[发明专利]一种LED调光调色方法及系统

摘要

本发明公开了一种LED调光调色方法及系统，包括上位机、主通信模块、从通信模块、主控制器、灯控系统制模块和LED灯阵列模块，所述上位机产生PWM调节数据传输至所述灯控制模块，所述灯控制模块产生PWM波控制LED灯阵列进行调光调色，其中PWM调节数据根据遗传模拟退火算法计算得出。本发明将遗传模拟退火算法应用于对四色LED混合光源的光通量进行多元约束下的寻优求解，收敛速度快，效率高，能以较大的概率获得全局最优解，能够得到光色性能最优的高光通量混合光光源。采用上述方法优化混合光光源，不仅可以实现对混合光的色温的精确控制，也能在目标色温下获得最佳的显示效果。

主权项

1.一种LED调光调色方法，其特征在于：由遗传模拟退火算法产生调节LED灯的色温的PWM调节数据，包括以下步骤：步骤1：初始化遗传模拟退火算法的参数，设置种群大小W、温度冷却系数δ、阈值温度T_p和最大进化代数gen；步骤2：建立红、绿、蓝、冷白四色LED灯混合光源的混光方程组，Y_m＝D_rY_r+D_gY_g+D_bY_b+D_wY_cw     (1)其中，光源i分别为红色LED灯r、绿色LED灯g、蓝色LED灯b和冷白色LED灯cw；(x_i,y_i)为光源i的色坐标，X_m,Y_m,Z_m为混合光源的三刺激值；D_i表示光源i的占空比；Y_i表示光源i在满电流工作状态下的刺激值；C_i＝Y_i/y_i，表示光源i在满电流工作状态下的三刺激之和；根据色温T_cp计算日光轨迹的色品坐标(x_D,y_D)，将各色LED灯对应的占空比设为决策因子，确定决策因子的可行域为[0,1]，采用遗传模拟退火算法对混合光的光通量进行多元约束条件下寻优，求取最佳占空比组合，使混合光的光通量达到最大；步骤3：设计遗传模拟退火算法中的染色体个体编码和解码；其中编码方式采用二进制编码表示决策变量(D_r,D_g,D_b,D_w)，单个基因的长度定义为20，将表示决策变量的二进制编码串联起来组成80位长的个体染色体编码，与编码对应，解码时需将80位长的染色体从中间切断成4个20位长的二进制编码串，再将二进制编码转换成十进制数，再将十进制数除以2²⁰得到决策变量的值。步骤4：评价当前种群的适应度函数值，将最优个体赋值给初始种群最优个体定义个体的适应度评价函数为：f(X)值越小，则表示优化效果越好；步骤5：判断是否达到最大进化代数，若是则输出最优个体，算法结束；若否则进行步骤6；步骤6：分别进行选择、交叉及变异操作，生成新种群；其中选择操作同时使用精英选择策略和轮盘赌选择法；交叉操作采用对种群中的所有个体以自适应的交叉概率进行双点交叉；变异操作采用对种群中的所有个体以自适应的变异概率判断是否进行变异；步骤7：判断是否达到预设的阈值温度，若是，结束操作并输出最优个体，得到四色LED灯混合光源的最佳占空比组合，且混合光的光通量达到最大，若否则进行步骤8；步骤8：对经过交叉、变异后生成的新种群中的每一个染色体X_a，在其领域中选取一个状态X_b，按照模拟退火中的接受概率P接受或拒绝X_b，其中F_a(t_k)为染色体X_a在温度t_k时的适应度值，在每一次迭代中，对温度t_k进行退温操作，t_k+1＝δ·t_k,，若t_k≤T_p则令t_k＝T_p，T_p为设定的阈值温度。步骤9：更新进化代数，返回步骤4进行迭代。