本發(fā)明涉及燈光顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種陽光反射燈。

背景技術(shù)：

光線反射是一種自然現(xiàn)象，遵循反射定律，即反射角等于入射角。太陽光是一種自然光，其光線射角根據(jù)地理位置遵循萬年歷規(guī)律，要控制反射光的方向使反射光指向設定的方向必需依靠萬年歷進行實時跟蹤調(diào)整，本發(fā)明采用盡可能的反射角并通過旋轉(zhuǎn)解決跟蹤問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用盡可能的反射角并通過旋轉(zhuǎn)解決反光角度跟蹤問題，即不需要具體跟蹤。

本發(fā)明的目的是利用陽光（應用于公路警示燈時可以是車燈燈光）實現(xiàn)反射燈的燈光效果，并通過邏輯控制實現(xiàn)至少兩個反射燈的同步閃爍、或流水顯示、或反射燈單獨閃爍顯示，進一步實現(xiàn)圖案閃爍顯示。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種陽光反射燈，其特征是：至少包括旋轉(zhuǎn)體、反光鏡，所述反光鏡設置在所述旋轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)體帶動反光鏡使陽光反射至目標區(qū)。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：旋轉(zhuǎn)體為旋轉(zhuǎn)軸，反光鏡的質(zhì)心位于旋轉(zhuǎn)軸的軸線上。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：有多個不同α角的反光鏡在旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向沿旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向360度范圍內(nèi)進行空間排布。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：所述反光鏡為雙面反光鏡。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還包括風車，所述旋轉(zhuǎn)體由風車驅(qū)動。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還包括電機，所述旋轉(zhuǎn)體由電機驅(qū)動。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還設置有定向反光面，由定向反光面對車輛燈光進行回光定向反射。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還包括方向傳感器，方向傳感器用于獲取反光鏡的方向角。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還包括通信模塊、定位單元。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：反光鏡包括不同的顏色，以便形成顏色變化或同步色彩。

所述的一種陽光反射燈，其特征是：還包括服務器，服務器包括反射燈id數(shù)據(jù)庫、同步控制單元、邏輯控制單元。

進一步，一種優(yōu)化，所述的一種陽光反射燈，其特征是：α=n*90/(m-1),n為反光鏡序號，m為反光鏡總數(shù)，α為反光鏡平面和垂直方向的夾角。

進一步，一種優(yōu)化，所述的一種陽光反射燈，其特征是：δ=n*360/m，n為反光鏡序號，m為反光鏡總數(shù)，δ為反光鏡在空間排布時沿旋轉(zhuǎn)軸方向的投影在旋轉(zhuǎn)方向相對于排布起始位置的角度。

一種陽光反射燈的顯示方法，其特征是，包括步驟：至少兩個反光鏡排布相同的反射燈確定統(tǒng)一的方向做為起始位置，由同步脈沖驅(qū)動反光燈的電機旋轉(zhuǎn)形成同步反光閃爍，或由邏輯脈沖驅(qū)動反光燈的電機旋轉(zhuǎn)形成時序反光閃爍。

或，

一種陽光反射燈的顯示方法，其特征是，包括步驟：

（1）在服務器中建立反射燈id數(shù)據(jù)庫；

（2）客戶端通過服務器對反射燈的閃光模式進行設置；

（3）反射燈執(zhí)行同步指令實現(xiàn)同步閃爍，或反射燈執(zhí)行邏輯指令實現(xiàn)流水燈閃爍。

或，

一種陽光反射燈的顯示方法，其特征是，包括步驟：

（1）反射燈獲取定位信息并上報服務器；

（2）在服務器中建立反射燈id數(shù)據(jù)庫；

（3）客戶端通過服務器對反射燈的閃光模式進行設置；

（4）反射燈執(zhí)行同步指令實現(xiàn)同步閃爍，或反射燈執(zhí)行邏輯指令實現(xiàn)流水燈閃爍。

本發(fā)明的有益效果是：利用陽光（或燈光）實現(xiàn)反射燈的燈光效果，可以在白天實現(xiàn)燈光效果，并通過邏輯控制實現(xiàn)至少兩個反射燈的同步閃爍、或流水顯示、或反射燈單獨閃爍顯示，進一步實現(xiàn)圖案閃爍顯示。利用風車實現(xiàn)反射燈閃爍。具體可應用于公路警示燈、建筑物輪廓燈、地標顯示燈。

