DE102013005788B4

DE102013005788B4 - Straßenbeleuchtung

Info

Publication number: DE102013005788B4
Application number: DE102013005788.4A
Authority: DE
Inventors: Jörg König
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: DE102013005788A1

Abstract

Leuchten-Netzwerk mit mindestens zwei Leuchten dadurch gekennzeichnet,• dass mindestens zwei durch mindestens eine Datenverbindung verbundene Leuchten so synchronisiert werden,• dass zumindest ein Helligkeitssensor,i. der Teil der ersten Leuchte ist undii. von mindestens einem ersten Leuchtmittel dieser Leuchte auch ohne Reflektion an dem zu beleuchtenden Objekt direkt bestrahlt wird undiii. der besagte Helligkeitssensor die Bestrahlung in einen bestimmten Bereich mindestens einer gemeinsamen Bestrahlungsfläche beider Leuchten erfasst• und dass aus dessen Signal ein Regelsignal ermittelt wird und dann an die besagte zweite Leuchte übertragen wird oder andersherum dass aus dessen Signal an besagte zweite Leuchte übertragen wird und dann ein Regelsignal ermittelt wird und• dass das dieses oder jenes Regelsignal mindestens ein zweites Leuchtmittel dieser besagten zweiten Leuchte so steuert und,• dass trotz einer Amplitudenmodulation des Leuchtmittels der ersten Leuchte und einer Amplitudenmodulation des besagten zweiten Leuchtmittels der zweiten Leuchte• der besagte Bereich der gemeinsame Bestrahlungsfläche im Wesentlichen bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen zeitlich gleichmäßig ausgeleuchtet ist und• wobei das besagte Regelsignal oder eine damit zusammenhängende Größe als Sensorsignal erfasst oder erfasst und weitergegeben werden und• wobei das Leuchtmittel der zweiten Leuchte im Wesentlichen nicht direkt in den besagten Helligkeitssensor der ersten Leuchte einstrahlt.

Description

Die öffentliche Straßenbeleuchtung verbraucht sehr viel Energie. Diese Energie soll möglichst geringgehalten werden. Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, dass die Lampen nur dann eingeschaltet werden, wenn die Ausleuchtung eines bestimmten Bereiches notwendig ist. Hierzu sind aus dem Stand der Technik bereits verschiedene Techniken bekannt. Diese stellen zum Beispiel über Ultraschallsensoren fest, dass sich eine Person im Bereich der Leuchte befindet. In diesem Fall wird die Leuchte eingeschaltet und verbleibt mindestens für eine bestimmte Zeit in diesem Zustand, auch wenn die Person diesen Bereich bereits wieder verlassen hat. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, dass die Person von dem beleuchteten Bereich immer auf einen unbeleuchteten Bereich zu schreiten muss, bis die in dem Empfangskegel des Sensors der nächsten Leuchte eintritt. Zwar überschneiden sich diese Empfindlichkeitskegel der verschiedenen Leuchten, jedoch wird die Ausleuchtung des Bereiches, auf den die Person zu schreitet, nicht gewährleistet.
Aus der Offenlegungsschrift AT 509 035 A1 ist ein Leuchtennetzwerk bekannt, bei dem mehrere Leuchten durch Funktechnik basierend auf Funk, Bluetooth, WiFi, Mobilfunk, Infrarot und anderem nicht weiter spezifizierten Methoden oder drahtgebunden informationstechnisch verbunden sind. Die Leuchten tauschen dabei Daten ihrer Sensoren aus, und steuern aufgrund dieser erhaltenen und selbst ermittelten Daten die Leuchtstärke mittels Lichtszenarien, auch Lichtprofile genannt. Ähnlich wird das Leuchtennetzwerk in der US 2011 / 0 115 384 A1 beschrieben, wobei dieses selbstorganisierend ist. Die US 2011 / 0 115 384 A1 beschreibt ein Leuchtennetzwerk basierend auf einem drahtlosen Funknetzwerk, das mittels Funk-Ultraschall oder Infrarotsignalen gebildet wird. Dabei wird aus den empfangenen Signalen auf deren Entfernung geschlossen. Die US 2011 / 0 115 384 A1 gibt dabei in ihrem Abschnitt [0067] zwei Methoden dafür an, wie die „indicators“ aus den Signalen generiert werden können und was unter „distance“, also dem Abstand, zu verstehen ist. Danach soll der „indicator“ die relative Distanz zwischen der Leuchte und einer beliebigen benachbarten Leuchte wiedergeben und aus der Verstärkung und/oder der Amplitude eines von dieser benachbarten Leuchte empfangenen Signals berechnet werden. Dabei wird in der US 2011 / 0 115 384A1 die RSSI-Methode (Received Signal Stregth Indication), also die Messung der Stärke des Empfangssignals, vorgeschlagen. Als zweite Methode wird die Lichtlaufzeitmessung vorgeschlagen. Beide Methoden zielen darauf ab, den tatsächlichen Abstand zweier Leuchten zu messen. Da das jeweils betrachtete Leuchtenpaar jedoch nicht für sich alleine steht, ist eine solche Präzisionsmessung nicht beliebig einfach. Auch erfordert eine Abstandsmessung auf Basis der RSSI Methode eine direkte Sichtlinie oder langwellige und damit große Antennen, um Fehlmessungen durch Abschattungen zu vermeiden Die Methode ist daher in einem ungestörten Umfeld mit wenigen, linearen Leuchtennetzwerktopologien geeignet, versagt jedoch in gestörten Umgebungen und bei komplexen Topologien und Abschattungen der Funkstrecken. Aus der WO 2010 124 315 A1 ist die Verwendung einer Zählinformation bekannt, die zwischen den Leuchten hochgezählt wird. (Seite 6 Zeile 18 bis 26 der WO 2010 124 315 A1 ) Die Zählinformation wird dabei in einer Leuchte auf 0 initialisiert, wenn sich ein relevantes Objekt in der Nähe dieser Leuchte befindet. Da die Zählinformation von Leuchte zu Leuchte bei der Weitergabe erhöht wird, gibt diese Zählinformation die Entfernung in Leuchten wider.
