用於控制環境物理特徵的系統和方法、電腦程式產品、顏色和強度可調的燈以及電子裝置的製作方法

2023-06-24 08:06:26 3

專利名稱：用於控制環境物理特徵的系統和方法、電腦程式產品、顏色和強度可調的燈以及電子裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於控制人的環境中的環境物理特徵的系統的技術領域。
背景技術：
彩色燈通常用來改變人的環境中的環境光的特徵，以影響人的心理狀態或者生理狀態。例如，由光強來影響睡著的人，以使得他的睡眠增強或者使得人醒來。光的顏色可以確定例如人的情緒。如今，響應用戶輸入而發射特定顏色的燈是可以得到的。用戶可以提 供與他的情緒匹配的特定輸入。然而，如果用戶情緒改變，所發射光的顏色仍然是同樣的並且所發射的顏色與用戶的改變了的情緒不匹配。公布的專利申請EP2100556公開了一種設備和一種方法，用於修改人的精神生理狀態。基於所檢測的精神生理信號，獲得人的精神生理狀態的估計。基於估計向人提供刺激。所提供的刺激影響人的精神生理狀態。刺激是例如音頻、光、視頻、觸覺或者嗅覺刺激。該設備和方法利用預編程的知識和/或預編程的算法來確定必須提供給人的刺激，以使得該刺激與人的精神生理狀態匹配。該方法和設備不具有可以由用戶用來切換到用戶優選刺激參數的特定設定的接口，例如，設定環境光到特定強度或者特定顏色。通常，用戶更喜歡具有如下可能性通過提供用戶輸入而導致的刺激來修改控制環境參數的系統的當前性能。所供給的用戶輸入最可能與在供給用戶輸入時與用戶情緒匹配的刺激相關。所供給的用戶輸入還可以與功能需求相關，好像，例如，增加房間溫度，以增加體溫，或者增加光強以使得用戶能夠更容易地閱讀文檔。由此，所供給的用戶輸入與在其中用戶需要系統特定性能的暫時情況相關。然而，通常，系統打算根據基於若干實驗的某一物理模型或者統計模型來控制刺激。

發明內容
本發明的目的是提供更加用戶友好(user friendly)的系統，用於控制與人的環境相關的物體特徵。本發明的第一方面提供一種如權利要求I中所要求的、用於控制人的環境中的環境物理特徵的系統。本發明的第二方面提供一種如權利要求12中所要求的燈。本發明的第三方面提供一種如權利要求13中所要求的電子裝置。本發明的第四方面提供一種如權利要求14所要求的控制人的環境中的環境物理特徵的方法。本發明的第五方面提供一種如權利要求15中所要求的電腦程式產品。有益的實施例被限定在從屬權利要求中。根據本發明的第一方面的一種用於控制人的環境中的環境物理特徵的系統包括環境影響裝置、傳感器、輸入裝置和控制器。環境影響裝置響應控制信號而改變環境物理特徵，所述控制信號指示對環境物理特徵的理想影響。傳感器獲得代表人的生理條件的傳感器信號。輸入裝置獲得用戶設定信號，其代表關於環境物理特徵的用戶設定。控制器接收傳感器信號和用戶設定信號，並且通過將原始函數應用到傳感器信號來生成控制信號。響應於接收用戶設定信號，控制器限定適應函數。適應函數提供控制信號，如果所述適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時，所述控制信號使得環境物理特徵比當原始函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時變得更接近用戶設定。隨後，控制器應用適應函數。此後,所應用的適應函數朝向另一個函數逐漸改變。在用戶輸入用戶設定時刻之後很短的時間間隔，環境影響裝置改變環境的物理特徵，以使得物理環境特徵變得更接近用戶設定，因為控制器應用提供控制信號的適應函數，所述控制信號在將適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時更接近用戶設定。用戶體驗到系統為更加用戶友好的系統，因為系統儘快響應所接收的用戶設定，並且響應以使得對物理環境特徵的影響與用戶設定有關。此外，系統在接收用戶設定之後的時段中逐漸改變所應用的適應函數，因為在當用戶設定由用戶提供的特別時刻，所接收的用戶設定對於用戶最相關。改變允許例如朝向在先已知的函數(用戶通常體驗與他們的生理狀態相匹配的系統響應作為滿意響應)改變函數。
所提供的用戶設定可以在某種程度上是隨機的，這意味著所提供的用戶設定不遵循與人的生理狀況相關的特定方式。如果相同的用戶或者另一個用戶以後使用該系統，他不想面對基於所提供的或多或少隨機的輸入設定的系統性能。並且由此，單個用戶或者其他的用戶僅僅在某一程度被用戶設定幹擾，即，逐漸改變的函數在某種程度上仍然取決於所應用的適應函數。在實施例中，適應函數提供控制信號，如果所述適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時，所述控制信號使得環境物理特徵變得基本上等於用戶設定。如果對環境物理特徵的影響是根據所提供的用戶設定，則系統被體驗為更加用戶友好。