CN107852799B - 区域照明***和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于在区域（10）上生成预定义照明图案的照明***（100）和方法（600）。该***包括：多个照明器（110），每一个照明器具有取向调整机构，并且被布置为在所述区域的部分上生成对所述照明图案的贡献（210、210'）；多个摄像机（120），每一个摄像机与所述照明器中的一个相关联，用于捕获包括由所述相关联的照明器生成的贡献的所述区域的受照射部分的图像；以及控制单元（130），其适配成通过下述来促进预定义照明图案的生成：评估所述图像之一，以确定与在所述图像中捕获的所述区域的受照射部分的预定义照明图案的偏差；依据在光计划中包含的信息而从所述多个照明器中选择照明器，以及基于所确定的偏差而生成经选择照明器的取向调整信号。

Description

区域照明***和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在给定尺寸的区域上生成预定义照明图案的照明***。

本发明还涉及一种在给定尺寸的区域上生成预定义照明图案的方法。

背景技术

很多高端照明应用需要多个照明器，其瞄准给定尺寸的区域，以在该区域上生成预定义照明图案。这样的应用的示例包括用于照射运动竞技场的竞技场照明***（例如，赛场、球场或体育场照明）、立面照明、店铺地面照明、停车场照明等等。期望的预定义照明图案可以是均衡的或者均匀的照明图案。

可以雇佣光设计师来为要被照射的区域创建所谓的照明计划，在该照明计划中，光设计师确定照明器相对于要被照射的区域的安装位置，以及照明器的瞄准信息，例如，照明器要被安装在该取向上，使得照明器能够进行协作以生成预定义照明图案。针对每一个照明器，该光计划可以含有诸如下述的信息：照明器类型、照明器的安装位置和取向、以及瞄准位置或点（其例如相对于要被照射的区域的中心）。例如，足球体育场可以具有一照明计划或设计，其中，照明***含有超过100个照明器，每个照明器位于该体育场上，并且在球场上具有期望的瞄准位置或点，以试图提供适当的照明效果。光设计师可以例如通过采用针对要被照射的区域的照明模拟而远程地创建这样的光计划，该模拟可以产生要被实现的光计划。

这样的光计划典型地由照明***安装者使用，以将照明器安装到它们的相对位置上，并且根据所提供的瞄准信息来把照明器瞄准。然而，这并非没有问题。例如，安装者可能在准确地把照明器瞄准的方面有困难，例如因为在区域上没有要瞄准的清楚的参照。从照明器位置，安装者具有赛场的清楚的概观，但是非常困难的是准确地确定该赛场中的瞄准位置。

为了提高对准过程的精确度，安装者可以使用网格（该网格通过在所要求的坐标处，在要被照射的区域上人工地放置可视标记而创建）以及与照明器光学轴对准的激光指示器。通过这样的方式，对准是将激光点瞄准到网格上的所要求的视觉上篡改的位置的问题。然而，在区域上放置可视标记是精细的任务，并且基于激光点的对准自身容易出错。此外，这样的过程不那么适于竖直区域，例如，立面。此外，安装者可发现：不能够将特定的照明器瞄准到期望的区域位置，因为照明器的光路中的障碍物（光设计师在（远程地）决定该照明器的安装位置时不知道该障碍物），或因为照明器的意图的安装位置不可用，在这种情况下，安装在通常在最近的可用的位置上安装照明器。在该情境中，所提供的光计划是有缺点的，使得安装者不能够实现预定义的照明图案，即使在完美地实施所提供的光计划的时候。

这些问题能够导致该区域上的所得到的实际照明图案偏离预定义的照明图案，例如含有过度的不均匀性，使得需要对照明器布置的某种调整。

公开的美国申请US 2013/0268246提出将摄像机附接至照明器，使得通过制造反映模型化光图案的“经修剪”图像，安装者能够“看到”来自照明器的光将被定向到哪里。之后可以将该经修剪图像与另一“广角”摄像机图像进行比较，以确定光束和图案相对于广角图像的位置，并因此确定照明器是否定向到所要求的方向。尽管这能够提高照明器设施的瞄准精确度，但是当在照明器的光路中遇到障碍物时，它例如没有帮助安装者。

发明内容

本发明寻求提供一种用于在区域上生成预定义照明图案，而不必须依赖于准确光计划的正确实施的照明***。

本发明还寻求提供一种在区域上生成预定义照明图案，而不必须依赖于准确光计划的正确实施的方法。

根据一个方面，提供了一种用于在区域上生成预定义照明图案的照明***，所述***包括：多个照明器，每个照明器具有取向调整机构，并且被布置为在所述区域的部分上生成对所述照明图案的贡献；多个摄像机，每一个摄像机与所述照明器之一相关联，用于捕获包括由所述相关联照明器生成的贡献的所述区域的受照射部分的图像；数据储存设备，其储存包括每一个照明器的位置信息和瞄准信息的光计划；以及控制单元，其适配成通过下述来促进预定义照明图案的生成：评估所述图像之一，以确定与在所述图像中捕获的所述区域的受照射部分的预定义照明图案的偏差；基于所述光计划中的信息来从所述多个照明器中选择照明器；以及基于所确定的偏差来生成针对经选择照明器的取向调整信号。

