本发明属于光学仪器，具体涉及一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法。
背景技术：
1、led因其优良的特性在医疗领域展现出很好的应用价值，在心血管系统疾病光疗研究中，红光led具有较好的效果。光疗法由于具有不良反应小、无耐药性、无创伤、无污染等众多优点，逐渐在皮肤病等临床医疗中得到广泛应用。
2、在led光疗研究中，往往需要进行不同光照度的照射实验，从而研究得到最佳治疗效果的光照参数，同时由于不同波长在皮肤中的穿透深度的不同需要选择不同波长的光波。然而，目前led皮肤光疗仪可选择波长，强度可调选择较少，存在一刀切式的光照输出，不能很好的匹配用户的皮肤状态，可调参数少，导致光疗效果一般或过度治疗；同时在光疗过程中缺少动态反馈机制，不能自适应调整应对仪器运行过程中状态的变化，导致实际光照输出与设定值出现偏差的问题。
3、因此，亟需提供一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，通过设置有精细的调光参数组合，完成光照的匹配化输出；同时在光疗过程中根据反馈结果动态调整光照参数，保证输出控制的一致性，确保光疗效果的同时，提高光疗过程的舒适度和安全性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，通过温升组合关系表提供了调光参数组合，实现了光照输出的精细化控制，同时通过监测运行过程中结温的变化动态自适应调整调光参数，提高了输出光谱稳定性。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、本公开提供了一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，包括以下步骤：
4、初设控制参数：根据采集的皮肤状态参数，选择光照控制参数，包括波长、时长和光照强度；
5、确定调光参数：根据初设的光照强度依据温升组合关系表选择输入脉冲和占空比；
6、预测状态数值：在采用确定出的调光参数运行时，检测光通量并计算发光效率，将发光效率输入构建的led结温预测模型，预测led结温值；
7、修正调光参数：根据构建的变温光谱设定结温阈值，当预测的led结温值大于结温阈值时，重新选择输入脉冲和占空比组合；
8、其中，所述温升组合关系表，包括“光照强度-输入脉冲-占空比”模式的参数组合；所述变温光谱，包括相同输入脉冲的条件下不同结温的led光谱曲线。
9、进一步地，所述温升组合关系表的构建，包括以下步骤：
10、根据led的输入脉冲范围，设定步进值，依次测定每一个输入脉冲下，不同占空比对应的光照强度；
11、改变输入脉冲，重复上述步骤，记录数据并绘制关系曲线，分别建立每个输入脉冲下占空比与光照强度的关系模型；
12、根据led的输入脉冲范围，选择led平均输入脉冲，设定步进值，建立不同平均脉冲下，led输入脉冲与pwm信号占空比组合，检测不同占空比与输入脉冲组合下led温升情况并绘制曲线；
13、具体的，根据不同占空比与输入脉冲组合下led温升情况绘制曲线，以时间为横轴，温度为纵轴，绘制出led输入脉冲与pwm信号占空比组合的温升曲线。
14、进一步地，所述温升组合关系表的构建，还包括步骤：
15、根据不同占空比与输入脉冲组合下led温升曲线，筛选得出pwm调光占空比与输入脉冲最小温升组合；
16、依据筛选出的占空比与脉冲的最小温升组合，对应输入脉冲的大小，根据输入脉冲下占空比与光照强度的关系模型匹配出光照强度，构建“光照强度-输入脉冲-占空比”模式的温升组合关系表。
17、进一步地，所述修正调光参数，包括以下步骤：
18、构建变温光谱：测试在同一恒流不同结温条件下的led光谱，根据温升组合关系表中的输入脉冲，获取相同输入脉冲的条件下不同结温的led光谱，建立变温光谱；
19、设定结温阈值：根据光照控制波长需求以及偏差量，依据变温光谱，设定触发调控的结温阈值；
20、选择调光参数：当预测的led结温值大于结温阈值时，返回步骤“确定调光参数”，重新选择调光参数，依据光照强度不变功耗最低的策略，选择新的输入脉冲和占空比组合。
21、进一步地，所述初设控制参数步骤之前，还包括步骤：
22、采集皮肤数据：采用高精度皮肤分析仪，采集用户的皮肤生理参数测定指标，构建完整的皮肤状态参数。
23、进一步地，所述皮肤生理参数测定指标，包括皮肤色度、经皮水分丢失、角质层含水量、皮脂含量、皮肤表面酸碱度ph值、黑素指数和红斑指数。