Allen Leuchtennetzwerken aus dem genannten Stand der Technik ist gemeinsam, dass sie die Leuchtmittel nicht als Sensorelement nutzen und daher keine Lösung für eine tageslichtunempfindliche und blendungsunempfindliche Nutzung der Leuchtmittel für eine Sensorik offenlegen.
Beispielsweise aus der DE 10 024 156A1 , der DE 19 839 730 C1 , der WO 2013 / 083 346 A1 und aus der EP 2 602 635 A1 ist eine Messmethodik mittels Leuchtmitteln, dort sind es LEDs, bekannt. Diese Messmethodik wird auch als Halios^®-Technologie bezeichnet. Hierbei strahlen ein vorzugsweise modulierter optischer Sender und ein gegenphasig modulierter Kompensationssender so in einen Detektor ein, dass sich in dem Detektor ein Gleichsignal ergibt. Der Regler für den Kompensationssender wertet das Detektorsignal nun dergestalt aus, dass das Gleichsignal unterdrückt wird und das verbleibende, typischerweise vorwiegend das Modulationssignal enthaltene Restsignal nach dem Heruntermischen auf 0Hz sehr stark verstärkt wird. So wird ein Regelsignal erhalten, dass einen Messwert darstellt und das die Amplitude eines gegenphasigen Kompensationssendesignals regelt, mit dem der Kompensationssender geregelt wird. Diese zuvor genannten Halios^®-Schriften gehören zu einer Reihe von weiteren Offenlegungsschriften, die sich mit dem Halios®-Prinzip befassen. Soll nun dieses Halios^®-Prinzip auf ein Leuchtennetzwerk angewendet werden, wie es in den besagten Schriften aus dem Stand der Technik beschrieben ist, so ergibt sich das Problem, dass die Sender und Kompensationssender sich bei einem solchen Netzwerk in unterschiedlichen Leuchten, also im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in einem Gerät befinden können. Wie ein derartig verteiltes Halios^®-System realisiert werden kann, ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Ein weiteres Problem, das bei einer Verteilung eines solchen Systems auf mindestens zwei Leuchten auftritt, ist eine notwendige Grundkopplung der Messsignale der beiden Leuchten, um auch bei schwachen Signalen noch ein Reglersignal im Halios^®-Regler zu erhalten. Auch dieses ist bei der besagten Verteilung auf zwei Leuchten zu lösen. In der aus dem Stand der Technik stammenden Halios®-Schrift WO2012 / 013 757 A1 ist die Problematik dieser Grundkopplung für ein nicht verteiltes System in einem einzelnen Gerät beschrieben. Die dort erwähnte definierte Übertragung der Grundkopplung von einem Kompensationssender zum Sender, also von einer zweiten Leuchte, der Kompensationsleuchte, zu einer ersten Leuchte, also der Senderleuchte, ist nicht definiert möglich, da die Aufstellungsorte der Leuchten zum Zeitpunkt ihrer Herstellung nicht vorhersehbar sind. Dieses Problem ist im Stand der Technik nicht gelöst. Aus dem Stand der Technik sind Halios^®-Methoden bekannt, Halios®-Systeme für eine Klassifikation eines Objektes (registriertes Objekt) dem Erkennungsbereich des Halios^®-Systems zu nutzen. Beispielhaft seien hier die Patentschrift DE 10 2013 002 304 B3 oder die Anmeldeschrift EP 2 679 982 A1 genannt.
Aus der DE 10 300 224 A1 ist beispielsweise eine Halios^® basierende Gestenerkennungsvorrichtung bekannt. Sofern also die zuvor genannten Probleme gelöst werden, wird eine Anwendung dieser Methoden auch für ein auf ein Leuchtennetzwerk verteiltes Halios®-System möglich, was wiederum die Messung von Bewegungsrichtungen etc. ohne ein Kamerasystem ermöglicht. Dies ist insbesondere bei der Anwendung der in der Patentschrift DE 10 2013 002 304 B3 genannten Techniken sinnvoll.
