【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能照明控制，特别是基于全息互动投影技术的灯光控制方法及系统，能够实现三维环境感知、用户交互响应和光照优化调控，适用于智能家居、舞台灯光、展览展示场景。
技术介绍
1、随着智能照明技术的发展，灯光控制系统在智能家居、舞台演出、展览展示领域的应用逐渐增多。传统的灯光控制系统大多依赖于静态预设的控制逻辑，通常通过固定传感器监测环境数据，并采用人工编程设定光照参数。这种方法在面对复杂场景时表现出以下局限性：
2、环境感知能力不足：现有技术中，灯光系统大多采用单点或平面传感器采集环境数据，难以精准捕捉复杂空间中的光线分布特征。对于具有遮挡或不规则结构的场景，光照覆盖范围和均匀性难以满足要求。此外，现有环境建模方法多依赖于离线计算，无法实现实时的空间感知与动态建模，导致灯光调控的响应速度和精确性较低。
3、缺乏自然的用户交互方式：目前的灯光控制方式主要依赖移动设备、遥控器或预设场景切换，交互方式单一且不够直观。这在舞台表演或展览展示需要实时灯光调整的场景中显得尤为不足。虽然部分系统引入了语音或触摸交互，但这些方式对用户需求的表达仍不够高效。特别是在多用户交互场景下，系统无法有效区分不同用户的优先级，导致交互响应的准确性和实用性受限。
4、灯光调控的灵活性和适应性有限：传统的灯光控制系统多采用预设参数，如固定的亮度、色温和方向，这些参数在动态变化的环境中缺乏实时调整能力。例如，当外界光线强度、遮挡情况或用户需求发生变化时，系统难以快速响应并调整输出参数以匹配实际需求。此外，大多数现有系统缺乏
5、缺少多模块协同工作机制：现有灯光控制系统中的各个功能模块之间通常独立运行，缺乏有效的协同作用。例如，环境数据的采集与处理、用户交互的响应与分析、灯光调控的执行功能未能形成闭环系统，导致整个流程的智能化程度较低，难以实现精准、实时、个性化的灯光控制。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于全息互动投影技术的灯光控制方法及系统，通过全息投影装置生成三维环境模型、动作捕捉设备识别用户意图、光照优化模型计算调控参数，并动态调整灯光设备输出，实现高精度、智能化的灯光控制，解决了传统灯光控制方法的环境感知能力不足、缺少用户交互方式、灯光调控的灵活性和适应性有限、缺少多模块协同工作机制问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：基于全息互动投影技术的灯光控制方法，包括以下步骤：
3、步骤一、投影区域识别，通过全息投影装置和深度感应传感器对目标区域进行扫描，生成环境的三维空间模型，并分析光照特性；
4、步骤二、用户交互检测，利用动作捕捉设备与深度学习算法对用户的手势或动作进行实时识别，生成交互意图与优先级排序；
5、步骤三、灯光参数计算，根据三维环境数据与用户需求，建立光照优化模型，计算灯光亮度、色温和方向的调控参数；
6、步骤四、灯光实时调控，基于灯光调控参数通过灯光控制协议动态调整灯光设备输出，并通过反馈机制优化调控效果。
7、优选的，所述步骤一中，通过全息投影装置发射光信号，对目标区域进行全局扫描，首先利用全息投影设备向目标区域投射结构化光信号，以获取区域内的几何轮廓与空间深度信息；接着，结合深度感应传感器捕捉反射光信号，并对回传的光学数据进行实时解析，获取场景中各表面点的深度坐标和纹理特征数据；随后，通过解析后的原始深度数据输入三维重建算法，对采集到的点云数据进行预处理，包括去噪、补全和稀疏点云密化操作，以增强数据的完整性和准确性；进一步通过拓扑处理方法，对点云数据建立逻辑连接关系，生成完整的三维环境空间模型；基于生成的三维空间模型，系统采用光线追踪技术，模拟光线在目标区域中的传播路径，分析光线的入射、反射及折射特性，并识别区域内可能存在的遮挡物位置及阴影分布情况；在此基础上，进一步提取区域的环境光特性数据，包括光线的亮度强度、方向分布和颜色成分关键参数；最后，将生成的三维空间模型与环境光特性数据统一存储于环境建模单元，为后续的用户交互响应、光照优化计算及灯光调控提供基础数据支撑，从而实现对目标区域环境信息的全面感知和动态建模。
