DE102007059075A1

DE102007059075A1 - Verfahren zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen

Info

Publication number: DE102007059075A1
Application number: DE200710059075
Authority: DE
Inventors: Olaf Dr. Kiesewetter; Menghua Song; Quiang Zhang; Christian Loos
Original assignee: UST Umweltsensortechnik GmbH
Current assignee: UST Umweltsensortechnik GmbH
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-12-08
Also published as: DE102007059075B4; CN101487736A; CN101487736B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, der eine Aussage über den Zustand von Fahrbahnbeleuchtungseinrichtungen ermöglicht, die weitgehend unabhängig von störenden Einflüssen ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren, bei dem die Leuchtdiode hinter einer hinsichtlich ihrer spektralen und absolugen Durchlässigkeit definiert lichtdurchlässigen Fläche gemessen wird und zusätzlich die Lichtstärke der Beleuchtungskörper (6) erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen.
Die Erfindung ist insbesondere für selektive Beleuchtungsmessungen an Verkehrswegen einsetzbar und ermöglicht die Überprüfung der Beleuchtungssituation sowie der Funktionstüchtigkeit und der Wirksamkeit von Straßenbeleuchtungen.
Zur Beurteilung der Beleuchtung von Fahrbahnen ist es bekannt, die auf der Fahrbahn vorhandene Bestrahlungsstärke zu messen, um eine Information zu den Sichtbedingungen für Verkehrsteilnehmer zu gewinnen.
Aus dem Stand der Technik sind zur Bestimmung der Beleuchtungssituation auf Fahrbahnen verschiedene Verfahren und Anordnungen bekannt.
Nach DE 23 55 033 A1 ist ein Lichtempfänger bekannt, der Veränderungen gegenüber gespeicherten Grundhelligkeiten wahrnimmt und auswertet. Damit können beispielsweise Zeit- und Geschwindigkeitsmessungen sowie selektive Beleuchtungsmessung ausgeführt werden. Der Lichtempfänger enthält eine Peileinrichtung, die aus einer Lochblendenoptik und einer Visiereinrichtung besteht, einen optischen Koppler in Form eines Lichtleiters zwischen Peiler und ein Fotoelement sowie einen Verstärker mit Lichtwertspeicher oder Integrator und nachgeschalteten Differentiator.
Ferner ist in DE 41 34 148 A1 ein Verfahren zur Lageerkennung lichtreflektierender Objekte beschrieben, mit dem von einem Lichtsender ausgesandtes und am Objekt reflektiertes Licht von einem Lichtdetektor detektiert wird. Dabei wird ausgestrahltes Licht durch einen drehbeweglichen Spiegel in Richtung des Objekts abgelenkt und auf eine vorgegebene Messstrecke aufgefächert, so dass an der Oberfläche des Objekts ein entsprechend der Winkelstellung des Spiegels über die Messstrecke mit vorgebbarer Frequenz vorzugsweise linear abtastender Lichtpunkt entsteht. Durch Reflektieren des Lichts direkt durch die Oberfläche des hinsichtlich der Lage zu erkennenden Objekts und Detektieren des reflektierten Lichts kann die Lage des Objektes ermittelt werden.
Nach DE 24 21 063 A1 ist eine Steuerung zum automatischen Aus- und Einschalten von Kfz-Beleuchtungsanlagen in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit bekannt, welche einen UV-Licht-Detektor mit einer fotoleitenden Zinnoxidzelle, eine Signalerfassungsschaltung, einen Beleuchtungsschaltstromkreis sowie Lampen enthält. Dabei wird die Abnahme des UV-Anteils vom Sonnelichts mit einer Erfassungsschaltung bestimmt und über den Beleuchtungsstromkreis die Lampen automatisch eingeschaltet. Die Anordnung enthält Mittel, um UV-Licht selektiv zu erfassen sowie eine an diese Mittel angeschlossene Signalerfassungsschaltung, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn die UV-Licht erfassenden Mittel UV-Licht oberhalb einer bestimmten Schwellstärke aufnehmen, eine an die Signalerfassungsschaltung angeschlossene Schaltvorrichtung, die durch das Ausgangssignal aus der Signalerfassungsschaltung betätigt wird, und eine Beleuchtungseinrichtung, die an die Schaltvorrichtung angeschlossen ist, wodurch diese Beleuchtungseinrichtung entsprechend der von der Erfassungsvorrichtung aufgenommenen UV-Lichtstärke automatisch an- und ausgeschaltet wird.
Um Aussagen über den Beleuchtungszustand zu gewinnen, können die bekannten Methoden zwar auch angewendet werden. Nachteilig ist dabei jedoch, dass der von der Beschaffenheit des Straßenbelags abhängige Reflexionsfaktor ε das Ergebnis beeinflusst, und somit keine eindeutige Aussage über die Parameter und den Zustande der Straßenbeleuchtungseinrichtungen ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Aussage über den Zustand von Fahrbahnbeleuchtungseinrichtungen ermöglicht, die weitgehend unabhängig von störenden Einflüssen ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Gegenstand der Erfindung sind auch Merkmalskombinationen bei denen die in der Beschreibung und/oder in den Ansprüchen angegebenen Einzelmerkmale beliebig miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung ermöglicht es, die Art der Beleuchtungskörper sowie Ihre Anzahl und deren Funktion zu ermittelt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise auf einem geeigneten beweglichen System angeordnet, welches die geographische Lage mit einem GPS-System bestimmen kann. Die Vorrichtung enthält ein Kamerasystem, das vorzugsweise aus zwei Kameras besteht, die in Richtung der Beleuchtungskörper ausgerichtet sind. Die Kameras werden vorteilhaft im Sättigungsbereich ihrer lichtempfindlichen Sensoren betrieben, um die Form der Beleuchtungskörper aus deren Umrisskanten ermitteln zu können.
Hinter einer definiert lichtdurchlässige Fläche ist ein Leuchtdichtesensor angeordnet, die in Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit an die jeweilige Applikation angepasst ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die vorhandene Anzahl von Beleuchtungskörpern, ihre Funktionstüchtigkeit, ihre Leuchtdichte sowie die Beleuchtungssituation auf der Fahrbahn zu erfassen und eine Auswertung unter Berücksichtigung von geographischen Daten zu erstellen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist in 1 eine schematische Darstellung der Messanordnung dargestellt.
Auf einem Verkehrsweg 1 befinden sich beidseitig Straßenlaternen mit Beleuchtungskörpern 6. An einem Fahrzeug 2, welches über ein GPS-System in der Lage ist, die geographische Position zu bestimmen, befindet sich ein Kamerasystem, welches aus den beiden Kameras 3.1 und 3.2 besteht. Die Kameras 3.1 und 3.2 enthalten lichtempfindliche Sensoren und sind in Richtung der Beleuchtungskörpern 6 ausgerichtet, wobei eine erste Kamera 3.1 Beleuchtungskörper 6.1 erfasst, welche sich auf der ihr zugeordneten Straßenseite befinden, und eine zweite Kamera 3.2, die Beleuchtungskörper 6.2 auf der anderen Straßenseite erfasst. Die Kameras 3.1 und 3.2 werden im Sättigungsbereich betrieben, um durch Auswertung der Umrisskanten die Form der Beleuchtungskörper zu ermitteln. Damit ist es möglich, die Art der Beleuchtungskörper sowie Ihre Anzahl zu ermittelt.
Auf dem Fahrzeug 2 befindet sich ferner eine Leuchdichtemessanordnung 4, welche hinter einer definiert lichtdurchlässigen Scheibe 5 angeordnet ist. Die Scheibe 5 ist in Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit an die Applikation angepasst.
Damit ist es möglich, dass die Messanordnung erkennt, ob die Beleuchtung von Na-Dampflampen oder von Hg-Dampflampen oder von Mischsituationen erfolgt. Durch Vergleich mit in einem Speicher hinterlegten Sollwerten können auch Fehler, beispielsweise defekte Lampen, erkannt werden.
In 2 ist ein Anwendungsfall dargestellt, bei dem beide Kameras 3.1 und 3.2 gemeinsam auf einen Beleuchtungskörper 6 gerichtet sind. Die Kameras 3.1 und 3.2 sind hierzu an einer nicht dargestellten Schwenkvorrichtung angebracht, so dass sie um drei Achsen geschwenkt werden können. Damit kann aus den Winkeln zwischen den Zielrichtungen der Kameras 3.1 und 3.2 und/oder der Größe der Abbildungen auch der Abstand zu den Beleuchtungskörpern 6 bestimmt werden.