Solche Halios^®-Regelalgorithmen sind, wie bereits beschrieben, aus der WO 2013 / 083 346 A1 und aus der EP 2 602 635 A1 bekannt. Ein erfindungsgemäß zu lösendes Problem aus dieser und ähnlicher technischer Lehren aus dem Stand der Technik ist, dass die Sender und Kompensationssender sich bei diesen Techniken aus dem Stand der Technik nicht in unterschiedlichen Leuchten befinden. Bei einer technischen Lehre, die dieses Problem lösen soll, muss ein Sendesignal mit dem Leuchtmittel in einer ersten Leuchte erzeugt und ein Kompensationssignal mit einem zweiten Leuchtmittel in einer zweiten Leuchte erzeugt werden. Damit die Kompensation funktionieren kann, müssen die amplitudenmodulierten Signale des Leuchtmittels der ersten Leuchte und des Leuchtmittels der zweiten Leuchte synchronisiert werden. Die Lösung dieses Synchronisationsproblems unterscheidet dann ggf. die erfindungsgemäße technische Lehre von dem Stand der Technik.
Es sind verschiedenste Anwendungen der Halios^®-Technik bekannt, die durch diese verteilte Messung für den Gebrauch in einem Leuchtennetzwerk somit erschlossen werden könnten. Ein besonderer Vorteil von Halios®-Systemen aus dem Stand der Technik ist, dass die Messungen mit Halios^®-Systemen aus dem Stand der Technik robust gegen Blendungen durch Sonnenlicht und beispielsweise Kfz-Scheinwerfer sind. Messungen von Eigenschaften, wie beispielsweise Messungen des Straßenzustands etc. können daher mit Halios^®-Systemen aus dem Stand der Technik auch bei Tageslicht erfolgen. Das übergeordnete Ziel ist es daher die Leuchtmittel der Leuchten eines Leuchtennetzwerks für eine Nutzung als Halios^®-System nutzbar zu machen. Es wäre daher ein wesentlicher erfinderischer Schritt, die Grundkopplung zwischen einer zweiten Leuchte und einer ersten Leuchte nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt, über eine definierte optische Übertragungsstrecke zwischen diesen Leuchten sondern anders zu erzielen.
Eine Lösung der oben aufgezählten Probleme aus dem Stand der Technik bei der Verteilung eines Halios^®-Systems auf mehrere Leuchten ermöglicht somit die den Transfer der dort im Stand der Technik offenbarten Methoden und damit die Anwendung der Methoden zur Erkennung einer Bewegungsrichtung und/ oder einer Bewegungsgeschwindigkeit und/ oder einer Bewegungsbeschleunigung. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die Anwendung von Infraroten Strahlern besonders vorteilhaft ist, da sie nicht zu störenden visuell sichtbaren spektralen Bereichen führen. Dies ist insbesondere bei der Anwendung der in der Patentschrift DE 10 2013 002 304 B3 genannten Techniken sinnvoll.
Aus der US 2008 / 0 265 799 A1 ist ein Leuchtennetzwerk bekannt. Aus der US 2010 / 0 201 267 A1 ist ein Leuchtennetzwerk mit einem programmierbaren Prozessor bekannt.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Leuchtmittel der Leuchten für die Nutzung in einem verteilten Halios^®-System und Lösungen für die oben genannten Probleme anzugeben. zu nutzen. Diese Aufgabe wird mit einem Leuchtennetzwerk des Anspruchs 1 gelöst.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 9 erläutert. Zunächst wird ein typisches Leuchtennetzwerk aus dem Stand der Technik beschrieben, das Halios® fähig werden soll.
1 zeigt beispielhaft anhand einer schematischen Zeichnung drei Leuchten (L1, L2, L3). Jede Leuchte verfügt über ein Leuchtmittel (1, 2, 3) und mindestens einen Leuchtcontroller (LC1, LC2, LC3). Jede Leuchte strukturiert sich weiter in einen oder mehrere Leuchten-Sensoren (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6). In der beispielhaften Zeichnung ist der ersten Leuchte (L1) der erste Sensor (LS1) und der zweite Sensor (LS2) zugeordnet, der zweiten Leuchte (L2) der dritte Sensor (LS3) und der vierte Sensor (LS4) und der dritten Leuchte L3 der fünfte Sensor LS5 und der sechste Sensor (LS6). Der jeweilige Leuchten-Controller (LC1, LC2, LC3) ist in der Lage, mit dem zugeordneten Leuchtmittel (1, 2, 3) Signalisierungen auszusenden, die von den Leuchten-Sensoren (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) der anderen Leuchten (L1, L2, L3) empfangen werden können. So ist die zweite Leuchte (L2) in der Lage, über den dritten Leuchten-Sensor (LS3) Signale des ersten Leuchtmittels (1) über die Übertragungsstrecke (13) zwischen dem besagten ersten Leuchtmittel (1) und dem dritten Leuchten-Sensor (LS3) zu empfangen, die durch den ersten Lichtcontroller (LC1) veranlasst werden. Gleiches gilt für die Übertragungsstrecken [(LC1)-(LS2)-(14)-(2)-(LC2)]; [(LC2)-(LS4)-(16)-(3)-(LC3)]; [(LC3)-(LS5)-(15)-(2)-(LC2)].