附圖說明

圖1為陽光反射燈原理圖。

圖2為陽光反射燈的反光鏡和垂直方向角度配置圖。

圖3為陽光反射燈由風車驅(qū)動示意圖。

圖4為陽光反射燈由電機驅(qū)動示意圖。

圖5為陽光反射燈有多個不同α角反光鏡在旋轉(zhuǎn)體的徑向垂直帶排布的實施方案。

圖6為陽光反射燈同步驅(qū)動示意圖。

圖7為陽光反射燈邏輯驅(qū)動示意圖。

圖8為陽光反射燈應用于建筑物輪廓燈示意圖。

圖9為陽光反射燈組成“十”字圖案的示意圖。

圖10為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的硬件配置圖。

圖11為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的流程圖。

圖12為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的流程圖（反射燈上報地理位置信息）。

圖13為圖1中旋轉(zhuǎn)體的俯視圖。

圖14為圖5中旋轉(zhuǎn)體的俯視圖。

圖15為本發(fā)明利用無人機陣列進行顯示的實施方案。

圖16為反射燈的旋轉(zhuǎn)體為旋轉(zhuǎn)軸的實施方案。

圖17為圖16所示實施方案中反光鏡空間排布的一種方案。

圖18為圖16所示反射燈加裝定向反光面的實施方案（可應用于公路警示燈）。

圖19為本發(fā)明反光燈步進電機控制的一種方案。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1為陽光反射燈原理圖，101為太陽，102為反光鏡，103為旋轉(zhuǎn)體，104為底座， 105為目標區(qū)，106為目標區(qū)1,107為目標區(qū)n，反光鏡102設置在旋轉(zhuǎn)體103上，旋轉(zhuǎn)體103帶動反光鏡102使陽光反射至目標區(qū)。由于反光鏡會有一定的散射，所以目標區(qū)有一定的面積范圍。目標區(qū)可能的方向是不確定的，也就是說某個區(qū)域可能看不到反射燈的反射光，理論上，如果將反光鏡制成球形就能將陽光反射至任意方向，但球形是發(fā)散反光，不是平行光，這樣就不能產(chǎn)生強光，也不能產(chǎn)生閃爍，所以本發(fā)明研究的是選擇盡可能多的反光角并通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)大多目標區(qū)的覆蓋照射，同時也實現(xiàn)了閃爍效果，選擇盡可能多的反光角就意味著選擇盡可能多的反光鏡，由于旋轉(zhuǎn)體安裝反光鏡的面積是一定的，選擇反光鏡數(shù)量越多則單個反光鏡的面積越小，反光強度也越小，所以在選擇反光鏡的數(shù)量上要根據(jù)具體應用進行設定，如遠距離照射時反光鏡面積要大，并設置優(yōu)化反射角，優(yōu)化反射角由某地理位置的太陽角計算獲得（如萬年歷，是已知技術(shù)方法）。參照圖2為陽光反射燈的反光鏡和垂直方向角度配置圖，考慮太陽的最高角度為垂直直射，最低角度為水平直射，根據(jù)反射定律，反射角應該等于入射角，所以理論上要獲得大部分水平方向照射的反光鏡角度為0~45度，圖2中反光鏡平面和垂直方向夾角為α，α角理論上的范圍是0~360度，具體實施可以分為α角度為-90度~+90度，α角度為0~45度時適用于水平方向照射，考慮到空中照射（如應用于空中導航燈），則α角度為45~90度。參照圖13為圖1中旋轉(zhuǎn)體的俯視圖，除反光鏡102外，有多個不同α角反光鏡1301、1032、1303、1304、1305、1306在旋轉(zhuǎn)體103的側(cè)面沿旋轉(zhuǎn)體切向排布，圖中以八個不同角度反光鏡為例，根據(jù)公式α=n*90/（m-1）,n為反光鏡序號，m為反光鏡總數(shù)，可以設置為（以m=8為例說明）：102角度=0*90/（8-1）=0度，1301角度=1*90/（8-1）=12.86度, 1302角度=2*90/（8-1）=25.71度, 1303角度=3*90/（8-1）=38.57度, 1304角度=4*90/（8-1）=51.43度, 1305角度=5*90/（8-1）=64.29度, 1306角度=6*90/（8-1）=71.14度, 1307角度=7*90/（8-1）=90度?；蛘咧豢紤]水平線以下的照射，則α=n*45/（m-1）（度）；如果只考慮空中照射，則α=45+n*45/（m-1）（度）。上述反光鏡角度是按照求平均值獲得，具體實施時也可以根據(jù)反射要求獲得系列優(yōu)化角度數(shù)據(jù)。m數(shù)量不限定本發(fā)明。