1: Fahrbahn
2: Fahrzeug
3: Kamerasystem
3.1: erste Kamera
3.2: zweite Kamera
4: Leuchtdichtemesseinrichtung
5: lichtdurchlässige Scheibe
6: Beleuchtungskörper
6.1: erster Beleuchtungskörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2355033 A1 [0005]
- DE 4134148 A1 [0006]
- DE 2421063 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen, die mit Beleuchtungskörpern (6) beleuchtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdichte hinter einer hinsichtlich Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit definiert lichtdurchlässigen Fläche gemessen wird und zusätzlich die Lichtstärke der Beleuchtungskörper (6) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstärke der Beleuchtungskörper (6) mit einer Lichtstärkemesseinrichtung (4) gemessen wird, die im Sättigungsbereich betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von einem beweglichen System aus erfolgt, dessen Position über ein GPS-System erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Beleuchtungskörper (6.1, 6.2) von zwei Kameras (3.1, 3.2) erfasst werden und aus deren Abbildungsdaten Parameter der Beleuchtungskörper (6) und/oder deren Anzahl bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kameras (3.1, 3.2) gemeinsam einen Beleuchtungskörper (6) abbilden und aus dem Winkel zwischen den Zielrichtungen der Kameras (3.1 und 3.2) und/oder der Größe der Abbildungen auch der Abstand zu diesem Beleuchtungskörper (6) bestimmt wird.
Vorrichtung zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen, die mit Beleuchtungskörpern (6) beleuchtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Kamerasystem (3) mit mindestens einer Kamera 3, welche in Richtung der Beleuchtungskörpern (6) ausgerichtet ist, sowie eine Leuchdichtemessein richtung (4), die hinter einer definiert lichtdurchlässigen Scheibe 5 angeordnet ist, enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung an einem Fahrzeug (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem GPS-System verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kamerasystem (3) aus zwei Kameras (3.1, 3.2) besteht, wobei eine erste Kamera (3.1) Beleuchtungskörper 6.1 erfasst, welche sich auf der ihr zugeordneten Fahrbahnseite befinden, und eine zweite Kamera (3.2), die Beleuchtungskörper (6.2) auf der anderen Straßenseite erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässige Scheibe 5 in ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit an die jeweilige Applikation angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden ist.