Die erste Leuchte (L1) verfügt also über den ersten Leuchtsensor (LS1) und den zweiten Leuchten-Sensor (LS2). Diese stellen dementsprechend die Verbindung zu der benachbarten zweiten Leuchten (L2) und der nicht gezeigten nullten Leuchte (L0) dar. Die Verbindung zur zweiten Leuchte (L2) wird über die Strecke (14) zwischen dem zweiten Leuchtmittel (2) und dem zweiten Sensor (LS2) hergestellt, wobei der zweite Sensor (LS2) über diese Strecke (14) die Signale des zweiten Leuchtmittels (2) der zweiten Leuchte (L2) empfängt. Umgekehrt empfängt der Leuchtmittelsensor (LS3) über die Strecke (13) zwischen dem ersten Leuchtmittel (1) und dem dritten Sensor (LS3) die Signalisierungen des ersten Leuchtmittels (1) der ersten Leuchte L1. Ähnlich ist es zwischen der zweiten Leuchte (L2) und der dritten Leuchte (L3). Über die Strecke (15) zwischen dem zweiten Leuchtmittel (2) und dem fünften Sensor (LS5) empfängt der fünfte Sensor (LS5) die Signalisierung des zweiten Leuchtmittels (2) und über die Strecke (16) zwischen dem dritten Leuchtmittel (3) und dem vierten Sensor (LS4) der vierte Sensor LS4 die Signalisierung des dritten Leuchtmittels (3). Der sechste Sensor (LS6) empfängt die Signalisierung des Leuchtmittels der vierten Leuchte (L4), die nicht mehr gezeichnet ist und die nächste in der Kette nach rechts wäre. Der erste Sensor (LS1) empfängt über die Strecke (12) zwischen dem Sensor ersten (LS1) und der nullten Leuchte (L0) die Signalisierung des Leuchtmittels der nullten Leuchte (L0), die nach links zu finden wäre und nicht mehr eingezeichnet ist.
Das erste Leuchtmittel (1) der ersten Leuchte (L1) wird vom ersten Leuchtcontroller (LC1) gesteuert, das zweite Leuchtmittel (2) der zweiten Leuchte (L2) wird vom zweiten Leuchtmittelcontroller (LC2) gesteuert und das dritte Leuchtmittel (3) der dritten Leuchte (L3) wird vom dritten Leuchtmittelcontroller (LC3) gesteuert. Jeder Leuchte ist jeweils ein Personendetektor (PD) zugeordnet. Bei der ersten Leuchte (L1) ist dies der erste Personendetektor (PD1), bei der zweiten Leuchte (L2) der zweite Personendetektor (PD2) und bei der dritten Leuchte (L3) der dritte Personendetektor (PD3). Beispielhaft sind unter jeder Leuchte nun die Personen (4, 5, und 6) skizziert. Diese werden durch den jeweiligen Detektor (PD1), (PD2) oder (PD3) detektiert. Solche Personendetektoren können beispielsweise Lichtschranken, Infrarot-Sensoren, Ultraschall-Sensoren, Radar- und Laser- basierende Sensorsysteme, optische Sensoren, Kameras, Positionsdetektoren, induktive und kapazitive Sensoren etc. sein. Diese Sensoren werden typischerweise von dem jeweiligen Controller (LC1, LC2, LC3) ausgewertet. Hierbei ist es beispielsweise Denkbar, dass ein Bildverarbeitungssystem die Objekte aufgrund von Größe, Bewegung, Bewegungsgeschwindigkeit und Form klassifiziert. Eine Klassifizierung beispielsweise in Mensch oder Tier, Auto oder LKW, Fahrrad oder Motorrad ist hierbei sinnvoll. Die Klasse sollte mindestens mit einer Präzision von 50% oder besser 70% oder besser 80% zugeordnet werden. Technisch ideal ist eine Erkennungsrate besser 95%. Auch kann es sich bei dem Sensor in Wirklichkeit um einen Sensor-Cluster oder Sensor-System handeln, also beispielsweise eine Kombination aus einer Kamera mit einer induktiven Messschleife zur Detektion von Kfz etc. Sinnvoller Weise können dabei Zusatzinformationen, die über das Netzwerk erhalten werden, Verwendung finden.
Beschleunigungssensoren oder Geophone können die von den Objekten ausgehenden Erschütterungen empfangen. Hierdurch ist eine LKW Detektion leichter möglich. Wenn die Leuchten zu einem bidirektionalen Datenaustausch in der Lage sind, so ist es besonders vorteilhaft, wenn Daten über potenziell gemeinsam detektierte Objekte ausgetauscht werden. Hierdurch können mehrere Leuchten als Leuchten-Cluster in einem Leuchten-Netzwerk detektierte Objekte klassifizieren, wobei jeder Leuchte dann eine größere Menge von Daten über das Objekt zur Verfügung steht und somit die Klassifikation präzisiert werden kann. Die ausgetauschten Daten können aktuelle, vergangene und prognostizierte Daten umfassen. Die Daten können des Weiteren Rohdaten, Klassifikation und andere abgeleitete und sonst wie erhaltene Daten umfassen.
Die Sensoren erkennen vorzugsweise nicht nur die Anwesenheit eines Objektes oder einer Person, sondern auch die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit und ggf. auch die Beschleunigung.
Die Personen befinden sich im jeweiligen Leuchtkegeln (7, 8,9). Es wird im Folgenden zum besseren Verständnis vorausgesetzt, dass der Empfindlichkeitskegel der Personendetektoren (PD1, PD2, PD3) identisch ist mit den Leuchtfeldern (7, 8, 9). Die Leuchtfelder überschneiden sich (10, 11). Befindet sich nun eine Person in dem Kegel, so signalisiert die jeweilige Leuchte der Nachbarleuchte, dass sich eine Person in ihrem Kegel (7, 8, 9) befindet. Hierbei übermittelt die Leuchte an die nachfolgende Leuchte einen Wert V. Dieser Wert V wird durch die nachfolgende Leuchte beispielsweise um 1 vermindert und sofern sich keine Person in dem Kegel der nachfolgenden Leuchte befindet, wird dieser bereits verminderte Wert um 1 vermindert an die nächste nachfolgende Leuchte übermittelt. Hierdurch wird der Wert V immer so in der Kette der Leuchten weitergereicht, bis er in auf 0 abgesenkt ist. Andere Zählmethoden sind denkbar.
