)显示器、光学成像显示器等。
64.通常，根据实施例的计算机程序产品包括其中具有计算机可读程序代码的计算机可用存储介质(例如，标准随机存取存储器(ram)、光盘、通用串行总线(usb)驱动器等)，其中计算机可读程序代码适于由处理器581执行(例如，结合操作系统579工作)以促进如本文所述的功能。在这点上，程序代码可以以任何期望的语言实现，并且可以实现为机器代码、汇编代码、字节代码、可解释的源代码等(例如，通过c、c++、java、actionscript、objective-c、javascript、css、xml和/或其他)。
65.尽管以下文本中阐述了对许多不同的实施例的详细描述，但是应当理解，本发明的法律范围可以由本专利结尾处所阐述的权利要求书的文字限定。详细描述应被解释为仅仅是示例性的，而不是描述每个可能的实施方案，因为描述每个可能的实施方案即使不是不可能的，也是不切实际的。人们可以使用当前技术或在本专利申请日之后开发的技术来实现许多可替代的实施方案，这些实施方案仍然落在权利要求的范围内。
66.在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的组件、操作或结构。尽管一种或多种方法的单独操作示出并被描述为单独的操作，但是单独操作中的一个或多个可以同时地执行，并且不需要按照所示顺序执行操作。在实例配置中呈现为独立部件的结构和功能可以实现为组合结构或部件。类似地，作为单个部件呈现的结构和功能可以作为单独的部件实施。这些和其它变化、修改、添加和改进都落入本文主题的范围内。
67.另外，某些实施例在本文中被描述为包含逻辑或若干例程、子例程、应用程序或指令。这些可以构成软件(例如，体现在非暂时性机器可读介质上的代码)或硬件。在硬件中，例程等是能够执行某些操作的有形单元并且可以按照某种方式进行配置或布置。在实例实施例中，一个或多个计算机系统(例如，独立的客户端或服务器计算机系统)或者计算机系统的一个或多个硬件模块(例如，处理器或处理器组)可以通过软件(例如，应用或应用部分)被配置成操作以执行如本文所描述的某些操作的硬件模块。
68.在各个实施例中，硬件模块可以机械地或电子地实施。例如，硬件模块可以包括可以被永久地配置成执行某些操作的专用电路系统或逻辑(例如，专用处理器，如场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic))。硬件模块还可以包括可通过软件被临时地配置成执行某些操作的可编程逻辑或电路系统(例如，如专用处理器或其它可编程处理器中所包含的)。应了解到，在专用且永久配置的电路系统中或在临时配置的电路系统中(例如，通过软件进行配置)机械地实施硬件模块的决策可能受成本和时间考虑驱使。
69.因此，术语“硬件模块”应被理解为涵盖有形实体，是指被物理地构造、永久地配置(例如，硬连线)或临时地配置(例如，编程)为按照一定方式操作或者执行本文所述的某些操作的实体。考虑到硬件模块被临时配置(例如，编程)的实施例，无需在任何一个时刻配置或实例化每个硬件模块。例如，在硬件模块包括使用软件来配置的通用处理器的情况下，通用处理器在不同时间可以被配置成对应的不同硬件模块。因此，软件可以配置处理器例如以在一个时刻构成特定的硬件模块并且在不同时刻构成不同的硬件模块。
70.硬件模块可以向其它硬件模块提供信息，并且从其它硬件模块接收信息。因此，所述硬件模块可以被认为是通信地耦接的。在同时存在多个此类硬件模块的情况下，可以通过连接硬件模块的信号传输(例如，通过适当的电路系统和总线)来实现通信。在其中在不
同时间配置或实例化多个硬件模块的实施例中，可以例如通过在多个硬件模块能够访问的存储器结构中存储和检索信息来实现此类硬件模块之间的通信。例如，一个硬件模块可以执行操作并将这种操作的输出存储在其可以通信耦合的存储器装置中。然后，另一个硬件模块可以在以后的时间访问这一存储器装置以检索和处理所存储的输出。硬件模块还可以启动与输入或输出装置的通信，并且可以对资源(例如，信息的集合)进行操作。
71.本文所述的示例方法的各种操作可以至少部分地由被临时配置(例如，通过软件)或永久配置为执行相关操作的一个或多个处理器执行。无论是临时配置还是永久配置，此类处理器都可以构成处理器实现的模块，这些模块运行以执行一个或多个操作或功能。在一些示例性实施方案中，本文所指的模块可以包括处理器实现的模块。
72.类似地，本文所述的方法或例程可以至少部分地由处理器实现。例如，一种方法的至少一些操作可以由一个或多个处理器或处理器实现的硬件模块执行。某些操作的性能可以分布在一个或多个处理器之间，不仅驻留在单个机器内，而且可以跨多个机器部署。在一些实例实施例中，处理器或多个处理器可以位于单个位置(例如，在家庭环境、办公室环境内或作为服务器场)，而在其它实施例中，处理器可以分布在多个位置上。
