一种智能照明系统的光源状态调整方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及一种智能照明系统的光源状态调整方法及系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，建筑内的照明系统越来越智能化，智能照明系统的光源状态调整有助于实现能耗节约和舒适度优化。具体表现为：根据不同时间、不同情境或不同需求对灯光进行定制化调整，以最大程度地满足用户的需求，提高舒适度，同时也有助于避免不必要的能耗浪费和降低能源消耗；此外，智能照明系统还可以通过灵活的光源控制，提高建筑物的美观度和使用价值。

2、在现有技术中，通常基于时间序列预测算法进行建筑内部的智能照明系统的光源状态调整，具体为：根据预测获得的建筑物内部的光照变化趋势，利用光源状态调整控制算法进行光照调控。现有的预测算法一般是基于数据的时间平稳性特征进行预测，但是，建筑物内部的光照强度在时序上变化受到较多因素的影响，例如云彩、路过的车辆等各种遮挡建筑内部采光的因素，进而使得原始光照强度数据的时间平稳性较差，将原始光照强度数据作为基础数据进行预测时，获得的预测结果的准确性往往较差。现有技术对于时间平稳性较差的数据进行处理一般是采用差分法进行处理，但差分的阶数过高，可能会引入噪声、增加计算的复杂度以及丢失更多信息，导致原始光照强度数据的真实性低下，使获得的预测结果准确性仍然较差，从而造成光源状态调整精准度低下的结果。

技术实现思路

1、为了解决上述由原始光照强度数据获得的预测结果准确性较差，导致光源状态调整精准度低下的技术问题，本发明的目的在于提供一种智能照明系统的光源状态调整方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明一个实施例提供了一种智能照明系统的光源状态调整方法，该方法包括以下步骤：

3、实时获取建筑内待调整光源区域在预设时段内每个时刻的原始光照强度，组成原始光照强度序列；

4、根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度，确定每个时刻的原始光照强度的离群程度；根据离群程度区分原始光照强度序列中的各个离群光照强度和各个非离群光照强度；

5、根据原始光照强度序列中的各个离群光照强度，分析离群光照强度大小和分布情况，确定各个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度；

6、根据各个非离群光照强度、各个离群光照强度以及各个离群光照强度的离群程度和对整体光照趋势的影响程度，确定各个目标非离群光照强度对应的各待平滑光照强度；

7、构建动态滞后平滑模型，利用动态滞后平滑模型对所有的待平滑光照强度进行平滑处理，获得平稳光照强度序列；

8、根据平稳光照强度序列，对待调整光源区域的光源状态进行调整。

9、进一步地，所述根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度，确定每个时刻的原始光照强度的离群程度，包括：

10、将任意一个时刻的原始光照强度作为目标光照强度，先确定原始光照强度序列中最大原始光照强度和最小原始光照强度的平均值，再计算平均值与目标光照强度之间的差异，将差异作为目标光照强度的第一离群因子；

11、根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度及其对应的时间序号，确定目标光照强度的第二离群因子；

12、根据第一离群因子和第二离群因子确定目标光照强度的离群程度；其中，第一离群因子和第二离群因子均与离群程度为正相关关系。

13、进一步地，所述根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度及其对应的时间序号，确定目标光照强度的第二离群因子，包括：

14、第t个时刻的原始光照强度的第二离群因子的计算公式为：

15、式中，ou2t为第t个时刻的原始光照强度的第二离群因子，t为原始光照强度序列中所有时刻的原始光照强度的个数，t和t'为原始光照强度序列中原始光照强度的时间序号，e为自然常数，st为第t个时刻的原始光照强度，st'为第t'个时刻的原始光照强度，||为求绝对值函数。

16、进一步地，所述根据原始光照强度序列中的各个离群光照强度，分析离群光照强度大小和分布情况，确定各个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，包括：

17、将任意一个离群光照强度作为目标离群光照强度，统计位于目标离群光照强度周围且连续相邻的其他离群光照强度个数，记为相邻个数；将原始光照强度序列中除目标离群光照强度以外的其他各个离群光照强度，作为目标离群光照强度的对比数据；

18、根据目标离群光照强度和目标离群光照强度的相邻个数、目标离群光照强度的各个对比数据的相邻个数以及位于目标离群光照强度周围且连续相邻的其他各个离群光照强度，确定目标离群光照强度对整体光照趋势的影响程度。

19、进一步地，所述根据目标离群光照强度和目标离群光照强度的相邻个数、目标离群光照强度的各个对比数据的相邻个数以及位于目标离群光照强度周围且连续相邻的其他各个离群光照强度，确定目标离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，包括：

20、计算目标离群光照强度的相邻个数与其各个对比数据的相邻个数之间比值的平均值，作为第一影响因子；

21、计算目标离群光照强度与位于目标离群光照强度周围且连续相邻的其他各个离群光照强度之间差异的平均值，作为第二影响因子；

22、根据第一影响因子和第二影响因子确定目标离群光照强度对整体光照趋势的影响程度；其中，第一影响因子和第二影响因子均与影响程度为正相关关系。

23、进一步地，所述根据各个非离群光照强度、各个离群光照强度以及各个离群光照强度的离群程度和对整体光照趋势的影响程度，确定各个目标非离群光照强度对应的各待平滑光照强度，包括：