8、优选的，所述步骤二中，通过动作捕捉设备实时采集用户动作数据，包括手势轨迹、动作速度及交互目标点，首先由动作捕捉设备中的红外传感器和摄像头同步捕捉用户的动作信息，通过对捕获到的原始动作数据进行初步解析，提取用户在三维空间中的位置、运动轨迹以及速度变化；随后，利用深度学习算法对用户动作数据进行进一步分类识别，将复杂的动作信息分解为手势轨迹特征、动作速度变化趋势以及空间目标点的初始坐标，通过特征提取与匹配算法分析手势形状的关键节点、运动矢量和轨迹的空间变化；接着，在多用户交互场景下，系统会对所有用户的交互数据进行聚合处理，结合用户的动作强度、目标点的位置分布及方向性信息，通过优先级计算模型综合考虑空间位置的冲突程度、动作方向的一致性以及交互强度的相对权重，最终生成基于优先级排序的目标点与意图信息列表；接下来，系统将经过排序后的目标点数据及对应意图发送至灯光调控单元，确保在多用户场景中能够按照优先级动态响应用户的交互需求，并实时调整灯光的亮度、色温和方向，以实现用户动作指令与目标区域环境光动态调整的高效协同性，同时确保交互的准确性和自然性。
9、优选的，所述步骤三中，包括：
10、步骤三（1）基于先前获取的环境光特性数据与用户交互优先级信息，系统构建光照优化模型，光照优化模型通过综合分析环境光照的亮度、方向、色温分布以及用户的实时交互需求，确定目标区域的光线调控策略，在模型构建中，系统将用户的优先级交互信息与环境光特性相结合，确保生成的光线参数既满足用户的特定指令需求，又与当前环境光照条件保持协调性。
11、步骤三（2）系统通过以下公式计算目标区域的灯光亮度值：
12、；
13、其中，为交互目标点的优先级，系统根据用户交互强度、动作位置以及动作方向一致性动态分配优先级；
14、为环境光线在目标点的亮度强度，通过三维重建与光线追踪技术精确获取；
15、为交互点权重，代表目标点对整体光照的影响；
16、为基础光强值，设定为环境光的平均亮度；
17、此公式通过将用户的需求权重、环境光参数及全局光照基础值综合考虑，生成最优的亮度值，确保目标区域内的光线分布均匀且符合交互要求。
18、步骤三（3）基于亮度计算结果，系统进一步计算灯光的色温参数和光线方向，色温计算通过分析用户交互的具体场景需求，例如工作场景需要冷光，而休闲场景偏向暖光，根据不同目标区域的用途动态调整色温值，同时，光线方向参数通过解析交互目标点的空间位置及其相对于环境光线的入射角度确定，确保光线方向与目标区域需求匹配，从而避免多余阴影或光线重叠影响整体视觉效果。
19、步骤三（4）系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤一通过全息投影装置发射光信号，对目标区域进行全局扫描，采集环境的深度信息与表面特征，利用深度感应传感器对采集的数据进行解析，构建实时三维空间模型，并通过三维重建算法，将采集的点云数据进行拓扑处理，生成完整的环境数字模型，再采用光线追踪技术分析目标区域内的光照分布、反射路径及阴影区域，生成环境光特性数据，包括亮度强度、光线方向和颜色成分，最后将三维空间模型与光照特性数据存储于环境建模单元，为后续步骤提供数据支撑。
3.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤二通过动作捕捉设备实时采集用户动作数据，包括手势轨迹、动作速度及交互目标点，随后利用深度学习算法对用户动作特征进行分类识别，提取交互目标点的位置及对应意图，并对多用户交互场景下的目标点数据进行优先级计算，考虑交互强度、动作位置的空间冲突，以及动作方向的匹配程度，生成交互优先级排序结果，将用户动作的目标点和意图信息发送至灯
