本發(fā)明涉及智能控制，具體為基于環(huán)境感知的智能燈光窗簾聯(lián)動控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、在智能化時代的初期，智能家居的概念開始興起，一些家庭自動化系統(tǒng)開始出現(xiàn)，其中包括了對窗簾和燈光的初步控制功能。不過，此時的系統(tǒng)較為簡單，主要是通過電子控制設備和自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)基本的自動控制，例如定時開關窗簾和燈光等；隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)，智能窗簾和燈光控制系統(tǒng)得到了新的發(fā)展機遇。這一時期，一些智能窗簾和燈光產(chǎn)品開始具備網(wǎng)絡連接功能，可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程控制；近年來，隨著人工智能、機器學習、大數(shù)據(jù)等技術的不斷應用，智能窗簾和燈光控制系統(tǒng)變得更加智能化和個性化。系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境的變化和用戶的習慣自動調整窗簾的開合和燈光的參數(shù)，實現(xiàn)更加舒適和節(jié)能的效果。但是隨著對窗簾和燈光的控制越加智能化后，雖然對于窗簾和燈光的控制更加快速，在人性化方便依舊存在不足，現(xiàn)今只能根據(jù)光線和溫度完成自動控制，缺少對用戶習慣和體驗感的分析，而如何通過對燈光和窗簾控制營造出用戶想要的生活氛圍和環(huán)境對于提高用戶的體驗感具有重要的作用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于環(huán)境感知的智能燈光窗簾聯(lián)動控制系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、基于環(huán)境感知的智能燈光窗簾聯(lián)動控制方法，所述方法包括以下步驟：

4、s100、在互聯(lián)網(wǎng)中收集不同種類的生活場景，提取互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景的環(huán)境特征，利用vr設備構建每種生活場景的環(huán)境特征，在室內(nèi)得到不同的虛擬生活場景，對互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景的光照和色溫進行提取，并結合虛擬生活場景組成虛擬生活場景集；

5、進一步的，結合虛擬生活場景組成虛擬生活場景集的具體步驟為：

6、s101、在互聯(lián)網(wǎng)中收集不同種類的生活場景，設收集的生活場景種類為，表示收集的第1、2、3、...、n種生活場景，n為正整數(shù)；提取互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景的環(huán)境數(shù)據(jù)為，表示提取的互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景第1、2、3、...、m種環(huán)境數(shù)據(jù)，m為正整數(shù)；對提取的每種環(huán)境數(shù)據(jù)的個數(shù)和差值進行分析，計算綜合突出性，公式為：

7、；

8、公式中，zt表示計算的每種環(huán)境數(shù)據(jù)的突出性，s表示每種環(huán)境數(shù)據(jù)的個數(shù)，和表示n種生活場景中任意兩種生活場景的環(huán)境數(shù)據(jù)差值；對所有種類的環(huán)境數(shù)據(jù)的突出性均進行計算，選擇突出性最大的作為對應生活場景的環(huán)境特征，最終得到所有生活場景的環(huán)境特征，利用vr設備構建每種生活場景的環(huán)境特征；

9、s102、對互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景的光照進行提取，計算每種生活場景的平均光照，公式為：

10、；

11、公式中，表示計算的每種生活場景的平均光照，k表示提取的互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景的光照數(shù)據(jù)總數(shù)，表示提取的每種生活場景的光照數(shù)據(jù)；u屬于1至k；

12、s103、對互聯(lián)網(wǎng)中每種生活場景中色溫數(shù)據(jù)進行采集，提取每種生活場景中光源在cie1931色彩空間中坐標值為（x，y），利用cie色坐標法近似計算得到每種生活場景的色溫；

13、s104、將計算得到的每種生活場景的環(huán)境特征、光照和色溫進行結合，利用vr設備和現(xiàn)實增強技術構建虛擬生活場景，利用所有虛擬生活場景組成虛擬生活場景集。

