[发明专利]一种节能照明光源光谱设计方法

摘要

本发明提供了一种节能照明光源光谱设计方法，解决了现有技术中当前照明光源存在的无效光谱被物体吸收造成能源浪费的问题。本发明的步骤为：(1)、获取光谱反射特性；(2)、建立优化目标和约束条件；(3)遗传算法求解；(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。本发明中首先获得照明物体表面的光谱反射特性，然后在保证所设计光源与白光光源色差小于人眼可察觉范围的条件下，使用遗传算法对光源光谱进行优化，降低光谱中被物体吸收的部分，提高光谱利用率及能源利用率，达到节能照明的目的。本发明可用于展陈照明及建筑物内家具等照明。

主权项

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Ri(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。