24、在原始光照强度序列中，将位于离群光照强度之前且相邻的非离群光照强度作为目标非离群光照强度，进而获得各个目标非离群光照强度；

25、第v个目标非离群光照强度的滞后数目的计算公式为：

26、式中，snv为第v个目标非离群光照强度的滞后数目，mv为位于第v个目标非离群光照强度周围且连续相邻的其他离群光照强度的个数，norm为线性归一化函数，sv为第v个目标非离群光照强度，为位于第v个目标非离群光照强度周围且连续相邻的各个离群光照强度的平均值，g为位于第v个目标非离群光照强度周围且相邻的其他离群光照强度的序号，ouv,g为位于第v个目标非离群光照强度周围且相邻的第g个离群光照强度的离群程度，kv,g为位于第v个目标非离群光照强度周围且相邻的第g个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，||为求绝对值函数；

27、在原始光照强度序列中，将位于目标非离群光照强度之后的滞后数目个原始光照强度作为目标非离群光照强度的各待平滑光照强度。

28、进一步地，所述动态滞后平滑模型的表达计算公式为：

29、式中，sg为动态滞后平滑模型函数，sg(snv)为第v个目标非离群光照强度的滞后数目个待平滑光照强度的平滑值，e为自然常数，st为第v个目标非离群光照强度，为位于第v个目标非离群光照强度周围且连续相邻的各个离群光照强度的平均值，||为求绝对值函数。

30、进一步地，所述根据平稳光照强度序列，对待调整光源区域的光源状态进行调整，包括：

31、先利用时间序列预测算法对平稳光照强度序列进行处理，获得预测光照强度序列；再基于预测光照强度序列，采用机器学习算法，对待调整光源区域的光源状态进行调整。

32、进一步地，所述根据离群程度区分原始光照强度序列中的各个离群光照强度和各个非离群光照强度，包括：

33、设置离群程度阈值，将原始光照强度序列中大于离群程度阈值的原始光照强度作为离群光照强度，将原始光照强度序列中不大于离群程度阈值的原始光照强度作为非离群光照强度。

34、本发明一个实施例还提供了一种智能照明系统的光源状态调整系统，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令，以实现一种智能照明系统的光源状态调整方法。

35、本发明具有如下有益效果：

36、为了提高光源动态调整的精准度，本发明提供了一种智能照明系统的光源状态调整方法及系统，主要涉及数据处理技术领域，主要应用于动态调整光源状态领域。首先，获取原始光照强度序列，确定原始光照强度的离群程度，离群程度不仅可以用于简单区分序列中的离群数据和非离群数据，还可以为后续确定待平滑光照强度提供数据支持；基于离群程度将序列中的数据初步分为离群数据和非离群数据，有助于简单筛选出对时间平稳性产生更大的影响的离群数据，以便于进行后续的数据分析，而筛选出非离群数据可以为平滑处理提供基础数据，提高了修正平滑处理的可靠程度；其次，通过离群光照强度大小和分布情况，确定各个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，可以量化各个离群光照强度生成的复杂情况和影响持续程度，便于后续确定各个目标非离群光照强度对应的各待平滑光照强度；然后，在确定各待平滑光照强度时，不仅考虑到初步筛选出的离群数据，还考虑到位于离群数据之后的非离群数据，提高了平滑处理的覆盖范围，进而有助于提高整个原始光照强度序列的时间平稳性，增强后续预测结果的准确性；最后，基于准确性更好的光照变化趋势预测结果，可以进一步提高光源状态调整的精准度。

技术特征：

1.一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度，确定每个时刻的原始光照强度的离群程度，包括：

3.根据权利要求2所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据原始光照强度序列中每个时刻的原始光照强度及其对应的时间序号，确定目标光照强度的第二离群因子，包括：

4.根据权利要求1所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据原始光照强度序列中的各个离群光照强度，分析离群光照强度大小和分布情况，确定各个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，包括：

5.根据权利要求4所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据目标离群光照强度和目标离群光照强度的相邻个数、目标离群光照强度的各个对比数据的相邻个数以及位于目标离群光照强度周围且连续相邻的其他各个离群光照强度，确定目标离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，包括：

6.根据权利要求5所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据各个非离群光照强度、各个离群光照强度以及各个离群光照强度的离群程度和对整体光照趋势的影响程度，确定各个目标非离群光照强度对应的各待平滑光照强度，包括：

7.根据权利要求6所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述动态滞后平滑模型的表达计算公式为：

8.根据权利要求1所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据平稳光照强度序列，对待调整光源区域的光源状态进行调整，包括：

9.根据权利要求1所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法，其特征在于，所述根据离群程度区分原始光照强度序列中的各个离群光照强度和各个非离群光照强度，包括：

10.一种智能照明系统的光源状态调整系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令，以实现如权利要求1-9中任一项所述的一种智能照明系统的光源状态调整方法。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种智能照明系统的光源状态调整方法及系统，包括：根据每个原始光照强度的离群程度确定各个离群光照强度和各个非离群光照强度；分析原始光照强度序列中的离群光照强度大小和分布情况，确定各个离群光照强度对整体光照趋势的影响程度，进而确定所有的待平滑光照强度；构建动态滞后平滑模型，利用动态滞后平滑模型对所有的待平滑光照强度进行平滑处理，获得平稳光照强度序列，然后对待调整光源区域的光源状态进行调整。本发明通过获得时间平稳性更好的光照强度序列，提高了光照变化趋势预测结果的准确性，提升了光源状态调整的精准度，主要应用于动态调整光源状态领域。

技术研发人员：韩天鸿
受保护的技术使用者：北京星光裕华光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23