Der Initialwert R von V ist netzspezifisch und kann beliebig gewählt werden. Er bestimmt die Anzahl der Netzknoten in Serie, die eingeschaltet werden, wenn sich eine Person an einem Knoten befindet. Der reale Abstand der Netzknoten spielt bei diesen Berechnungen keine Rolle. Es kommt lediglich darauf an, wie viele Netzknotensprünge von einem Knoten zum andere notwendig sind, um zu dem Knoten zu kommen, wo sich eine Person befindet.
In 1 sind zusätzlich noch Lautsprecher (S1, S2, S3) eingezeichnet, die symbolisieren sollen, dass jede Leuchte für sich optional auch in der Lage sein kann, Signalisierungen an die Person, die sich unterhalb der jeweiligen Leuchte befindet, abzugeben. Somit kann beispielsweise die erste Signalisierungseinheit (S1) Informationen an die erste Person (4), die zweite Signalisierungseinheit (S2) Informationen an die zweite Person (5) und die dritte Signalisierungseinheit (S3) Informationen an die dritte Person (6) übergeben. Solche Informationen können an einer Leuchte in das Leuchten-Netz eingespeist werden und verteilt werden.
2 zeigt beispielhaft in Tabellenform, wie die Lampen in Abhängigkeit von dem Initialwert des Wertes V ein- oder ausgeschaltet werden. Die erste Zeile zeigt die Nummerierung der Lampen von L1 bis L13. Die Zahl kann natürlich auch andere Werte angeben, insofern sind die Zahlen hier beispielhaft gewählt. Bei Leuchte L2 und Leuchte L11 befindet sich jeweils eine Person P, die in der zweiten Zeile eingetragen ist. Die dritte Zeile zeigt nun den jeweiligen V-Code (Code V), den die einzelnen Leuchten erhalten. An den Stellen, wo sich die Person P befindet, ist in der dritten Zeile der V-Code 2 eingetragen. Die Nachbarlampen haben den V-Code 1, die übernächsten den V-Code 0. 0 ist in der dritten Zeile so definiert, dass die Lampe ausgeschaltet wird. 0 ist der beispielhaft niedrigste V-Code, der in diesem Beispiel überhaupt erreicht werden kann.
Natürlich sind auch andere V-Code Symbole denkbar, beispielsweise C, B, A, wobei A einer 0 äquivalent wäre, B einer 1 und C einer 2. Es können auch frei wählbare unterschiedliche Symbolketten wie beispielsweise „null“, „eins“, „zwei“ usw. verwendet werden. Wichtig ist nur die funktionale bijektive Zuordnung zu den oben beschriebenen Werten. Dies gilt analog auch für die folgenden Abschnitte.
In der vierten Zeile ist der Lampenzustand eingezeichnet und zwar für den zuerst zu ladenden Wert R=3. Hierbei gibt R den maximalen Abstand zwischen der Einschaltgrenze und der Person in der Einheit „Anzahl der Netzknoten“ an. Es ist der zuerst zu ladende Wert, wenn sich eine Person am Ort der Leuchte befindet. Durch diesen Wert wird die Menge der zusätzlich einzuschaltenden Leuchten definiert.
Ebenso ist es daher möglich, weitere Radien R zu definieren, die zum Ein- oder Ausschalten führen. Wird zum Beispiel der Radius R=3 gewählt (dies ist in der Zeile 5 gezeigt), so sind die Zustände zwar immer noch identisch, aber die Wirkung in Form von eingeschalteten Leuchten unterscheidet sich in Zeile 6 dahingehend, dass die vierte Leuchte L4, die neunte Leuchte L9 und die dreizehnte Leuchte L13 nun zusätzlich eingeschaltet werden. Wird R auf 4 heraufgesetzt, so werden auch die fünfte Leuchte L5 und die achte Leuchte L8 zusätzlich eingeschaltet. Ausgeschaltet bleiben in diesem Zustand nur noch die sechste Leuchte L6 und die siebte Leuchte L7. Auf diese Weise lässt sich die Größe des Beleuchtungsfeldes je nach Vorgabe beliebig variieren und hängt nicht mehr von den physikalischen Parametern der einzelnen Leuchte ab, sondern nur noch davon, dass die Leuchten tatsächlich untereinander Informationen austauschen können. Diese Information kann durch Modulation des jeweiligen Leuchtmittels (1, 2, 3) beispielsweise durch Ein- und Ausschalten des besagten Leuchtmittels (1, 2, 3) übertragen werden. Wichtig ist, dass eine optische Verbindung direkt durch direkte Bestrahlung des jeweiligen Leuchten-Sensors (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) der jeweils anderen Leuchte oder indirekt durch Reflektion und darauffolgender Bestrahlung des jeweiligen Leuchten-Sensors der jeweils anderen Leuchte hergestellt wird.