進一步，考慮到同步閃爍要求，反射燈的底座或旋轉(zhuǎn)體上設置指南針或方向傳感器（磁性元件），以指南針或方向傳感器確定同步的起始位置，或指南針或方向傳感器標定反射燈的初始位置，即初始化位置。

心里學研究表明，人眼對同步閃爍的物體視為一體，更能引起主觀上的注意，對于流水閃爍可以在主觀上形成指示注意。

考慮到人眼的視覺殘留時間，旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度可以控制在24轉(zhuǎn)/秒之內(nèi)。另外，人眼對光強的感覺除了光強的大小外還有光的時間積累，所以旋轉(zhuǎn)太快，照射時間短于人的視覺殘留時間時最大光強就會被平均，所以為了保證最大光強不被平均，實現(xiàn)白天的能見度，旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度也應控制在24轉(zhuǎn)/秒之內(nèi)。

進一步，在一般光強下，人眼對時間頻率的響應近似一個帶通濾波器，對15~20Hz信號最敏感，有很強閃爍感(flick)，大于75Hz響應為0，閃爍感消失，剛到達閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環(huán)境下，呈低通特性，且CFF會降低，這時對5Hz信號最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據(jù)此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對應的周期為0.04秒~0.2秒，所以旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速可以控制在5~20轉(zhuǎn)/秒。

太陽高度角（太陽垂直方向角）指從太陽中心直射到當?shù)氐墓饩€與當?shù)厮矫娴膴A角，太陽方向角指太陽光線在地平面上的投影與當?shù)刈游缇€的夾角，可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方的夾角，所以太陽光角可以分解為水平方向角γ和垂直方向角β:太陽方向角γ=FL（地理位置，時間），F(xiàn)L為水平移動函數(shù)，假設方向角統(tǒng)一選擇正南方向為基準，太陽垂直方向角（高度角）β=FH（地理位置，時間），F(xiàn)H為垂直移動函數(shù)，相對于水平線為基準。

根據(jù)反射定律，光線在反光鏡上的反射滿足反光角等于入射角，由此可以計算出反射至目標區(qū)的反光的角度，表達為：

目標水平反光角γr=FLr（反射燈地理位置，目標地理位置，時間），F(xiàn)Lr為水平反光移動函數(shù)。進一步換算為反光鏡（法線）的水平方向角γrs（相對于正南方向）=FLrs（反射燈地理位置，目標地理位置，時間），F(xiàn)Lrs為反光鏡水平反光移動函數(shù)。

目標垂直反光角βr=FHr（反射燈地理位置，目標地理位置，時間），F(xiàn)Hr為垂直反光移動函數(shù)。進一步換算為反光鏡（法線）的垂直方向角βrs（相對于水平線）=FHrs（反射燈地理位置，目標地理位置，時間），F(xiàn)Hrs為反光鏡垂直反光移動函數(shù)。

考慮到垂直高度，反射燈地理位置和目標地理位置還包括海拔高度信息。

所述函數(shù)可以用于優(yōu)化反光鏡角度計算，使反射光的角度和位置達到需要的效果。

圖3為陽光反射燈由風車驅(qū)動示意圖，301為風車，旋轉(zhuǎn)體103由風車301驅(qū)動，風車可以選擇垂直軸風車。

圖4為陽光反射燈由電機驅(qū)動示意圖，401為電機，旋轉(zhuǎn)體103由電機401驅(qū)動，電機可以選擇步進電機，步進電機可以在步進脈沖控制下實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動或在時間上邏輯控制轉(zhuǎn)動。