14、環(huán)境特征、光照和色溫是營造虛擬生活場景真實感的關鍵因素，通過對虛擬生活場景的環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，得到虛擬生活場景的環(huán)境特征、光照和色溫可以使虛擬場景更加貼近現(xiàn)實世界，通過模擬不同的光照條件和環(huán)境細節(jié)，可以使虛擬場景在視覺上更加豐富和真實，提升用戶在虛擬環(huán)境中的體驗質量。

15、s200、收集用戶在歷史記錄中的生活習慣，提取每種生活習慣對應的時間，構建用戶的日常生活時刻表；針對用戶的日常生活時刻表利用vr設備在不同時間構建對應的虛擬生活場景；

16、進一步的，針對用戶的日常生活時刻表利用vr設備在不同時間構建對應的虛擬生活場景的具體步驟為：

17、s201、收集用戶在歷史記錄中的生活習慣，設提取的用戶生活習慣種類為，表示提取的用戶第1、2、3、...、b種生活習慣，b為正整數(shù)；在歷史記錄中采集用戶在進行每種生活習慣時的環(huán)境數(shù)據(jù)；計算用戶每種生活習慣和虛擬生活場景的相似度，公式為：

18、；

19、公式中，si表示計算的用戶每種生活習慣和虛擬生活場景的相似度，m表示生活習慣和虛擬生活場景種類相同的環(huán)境數(shù)據(jù)個數(shù)，表示生活習慣和虛擬生活場景種類相同的環(huán)境數(shù)據(jù)在生活習慣中的數(shù)據(jù)值，生活習慣和虛擬生活場景種類相同的環(huán)境數(shù)據(jù)在虛擬生活場景中的數(shù)據(jù)值，r屬于1至m；

20、s202、計算每種生活習慣和所有種類虛擬生活場景的相似度，選擇相似度值最小的進行匹配，將生活習慣和虛擬生活場景作為同一種生活狀態(tài)，對用戶的b種生活習慣進行匹配，得到對應的虛擬生活場景，構成匹配集為，表示匹配后的第1、2、3、...對同一中生活狀態(tài)匹配結果，s表示生活習慣，c表示虛擬生活場景；

21、s203、在對用戶的生活習慣和虛擬生活場景進行匹配后，提取歷史記錄中用戶進行每種生活習慣時的時間，利用時間對匹配結果進行標記，構建用戶的日常生活時刻表；針對用戶的日常生活時刻表利用vr設備在不同時間構建對應的虛擬生活場景。

22、對歷史記錄中用戶的生活習慣和虛擬生活場景進行匹配，可以根據(jù)的用戶個人習慣和愛好進行虛擬生活場景構建，能喚起用戶美好的情感體驗，使用戶在心理上獲得滿足和愉悅；基于用戶習慣設計虛擬場景的布局，用戶可以更迅速地找到他們需要的功能和物品。

23、s300、收集歷史記錄中對室內(nèi)窗簾的控制數(shù)據(jù)，提取在室外光照強度一定時，窗簾的不同開合幅度和室內(nèi)光照變化情況，通過分析得到用戶室內(nèi)窗簾的開合幅度和室內(nèi)光照之間的線性關系，生成窗簾控制模型；

24、進一步的，生成窗簾控制模型的具體步驟為：

25、s301、收集歷史記錄中對室內(nèi)窗簾的控制數(shù)據(jù)，提取在室外光照強度一定時，窗簾的不同開合幅度和室內(nèi)光照；設提取的光照一定時窗簾的不同開合幅度為，表示收集的光照一定時第1、2、3、...、e種窗簾的開合幅度，e為正整數(shù)；對應提取在窗簾每種開合幅度下室內(nèi)光照為，表示對應的收集的第1、2、3、...、e種窗簾開合幅度時室內(nèi)的光照；對兩種數(shù)據(jù)在室外光照強度不同時進行提取，設歷史記錄中室外光照強度不同的種類為q個；

26、s302、利用窗簾的開合幅度分析得到對室外光照的透光函數(shù)，設窗簾完全打開為d=1，窗簾完全關閉為0，設透光度和窗簾開合幅度存在線性關系為，a表示窗簾材質的透光系數(shù)，d表示窗簾的開合幅度；當窗簾完全打開d=1時，t（d）=1，當窗簾完全關閉d=0時，t（d）=0；