24、进一步地，所述确定调光参数步骤之后，还包括步骤：
25、控制驱动运行：将选择的输入脉冲和占空比输入驱动电路，完成目标光波的调光，其中驱动电路采用开关式恒流源架构，包括：
26、buck降压拓扑结构的功率电路，通过pwm调光控制功率电路中mosfet的开关频率与占空比；通过反馈电路对脉冲取样，稳定输出，经模数转换后，微控制单元计算实际脉冲值，当检测到脉冲有变化时，通过mcu对pwm调光电路调整，改变开关占空比，调整输出电压，从而改变输出脉冲。
27、进一步地，所述控制驱动运行步骤之后，还包括步骤：
28、生理数据反馈：通过设置传感器监测皮肤对光照的状态变化，包括皮肤温度、红斑指数和水分含量，根据预设的安全阈值及时调整光照强度并进行报警提示。
29、进一步地，所述led结温预测模型的构建，包括以下步骤：
30、建立数据集：将待测led置于恒温热沉上，设置初始温度，保持一段时间，采集温度值；选择驱动脉冲点亮led，测得光通量并计算发光效率；
31、改变恒温热沉温度，重复上述步骤，计算得到不同结温下对应的待测led的发光效率，构建发光效率-led结温的数据集；
32、建立模型：确定隐含层神经元个数，通过经验公式确定范围，然后逐一实验，找出最佳值；
33、模型训练：以光效为输入，结温为输出，将固定驱动脉冲下的数据按70%、15%、15%的比例分配为训练集、验证集和测试集；
34、选择levenberg-marquardt算法，设置学习速率为0.1，确定目标精度和最大迭代次数，进行训练；根据训练过程的迭代次数以及均方误差达到最小值时，完成模型训练；
35、结温预测：将led正常工作时的发光效率导入led结温预测模型，获取led结温值。
36、进一步地，所述经验公式为：
37、；
38、式中， h、 m、 n分别为隐含层、输入层、输出层的神经元数量， a是1~10的常数。
39、本发明的有益效果为：
40、本发明基于用户皮肤参数给出光照的控制参数，根据光照控制参数依据温升组合关系表获取了调光参数组合，其中温升组合关系表为调光控制提供了大量的调光参数组合，提高了调光的精细化控制，实现针对性的光照输出，避免了一刀切式的光照输出可能造成的无效或过度治疗。同时通过监测运行过程中用户皮肤状态的反馈以及led结温的变化，动态调整调光参数，保障了运行过程中光波的波长和光照一致性，提高光疗的舒适性和安全性。
41、本发明创建的温升组合关系表基于选取的led光源，通过设置步进值，测试完成光照强度-输入脉冲-占空比的匹配，为不同光照需求提供调光的参数选择，提高了调光的精准性和个性化；其次基于led的温升曲线，进一步筛选出最佳的占空比与脉冲的温升组合，从根源上引入了对结温控制的手段，减小了因温升问题引起的光谱偏移；同时在运行过程中经过对结温的预测，基于设定的阈值改变调光参数，进一步保障了光疗过程中光谱的稳定性。
1.一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述温升组合关系表的构建，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述温升组合关系表的构建，还包括步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述修正调光参数，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述初设控制参数步骤之前，还包括步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述皮肤生理参数测定指标，包括皮肤色度、经皮水分丢失、角质层含水量、皮脂含量、皮肤表面酸碱度ph值、黑素指数和红斑指数。
7.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述确定调光参数步骤之后，还包括步骤：
8.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述控制驱动运行步骤之后，还包括步骤：
9.根据权利要求1所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述led结温预测模型的构建，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于用户皮肤状态的美白光照自适应调节控制方法，其特征在于：所述经验公式为：