73.某些操作的性能可以分布在一个或多个处理器之间，不仅驻留在单个机器内，而且可以跨多个机器部署。在一些示例性实施例中，一个或多个处理器或处理器实现的模块可以位于单个地理位置(例如，在家庭环境、办公室环境或服务器场内)。在其它示例实施例中，一个或多个处理器或处理器实现的模块可以分布在多个地理位置。
74.除非另有明确说明，否则本文中使用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“呈现”、“显示”等的词语进行的讨论可以是指机器(例如，计算机)的动作或进程，来操纵或转换在一个或多个存储器(例如，易失性存储器、非易失性存储器或其组合)、寄存器或接收、存储、传输或显示信息的其它机器部件中被表示为物理(例如，电、磁或光)量的数据。
75.如本文所用，对“一个实施例”或“实施例”的任何参考意味着结合实施例所描述的特定元件、特征、结构或特性可以包括于至少一个实施例中。说明书中各个地方出现的短语“在一个实施方案中”不一定全都指同一实施方案。
76.如本文中所使用，术语“包括”、“其包括”、“可包含”“其包含”、“具有”、“其具有”或其任何其它变化意图涵盖非排它性的包含。例如，包括要素列表的过程、方法、物品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或装置固有的其它要素。而且，除非有相反的明确说明，否则“或”指的是包含性或，而不是排他性或。例如，以下任一项均满足条件a或b：a为真(或存在)并且b为假(或不存在)、a为假(或不存在)并且b为真(或存在)，以及a和b均为真(或存在)。
77.另外，“一个/一种(a/an)”用于描述本文的实施例的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和给出描述的一般意义。本说明书和所附权利要求书应解读为包括一个或至少一个且单数还包括复数，除非另外明显指单数。
78.此详细描述将被解释为实例，而并非描述每个可能的实施例，这是因为描述每个可能的实施例是不切实际的。
技术特征：1.一种用于检测物理空间内的照明条件的计算机实现方法，所述方法包括：通过数据捕获机器分别在所述物理空间的一组位置收集一组照明测量值；通过处理器将所述一组照明测量值与收集所述一组照明测量值的所述一组位置相关联；和由所述处理器使用与所述一组位置相关联的所述一组照明测量值生成电子文件，所述电子文件包括指示位于所述物理空间内的一组光源的数据。2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中收集所述一组照明测量值包括：由所述数据捕获机器的检测器分别在所述一组位置收集一组光谱功率分布(spd)测量值。3.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述一组照明测量值包括光谱功率分布(spd)测量值，并且其中所述方法还包括：应用一组计算，其将所述spd测量值转换为所述一组位置处的昼夜节律刺激(cs)测量值。4.根据权利要求3所述的计算机实现方法，其中所述spd测量值指示来自布置在所述物理空间内的一组组件的一组反射。5.根据权利要求3所述的计算机实现方法，其进一步包括：将所述spd测量值转换为对应于所述一组位置的黑视素照度(ml)测量值。6.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其进一步包括：将所述照明测量值的至少一部分转换为指示目标实现的昼夜节律刺激热图并根据所述目标实现描绘一组颜色。7.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其进一步包括：将所述电子文件导入设计应用程序中；和在所述设计应用程序中通过用户界面，在所述物理空间的虚拟表示中显示所述一组照明测量值的渲染。8.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中显示所述一组照明测量值的渲染包括：显示热图，其指示所述物理空间的虚拟表示中的所述一组照明测量值。9.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其进一步包括：经由所述用户界面接收将虚拟灯具定位在所述物理空间的所述虚拟表示内的虚拟位置的选择，所述虚拟灯具具有一组照明特性；和更新所述虚拟表示以在所述虚拟位置包括具有所述一组照明特性的所述虚拟灯具。10.根据权利要求9所述的计算机实现方法，其进一步包括：经由所述用户界面接收用于调整所述虚拟灯具的所述一组照明特性的选择；和更新所述虚拟表示以反映调整所述虚拟灯具的所述一组照明特性的所述选择。11.根据权利要求10所述的计算机实现方法，其中更新所述虚拟表示包括：更新所述虚拟表示以反映(i)对昼夜节律刺激(sc)的影响，以及(ii)对黑视素照度(ml)的影响。12.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其进一步包括：在所述虚拟表示内显示与所述一组灯具相对应的一组指示。13.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其进一步包括：