本发明基于下述见解：由与照明器相关联的摄像机提供的光学反馈能够用于通过下述来控制照明器取向：评估所捕获的图像，以从图像数据中提取关于区域或其部分的实际照明图案的信息，并基于此信息来生成针对经选择照明器的取向调整信号，该取向调整信号用于控制经选择照明器的取向调整机构。以这种方式，能够实施反馈环，其中，可以调整照明器的取向，直到预定义照明图案已建立于给定尺寸的区域上。摄像机提供的光学反馈可以用于校正光计划或其安装中的缺陷。

在优选实施例中，取向调整机构是电子可控制的取向调整机构，并且其中，取向调整信号用于控制该电子可控制的取向调整机构。这具有下述优点：照明器可被自动地调整，而没有安装者的介入。

控制单元还可以适配成：选择所述多个照明器中的第一照明器，并基于由与第一照明器相关联的摄像机捕获的图像而生成针对该第一照明器的取向调整信号，以将由该第一照明器生成的对所述照明图案的贡献与所述区域上的参照点对准；以及，重复地选择所述多个照明器中的下一照明器，并基于由与该下一照明器相关联的摄像机和与先前选择的照明器相关联的摄像机中的至少一个捕获的图像，生成针对该下一照明器的取向调整信号，以将由该下一照明器生成的对照明图案的贡献与由先前选择的照明器生成的对照明图案的贡献对准，直到预定义照明图案已被建立。

照明***还可以包括多个另外的摄像机，其用于沿着区域的不同视角进行定位，该另外的摄像机中的每一个被布置为沿着所述视角来捕获照明图案的至少部分的另外的图像，其中，所述控制单元适配成：通过选择单独的照明器来生成预定义照明图案，以及响应于下述来生成针对经选择照明器的取向调整信号：从由布置成捕获由经选择照明器生成的对照明图案的贡献的至少部分的图像的摄像机捕获的图像中提取的照明图案信息，以及从由另外的摄像机捕获的相应图像提取的照明图案信息。这可以确保：期望的照明图案（例如，均匀或均衡的照明图案）从区域的多个视角来实现。如果区域是运动竞技场的球场（在该处，期望的是从不同的视角-例如播放的图像由其被捕获的不同的摄像机位置-均匀的照射球场），那么这例如是特别相关的。

控制单元可以适配成：在经选择照明器的取向调整之后，重复地接收和评估所述受照射部分的更新的图像，以用于确定与预定义照明图案的更新的偏差；以及，生成针对经选择照明器的另外的取向调整信号，以便降低更新的偏差，直到所述更新的偏差落到低于预定义偏差阈值，或直到重复的数量超过预定义重复阈值。

***还可以包括储存了识别与特定摄像机相关联的每一个照明器的关联信息的数据储存设备，其中，所述控制单元适配成基于光计划中含有的信息和该关联信息来选择与所确定的偏差相关联的照明器。这允许基于预确定位置信息以及实际光学反馈的照明器的选择。在并非每一个照明器都与一摄像机相关联的情况下，这例如可以是期望的，如果摄像机能够在单个图像中捕获多个贡献，那么该情况可以是可行的。

光计划还可以含有每一照明器的取向信息，例如，X、Y、Z坐标，并且其中，控制单元适配成依据光计划中的经选择照明器的取向信息来生成针对经选择照明器的取向调整信号，以及，根据所生成的取向调整信号来可选地更新经选择照明器的取向信息。

在一实施例中，控制单元还适配成：调整由经选择照明器生成的对照明图案的贡献的强度，以实现预定义照明图案。通过调整照明器的取向以及它们相应的贡献的强度这两者，能够更容易地实现预定义照明图案。

每一个照明器可以具有安装在该照明器上的摄像机，其中，所述摄像机的视场与一方向对准，相关联照明器在该方向上生成它的贡献。这向控制单元提供了特别可靠的光学反馈。替代地，每一摄像机可以与多于一个的照明器相关联，例如，被放置成使得其能够捕获多个照明器的发光分布。

给定区域的受照射部分可以被多个所述贡献照射，其中，所述贡献在所述预定义照明图案中部分地重叠。在这样的布置当中，控制单元可以通过评估相邻贡献之间的重叠而容易地建立与预定义照明图案的偏差。

在一实施例中，控制单元采用一算法，其用于评估在所述图像中捕获的发光分布；以及将经评估的发光分布与预定义照明图案的意图发光分布进行比较，其中，控制单元适配成基于所述比较而生成取向调整信号。

在给定区域是运动竞技场（诸如体育场）的球场的情况下，本发明的实施例是特别有利的。然而，本发明不限于这样的给定区域；同样可行的是，给定区域例如是建筑物立面、商业建筑或停车场的地面区域。

预定义照明图案优选是均匀的照明图案，不过本发明不限于此。

根据另一方面，提供了一种计算机实现的方法，其用于利用多个照明器来在区域上生成预定义照明图案，每一个照明器包括可调整的取向机构，并且被布置为在所述区域的部分上生成对所述照明图案的贡献，所述方法包括重复下述步骤：评估所述图像之一，以确定与在所述图像中捕获的所述区域的受照射部分的预定义照明图案的偏差；基于包括每一个照明器的位置信息和瞄准信息的光计划中的信息，从所述多个照明器中选择照明器；以及，基于所确定的偏差而生成经选择照明器的取向调整信号，直到预定义照明图案已生成。通过这种方式，使用由布置成捕获相应照明器对照明图案的贡献的摄像机提供的光学反馈，可以以重复的方式来实现预定义照明图案，以便校正由照明器所做的基于光计划的发光图案的生成中的缺陷。