在另一個實施例中，控制器在接收用戶設定信號的特別時刻之前應用以前的函數，並且控制器被配置用於將具有有限帶寬的另外函數與以前的函數相結合，以限定適應函數。有限帶寬是預定的範圍，在其中，該另外函數提供基本上不同於零的值，並且有限帶寬被布置在接收用戶設定信號(132)時發生的傳感器信號值的周圍。換句話說，雖然響應於接收用戶設定信號而限定函數，但是控制器使用在接收用戶設定信號的特別時刻之前所應用的函數以及使用具有有限帶寬的函數，帶寬被布置在特別的時刻的傳感器值的周圍。將以前的函數與具有有限帶寬的函數相結合可以包括一種或者多種數學操作，像，例如，將具有有限帶寬的函數增加到以前的函數，從以前的函數減去具有有限帶寬的函數，或者生成兩個函數的加權平均值。要指出的是，將這些函數結合必須被執行，以使得適應函數仍然滿足以下條件如果傳感器信號基本上等於接收用戶設定信號的特別時刻的傳感器信號，適應函數提供包括用戶設定的控制信號。有益的是，使用僅僅在特別時刻之前應用的函數，因為以前的函數通常最可能是很好地代表人的生理條件和環境物理特徵之間理想的基於模型的關係的函數。由此，適應函數在某種程度上由用戶設定來影響，並且在很大程度上仍然基於模型。此外，將函數的使用和有限帶寬結合是有益的，因為適應函數與以前的函數不同僅僅在於接收用戶設定的特別時刻的傳感器信號值周圍的帶寬。由此，如果應用適應函數，並且人的生理狀態明顯改變，適應函數根據以前的函數來工作。生理狀態的明顯改變由改變來限定，以使得傳感器信號值改變到帶寬以外的值。正如所討論的，以前的函數併入了限定傳感器信號和控制信號之間關係的特定模型。有益的是，如果生理狀態改變很多，則返回系統的基於模型的性能。在另一個實施例中，控制器在接收用戶設定信號的特別時刻之前應用以前的函數，並且控制器被配置用於將對稱函數與以前的函數相結合，以限定適應函數，其中，對稱函數被布置在接收用戶設定的特別時刻的傳感器信號值的周圍。將對稱函數與以前的函數相結合是有益的，因為無論傳感器信號值增加還是減小，應用適應函數的系統示出了相似的性能。這被體驗為用戶友好的性能。此外，對稱函數可以被選擇以使得其具有有限帶寬。在實施例中，另外函數基於高斯函數。高斯函數是以平均值為中心的對稱函數。高斯函數的平均值可以被選擇，以使得函數相對於接收用戶設定時的特別時刻的傳感器信號值是對稱的。高斯函數的另一個特徵 是當函數的輸入變量在平均值周圍的某一間隔以外時，函數提供基本上等於零的值。由此，如果高斯函數移動並且增加到以前的函數，或者從以前的函數中減去，在足夠遠離特別時刻的傳感器信號值的輸入值處的適應函數的性能基本上等於以前的函數的性能。這是有益的，因為用戶設定僅僅代表「用於環境物理特徵的用戶設定」和「特別時刻的傳感器信號的值」的結合，並且與足夠遠離該特別時刻的傳感器信號值的傳感器信號不具有關係。要指出的是，具有有限帶寬的函數基於高斯函數，這意味著其可以是移動和/或縮放的高斯函數。在實施例中，控制器限定適應函數，以使得如果傳感器信號在特別時刻的傳感器信號值周圍的預定變化性間隔內變化，控制信號仍然在預定的偏差間隔內。如果用戶提供用戶設定，並且系統根據用戶設定影響環境物體特徵，用戶不希望如果他的生理條件仍然在特定的變化性間隔內，環境物理特徵改變很大。系統的該性能可以通過選擇在特別時刻的傳感器信號值周圍的範圍中仍然相當平坦的對稱函數來獲得，例如，通過選擇具有足夠大的方差(σ )的正態分布以使得適應函數滿足條件。傳感器測量人的生理條件，並且所測量的人的特徵可以在間隔內變化，而生理狀態由人來體驗為穩定條件。例如，人的心跳在特定間隔內變化，而人仍然在相同的生理狀態。所測量的特徵的變化可以形成變化性間隔的基礎。在另一個實施例中，控制器僅僅在接收具有預定範圍以外值的傳感器信號後開始逐漸改變適應函數，所述預定範圍在接收用戶設定信號(132)時發生的傳感器信號值的周圍。在該實施例中，只要用戶處於基本上等於特別時刻的生理條件的生理條件(考慮到預定的誤差裕度)中，實施例的系統不逐漸改變所應用的適應函數。由此，對環境物理特徵的影響仍然根據用戶設定。用戶體驗系統的該性能為用戶友好的，因為看起來系統聽從用戶的設定。然而，如果用戶的生理狀態改變超過預定的變化性裕度，系統開始逐漸改變所應用的適應函數。正如以前實施例中所討論的，傳感器可以提供在變化性間隔內的值，而人在相同的生理條件中。該實施例防止了 控制信號改變，而人還在相同的生理條件中。在實施例中，控制器存儲標準的預定函數。對適應函數的逐漸改變是朝向標準的預定函數。因而，換句話說，所述另一個函數是標準的預定函數。標準的預定函數可以是基於大量現場試驗的函數，其結果被結合在統計模型中，或者，標準的預定函數可以基於物理模型。因而，除了在接收用戶設定的時刻，標準的預定函數代表系統的理想性能，所述理想性能通常由用戶體驗為系統的愉悅或者理想的響應。因此，有益的是，朝向標準的預定函數改變所應用的適應函數，因為在先已知，系統的大多數用戶體驗根據標準預定函數的系統的該響應為理想響應。