27、s303、根據(jù)提取的室外光照強度、窗簾開合幅度和室內(nèi)光照建立線性關系模型，設得到的線性關系模型為；其中，lb表示室內(nèi)光照，lout表示室外光照強度，t（d）表示透光度和窗簾開合幅度存在的線性關系；將得到的線性關系模型作為窗簾控制模型。

28、s400、實時采集用戶在室內(nèi)時的時間，根據(jù)實時時間利用vr設備構建對應的虛擬生活場景，通過光照傳感器采集實時室外的光照強度，將實時室外光照強度和實時構建的虛擬生活場景光照輸入到窗簾控制模型中，計算得到窗簾控制參數(shù)，利用控制參數(shù)對窗簾進行控制；

29、進一步的，計算得到窗簾控制參數(shù)，利用控制參數(shù)對窗簾進行控制的具體步驟為：

30、s401、實時采集用戶在室內(nèi)時的時間，利用實時時間在日常生活時刻表判斷得到實時用戶生活習慣種類，根據(jù)匹配結果查找得到屬于同一中生活狀態(tài)的虛擬生活場景，利用vr設備構建查找得到的虛擬生活場景種類；在s100中提取實時構建的虛擬生活場景種類的室內(nèi)平均光照和色溫；

31、s402、采集實時的室外光照強度，將實時構建的虛擬生活場景種類的室內(nèi)平均光照和實時室外光照強度輸入到窗簾控制模型得到窗簾控制參數(shù)，公式為：

32、；

33、公式中，表示計算得到的實時窗簾控制參數(shù)，表示構建的實時虛擬生活場景的室內(nèi)光照，表示構建的實時虛擬生活場景的室外光照強度；利用計算得到的窗簾控制參數(shù)對窗簾的開合幅度進行控制。

34、s500、在利用窗簾控制參數(shù)對窗簾進行控制后，對室內(nèi)環(huán)境進行二次分析，根據(jù)實時構建的虛擬生活場景的剩余光照和色溫對室內(nèi)燈光進行控制；最終在室內(nèi)生成虛擬生活場景。

35、進一步的，最終在室內(nèi)生成虛擬生活場景的具體步驟為：

36、s501、在利用窗簾控制參數(shù)對窗簾進行控制后，對室內(nèi)環(huán)境進行二次分析，當計算得到窗簾控制參數(shù)為1時，對窗簾進行實時控制后，對調整后室內(nèi)的光照進行判斷，時，lt表示實時室內(nèi)環(huán)境的光照；計算調整后室內(nèi)的光照和虛擬生活場景室內(nèi)平均光照的差值lc，打開室內(nèi)燈光，設室內(nèi)燈光的光照值為lc對構建的實時虛擬生活場景的平均光照進行補充；

37、s502、對室內(nèi)燈光的色溫進行調節(jié)使室內(nèi)燈光的色溫與構建的實時虛擬生活場景的色溫相同，最終在室內(nèi)生成虛擬生活場景。

38、在利用vr設備和現(xiàn)實增強設備生成虛擬生活場景時，根據(jù)確定的環(huán)境特征使用三維建模軟件建立3d模型，將3d模型導入到?vr/ar?開發(fā)平臺，在?vr?場景中，設計用戶與場景的交互方式，在?ar?場景中，交互設計注重與現(xiàn)實環(huán)境的結合，進一步通過對窗簾和燈光進行控制，模擬真實的光照環(huán)境。

39、通過虛擬生活場景，可以創(chuàng)建各種不同的氛圍，如浪漫的燭光晚餐場景、刺激的游戲競技場景或寧靜的冥想場景等。根據(jù)不同虛擬場景改變燈光和窗簾狀態(tài)的方式，能讓用戶更深入地沉浸在特定的情境中，提升體驗感。每個用戶對燈光和窗簾的控制有不同的偏好。借助虛擬生活場景，用戶可以根據(jù)自己的習慣和喜好定制場景；虛擬生活場景為窗簾和燈光控制提供了一個與其他智能家居設備整合的平臺，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調控制，提升整體的智能化水平。