圖5為陽光反射燈有多個不同α角反光鏡在旋轉(zhuǎn)體的徑向垂直帶排布的實施方案，進一步參照圖14為圖5中旋轉(zhuǎn)體的俯視圖，有多個不同α角反光鏡500、501、502、503、504在旋轉(zhuǎn)體505的徑向垂直帶1401排布，垂直帶在旋轉(zhuǎn)體的側(cè)面有多個，如垂直帶1402、1403等，根據(jù)公式α=n*90/(m-1),n為反光鏡序號，m為垂直帶中反光鏡總數(shù)，如圖中m為5,500的角度為α=0度，501的角度為α=22.5度，502的角度為α=45度，503的角度為α=67.5度，504的角度為α=90度。上述反光鏡角度是按照求平均值獲得，具體實施時也可以根據(jù)反射要求獲得系列優(yōu)化角度數(shù)據(jù)。m數(shù)量不限定本發(fā)明。另外垂直帶中的反光鏡數(shù)量可以不等，反光鏡的形狀可以是任意形狀，如1403為正六邊形，為了進一步利用旋轉(zhuǎn)體側(cè)面的面積，采用三角形組合可以充分利用旋轉(zhuǎn)體側(cè)面的面積，任何多邊形均可分解為三角形。

圖6為陽光反射燈同步驅(qū)動示意圖，圖中601由同步脈沖t1驅(qū)動步進電機，602由相同的同步脈沖t1驅(qū)動步進電機，這樣601和602獲得同步反射陽光的效果。

圖7為陽光反射燈邏輯驅(qū)動示意圖，圖中601由同步脈沖t1驅(qū)動步進電機，602由同步脈沖t2驅(qū)動步進電機，這樣601和602獲得邏輯性反射陽光的效果，如流水燈、輪流閃爍、分片閃爍燈。

圖8為陽光反射燈應用于建筑物輪廓燈示意圖，801為反射燈，802為另一反射燈，803為建筑物，如果801和802的閃爍方式可以是同步閃爍、輪流閃爍，不同建筑小區(qū)的建筑物可以設置為分片閃爍。

圖9為陽光反射燈組成“十”字圖案的示意圖，901為反射燈組成“十”字圖案，所有反射燈保持同步閃爍，即同步驅(qū)動。

圖10為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的硬件配置圖，反射燈進一步還可以設置傳感器單元，如方向傳感器（磁性元件）、水平傳感器、通信模塊、GPS、LBS定位單元，服務器包括反射燈id數(shù)據(jù)庫、同步控制單元、邏輯控制單元。通信模塊包括無線通信模塊或有線通信模塊，無線模塊包括點對點、zigbee、WIFI、手機網(wǎng)絡3G\4G等現(xiàn)有技術(shù)及未來無線通信技術(shù)，有線通信模塊包括載波、脈沖等。

圖11為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的流程圖，其特征是，包括步驟：

（1）在服務器中建立反射燈id數(shù)據(jù)庫；

（2）客戶端通過服務器對反射燈的閃光模式進行設置，如同步模式或流水模式；

（3）反射燈執(zhí)行同步指令實現(xiàn)同步閃爍，或反射燈執(zhí)行邏輯指令（t1、t2、t3指令）實現(xiàn)流水燈閃爍。

圖12為陽光反射燈采用客戶端及服務器模式實施方案的流程圖（反射燈上報地理位置信息），其特征是，包括步驟：

（1）反射燈獲取定位信息并上報服務器，如地理位置信息；

（2）在服務器中建立反射燈id數(shù)據(jù)庫；

（3）客戶端通過服務器對反射燈的閃光模式進行設置，如同步模式或流水模式；

（4）反射燈執(zhí)行同步指令實現(xiàn)同步閃爍，或反射燈執(zhí)行邏輯指令（t1、t2、t3指令）實現(xiàn)流水燈閃爍。

定位信息包括地理位置信息或反射燈的相對位置信息。

圖15為本發(fā)明利用無人機陣列進行顯示的實施方案，包括無人機，所述反光燈安裝在無人機上，由安裝反光燈的無人機陣列形成顯示面，目前無人機一般采用COFDM（信道編碼的正交頻分復用）全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)及MPEG2/MPEG4圖像格式，可以和本發(fā)明通信模塊無縫連接。其實施方法為：無人機安裝反光燈，由無人機組成陣列，由控制中心向反光燈發(fā)送對應的同步指令或邏輯指令，通過同步反射或邏輯反射獲得顯示效果。無人機陣列控制采用外環(huán)生成內(nèi)環(huán)控制指令，通過擴展卡爾曼（EKF）濾波實現(xiàn)GPS/INS 捷聯(lián)組合導航，導航算法消除震動和其他干擾，軟件使用VxWorks 或uCOS 操作系統(tǒng)。當然也可以由無人機直接組成圖案進行顯示。由方向傳感器（磁性元件）統(tǒng)一確定反射燈的反光鏡的同步初始化位置，這樣即使無人機處于運動狀態(tài)，但反射燈在某方向的照射是同步照射的。