在另一個實施例中，控制器在接收用戶設定信號的特別時刻之前應用以前的函數。控制器還在限定適應函數之後通過將適應函數與以前的函數相結合來限定所述另一個函數。換句話說，生成所述另一個函數，以使得其部分地基於由控制器在接收用戶設定信號的特定時刻之前所應用的函數，並且部分地基於用戶設定。因而，所述另一個函數是考慮用戶設定的函數，但是僅僅是在某一程度上，並且其基於特別時刻之前的歷史。如果在若 幹時刻，用戶提供他的設定，所述另一個函數朝向基於接收任何用戶設定之前的函數和所接收的用戶設定的歷史來迭代演化。這是用戶友好的，因為系統適應用戶。特別地，如果一個用戶提供用戶設定的一致方案，所述另一個函數朝向明顯包括該一致方案的函數演化。將以前的函數和適應函數相結合可以包括一個或者多個數學操作，像，例如，將適應函數增加到以前的函數，或者從以前的函數中減去適應函數。在另一個實施例中，所述另一個函數是以前的函數和適應函數的加權平均值。通過創建加權平均值，所述另一個函數是過去(其中，信息經由以前的函數來提供)和當前用戶設定(其中，信息經由適應函數來提供)的統計表示。統計表示是有益的，因為應用這種統計表示的系統最可能由大多數用戶體驗為愉悅的系統。在實施例中，環境物理特徵包括以下至少一個環境的光的特徵、環境中聲音的特徵、溫度、溼度、環境中物體或者部分物體的特徵或者運動，與人物理接觸的物體的特徵或者運動，或者環境的氣味。環境物理特徵可以是人的環境的任何物理特徵，其可以由人類的至少一個感知器官來感知，例如，視覺、聽覺、觸覺、本體感受的和嗅覺的感知器官。與人物理接觸的物體的特徵或者運動與可以由人在物體和人之間的接觸區域處所感覺的物理特徵相關，例如，物體的溫度、或者物體的運動。與人不直接接觸的物體特徵也可以由人感知，例如，藉助於視覺檢測。這種特徵可以是物體具有顏色，或者根據模式或者以特定速度運動。在實施例中，環境影響裝置包括以下至少一個發光裝置、可控光濾波器、可控窗簾、聲音發射裝置、消聲裝置、加熱裝置、冷卻裝置、增溼器、致動器、氣味或者觸覺裝置。在環境影響裝置的特定實施例中，環境的物理特徵可以響應所接收的控制信號而即刻改變，例如，根據控制信號立即提供特定顏色的光。在環境影響裝置的其它實施例中，環境物理特徵的改變逐漸地執行，例如在控制信號指示需要溫度改變的溫度時就是這樣的情形。取決於加熱或者冷卻裝置的加熱或者冷卻能力以及取決於環境的熱容量，僅僅在一段時間之後，溫度將基本上等於由控制信號所指示的級別。要指出的是，例如，具有可控氣泵的充氣床墊也可以是環境影響裝置。在包括充氣床墊的系統中，傳感器可以獲得與睡著的人的生理條件相關的信息，並且取決於條件，將空氣泵入床墊或者從床墊釋放，以便於獲得與睡著的人的生理條件匹配的床墊的柔軟度。用戶設定是例如僅僅在人入睡之前提供給系統，以在睡覺時期開始的時候控制床墊的柔軟度。在另外的實施例中，傳感器信號包括與人的以下生理條件中至少一個相關的信息皮膚溫度、核心體溫、皮膚電導率、血壓、心率、心率變化性、人的運動、呼吸頻率、呼吸頻率變化性、EEG活動、眼的活動、與人直接相關的聲音特徵或者ECG信息。與人的生理條件相關的信息由傳感器來獲得，並且藉助於傳感器信號被發送到控制器。信息可以是與人相關的任何類型的信息。傳感器可以與人直接接觸，例如，以測量ECG或者EEG活動，核心體溫或者皮膚電導率，或者可以是位於人的附近中的傳感器並且檢測人的特徵。這種傳感器可以是檢測由人所形成的聲音的麥克風，或者可以是檢測皮膚溫 度的紅外傳感器，或者可以是照相機和獲得與人運動(例如，呼吸運動)相關的信息的視頻處理系統。根據本發明的第二方面，提供了一種顏色和強度可調的燈，其包括根據本發明第一方面的系統。根據本發明的第三方面，提供了一種電子裝置，其包括根據本發明第一方面的系統。根據本發明的第四方面，提供了一種控制人的環境中的環境物理特徵的方法。該方法包括由傳感器獲得傳感器信號的步驟。傳感器信號代表人的生理條件。傳感器信號被提供給控制器。在另外的步驟中，控制器通過將原始函數應用到傳感器信號來生成控制信號。控制信號指示對環境物理特徵的理想影響。控制信號被提供給環境影響裝置。通過環境影響裝置響應控制信號而改變環境物理特徵。在另外的步驟中，用戶設定信號由輸入裝置來獲得。用戶設定信號代表關於環境物理特徵的用戶設定。用戶設定信號被提供給控制器。在另外的步驟中，控制器響應於接收用戶設定信號而限定適應函數。適應函數提供控制信號，如果所述適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時，所述控制信號使得環境物理特徵比當原始函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定信號時變得更接近用戶設定。隨後，適應函數被應用在控制器中，以生成控制信號。在另外的步驟中，控制器朝向另一個函數逐漸改變所應用的適應函數。根據本發明的第五方面，提供一種電腦程式產品，其包括使得處理器系統執行根據本發明第四方面的方法的指令。