附图说明

参考附图，更详细地且以非限制性示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地描绘了根据一实施例的照明***；

图2示意性地描绘了根据一实施例的照明***的操作原理的一方面；

图3示意性地描绘了照明***的照明原理；

图4示意性地描绘了根据另一实施例的照明***；以及

图5描绘了根据一实施例的、在给定尺寸的区域上生成预定义照明图案的方法的流程图。

具体实施方式

应当理解，附图只是示意性的，并且不是按比例绘制的。还应当理解，贯穿各附图，相同的附图标记用于指示相同或类似的部分。

本发明的实施例涉及一种用于照射给定尺寸的区域（即具有已知大小的区域）的照明***。这样的大小例如可以作为输入参数或者以任何其他适当的形式来提供给***。照明***典型地布置成在给定尺寸的区域上生成预定义照明图案。在至少一些实施例中，预定义照明图案是均匀的或者均衡的照明图案。在至少另一些实施例中，预定义照明图案是非均匀的或者非均衡的照明图案。在本申请的上下文中，均匀的或均衡的照明图案是这样的照明图案：其中，在要被照射的区域各处，由***的照明器制造的照明强度的变化低于预定义阈值。以非限制性示例的方式，要被照射的区域的任何区中的峰强度不超过要被照射的区域的任何（其他）区中的最低强度的三倍。应当理解，表示给定尺寸的区域的均衡或均匀的照明的其他比率或其他定义是同样可行的。

在至少一些实施例中，要被照射的区域是在其上面实践运动的区域，诸如，球场、泳池、赛车场（velodrome）或者任何其他适当的区域。要被照射的区域可以形成运动竞技场的部分，在其中，要被照射的区域典型地被观众区域（例如坐席区域、站区等）围绕。然而，强调的是，本发明不限于运动竞技场的照明；同样可行的是，要被照射的给定尺寸的区域是另一种类型的大的区域，诸如建筑物立面（其中例如出于审美原因可能期望立面照明）、商业建筑的地面区域（诸如商店地面）、货仓地面或停车场的地面区域（其中照明***可以用于出于功能的原因而生成预定义照明图案，例如以促进以期望的（例如安全的）方式来在给定尺寸的区域上执行的商业活动）。

图1示意性地描绘了一种用于在给定尺寸的区域10上生成预定义照明图案的照明***100，这里以非限制性示例的方式，该给定尺寸的区域10是运动竞技场的球场。照明***100包括多个照明器110，用于相对于区域10而安装，使得照明器110能够被瞄准到区域10上，以便生成预定义照明图案。例如，在运动竞技场的情况下，照明器110可以被安装到区域10周围，即，球场周围，以便实现预定义照明图案。例如，照明器110可以被安装到专用安装框架内，以被定位到运动竞技场的经选择位置上，例如区域10的邻近角内，在这种情况下，每一个安装框架可以包括支柱，其用于将安装框架提升到期望的高度，以便在适当的照明角度下实现球场照明。一种特别常见的布置是将照明器110安装到区域10周围的站区和坐席区域上，其中，照明器110可以被安装到观众区域的不同看台上，以在一定范围的照明角度下实现球场照明。在下述时间，这例如是有利的：尝试实现不同视角下的球场区的均衡或均匀的照明，所述不同视角例如是从不同的摄像机位置，用于为了播放的目的而捕获区域10上的体育动作，其中，当从多个照明角度照射球场区时，可以更容易地实现照明要求。

然而，将理解，在照明***100布置成照射不同类型的区域10（如之面说明的）的情况下，照明器110可以被安装到相对于要被照射的区域10的不同的相对位置；例如，在区域10是建筑物的立面的情况下，照明器110可以相对于区域10而安装，在区域10是商业建筑或停车场的地面区域的情况下，照明器110可以被安装到区域10之上，等等。

照明器110或它们的安装典型地包括取向调整机构，其允许对照明器110的瞄准的调整，使得照明器110能够瞄准到区域10的不同部分。例如，照明器110可以使用适当的安装点或夹具来安装，所述安装点或夹具被配置为是可调整的，以便改变照明器110的取向。此调整在一些实施例中为二维调整。适当的调整可以是下述中的任何两者或三者：围绕水平轴的取向（倾斜调整）；围绕竖直轴的取向（圆盘式（pan）调整）；以及，围绕照明器的光学轴的取向（滚动调整）。取向调整机构可以是人工可调整的。在至少一些实施例中，取向调整机构可以是电子可控制的，在这种情况下，调整机构例如可以包括电机或类似物，以根据提供给电子可控制的取向调整机构的控制信号而自动调整照明器110的取向。

照明器110可以是任何适当类型的照明器，例如LED基照明器，诸如LED基泛光灯或类似物。

照明***100还包括多个摄像机120，其中，每一个摄像机与照明器110相关联，使得摄像机120被布置为捕获区域10的受照射部分的图像，其包括由摄像机的相关联的照明器120生成的对区域10的部分中的照明的贡献，即，对区域10上的整体照明图案的贡献。