4.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤四包括：
5.一种基于全息互动投影技术的灯光控制系统，应用于权利要求1-4任一所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，包括以下模块：
6.根据权利要求5所述的基于全息互动投影技术的灯光控制系统，其特征在于，所述投影环境建模模块包括全息扫描单元和三维建模单元，所述全息扫描单元用于通过全息投影装置发射多频光信号，对目标区域进行全面扫描，采集空间深度信息和表面纹理特征，同时消除扫描过程中因遮挡或反射引起的信号误差，所述三维建模单元用于对全息扫描单元采集的数据进行多维融合与处理，构建目标区域的高精度实时三维模型，并利用光线追踪算法分析环境光照分布，生成初始光照配置方案，供灯光控制步骤使用。
7.根据权利要求5所述的基于全息互动投影技术的灯光控制系统，其特征在于，所述用户交互处理模块包括动作采集单元和交互分析单元，所述动作采集单元用于通过动作捕捉设备实时捕捉用户手势、肢体动作以及相对目标区域的空间位置，提取用户操作轨迹及动作特征，并结合时间序列分析用户的交互模式，所述交互分析单元用于基于深度学习模型对动作采集单元传输的数据进行多层分类与优先级排序，生成用户的意图识别结果，并通过动态权重分配方法区分多个用户的交互需求，确保系统响应的及时性与准确性。
8.根据权利要求5所述的基于全息互动投影技术的灯光控制系统，其特征在于，所述灯光调控执行模块包括灯光输出单元和反馈优化单元，所述灯光输出单元用于接收光照优化模型计算出的灯光调控参数，包括亮度、色温和投射方向，通过多通道调控协议向灯光设备发送信号，并动态调整灯光设备的输出特性以匹配用户需求和环境变化，所述反馈优化单元用于采集灯光调控后的实时反馈数据，包括光线均匀度、色温偏差和用户满意度指标，利用自适应优化算法对灯光调控参数进行迭代调整，以实现灯光效果的持续优化和高精度匹配。
...【技术特征摘要】
1.一种基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤一通过全息投影装置发射光信号，对目标区域进行全局扫描，采集环境的深度信息与表面特征，利用深度感应传感器对采集的数据进行解析，构建实时三维空间模型，并通过三维重建算法，将采集的点云数据进行拓扑处理，生成完整的环境数字模型，再采用光线追踪技术分析目标区域内的光照分布、反射路径及阴影区域，生成环境光特性数据，包括亮度强度、光线方向和颜色成分，最后将三维空间模型与光照特性数据存储于环境建模单元，为后续步骤提供数据支撑。
3.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤二通过动作捕捉设备实时采集用户动作数据，包括手势轨迹、动作速度及交互目标点，随后利用深度学习算法对用户动作特征进行分类识别，提取交互目标点的位置及对应意图，并对多用户交互场景下的目标点数据进行优先级计算，考虑交互强度、动作位置的空间冲突，以及动作方向的匹配程度，生成交互优先级排序结果，将用户动作的目标点和意图信息发送至灯光调控单元，确保交互指令与环境光动态调整的协同性。
4.根据权利要求1所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，所述步骤四包括：
5.一种基于全息互动投影技术的灯光控制系统，应用于权利要求1-4任一所述的基于全息互动投影技术的灯光控制方法，其特征在于，包括以下模块：
6.根据权利要求5所述的基于全息互动投影技术的灯光控制系...
【专利技术属性】
技术研发人员：浦争鸣，王维，周作冰，丁弘，周晓璐，
申请(专利权)人：无锡照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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