3 zeigt eine beispielhafte Kette solcher Leuchten. Sie fängt in dem Beispiel mit der Leuchte L(-m) an, das beutetet: Von der Leuchte L0 aus gibt es m weitere Knoten mit Leuchten, die jeweils durch eine Verbindung (42, 43) mit der jeweils vorhergehenden Leuchte verbunden sind. So ist die Leuchte L(-m) durch eine undefiniert lange Kette mit der Leuchte L(-1) verbunden. Die Leuchte L(-1) ist durch eine optische Verbindung (43) mit der Leuchte L0 verbunden. Die Leuchte L0 ist durch eine optische Verbindung (44) mit der Leuchte L1 verbunden. Die Leuchte L1 ist durch eine optische Verbindung (45) mit der Leuchte L2 verbunden. Die Leuchte L2 ist durch eine optische Verbindung (46) mit der Leuchte L3 verbunden. Die Leuchte L3 ist durch eine undefiniert lange Kette dieser Art (47) mit der Leuchte L(n) verbunden, wobei n nun die Anzahl der Leuchten nach rechts gezählt von der Leuchte L0 an symbolisiert. Eine solch lineare Kette entspricht jedoch in der Regel nicht der Realität. Vielmehr kann es, wie in 4 gezeigt, dazu kommen, dass es komplexe Netzwerktopologie gibt, die verschiedene Leuchten über mehrere Pfade untereinander verbinden. Dieses Netzwerk muss auch nicht eben sein, da sich leuchten in Tunneln und auf Brücken befinden können, wodurch sich Leuchten-Ketten kreuzen können, ohne sich zu beeinflussen.
4 zeigt eine Kette aus 12 Leuchten beginnend mit einer ersten Leuchte (L1) und endend mit einer zwölften Leuchte (L12). Die Topologie des Netzwerks beginnt in diesem willkürlichen Beispiel zunächst linear. Alle Verbindungen werden vereinfachend als bidirektional angenommen, was in allen Fällen besonders vorteilhaft ist.
Die erste Leuchte (L1) ist dabei optisch über die eine erste Verbindung (48) mit der zweiten Leuchte (L2) verbunden.
Die zweite Leuchte (L2) ist optisch über eine zweite Verbindung (49) mit der dritten Leuchte (L3) verbunden.
Die dritte Leuchte (L3) ist optisch über eine dritte Verbindung (50) mit der vierten Leuchte (L4) verbunden
Die vierte Leuchte (L4) ist optisch über eine vierte Verbindung (52) mit der sechsten Leuchte (L6) verbunden.
Die sechste Leuchte (L6) ist optisch über eine fünfte Verbindung (53) mit der siebten Leuchte (L7) verbunden.
Die siebte Leuchte (L7) ist optisch über eine sechste Verbindung (54) mit der achten Leuchte (L8) verbunden.
Die achte Leuchte (L8) ist optisch über eine siebte Verbindung (57) mit der neunten Leuchte (L9) verbunden.
Die neunte Leuchte (L9) ist optisch über eine achte Verbindung (63) mit der zwölften Leuchte (L12) verbunden.
Die zwölfte Leuchte (L12) ist optisch über eine neunte Verbindung (65) mit der elften Leuchte (L11) verbunden.
Die elfte Leuchte (L11) ist optisch über eine zehnte Verbindung (61) mit der zehnten Leuchte (L10) verbunden.
Die zehnte Leuchte (L10) ist optisch über eine elfte Verbindung (60) mit der fünften Leuchte (L5) verbunden.
Darüber hinaus gibt es aber noch Querverbindungen in diesem Netzwerk.
Zum Beispiel ist die dritte Leuchte (L3) zusätzlich zu der dritten optischen Verbindung (50) optisch über eine zwölfte Verbindung (51) auch mit der fünften Leuchte (L5) verbunden.
Die fünfte Leuchte (L5) ist zusätzlich optisch über eine dreizehnte Verbindung (55) mit der achten Leuchte (L8) verbunden und optisch über eine vierzehnte Verbindung (58) mit der neunten Leuchte (L9).
Die zehnte Leuchte (L10) ist zusätzlich optisch über eine fünfzehnte Verbindung (56) mit der achten Leuchte (L8) und über eine sechzehnte Verbindung (59) mit der neunten Leuchte (L9) und über eine siebzehnte Verbindung (64) mit der zwölften Leuchte (L12). Die elfte Leuchte (L11) ist zusätzlich über eine achtzehnte Verbindung (62) mit der neunten Leuchte (L9) verbunden. Durch die Möglichkeit von Mehrfachverbindungen ergeben sich also komplexere Topologien. Dies ist natürlich nur ein Beispiel für eine mögliche Topologie. Insbesondere können die Leuchten mehr als zwei oder auch nur eine Schnittstelle bei Endpunkten aufweisen.