摄像机120典型地布置成使得在摄像机120的视场与相关联照明器110的光学轴之间存在确定的关系。例如，摄像机120的视场和照明器110的光学轴之间的确定关系可以是摄像机120的视场包括照明器的光学轴，使得由摄像机120捕获的图像的中心是相关联照明器110的瞄准斑或点。优选地，摄像机120的视场使得由摄像机120捕获的图像的中心是相关联照明器110的光学轴相对于被由相关联照明器110生成的照明轮廓至少部分地照射的区域10的部分的交点，该轮廓也就是由照明器110生成的相关联照明器110对整体照明图案的贡献。然而，应当理解，确定的关系可以包括摄像机120的视场与它的相关联照明器110的光学轴之间的已知取向或转换补偿。这样的补偿例如可以存在于摄像机120与超过一个的照明器110相关联的情境下，其例如，并未直接安装在特定照明器110上，而是安装在一簇照明器110的附近，其中摄像机120被安装在特定照明器110上，但是被布置为捕获瞄准区域10的相同部分的超过一个的照明器110的发光轮廓，例如，广角摄像机120，等等。

在实施例中，每一个摄像机120被安装在相关联照明器110上，其中，摄像机120的视场与一方向对准，在该方向上，相关联照明器110生成其对区域10上的整体照明图案的贡献。在这一点上，应当指出，在一些实施例中每一个照明器110包括摄像机120或与摄像机120相关联。替代地，在一些实施例中，只有照明器110的子集包括摄像机120或与之相关联，使得照明***100包括照明器110的混合，其中的一些与摄像机120相关联，并且其中的一些不相关。例如，在照明器110的位置/瞄准信息可得，并且摄像机120能够捕获区域10的区（其包括摄像机的相关联照明器110对整体照明图案的贡献，以及其他照明器的贡献的至少部分）的情境下，这些其他照明器未必与摄像机相关联，因为由摄像机120捕获的区域10的区内的照明图案可以得到优化而在无需其他摄像机。替代地，一旦与摄像机120相关联的照明器110被正确地瞄准，那么可以基于位置/瞄准信息来选择用于照射处于摄像机120的观察下的区域10的区的其余的照明器110，它们的取向使用由摄像机120提供的光学反馈而被细调。这将在下面被更详细地解释。

摄像机120可以是被配置为捕获图像并将该图像传送至控制单元130的任何合适的摄像机或成像装置，这将在下文被更详细地解释。例如，在一些实施例中，摄像机120包括透镜或光学器件，以允许实现对摄像机的视场的调整（诸如，变焦操作），使得摄像机被配置为在具有较宽的视场的第一变焦水平下捕获第一图像或第一组图像，以允许实现对区域10的照明图案的粗略优化，并且在具有较窄视场的第二变焦水平下捕获第二图像或第二组图像，以允许实现对这样的照明图案的细调。摄像机120不限于可见波长摄像机；可以设想任何适当类型的摄像机，诸如无源和有源成像设备，例如激光雷达设备、红外线摄像机、飞行时间摄像机等等。

照明***100还包括经由通信耦接部125而通信地耦接到多个摄像机120的控制单元130，该通信耦接部可以是任何适当的耦接部，诸如有线或无线耦接部，其可以包括每一摄像机120与控制单元130之间的专用耦接部，和/或可以包括在摄像机120与控制单元130之间共享的耦接部，诸如总线架构等。摄像机120和控制单元130之间的其他适当类型的通信耦接部对于本领域技术人员而言将立即显而易见。

照明器100典型地按照光计划来定位和瞄准，所述光计划可以储存在控制单元130可访问的数据储存设备150内。这样的光计划例如可以包括每一照明器110的位置信息和瞄准信息，例如，相对于区域10安装（例如，在体育场或建筑物内）的照明器的列表或表格、照明器的类型、照明器的安装或放置位置（其可以相对于诸如体育场的中心点或中心斑的已知参照点来指定）、照明器的期望取向、以及照明器的期望瞄准点（其可以例如相对于已知参照点来指定）。

如前面所说明的，设计这样的光计划的目的在于在区域10之上生成特定发光分布（即，预定义照明图案）。典型地，光计划为照明***100的安装者提供有关将单个的照明器110放置到哪里以及如何将单个的照明器110瞄准朝向区域10的特定区的安装指导。然而，这样的光计划不一定在区域10各处实现期望的发光分布，例如因为安装者未正确地遵循所述光计划，例如错误地定向至少一些照明器110，或者例如由于光计划有缺陷，例如，由于照明器110中的一些由于下述原因而不能照射区域10的意图部分：光计划的设计期间受影响照明器的光路内未预见的障碍物，或者意图的照明器安装位置的不可用性。控制单元130典型地适配成：通过通信耦接部125从摄像机120接收图像，该图像典型地包括区域10的部分，该部分包括与摄像机120相关联的照明器110的照明贡献；并且，评估所接收图像中的区域10的部分之上的实际照明图案，以确定与预定义照明图案的偏差。这样的偏差例如可以是区域10的受监测部分的不正确照明的结果，其例如可以是不正确的光计划或者对原本正确的光计划的不正确实施的结果。

在一些实施例中，控制单元130可以采用一种算法，其用于评估由摄像机120捕获的图像中的发光分布，并用于将经评估的发光分布与预定义照明图案的意图发光分布进行比较。例如，控制单元130可以适配成执行对摄像机120捕获的图像内的发光分布的均匀性评估，并将所述发光分布的均匀性与预定义均匀性规则进行比较，以便确定摄像机120捕获的区域10的部分中的照明图案是否符合这些均匀性规则（假设预定义发光图案是均匀的图案）。