圖16為反射燈的旋轉(zhuǎn)體為旋轉(zhuǎn)軸的實施方案，旋轉(zhuǎn)體是1605旋轉(zhuǎn)軸，以5個不同α角的反光鏡為例，分別是反光鏡1600（α=0度）、反光鏡1601（α=22.5度）、反光鏡1602（α=45度）、反光鏡1603（α=67.5度）、反光鏡1604（α=90度），反光鏡的形狀不做限制，可以使矩形或圓形，考慮到轉(zhuǎn)動慣量的平衡，所有反光鏡的質(zhì)心均在轉(zhuǎn)動軸1605的軸線上，考慮到各反光鏡對陽光的遮蔽干涉，參照圖17，以z方向為轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)動方向360度范圍內(nèi)對反光鏡進行空間布置，假設取1600、1601反光鏡為例說明，1701是反光鏡1601在xy平面的z軸方向的投影，以x方向為起始點的角度是δ，1600反光鏡設置為和1601反光鏡平面垂直，所以1600的投影在y軸上，即和x方向成90度角。所以反光鏡在轉(zhuǎn)動方向360度范圍布置時的z軸投影角δ=n*360/m，n為反光鏡序號，m為反光鏡總數(shù)，δ為反光鏡在空間排布時沿旋轉(zhuǎn)軸方向的投影(在xy面的投影)在旋轉(zhuǎn)方向相對于排布起始位置x軸的角度。

考慮到反光空間的充分利用，在所有反光鏡的背面同樣設置反光鏡，即雙面反光鏡，這樣，反面的反光鏡的角度為-α度。

陽光角度函數(shù)可以用于優(yōu)化反光鏡角度計算，使反射光的角度和位置達到需要的效果。

考慮絕大部分方向反射要求，α=n*90/(m-1),n為反光鏡序號，m反光鏡總數(shù)。

當然，圖16為反射燈的旋轉(zhuǎn)體為旋轉(zhuǎn)軸的實施方案中的電機可以被風車所替代。

圖18為圖16所示反射燈加裝定向反光面的實施方案（可應用于公路警示燈），1801為定向反光面，現(xiàn)有的定向反光面包括玻璃微珠結(jié)構(gòu)制品和全反射內(nèi)三角反射器結(jié)構(gòu)制品，定向反光面可以將入射光按原入射方向反射出去（具體CN88106181.6全方位定向反光貼片，披露了定向反射制品的原理及工藝），1802為行駛車輛，在白天可以利用陽光反射形成閃爍，夜晚由定向反光面1801旋轉(zhuǎn)形成閃爍，進一步定向反光面1801為雙面定向反射面，而且涂以不同的顏色，如紅、藍，這樣可以形成紅、藍交替警示顯示，本發(fā)明中，盡管反光鏡是用于反射陽光，但在夜間也不排除反射車燈燈光，所以本發(fā)明應用于交通警示是有益的。

圖19為本發(fā)明反光燈步進電機控制的一種方案，由步進電機、控制器、方向傳感器、時鐘組成。

考慮到時間同步，還包括授時模塊，滿足觸發(fā)時間同步，授時方法采用網(wǎng)絡時間協(xié)議（Network Time Protocol,NTP）（采用IEEE1588協(xié)議，LAN上與標準間差小于1毫秒，WAN上幾十毫秒，只要小于1/24(幀)即0.04秒就可以滿足視頻播放要求），或衛(wèi)星授時（衛(wèi)星授時<1μs），或手機基站授時（<1μs），同步時間的目的是保證所有反射燈的時鐘保持一致。

上述應用模式及規(guī)則均不限定本發(fā)明的方法及系統(tǒng)的基本特征，并非限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，作出的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。