Diese komplexere Topologie in dem Beispiel führt beispielsweise hier dazu, dass durchaus die achte Leuchte (L8) nicht nur die fünfte Leuchte (L5) einschaltet, sondern auch die zehnte Leuchte (L10). Das bedeutet, der Knotenabstand zwischen der zehnten Leuchte (L10) und der achten Leuchte (L8) nicht 2 ist, wie bei einem Weg über die fünfte Leuchte (L5), sondern, da der direkte Weg auch vorhanden ist, nur 1. Solche Konfigurationen können zum Beispiel typischerweise auf Plätzen entstehen, aber auch, wenn zum Beispiel Straßen im Quadrat geführt sind. Also beispielsweise könnte die Kette dritte Leuchte (L3), vierte Leuchte (L4), sechste Leuchte (L6), siebte Leuchte (L7), achte Leuchte (L8), fünfte Leuchte (L5) eine Straße symbolisieren, die um einen Häuserblock herum führt. Wenn also von Abstand im Sinne dieser Erfindung die Rede ist, so ist hierdurch nur gemeint, wie viele Leuchten (Netz-Knoten) man minimal springen muss, um von einem x-ten Knoten (L(x)) zu einem y-ten Knoten (L(y)) zu gelangen.
5 stellt noch einmal den Zusammenhang dar, der bereits in 2 dargestellt wurde. Bei der dritten Leuchte (L3) befindet sich eine Person. Die Nachbarleuchten, die zweite Leuchte (L2) und die vierte Leuchte (L4) erhalten einen V-Code, der um 1 gegenüber dem ursprünglichen Wert erniedrigt ist. Die fünfte Leuchte (L5) erhält einen ebenfalls erniedrigten V-Code und die erste Leuchte (L1) ebenso. Es ist nun denkbar, dass der Personendetektor nicht nur Personen detektiert, sondern auch die Richtung, in die sich die Person bewegt. Insofern ist es dann möglich, zu signalisieren, in welche Richtung sich diese Person bewegt und den Dekrement-Faktor, den wir zuvor mit 1 angenommen haben, zum Beispiel richtungsabhängig in der Kette der Leuchten zu reduzieren oder zu erhöhen. Hierzu muss die Leuchte allerdings nicht nur die Bewegungsrichtung des Objektes kennen, sondern auch die Relation zu einer Ausrichtung der Leuchten-Kette. Dies kann beispielsweise jedoch über die Anordnung der Leuchten-Sensoren und deren richtungsabhängige Empfindlichkeiten vorgegeben sein.
Diese Abhängigkeit kann auch von anderen erkannten oder bekannten Eigenschaften eines im Bereich der Leuchte bzw. des benachbarten Leuchten-Clusters befindlichen Objekten abhängen. Beispielsweise von der Bewegungsrichtung eines erkannten Objekts oder dessen Beschleunigung, der erkannten Klasse oder einer über das Netzwerk übermittelten Eigenschaft eines erkannten Objekts.
Zur vereinfachten Erläuterung haben sind wir in den bisherigen Erläuterungen von einem numerischen V-Code ausgegangen. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig.
Bei der hier beschriebenen Reduzierung oder Erhöhung kann es sich vielmehr bei der Verwendung von beliebigen eindeutigen Symbolketten als V-Codes insbesondere auch um eine Änderung des V-Codes gemäß einer vorgegebenen Sequenz von Symbolzusammenstellungen in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung handeln, was der besagten Reduzierung bzw. Erhöhung jeweils gleichkommt. In diesem Sinne sind auch die Worte „vermindert“ oder „erhöht“ in Anspruch 10 zu verstehen, wobei als „Betrag“ die Schrittweite innerhalb der vereinbarten Symbolzusammenstellungs-Sequenz begriffen werden kann. Ein besonders einfaches Beispiel ergibt sich, wenn die bisher benutzten Zahlen für die V-Codes 1,2,3 beispielsweise durch die Zeichen Ketten {„e“, „i“, „n“, „s“}, {„z“, „w“, „e“, „i“}, {„d“, „r“, „e“, „i“} ersetzt werden. Die Symbolketten müssen nicht notwendigerweise alle die gleiche Länge haben, wenn das Datenprotokoll, mit dem die optische Verbindung betrieben wird variable Längen zulässt. Eine Symbolkette kann im Übrigen darüber hinaus grundsätzlich auch nur ein Symbol umfassen, das auch eine Zahl oder Ziffer sein kann.
Für die Reduzierung oder Erniedrigung in einer linearen Leuchten-Kette unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung können beispielsweise zwei verschiedene V-Codes an die nächste Leuchte übergeben werden können. So ist es zum Beispiel durchaus sinnvoll, das Licht im Rücken schneller auszuschalten als in dem Bereich, wo sich diese Person hinbewegen wird. Dies ist in 6 gezeigt.
7 zeigt verschiedene Zustände, die das jeweilige System des jeweiligen Controllers (LC1, LC2, LC3) annimmt, um festzustellen, was zu tun ist. Der jeweilige Controller (LC1, LC2, LC3) befindet sich zunächst jeweils in einem Idle-Zustand (66).
Durch einen Trigger, der beispielsweise von einem Zeitgeber ausgelöst werden kann, wechselt der besagte Controller (LC1, LC2, LC3) vom Idle-Zustand (66) in den Personendetektions-Zustand (67) mittels des ersten Übergangs (75).
In diesem Personendetektions-Zustand (67) prüft der Controller (LC1, LC2, LC3) mittels des zugeordneten Personendetektors (PD1, PD2, PD3), ob sich eine Person (P, 4, 5, 6) im jeweiligen Bereich (7, 8, 9) dieses Personendetektors (PD1, PD2, PD3) befindet. Daraufhin wird ein erster anfänglicher V-Code für dieses System durch den entsprechenden Controller (LC1, LC2, LC3) bestimmt. Dieser wird im Folgenden „aktueller V-Code“ genannt.