如果控制单元130确定了所捕获图像中的发光分布偏离了预定义照明图案，那么这标志着照明器110的取向是次优的并且需要调整。接下来，控制单元130选择照明器110之一用于取向调整，以便调整经选择照明器110的瞄准，目的是降低或甚至消除摄像机120捕获的区域10的部分中的实际照明图案与区域10的这一部分中的预定义照明图案的偏差。

接下来，控制单元130生成针对经选择照明器110的取向调整信号，经选择照明器110的取向可以基于所述取向调整信号而被调整。取向调整信号可以是包括取向调整信息的信号，该信号可以是针对诸如显示单元等的用户接口的控制信号，所述取向调整信息可以在所述用户接口上被呈献给安装者，以用于根据控制单元130生成的取向调整信息的经选择照明器110的人工调整。这可以是重复过程，其中，控制单元130接收摄像机120捕获的区域10的部分的更新图像，在所述更新图像中已经捕获了对经选择照明器110的人工调整，控制单元130如前所述对更新图像进行评估，并在经选择照明器110的人工取向调整没有被完美地执行的情况下，生成更新的取向调整信号，使得可能需要经选择照明器110的进一步的取向调整，以便使与区域10的受监测部分内的预定义照明图案的偏差下降到低于可接受的水平，例如消除此偏差。

替代地，在照明器110包括或者被安装到电子可控制的取向调整机构的情况下，取向调整信号可以是针对电子可控制的取向调整机构的控制信号。在这样的实施例中，每一电子可控制的调整机构可以通过通信耦接部115来通信地耦接至控制单元130，该通信耦接部115可以是任何适当的耦接部，诸如有线或无线耦接部，其可以包括照明器110的每一电子可控制的调整机构与控制单元130之间的专用耦接部，和/或可以包括在照明器110的可控制取向调整机构与控制单元130之间共享的耦接部，诸如总线架构等。照明器110的可控制取向调整机构和控制单元130之间的其他适当类型的通信耦接部对于本领域技术人员而言将立即显而易见。

在控制单元130能够访问照明器110的位置和瞄准信息的情况下，控制单元130可以基于此位置和瞄准信息（其如例如在光计划中被提供）来选择适当的照明器110以用于取向调整。这将在下文中借助于图2而被更详细地解释。

图2的左手侧面板示意性地描绘了可能由不正确地实施的光计划或有缺陷的光计划引起的状况，其中，相应照明器110的发光分布210瞄准区域10上的各个位置，但是其中区域10的区15未呈现出期望的或者预定义的照明图案，例如由于未对准或次优定位的照明器110，或照明器110的发光输出被照明器110的光路内的障碍物阻挡。这样的区15例如可以通过下述而检测到：区域10的各种区的***性评估，其使用由与照明器110相关联的摄像机120生成的图像，以及登记诸如区15的区，其中与预定义照明图案的偏差在那个区中被检测到。这例如可以由与照射邻近于未对准或缺失的发光分布的区域10的部分的照明器110相关联的摄像机120检测到，其中，控制单元130例如可以检测由下述所引起的偏差：与摄像机120相关联的照明器110的发光分布210与未正确对准或缺失的相邻发光分布210之间的不正确的或者缺失的重叠。替代地，在未对准的发光分布210的情况下，即，未对准的照明器110生成此发光分布210，那么未对准可以使用与所述未对准照明器110相关联的摄像机120来检测到。

在检测到这样的偏差之后，控制单元130选择一个或多个照明器110来补偿所检测到的偏差。出于这一目的，控制单元130可以访问所述光计划以识别与检测到的偏差相关联的照明器110，例如，使用所述光计划中的位置信息和瞄准信息来识别被布置为照射区15或它的直接邻域的照明器110。例如，在摄像机120检测到表现出偏离预定义照明图案的照明特性的受照射区15的情况下，这或者表示与该摄像机120相关联的照明器110未对准，或者表示，布置为照射区15的其他照明器110要么未对准，要么被阻挡。控制单元130可以查阅所述光计划，以识别出与照射区15相关联的照明器110，并且可以生成针对所识别出的照明器的人工或电子调整的取向调整信号，以便使用由与至少一些所识别的照明器110相关联的摄像机120所提供的光学反馈来降低所确定的与区15内的预定义照明图案的偏差，如之前所解释的。如在图2的右手侧面板中示意性地示出的，这可以例如引起若干发光分布210'的取向重新调整，该发光分布由瞄准或者接近区15的照明器110制造，区15在这里利用围绕位置调整的发光分布210'的粗线圈来突出表示。

在被阻挡的发光分布（例如通过未预见到的障碍物）的情况下，控制单元130可以进一步适配成生成针对受阻挡照明器110的取向调整信号，直到与该照明器110相关联的摄像机120捕获到由照明器110制造、被投射到区域10上的发光分布的图像。在此实施例中，控制单元130可以尝试使受到影响的照明器的发光分布与已经存在于区域10的该部分内的发光分布重叠，识别负责生成已经存在的发光分布的照明器110，并生成针对后一照明器的取向调整信号，使得此照明器重新瞄准到区域10的部分，或最初意图由受阻挡照明器照射。通过这种方式，确保了照明***100的所有照明器110均制造用于照射区域10的发光分布，从而优化照明***100在区域10各处实现预定义照明图案的可能性。

上述内容的几种变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，控制单元130可以查阅识别与特定摄像机120相关联的每一照明器110的关联信息，其中，控制单元130适配成基于在光计划中含有的信息和所述关联信息来选择与所确定的偏差相关联的照明器110。这样的关联信息可以储存在任何适当的数据储存设备（例如，存储器等）中，其可以是储存光计划的数据储存设备150，或者可以是不同的数据储存设备。