通过所述数据捕获机器的激光器捕获与所述物理空间相关的一组读数；由所述处理器使用所述一组读数生成所述物理空间的地板图的表示；和将所述一组读数转换为具有地理定位功能的矢量图。14.根据权利要求13所述的计算机实现方法，其中生成所述电子文件包括：由所述处理器生成反射天花板图，其覆盖在所述物理空间的所述地板图上。15.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其进一步包括：通过所述数据捕获机器的图像传感器捕获描绘所述一组灯具的一组数字图像；其中生成所述电子文件包括：使用与所述一组位置相关联的所述一组数字图像和所述一组照明测量值，生成所述电子文件。16.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述一组光源包括以下中的至少一个：一组灯具、一组窗户或一组天窗。17.一种用于检测物理空间内的照明条件的设备，包括：至少一个图像传感器，其被配置为捕获描绘所述物理空间内的一组灯具的一组数字图像；至少一个激光器，其被配置为捕获与所述物理空间相关联的一组读数；检测器，其被配置为分别在所述物理空间的一组位置处收集一组光谱功率分布(spd)测量值；和处理器，其与所述至少一个图像传感器、所述至少一个激光器和所述检测器连接，并配置为：使用由所述至少一个图像传感器捕获的所述一组数字图像生成指示所述物理空间内的所述一组灯具的反射天花板图，使用由所述至少一个激光器捕获的所述一组读数生成所述物理空间的地板图，以及使用所述反射天花板图和所述地板图生成与所述物理空间相关联的电子文件，所述电子文件指示与所述物理空间的所述一组位置相关联的所述一组spd测量值。18.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器还被配置为：应用一组计算，其将所述spd测量值转换为所述一组位置处的昼夜节律刺激(cs)测量值或黑视素照度(ml)。19.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器还被配置为：将所述spd测量值的至少一部分转换为指示目标实现的昼夜节律刺激热图并根据所述目标实现描绘一组颜色。20.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器还被配置为：将所述电子文件导入设计应用程序中，和在所述设计应用程序中通过用户界面，在所述物理空间的虚拟表示中显示所述一组spd测量值的渲染。21.根据权利要求20所述的设备，其中所述处理器还被配置为：经由所述用户界面接收将虚拟灯具定位在所述物理空间的所述虚拟表示内的虚拟位置的选择，所述虚拟灯具具有一组照明特性，和更新所述虚拟表示以在所述虚拟位置包括具有所述一组照明特性的所述虚拟灯具。
22.一种被配置为存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行包括以下的操作：在物理空间的一组位置分别收集一组视频图像数据和一组照明测量值；将所述一组视频图像数据与所述一组位置相关联；使用与所述一组位置相关联的所述一组视频图像数据和所述一组照明测量值，生成电子文件，所述电子文件包括指示位于所述物理空间内的每个照明源的昼夜节律贡献的数据；生成所述物理空间的视觉表示，其中所述视觉表示指示每个照明源的昼夜节律贡献；和使用户能够通过用户界面查看虚拟现实(vr)或增强现实(ar)格式的所述视觉表示。
技术总结用于收集和分析与物理空间相关的照明条件以实现昼夜节律有效设计的系统和方法。根据某些方面，数据捕获机器可以包括各种传感器和组件，例如捕获一组灯具的数字图像的至少一个图像传感器、检测物理空间中的物理对象以及数据捕获机器的位置的至少一个激光器、收集一组光谱功率分布(SPD)测量值的检测器以及在物理空间的一组位置收集图像的视频捕获设备。数据捕获机器可以聚合捕获的信息并生成计算设备可以用来呈现物理空间的照明条件的视觉表示的电子文件。然后，这种表示可以使照明设计者能够评估照明的非视觉影响，并提供改进设计的工具。工具。工具。
技术研发人员：亚当
受保护的技术使用者：UL有限责任公司
技术研发日：2021.03.12
技术公布日：2022/11/1