根據本發明第二方面的燈、根據本發明第三方面的電子裝置、根據本發明第四方面的方法以及根據本發明第五方面的電腦程式產品提供和根據本發明的第一方面的系統相同的益處，並且具有帶有與該系統對應的實施例相似效果的相似的實施例。參考以下所描述的實施例，本發明的這些和其它方面是明顯的並且將被闡述。本領域普通技術人員將理解的是，上述本發明的實施例、實現方式、和/或方面中的兩個或者多個可以以任何被認為有用的方式來結合。與所描述的系統的修改和變化對應的系統、方法、和/或電腦程式產品的修改和變化可以由本領域普通技術人員基於本說明書來實現。傳感器信號可以包括更多維度信息，例如，其代表不只是人的生理參數，以及控制信號可以包括更多維度信息，例如，對多個環境物理特徵的理想影響。函數可以是將矢量映射至另一個矢量的函數，其中，矢量中的每一個代表多維信息。


在圖中
圖I示意性地示出了根據本發明第一方面的系統，
圖2示意性地示出了將函數與對稱函數相結合，並且示出了函數的逐漸改變，
圖3示意性地示出了將函數與正態分布相結合，並且示出了是函數的加權平均值的另一個函數，
圖4示意性地示出了當用戶反饋在比較短的時間間隔內被提供兩次時的函數演化， 圖5a示意性地示出了根據本發明第二方面的燈，
圖5b示意性地示出了根據本發明第三方面的電子裝置，以及 圖6示出了根據本發明第四方面的方法的流程圖。要指出的是，在不同的圖中由相同的附圖標記所指示的項具有相同的結構特徵和相同的功能，或者是相同的信號。在這個項的功能和/或結構已經被解釋的情況下，不需要在詳細說明中對其重複解釋。圖完全是概略性的，並且未按比例畫出。特別地，為了清楚起見，一些尺寸被強烈地誇大。
具體實施例方式圖I中示出了第一實施例。系統100控制人105的環境中的環境物理特徵。系統包括環境影響裝置102、傳感器104、輸入裝置134和控制器130。環境影響裝置102響應控制信號112而改變環境物理特徵。控制信號112指示對環境特徵的理想影響。傳感器104獲得傳感器信號122，其代表人105的生理條件。輸入裝置獲得用戶設定信號132，其代表關於環境物理特徵的用戶設定。控制器130接收傳感器信號122和用戶設定信號132。控制器130通過將函數114應用到傳感器信號122來生成控制信號112。響應於接收用戶設定信號132，控制器130限定適應函數，以使得如果傳感器信號122基本上等於接收用戶設定信號132的特別時刻的傳感器信號，適應函數提供包括用戶設定的控制信號。適應函數由控制器130來應用。在接收用戶設定信號132的特別時刻之後，控制器130逐漸改變所應用的適應函數。正如圖I中所看出的，環境影響裝置可以是能夠響應於接收控制信號112而改變環境物理特徵的任何裝置。如果環境物理特徵是例如光，可以使用燈106。如果溫度必須被改變，可以使用加熱器108，或者在另一個實施例中，環境物理特徵是可以由揚聲器110影
響的聲音。不同的傳感器可以用來獲得代表人105的生理條件的傳感器信號122。麥克風118可以用來檢測與人105相關的聲音，網絡攝像頭120可以檢測人105的運動，或者例如，人105的眼的活動。電導率和溫度傳感器116可以具有與人105的皮膚接觸的墊，並且可以生成包括皮膚電導率值和代表人105的皮膚溫度的值的信號。輸入裝置134可以是允許人105提供與環境物理特徵相關的輸入的任何裝置。控制器130將該輸入解釋為用戶設定並且相應地限定適應函數。輸入裝置的實例是遙控器124、鍵盤128或者一種允許人126指示哪個環境溫度為優選的恆溫器126。正如環境影響裝置102、傳感器104和輸入裝置134的實例中所討論的，環境物體特徵可以是與人105的環境相關的任何物理特徵。不詳盡的實例清單包括環境的光特徵、環境中的聲音特徵、溫度、溼度、環境中物體或者部分物體的特徵或者運動，與人物理接觸的物體的特徵或者運動、或者環境的氣味。圖2示意性地示出了對函數的限定以及函數朝向所述另一個函數的逐漸改變。以前的函數202示出了傳感器信號的值(沿著X軸)和控制信號的值(沿著y軸)之間的關係。僅在由控制器接收用戶設定信號時的特別時刻之前，控制器使用以前的函數202。在圖2中，由控制器接收用戶設定信號的特別時刻被限定為t=0，並且由此以前的函數具有時刻t=0-Ai，其中，八1是很短的時段。函數204是對稱函數，其在特別時刻t=0時相對於傳感器信號的值206對稱。