还要指出，本发明的实施例已经在下述方面被描述：尝试基于摄像机120提供的光学反馈，在区域10各处，借助于由控制单元130响应于此光学反馈生成的照明器取向重新调整信号，来降低或者消除所观测到的、与预定义照明图案的偏差。然而，应当理解，除了这样的照明器重新取向信号之外，控制单元130还可以适配成调整经选择照明器110的光强度（例如通过调光），以便在区域10各处实现预定义照明图案。

在实施例中，区域10可能需要从各种视角呈现预定义照明轮廓，例如，在区域10被TV摄像机沿这些视角来观测的情况下，例如，在区域10是运动竞技场的球场等的情况下。应当指出，并不保证在沿单个视角建立预定义照明轮廓时，沿不同视角的照明轮廓也呈现出期望的照明特性。如本领域技术人员将容易理解的，沿特定视角（例如沿摄像机120的视角）而感知到的光强度是各种角度的函数，在所述各种角度下，受到观测的区域10的部分被照射。这将借助于图3而被更详细地解释。

在照明器110生成发光分布210的情况下，此发光分布210的强度在不同的视角下将被不同地感知，这里针对相应的观测者301-303（例如不同的摄像机）被标为a-c。对于观测者301而言，相对于照明器110的光轴的视角a接近0°，这意味着观测者301将主要观测到来自发光分布210的散射光。对于观测者302而言，相对于照明器110的光轴的视角b有所增大，使得观测者302将观测到来自发光分布210的散射光以及反射光，从而比观测者301感受到更强的发光分布。对于观测者303而言，相对于照明器110的光轴的视角c又进一步增大，使得观测者303处于发光分布210的主反射方向（如实线箭头所指示的），并且观测者303将观测到特别强的发光分布210。

这通常通过由多个照明器110从各种角度照射区域10的同一部分，使得所感受到的光分布的角度相关性被最小化来缓解。

因此，当使用摄像机120（其（基本）与关联于摄像机120的照明器110的光轴对准）来优化区域10之上的照明轮廓时，这可能不一定导致沿所有引起兴趣的视角的预定义照明图案的实现，所述引起兴趣的视角诸如是TV摄像机可以沿其放置的视角，因为这样的视角可能基本上不同于摄像机以其观测区域10的角度。例如，摄像机120可以与处于区域10之上的第一高度的照明器110相关联，而观测者301-303可以从不同的高度（例如在头顶上的照明器110之下）观测区域10。

图4示意性地描绘了可以辅助解决该问题的照明***100的实施例。在该实施例中，照明***100还包括一个或多个另外的摄像机140，其沿引起兴趣的视角放置，并且经由通信耦接部145通信地耦接至控制单元130，所述通信耦接部可以是任何适当耦接部，诸如有线或无线的耦接部，其可以包括每一另外的摄像机140与控制单元130之间的专用耦接部，和/或可以包括在另外的摄像机140与控制单元130之间共享的耦接部，诸如总线架构等。另外的摄像机140和控制单元130之间的其他适当类型的通信耦接部对于本领域技术人员而言将立即显而易见。

在该实施例中，控制单元130适配成基于下述来生成针对经选择照明器110的取向调整信号：由与经选择照明器110或者先前选择的照明器（如在上面更详细地解释的）相关联的摄像机120提供的光学反馈，以及由一个或多个另外的摄像机140提供的光学反馈。例如，控制单元130可以适配成解一组线性方程，每一个方程试图最小化所观测到的与预定义照明图案的偏差，例如，与要在沿与该线性方程相关联的视角的经观测照明图案中实现的均匀性的最小程度的偏差；换言之，每一线性方程与由摄像机120之一或者由另外的摄像机140之一提供的图像数据相关联。如前面的，这可以是重复的过程，其中，控制单元130基于由所述一个或多个摄像机120、以及一个或多个另外的摄像机140生成的更新图像，而生成针对经选择照明器110的更新的取向调整信号。

在实施例中，控制单元130被配置为限制照明器取向调整的重复次数。如果经选择照明器110不能够在设定的重复次数内被调整（如前文所述，或者人工地、或者自动地），使得沿感兴趣的视角的与预定义照明图案的偏差能够将降至低于可接受的阈值或者被消除，那么控制单元130可以拒绝经选择照明器110，并且可以转而从多个照明器中选择另一照明器110，并针对新选择的照明器110重复所述优化过程。这例如可以用于解决关于错放的照明器110或者由于未预见的物体（例如结构的特征）而不能够照射光计划中指定的区域10的意图部分的照明器110的问题，所述物体阻挡了照明器110通往区域的此部分的光路。

图5是用于利用多个照明器110来在给定尺寸的区域10上生成预定义照明图案的方法600的示例实施例的流程图，每个照明器包括可调整的取向机构，并且被布置为在所述区域的部分上生成对所述照明图案的贡献。典型地，方法600是计算机实现的方法600，其包括储存在计算机可读介质上的计算机程序代码，该计算机程序代码例如可以在照明***100的处理器（例如结合到控制单元130内的处理器）上执行。方法600的实施例寻求使用由与至少一些照明器110相关联的摄像机120提供的光学反馈来***性地评估给定尺寸的区域10各处的照明分布，如上面更详细地解释的。

