[发明专利]用于四色LED光源缓解飞行时差反应的光谱优化方法及系统

说明书

本公开公开了用于四色LED光源缓解飞行时差反应的光谱优化方法及系统，首先设定相关色温的下限值和上限值并将其转换至对应的CIE 1931色品坐标；然后基于生理节律模型和CIE显色指数，在此色品坐标下利用各光色LED的光谱功率分布和三刺激值构建光谱优化模型；最后利用约束型最优化算法进行求解，便可确定四色LED光源缓解飞行时差反应的最佳光谱功率分布。解决当前客舱采用四色LED光源照明缺少一种用于缓解旅客飞行时差反应的光谱优化方法之问题，该方法在保证一般照明所需的光品质的同时优化出了两组最优光谱，能够为缓解旅客的飞行时差反应提供最佳的光环境；充分利用了四色LED光源的光谱可调优势，为客舱照明光源的设计和研发提供技术支持。

技术领域

本公开涉及LED照明技术领域，具体涉及一种用于四色LED光源缓解飞行时差反应的光谱优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

乘坐飞机进行长途越洋旅行时，在跨越多个时区飞行后，大多数人都会出现不同程度的飞行时差反应，如睡眠障碍、头痛、肠胃不适、认知和运动功能下降等不适症状，这往往需要几天甚至十几天的时间才能够得以缓解，即通常所说的倒时差。飞行时差反应的产生主要源于人体的生理节律系统时间(生物钟)与外界时间不同步，迫使其进行调整以适应新时区的作息时间。

考虑到光照是调控人体生理节律的直接刺激因素以及当前飞机客舱广泛采用红绿蓝白(RGBW)四色LED光源进行照明，所以优化客舱光环境将为缓解旅客的飞行时差反应提供一种切实可行的方法。然而，在当前客舱照明应用中，RGBW四色LED光源往往仅用于提供情景照明，即根据飞行中的不同阶段提供不同的光环境，并未充分发挥其光谱可调的优势以在提供照明的同时还能缓解飞行时差反应。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种用于四色LED光源缓解飞行时差反应的光谱优化方法及系统，解决当前客舱采用四色LED光源照明缺少一种用于缓解旅客飞行时差反应的光谱优化方法之问题，该方法在保证一般照明所需的光品质的同时优化出了两组最优光谱，能够为缓解旅客的飞行时差反应提供最佳的光环境；该方法充分利用了四色LED光源的光谱可调优势，可以为客舱照明光源的设计和研发提供技术支持。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供一种用于四色LED光源缓解飞行时差反应的光谱优化方法，包括：

获取目标光色相关色温的上限值和下限值；

将目标光色相关色温的上限值和下限值转换为CIE 1931色品坐标；

基于生理节律模型和CIE显色指数，在此色品坐标下利用各色LED的光谱功率分布和三刺激值构建光谱优化模型；

采用约束型最优化算法对光谱优化模型进行求解，确定四色LED缓解飞行时差反应的最优归一化亮度系数及其混合出的最优光谱功率分布；

利用各色LED的最优归一化亮度系数，控制调节待调光四色LED灯的发光光谱，使其发光光谱满足目标光色相关色温上限值和下限值对应的最优光谱功率分布，实现所需光谱的调节。

作为可能的一些实现方式，所述光谱优化模型包括，建立优化目标函数，用于表征生理节律刺激值谐调范围；设定约束条件，用于实现目标光色相关色温的上限值和下限值以及为保证正常照明所需的显色性。

作为可能的一些实现方式，所述确定四色LED光源缓解飞行时差反应的最优光谱功率分布包括：

利用约束型差分进化算法对光谱优化模型进行求解，得到在目标光色相关色温的上限值和下限值下的最优归一化亮度系数；

将最优归一化亮度系数输入光谱优化模型中，确定在目标光色相关色温的上限值和下限值下四色LED的最优光谱功率分布。