控制器響應於在t=0時接收用戶設定信號而限定適應函數212。通過由將對稱函數204的縮放版本(scaled version)增加到以前的函數202而將以前的函數202和對稱函數204相結合來限定適應函數212。在短的時間間隔(利用值A2來指示)之後，在時刻t=0+ Δ2時，完成適應函數212的生成，並且適應函數212由控制器來應用，以生成控制信號。適應函數212必須滿足特定的條件，S卩，點210必須併入適應函數212中。點210由在特別時刻t=0時基本上等於傳感器信號值的X-值214和基本上等於所接收的、關於環境物理特徵的用戶設定的I-值208來限定。由此，只要控制器應用適應函數212，當傳感器信號在特別時刻t=0處等於傳感器信號值時，控制器將生成包括用戶設定的控制信號。然而，在時刻t=0+ Δ 2之後，控制器朝向另一個函數218逐漸改變所應用的適應函數212。在圖2的實例中，所述另一個函數218等於以前的函數202。函數216是在逐漸改變所應用的適應函數212 —段時間之後(例如，在t=2時)由控制器所應用的函數。該圖示出了函數216的線不通過點210，所述點210是代表用戶設定的點。還示出了 當傳感器信號在特別時刻t=0時緊密接近傳感器信號的值214時，函數216的線仍然趨向點210。逐漸改變比較慢，以使得在控制器中所應用的函數在時刻t=2之後很久變成等於所述的另一個函數218。要指出的是，在實例中的時間變量的值是存在的，而不需要表達特定單元。在影響光強的實際實例中，在完成向另一個函數逐漸改變之前可能佔去3個小時。由此，在圖2的實例中，t=2可能意味著t在t=0之後的兩刻鐘,並且t >> 2意味著例如t=12。然而，在其它的實施例中，取決於特定的環境物理特徵，逐漸改變可以更快或者更慢。在實施例中，以前的函數202可以是標準的預定函數，其存儲在控制器中作為預編程的函數。該函數可以基於若干個現場測試，並且因此，代表函數的統計平均值，當所述函數在根據本發明的第一方面的系統中使用時，所述統計平均值導致由用戶所限定的系統性能，作為方便的和/或理想的性能。標準的預定函數還可以基於代表傳感器信號和控制信號之間的理想關係的物理模型。在該實施例中，所述另一個函數218是標準的預定函數。由此，在接收用戶設定信號之後的某一時段，控制器朝向在第一次使用系統時由控制器使用的函數來改變所應用的適應函數212。圖3使用函數序列圖示了本發明的另一個實施例。在t=0- 時，僅僅在特別時刻t=0之前的時刻，以前的函數302由控制器來應用。在特別時刻t=0時，傳感器信號的值基本上等於值306。具有平均值306的正態分布304 (其為高斯函數)與以前的函數302相結合。平均值306是特別時刻t=0時的傳感器信號值，所述特別時刻t=0是由控制器接收用戶設定信號的時刻。正態分布具有特別的變化，這將在以後來討論。在特別時刻t=0時，控制器根據用戶設定信號來限定適應函數310。以前的函數302和正態分布304相結合，以使得在t=0+A2時，獲得適應函數310。在圖3的實例中，從以前的函數302中減去正態分布304的縮放版本，以使得點308在適應函數310上。在點308處，如果傳感器信號等於在特別時刻t=0處所接收的傳感器信號的值，適應函數提供包括用戶設定的控制信號。在限定適應函數310之後，控制器應用適應函數310，以生成控制信號。當適應函數310由控制器獲得時，控制器也獲得所述的另一個函數314。所述另一 個函數314是以前的函數302和適應函數310的加權平均值。在實例中，以前的函數302的權重是12以及適應函數310的權重是I。通過獲得這樣的另一個函數314 (其是加權平均值)，接收用戶設定信號的影響仍然在所述另一個函數314中存在，而同時，所述另一個函數314幾乎具有與以前的函數302相同的特徵。在圖3的實例中，控制器在丨=0+八2之後開始朝向所述另一個函數314逐漸改變所應用的適應函數310。該逐漸改變被限制到不長於tmax的時間間隔。由此，正如在圖3中所看出的，一段時間之後，控制器應用函數312，並且最後從t=tmax向前(onwards)，所述另一個函數314由控制器來應用。如果物理環境特徵是例如房間溫度，則tmax在實際實施例中是10小時的時段，然後，在實際實施例中，在10小時之後，完成朝向所述另一個函數的逐漸改變。在圖4中，示出了適應函數406的另一個實例。在特別時刻t=0時，接收用戶設定，其在時刻t=0+ Δ i時、在點404處被併入第一適應函數406。第一適應函數406是例如將以前的函數和正態分布相結合的結果。選擇正態分布的方差，以使得當第一適應函數406由控制器來應用時，其具有隨後的特徵如果所接收的傳感器信號的值(其由控制器來接收)在預定的變化性間隔408內變化，則所生成的控制信號的值在預定的偏差間隔402內變化。在圖4的實例中，預定的變化性間隔408比預定的偏差間隔402小得多。由此，控制信號仍然接近用戶設定，這意味著控制信號的值僅僅在比較小的預定偏差間隔402內變化，而傳感器信號變化(略微)更大，這意味著傳感器信號的值可以在較大的預定變化性間隔408內變化。要指出的是，變化性間隔408可以與由傳感器所感知的生理特徵的正態變化相關。例如，人的心跳總是在某種程度上在平均值周圍變化，並且如此，有益的是，如果傳感器值的值在變化性間隔408內變化，保持控制信號的值在預定的偏差間隔402內。在圖4的實例中，在時刻t=5時，由用戶提供另一個用戶設定。控制器使用逐漸改變的第一適應函數，所述第一適應函數僅僅在時刻t=5之前由控制器使用，並且將第一適應函數與正態分布函數相結合，以在t=5+ Δ 2時得到所示出的第二適應函數414。