方法600可以在602中例如以下述开始：按照预先设计的光计划，如前文所解释的，安装照明器110和相关联摄像机120，以及进行区域10的相应区处的照明器110的大致瞄准。接下来，在步骤604中例如基于光计划信息来选择摄像机120之一，以及利用经选择摄像机120来捕获区域10的受照射部分的图像。

所捕获的图像接下来在步骤606中例如由控制单元130例如通过下述而被评估：评估所捕获图像各处的发光分布，以及比较所捕获图像各处的发光分布与受到评估的区域10的区的预定义照明图案的目标发光分布。在步骤608中，控制单元130决定所捕获图像各处的发光分布是否偏离于受到评估的区域10的区的预定义照明图案的目标发光分布达到例如超过了预定义阈值的程度，以致需要照明器110中的一些的取向调整以补偿此偏差。如果没有检测到偏差，那么方法600进行至步骤620，在该步骤中，检查优选照明图案是否已在整个区域10之上得到确认。如果不是这种情况，那么方法返回至步骤604，在该步骤中，使用摄像机120中的另一个来捕获区域10的另一区的发光分布的图像。否则，方法600在步骤622中终止。

如果，另一方面，在步骤608中决定了需要照明器110中的一些的取向调整以补偿检测到的偏差，那么方法600进行至步骤610，在该步骤中，选择要调整的照明器110。为了避免引起怀疑，重申的是，这样的偏差可以是不正确的光计划或者未正确实施的光计划的结果，如例如借助于图2而更详细地解释的。如前文所解释的，经选择照明器110可以是与摄像机120相关联的照明器110，摄像机120用于捕获偏差评估所基于的图像，所述照明器例如是未对准的照明器110、从尚未对准的照明器110的池中随机选出的照明器110、或者基于光计划中的位置/瞄准信息来选择的照明器110，其有可能被选择过程补充，该选择过程基于要选择的照明器110与特定摄像机120的关联的关联信息。

在步骤612中，控制单元130生成针对经选择照明器110的取向调整信号，所述取向调整信号典型地基于下述来产生：所捕获图像的所执行评估，以及在所捕获图像中检测到的与预定义照明图案的偏差。如前文所解释的，取向调整信号可以是为安装者提供人工调整经选择照明器110的指令，或者在一特别有利的实施例中，可以是通过控制照明器110的电子可控制的取向调整机构而自动调整经选择照明器110的取向的控制信号。

在步骤614中可以通过下述来监测经选择照明器110的重新取向的效果：捕获区域10的受照射区的更新图像，其包括先前检测到的、与预定义照明图案的偏差，所述更新图像可以被与经选择照明器110相关联的摄像机120捕获，或者利用与之前选择的照明器110相关联的摄像机120来捕获，该之前选择的照明器110生成要与当前选择的照明器110的发光分布210'部分重叠的发光分布210，所述更新图像可以在步骤616中被控制单元130评估，以确定与区域10的研究中的区中的预定义照明图案的偏差是否降低。如果仍然存在这样的偏差，那么控制单元130可以在步骤618中决定生成针对经选择照明器110的更新取向调整信号，在这种情况下，方法600回溯到步骤612。通过这种方式，提供了反馈环，其中，由摄像机120捕获的图像被用作光学反馈来控制经选择照明器110的取向的调整，以便在区域10的研究当中的区的各处实现预定义照明图案。如果，另一方面，在步骤618中决定在更新图像当中不存在与预定义照明图案的显著偏差，那么方法600可以进行至先前解释的步骤620。

在这一点上，应当指出，尽管没有在图5 中明确示出，但是方法600可以进一步在步骤618中或者在任何其他适当步骤中评估降低所检测到的与预定义照明图案的偏差的重复次数是否已达到了预定义阈值。如果是这种情况，那么方法600可以决定：不可能利用经选择照明器110来充分降低所检测到的与预定义照明图案的偏差，在这种情况下，方法600可以回溯到步骤610，其中，选择另一照明器110以用于取向调整，以便降低所检测到的与预定义照明图案的偏差。这例如可以是这种情况，条件是控制单元130不能够实现对先前选择的照明器110的调整，使得预定义照明图案沿多个视角实现，如例如借助于图3来更详细地解释的。

本文中描述的实施例可以通过由装置的数据处理器（诸如在处理器实体中）可执行的计算机软件，或由硬件，或由软件和硬件的组合来实施。此外，就此而言，应当指出，如图中的逻辑流的任何块都可以表示程序步骤，或者互连的逻辑电路、块和功能，或者程序步骤与逻辑电路、块和功能的组合。软件可以储存在这样的物理介质上，即计算机可读介质，如存储芯片，或在处理器内实施的存储块，诸如硬盘或软盘的磁介质，以及光学介质，诸如例如DVD及其数据变体，CD。

存储器可以是适合于本地技术环境的任何类型的，并且可以使用任何适当的数据储存技术来实现，诸如半导体基存储设备、磁存储设备和***、光学存储设备和***、固定存储器和可移除存储器。数据处理器可以是适合于本地技术环境的任何类型的，并且可以包括作为非限制性示例的下述中的一种或多种：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、门级电路和基于多芯处理器架构的处理器。

本文中讨论的实施例可以实践于各种部件中，诸如集成电路模块。集成电路的设计总的来说是高度自动化的过程。复杂且强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换成半导体电路设计（其准备好要被蚀刻，并形成到半导体衬底上）。

