[发明专利]一种节能照明光源光谱设计方法

权利要求书

1.一种节能照明光源光谱设计方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、获取光谱反射特性：将待照明物体的表面划分为N个区域，用光谱连续可调的激光光源测试上述区域的表面反射特性R_i(λ)，i＝1，...N；

(2)、建立优化目标和约束条件：2.1)、最小目标优化：将待照明物体作为二次光源，在产生同等光通量的条件下，计算出设计光源S1的光功率消耗与参考白光光源S2的光功率消耗之间的比值即为最小优化目标；2.2)、确定约束条件：待照明物体在设计光源S1与参考白光光源S2的照明下，人眼所观察到的物体表面各区域颜色色差颜色色差均值CD_t≤1，

(3)、遗传算法求解：3.1)、遗传编码：以25位二进制数表示光谱某波长处的相对光谱强度，可见光波段为380nm～780nm，在该波段内均匀选择K个波长点，将表示相对光谱强度的二进制数首尾相接形成一个K段、二进制长度为25K的染色体，即为一组光源光谱；3.2)、初始种群生成：在[0,1]范围内随机选取一组二进制数代表变量某波长处的相对光谱强度，形成一个染色体，重复操作直至染色体数目达到种群数M；

3.3)、目标函数计算：计算群体中每条染色体的目标函数，即3.4)、适应度函数计算：对种群中的每条染色体的目标函数值进行排序，计算相应的适应度函数；3.5)、进行遗传操作：通过模拟生物遗传过程产生新的种群，得到的适应度最小的染色体；

(4)、根据上步骤中得到的适应度最小的染色体，进一步得到具有最低能源消耗的一组光谱数据，此数据即为该待照明物体的节能照明光源光谱；

所述步骤2.1)和步骤3.3)中的计算方法具体为：

其中，S₁(λ)为设计光源S1的归一化光谱，S₂(λ)为参考白光光源S2的归一化光谱，V(λ)为人眼视觉函数。

2.根据权利要求1所述的节能照明光源光谱设计方法，其特征在于：步骤3.5)中遗传操作的具体方法如下：A复制操作：选取当前种群中适应度函数最小的染色体放入新的种群中；B交叉操作：按照概率P进行交叉，随机选取当前种群中的两条染色体，交换染色体段，产生两条新的染色体放入种群中；C变异操作：按照概率Pm进行变异，随机选取当前种群中的一条染色体，分别在染色体的N段中提取任意一个基因进行数值的再生成，将生成的染色体放入新种群中；D补足种群：使用种群初始化的方法生成新染色体，补足种群染色体数；E算法结束：算法不断运算直至达到迭代次数后停止运算，然后输出适应度最小的染色体，否则重复步骤3.3)-3.5)的操作。