對第一適應函數406的逐漸改變可以在第二適應函數414中觀察到，因為突出410在點404的方向中比其在第一適應函數406中突起更小。在限定第二適應函數414之後，控制器應用第二適應函數414，以用於生成控制信號。逐漸改變在t=5+A2之後繼續，正如圖4的底部處所看出的。例如，在t=15處，逐漸改變的第二適應函數420由控制器來應用。與突出410相比，塊416突起更小，並且突出418在點412的方向中突起更小。正如在逐漸改變的第二適應函數420中所看出的，兩次應用用戶設定的影響存在於逐漸改變的第二適應函數420中，然而，所接收用戶設定的影響逐漸減小。在另一個實施例中，逐漸的改變不是在時刻I=CHA1之後立即開始，而是僅僅在時刻t=0之後，在第一次接收傳感器信號之後，所述傳感器信號在預定間隔408以外，所述預定間隔408在時刻t=0時的傳感器信號值的周圍。由此，只要在人應用用戶設定的時刻，人處在預定生理條件範圍內的生理條件中，那麼由控制器所生成的控制信號的值將在範圍402內，並且由此，在這種時段期間的系統的響應大約與由人提供的用戶設定相同。隨後的實施例利用數學實例來討論。控制器應用函數m c=m(x, t)(I)
其中，c是代表控制信號的矢量，X是代表傳感器信號的矢量，以及t是代表時間的變 量。通過使用矢量，指出了 控制信號和/或傳感器信號可以是多維信號，這意味著環境影響裝置可以影響一個或者多個物理環境特徵，以及意味著傳感器感知人的一個或者多個生理特徵。當第一次使用根據本發明第一方面的系統時，其利用特別時刻t=0來指示，預編程函數Hltl(X)由控制器來應用。直到用戶向系統提供用戶設定的特別時刻，應用預編程函
數mg。用戶提供用戶設定的特別時刻用t=、來指示。用戶設定信號由用戶設定矢量c*來代表。在該特別時刻，用戶處於由矢量X*所表示的特定的生理狀態，其是在h時具有傳感器信號的(多個)值的矢量。響應於接收用戶設定信號，控制器必須限定考慮所接收的用戶設定的函數，其可以由以下條件來表達
m(x*，t0)=c*(2)
另外的條件可以是所述的另一個函數(其由控制器在h之後很長時間段來應用)是預編程函數Hltl(X)和用戶設定矢量c*與X* Utl時用戶的生理狀態)周圍的區域中預編程函數的偏差的加權平均值
m(x, t >> t0) = minf (X) = w(c*-m0(x))G(χ-χ*) + (l-w)m0(x) (3)
其中，G以零矢量0為中心並且G (0)=1，並且其中，權重w由預編程函數Hitl(X)的統計可靠性來確定。如果mQ(x)基於n=100個以前的試驗,則使用w=l/n=l/100。以下取決於時間的函數m2滿足條件(2)和(3)
' ··ν - -V*:
in(χ.i)=e (c/ — Itiilll (r)K*rr( ) + m t (λ.)(4)
- €1
而所述另一個函數Hlinf(X)
χ - χ I
(X)=Hc —..............................:) + (卜 n^)m,Jx)(5)
其中，err (…)是歸一化誤差函數或者具有方差I的高斯函數，以及τ是控制函數收斂於由所述另一個函數minf(x)所代表的加權平均值的速度的參數。由此，函數m2 (x，、)是由控制器響應於接收用戶設定信號而限定的適應函數，以及m2 (x, t)是在時刻ι=、之後逐漸改變的、應用的適應函數。在圖5a中，呈現了根據本發明的第二方面的顏色和強度可調的燈500。燈500包括根據本發明第一方面的系統。光發射器502能夠以不同強度向人的環境中發射不同顏色的光。遙控器506具有系統中的兩個函數。當遙控器506被人接觸時，遙控器506的底部508藉助於兩個電極來測量人的心跳。每分鐘的心跳數被提供給控制器。遙控器506還包括所謂的色輪，其可以由人用來提供關於由光發射器502所發射的光的顏色的他的用戶設定。色輪向控制器提供用戶設定。控制器可以被布置在遙控器506中或者在燈具503中。如果控制器位於遙控器506內，控制信號從遙控器506向光發射器502傳輸。如果控制器位於燈具內，用戶設定信號和傳感器信號從遙控器506向控制器傳輸。控制器根據以前的實施例工作。遙控器506上的另一個選擇器可以由用戶用來提供關於由光發射器502所發射的光強的他的偏好。圖5b示出了電子裝置510，其是具有集成的無線電廣播設備的鬧鐘。鬧鐘510可以由上床的人接通來聽音樂512。鬧鐘510還包括攝相機516，以觀察將睡著的人。攝相機 的圖像被分析，以檢測關於與「醒著或者睡著」相關的人的生理條件的人的生理狀態。視頻分析器生成指示人睡著狀態的傳感器信號。鬧鐘510的控制器應用標準函數以生成指示所播放的音樂512所需的音量等級的控制信號。標準函數代表鬧鐘隨後的性能如果人處於睡著狀態，音量減小到低級別；如果人醒著，音量被控制具有平均的強度級別。檢測人的生理狀態在規定的時間間隔完成，並且所播放的音樂512的音量根據所應用的函數來控制。