应注意，上面提到的实施例说明而非限制本发明，并且在不背离所附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计许多备选实施例。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记将不解释为限制该权利要求。动词“包括”不排除存在除了那些在权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤。元件之前的词语“一（a或an）”不排除存在多个这样的元件。本发明能够借助包含若干不同元件的硬件来实现。在列举若干构件的设备权利要求中，这些构件中的若干构件可以通过同一个硬件项来实现。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种用于在区域上生成预定义照明图案的照明***（100），所述***包括：

多个照明器（110），每一个照明器具有取向调整机构，并且被布置成在所述区域的部分上生成对所述预定义照明图案的贡献（210、210'）；

多个摄像机（120），每一个摄像机与所述照明器中的至少一个相关联，所述摄像机用于捕获包括由与所述摄像机相关联的照明器生成的贡献的所述区域的受照射部分的图像；

数据储存设备（150），其储存了包括每一个照明器（110）的位置信息和瞄准信息的光计划；以及

控制单元（130），其适配成通过下述来促进所述预定义照明图案的生成：

评估所述图像之一，以确定与在所述图像中捕获的所述区域的受照射部分的所述预定义照明图案的偏差；

基于所述光计划中包含的信息，从所述多个照明器中选择照明器；以及

基于所确定的偏差，生成针对经选择照明器的取向调整信号。

2.根据权利要求1所述的照明***（100），其中，所述取向调整机构是电子可控制的取向调整机构，并且其中，所述取向调整信号用于控制所述电子可控制的取向调整机构。

3.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述控制单元（130）适配成：

选择所述多个照明器中的第一照明器（100），并基于由与所述第一照明器相关联的摄像机捕获的图像，生成针对所述第一照明器的取向调整信号，以使由所述第一照明器生成的对所述照明图案的贡献（210）与所述区域上的参照点对准；以及

重复地选择所述多个照明器中的下一照明器（110），并基于由（a）与所述下一照明器相关联的摄像机（120）和（b）与先前选择的照明器相关联的摄像机（120）中的至少一个捕获的图像，生成针对所述下一照明器的取向调整信号，以使由所述下一照明器生成的对所述照明图案的贡献（210'）与由先前选择的照明器生成的对所述照明图案的贡献对准，直到已建立预定义照明图案。

4.根据权利要求1或2所述的照明***（100），还包括多个另外的摄像机（140），其用于沿所述区域（10）的不同视角进行定位，所述另外的摄像机中的每一个被布置为沿其视角捕获所述照明图案的至少部分的另外的图像，其中，所述控制单元（130）适配成，通过选择照明器（110）而促进所述预定义照明图案的生成，以及响应于下述而生成针对经选择照明器的取向调整信号：

从由与经选择照明器相关联的摄像机（120）捕获的图像提取的照明图案信息；以及

从由所述另外的摄像机捕获的相应图像提取的照明图案信息。

5.根据权利要求1或2所述的照明***（100），还包括储存识别与特定摄像机相关联的每一个照明器的关联信息的数据储存设备，其中，所述控制单元适配成，基于所述光计划中含有的信息和所述关联信息，选择与所确定的偏差相关联的照明器。

6.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述光计划还含有针对每一个照明器（110）的取向信息，并且其中，所述控制单元（130）适配成由所述光计划中的经选择照明器的取向信息生成针对经选择照明器的取向调整信号，并可选地根据所生成的取向调整信号来更新经选择照明器的取向信息。

7.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述控制单元（130）适配成重复地：

在经选择照明器（110）的取向调整之后，接收并评估所述受照射部分的更新图像，以确定与预定义照明图案的更新偏差；以及

生成针对所述经选择照明器的另外的取向调整信号，以便降低所述更新偏差，直到所述更新偏差落到低于预定义偏差阈值，或者直到重复次数超过了预定义重复阈值。

8.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述控制单元（130）还适配成调整由经选择照明器（110）生成的对所述照明图案的贡献（210、210'）的强度，以实现所述预定义照明图案。

9.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，每一个照明器（110）包括安装在所述照明器上的摄像机（120），并且其中，所述摄像机的视场与一方向对准，在所述方向上相关联照明器生成它的贡献（210、210'）。

10.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，每一个摄像机（120）与超过一个的照明器（110）相关联。

11.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述受照射部分被多个所述贡献（210、210'）照射，其中，所述贡献在所述预定义照明图案中部分重叠。

12.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述控制单元（130）采用用于下述的算法：

评估在所述图像中捕获的发光分布；以及

将所评估的发光分布与所述预定义照明图案的意图发光分布进行比较，

其中，所述控制单元适配成基于所述比较而生成所述取向调整信号。

13.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述区域（10）是体育场的球场、建筑物立面、商业建筑或停车场的地面区域之一。

14.根据权利要求1或2所述的照明***（100），其中，所述预定义照明图案是均匀的照明图案。

15.一种用于利用多个照明器（110）在区域（10）上生成预定义照明图案的计算机实现的方法（600），每一个照明器包括可调整的取向机构，并且被布置为在所述区域的部分上生成对所述照明图案的贡献（210、210'），所述方法包括下述步骤：

捕获包括由所述照明器生成的贡献的所述区域的受照射部分的图像；

评估所述图像，以确定与在所述图像中捕获的所述区域的受照射部分的预定义照明图案的偏差；

基于包括每一个照明器的位置信息和瞄准信息的光计划中的信息，从所述多个照明器中选择照明器；以及

基于所确定的偏差，生成针对经选择照明器的取向调整信号。