40、基于環(huán)境感知的智能燈光窗簾聯(lián)動控制系統(tǒng)，智能燈光窗簾聯(lián)動控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集模塊、虛擬生活場景集構建模塊、生活習慣分析模塊、窗簾控制模型構建模塊、窗簾控制模塊、燈光控制模塊和虛擬生活場景構建模塊；

41、所述數(shù)據(jù)收集模塊用于對歷史記錄中生活場景和用戶的生活習慣的環(huán)境數(shù)據(jù)進行收集；

42、所述虛擬生活場景集構建模塊用于對互聯(lián)網(wǎng)中所有虛擬生活場景進行分類，提取對應種類的虛擬生活場景的光照和色溫，構建得到虛擬生活場景集；

43、所述生活習慣分析模塊用于對用戶歷史記錄中的生活習慣進行分析，得到用戶不同種類生活習慣的時間構建日常生活時刻表，并對生活習慣和虛擬生活場景進行匹配；

44、所述窗簾控制模型構建模塊用于對歷史記錄中室外光照強度、窗簾開合幅度和室內(nèi)光照建立線性關系模型，將得到的線性關系模型作為窗簾控制模型；

45、所述窗簾控制模塊用于將實時室外光照強度和實時構建的虛擬生活場景光照輸入到窗簾控制模型中，計算得到實時窗簾控制參數(shù)對窗簾進行控制；

46、所述燈光控制模塊用于對室內(nèi)環(huán)境進行二次分析，根據(jù)實時構建的虛擬生活場景的剩余光照和色溫對室內(nèi)燈光進行控制；

47、所述虛擬生活場景構建模塊用于對窗簾和燈光進行控制后，利用vr設備在室內(nèi)構建虛擬生活場景。

48、虛擬生活場景集構建模塊包括環(huán)境特征單元、光照單元和色溫單元；

49、所述環(huán)境特征單元用于每種虛擬生活場景的環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，提取得到每種虛擬生活場景的環(huán)境特征；

50、所述光照單元用于對每種虛擬生活場景的光照進行分析，計算平均值；

51、所述色溫單元用于利用cie色坐標法近似計算得到每種生活場景的色溫。

52、生活習慣分析模塊包括匹配單元和時刻表單元；

53、所述匹配單元用于計算用戶每種生活習慣和虛擬生活場景的相似度，選擇相似度值最小的進行匹配；

54、所述時刻表單元用于對用戶歷史記錄中的生活習慣進行分析，得到用戶不同種類生活習慣的時間構建日常生活時刻表。

55、窗簾控制模型構建模塊包括透光度線性單元和窗簾控制模型單元；

56、所述透光度線性單元用于利用窗簾的開合幅度分析得到對室外光照的透光函數(shù)；

57、所述窗簾控制模型單元用于根據(jù)提取的室外光照強度、窗簾開合幅度和室內(nèi)光照建立線性關系模型，將得到的線性關系模型作為窗簾控制模型。

58、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

59、1、本發(fā)明通過對歷史記錄中用戶的生活習慣和虛擬生活場景進行匹配，可以根據(jù)的用戶個人習慣和愛好進行虛擬生活場景構建，能喚起用戶美好的情感體驗，使用戶在心理上獲得滿足和愉悅。

60、2、本發(fā)明通過對虛擬生活場景的環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，得到虛擬生活場景的環(huán)境特征、光照和色溫可以使虛擬場景更加貼近現(xiàn)實世界，通過模擬不同的光照條件和環(huán)境細節(jié)，可以使虛擬場景在視覺上更加豐富和真實，提升用戶在虛擬環(huán)境中的體驗質量。

61、3、本發(fā)明借助虛擬生活場景，用戶可以根據(jù)自己的習慣和喜好定制場景；虛擬生活場景為窗簾和燈光控制提供了一個與其他智能家居設備整合的平臺，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調控制，提升整體的智能化水平。