此外，人還可以使用音量控制按鈕514，以關於音樂512聲音強度來選擇他的設定。響應於接收用戶設定，控制器調適所應用的函數，以使得在接收用戶設定時函數考慮用於所檢測的人的生理狀態的用戶設定。然而，在調適函數之後，函數朝向標準函數逐漸改變。由此，在提供用戶設定之後一段時間，鬧鐘510根據標準函數控制音量級別。圖6示出了控制人的環境中的環境物理特徵的方法600的流程圖。在步驟602中，傳感器信號由傳感器獲得。傳感器信號代表人的生理條件。在步驟604中，傳感器信號被提供給控制器。隨後，通過控制器將原始函數應用到傳感器信號來生成606控制信號。控制信號指示對環境物理特徵的理想影響。在步驟608中，控制信號被提供給環境影響裝置。隨後，環境影響裝置響應於接收控制信號而改變610環境物體特徵。在步驟612中，用戶設定信號由輸入裝置來獲得。用戶設定信號代表關於環境物理特徵的用戶設定。在步驟614中，用戶設定信號被提供給控制器。響應於接收用戶設定信號，控制器限定616適應函數，以使得適應函數提供控制信號，如果適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定信號時，控制信號使得環境物理特徵比當原始函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定信號時變得更接近用戶設定。在步驟620中，適應函數由控制器來應用，以生成控制信號。隨後，在步驟620中，在接收用戶設定信號的特別時刻之後，控制器朝向另一個函數逐漸改變所應用的適應函數。如圖6中所示，方法的步驟可以以迭代循環的方式來執行。在實際的實施例中，當用戶設定由用戶提供給輸入裝置時，步驟602到610以迭代循環的方式來執行，而步驟612到618與步驟602到610的執行並行地執行。此外，逐漸改變的步驟620可以在執行步驟602到610的每個循環的期間進行，或者可以在規定的時間間隔與步驟602到610的執行並行地進行。
要指出的是，上述實施例說明而不限定本發明，並且本領域普通技術人員將能夠設計許多替代的實施例，而不脫離所附權利要求的範圍。在權利要求中，括號之間的任何附圖標記將不解釋為限制權利要求。使用動詞「包括」以及其詞形變化不排除存在不同於權利要求中所陳述的元件或者步驟的元件或者步 驟。元件前面的冠詞「一」不排除存在多個這種元件。本發明可以藉助於包括若干不同元件的硬體以及藉助於適當編程的計算機來實施。在列舉了若干裝置的裝置權利要求中，這些裝置中的若干個可以由同一個硬體項來具體化。在相互不同的從屬權利要求中陳述某些措施的僅有事實不表示這些措施的組合不能被使用而受益。
權利要求
1.一種用於控制人(105)的環境中的環境物理特徵的系統(100)，包括 -環境影響裝置(102)，用於響應於控制信號(112)而改變環境物理特徵，所述控制信號指示對環境物理特徵的理想影響， -傳感器(104)，用於獲得代表人的生理條件的傳感器信號(122)， -輸入裝置(134)，用於獲得用戶設定信號(132)，所述用戶設定信號代表關於環境物體特徵的用戶設定， -控制器(130)，用於接收傳感器信號(122)和用戶設定信號(132)，以及用於通過將原始函數(114)應用到傳感器信號(122)來生成控制信號(112)， 其中，控制器(130)被配置用於 i)響應於接收用戶設定信號(132)而限定適應函數(212，310，406，414)，其中，適應函數(212，310，406，414)提供控制信號(112)，如果所述適應函數應用到傳感器信號(122)發生在接收用戶設定信號(132)時，所述控制信號使得環境物理特徵比當原始函數(114)應用到傳感器信號(122)發生在接收用戶設定信號(132)時變得更接近用戶設定， ii)應用適應函數(212，310，406，414)，以生成控制信號(112)， iii)朝向另一個函數(218，314)逐漸改變所應用的適應函數(212，310，406，414)。
2.根據權利要求I的系統(100)，其中，適應函數(212，310，406，414)提供控制信號(112)，如果所述適應函數應用到傳感器信號(122)發生在接收用戶設定時，所述控制信號使得環境物理特徵變得基本上等於用戶設定。
3.根據權利要求I的系統(100)，其中， -控制器(130)被配置用於在接收用戶設定信號(132)的特別時刻之前應用以前的函數(202，302)，以及 -控制器(130)被配置用於將具有有限帶寬的另外的函數(204，304)與以前的函數(202，302)相結合，以限定適應函數(212，310，406，414)，其中，有限帶寬是在其中另外的函數提供基本上不同於零的值的預定範圍，以及其中，有限帶寬被布置在接收用戶設定信號(132)時發生的傳感器信號(122)的值的周圍。
4.根據權利要求3的系統(100)，其中，另外的函數(204，304)基於高斯函數(304)。
5.根據權利要求I的系統(100)，其中，控制器還被配置用於限定適應函數(212，310，406，414)，以使得如果傳感器信號(122)在預定變化性間隔(408)內變化，控制信號(112)仍然在預定的偏差間隔(402)內。
6.根據權利要求I的系統(100)，其中，控制器(130)被配置用於僅僅在接收具有預定範圍(408)以外的值的傳感器信號(122)之後開始逐漸改變所應用的適應函數(212，310，406，414)，所述預定範圍(408)在接收用戶設定信號(132)時發生的傳感器信號(122)值的周圍。
7.根據權利要求I的系統(100)，其中， -控制器(130)被配置用於存儲標準的預定函數(202)，以及 -對所應用的適應函數(212，310，406，414)的逐漸改變是朝向標準的預定函數(202)。
8.根據權利要求I的系統(100)，其中， -控制器(130)被配置用於在接收用戶設定信號(132)的特別時刻之前應用以前的函數(202，302)，以及-控制器(130)還被配置用於在限定適應函數(212，310，406，414)之後通過將適應函數(212，310，406，414)與以前的函數(202，302)相結合來限定所述另一個函數(218，314)。
9.根據權利要求8的系統(100)，其中，所述另一個函數(218，314)是以前的函數(202，302)和適應函數(212，310，406，414)的加權平均值。
10.根據權利要求I的系統(100)，其中，環境物理特徵包括以下至少一個環境的光的特徵、環境中聲音的特徵、溫度、溼度、環境中物體或者部分物體的特徵或者運動、與人物理接觸的物體的特徵或者運動、或者環境的氣味。
11.根據權利要求I的系統(100)，其中，傳感器信號(122)包括與以下人的生理條件中的至少一個相關的信息皮膚溫度、核心體溫、皮膚電導率、血壓、心率、心率變化性、人的運動、呼吸頻率、呼吸頻率變化性、EEG活動、眼的活動、與人直接相關的聲音特徵或者ECG信肩、O
12.一種顏色和強度可調的燈(500)，包括根據權利要求I的系統(100)。
13.一種電子裝置(510)，包括根據權利要求I的系統(100)。
14.一種控制人的環境中的環境物理特徵的方法(600)，該方法包括以下步驟 -由傳感器獲得(602)傳感器信號，傳感器信號代表人的生理條件， -向控制器提供(604)傳感器信號， -由控制器通過將原始函數應用到傳感器信號來生成(606)控制信號，控制信號指示對環境物理特徵的理想影響， -向環境影響裝置提供(608)控制信號， -由環境影響裝置響應於接收控制信號而改變(610)環境物理特徵， -由輸入裝置獲得(612)用戶設定信號，用戶設定信號代表關於環境物理特徵的用戶設定， -向控制器提供(614)用戶設定信號， -限定(616)提供控制信號的適應函數(212，310，406，414)，如果所述適應函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時，所述控制信號使得環境物理特徵變得比在原始函數應用到傳感器信號發生在接收用戶設定時更接近用戶設定， -在控制器中應用(618)適應函數，以及 -朝向另一個函數逐漸改變(620)適應函數。
15.一種電腦程式產品，其包括使得處理器系統執行根據權利要求14的方法的指令。
全文摘要
提供了用於控制人(105)的環境中的環境物理特徵的系統(100)和方法、顏色和強度可調的燈、電子裝置和電腦程式產品。系統(100)包括環境影響裝置(102)、傳感器(104)、輸入裝置(134)和控制器(130)。環境影響裝置(102)響應控制信號(112)而改變環境物理特徵，所述控制信號(112)指示對環境物理特徵的理想影響。傳感器(104)獲得代表人(105)的生理條件的傳感器信號(122)。輸入裝置(134)獲得用戶設定信號(132)，所述用戶設定信號(132)代表關於環境物理特徵的用戶設定。控制器(130)接收傳感器信號(122)和用戶設定信號(132)，並且通過將原始函數(114)應用到傳感器信號(122)來生成控制信號(112)。控制器(130)響應接收用戶設定信號(132)而限定適應函數，其中，適應函數提供控制信號(112)，如果所述適應函數應用到傳感器信號(122)發生在接收用戶設定信號(132)時，所述控制信號(112)使得環境物理特徵比當原始函數(114)應用到傳感器信號發生在接收用戶設定信號(132)時變得更接近用戶設定。控制器(130)隨後應用適應函數。最後，控制器(130)朝向另一個函數逐漸改變所應用的適應函數。
文檔編號H04L12/28GK102811658SQ201180015888
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月25日
發明者S.德韋勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司