Daraufhin wechselt der Controller (LC1, LC2, LC3) mittels des zweiten Übergangs (76) in den Nord-Kommunikations-Zustand (68). Dieser zweite Übergang (76) erfolgt typischerweise, wenn der Nord-Kommunikations-Zustand (67) vollständig abgearbeitet ist.
Hier prüft der besagte Controller (LC1, LC2, LC3) mittels der nördlichen Schnittstelle LSN (siehe 9), ob eine Signalisierung aus dem Norden der jeweiligen Leuchte (L1, L2, L3) erfolgt. Die nördliche Schnittstelle LSN kann dabei einer der zuvor besprochenen Schnittstellen (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) entsprechen oder aber auch eine zusätzliche Schnittstelle sein. Ist der ermittelte V-Code höher als der aktuelle V-Code, so wird dieser neue V-Code als aktueller V-Code übernommen.
Ist der Nord-Kommunikations-Zustand (68) vollständig abgearbeitet, also festgestellt worden, ob sich im Norden eine Person befindet, so erfolgt der dritte Übergang (77) in den West-Kommunikations-Zustand (69).
Hier prüft der besagte Controller (LC1, LC2, LC3) mittels der westlichen Schnittstelle LSW (siehe 9), ob eine Signalisierung aus dem Westen der jeweiligen Leuchte (L1, L2, L3) erfolgt. Die westliche Schnittstelle LSW kann wieder einer der zuvor besprochenen Schnittstellen (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) entsprechen oder aber auch wieder eine zusätzliche Schnittstelle sein. Ist der ermittelte V-Code höher als der aktuelle V-Code, so wird dieser neue V-Code als aktueller V-Code übernommen.
Ist der West-Kommunikations-Zustand (69) vollständig abgearbeitet, also festgestellt worden, ob sich im Westen eine Person befindet, so erfolgt der vierte Übergang (78) in den Süd-Kommunikations-Zustand (70).
Hier prüft der besagte Controller (LC1, LC2, LC3) nunmehr mittels der südlichen Schnittstelle LSS (siehe 9), ob eine Signalisierung aus dem Süden der jeweiligen Leuchte (L1, L2, L3) erfolgt. Die südliche Schnittstelle LSS kann wieder einer der zuvor besprochenen Schnittstellen (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) entsprechen oder aber auch wieder eine zusätzliche Schnittstelle sein. Ist der ermittelte V-Code höher als der aktuelle V-Code, so wird dieser neue V-Code als aktueller V-Code übernommen.
Ist der Süd-Kommunikations-Zustand (70) vollständig abgearbeitet, also festgestellt worden, ob sich im Süden eine Person befindet, so erfolgt der fünfte Übergang (79) in den Ost-Kommunikations-Zustand (71).
Hier prüft der besagte Controller (LC1, LC2, LC3) nunmehr mittels der östlichen Schnittstelle LSE (siehe 9), ob eine Signalisierung aus dem Osten der jeweiligen Leuchte (L1, L2, L3) erfolgt. Die Schnittstelle LSE kann wieder einer der zuvor besprochenen Schnittstellen (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) entsprechen oder aber auch wieder eine zusätzliche Schnittstelle sein. Ist der ermittelte V-Code höher als der aktuelle V-Code, so wird dieser neue V-Code als aktueller V-Code übernommen.
Ist der Ost-Kommunikations-Zustand (71) vollständig abgearbeitet, also festgestellt worden, ob sich im Osten eine Person befindet, so erfolgt der sechste Übergang (80) in den Auswerte-Zustand (72).
Im Auswerte-Zustand (72) wird aktuelle V-Code ausgewertet und der Wert für die Beleuchtung nach vorgegebenen Regeln festgestellt.
Nachdem dies geschehen ist, erfolgt der siebte Übergang (81) in den Übernahme-Zustand (73) und die Beleuchtung wird entsprechend dem ermittelten Wert auf Basis des aktuellen V-Codes eingestellt. Gleichzeitig wird festgelegt, welcher V-Code an die nächstgelegenen anderen Netzknoten (Leuchten) übermittelt wird. Dies ist der übertragene V-Code. Dieser wird im Übernahme-Zustand (73) vom aktuellen V-Code übernommen. Diese Übermittlung des übertragenen V-Codes an die anderen Leuchten erfolgt permanent unabhängig vom Zustand des Systems.
Es erfolgt dann der siebte Übergang (82) vom Übernahme-Zustand (73) zurück in den Idle-Zustand (66).
Das System verbleibt dann in diesem Zustand bis zum nächsten Trigger-Zeitpunkt.
Es sind nun noch verschiedene Probleme zu lösen. Zum einen soll eine Leuchte nicht flackern. Daher dürfen die Modulationen nicht im sichtbaren Frequenzbereich liegen. Auch ist es denkbar, dass statt des Leuchtmittels (1, 2,3) eine IR-Schnittstelle, beispielsweise eine IR-Diode zur Signalisierung unabhängig vom Schaltzustand des Leuchtmittels verwendet wird. Auch ist es denkbar, das Leuchtmittel (1, 2, 3) statt von An nach Aus zu schalten von wahrnehmbar nach nicht-wahrnehmbar zu schalten. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Leuchte (L1, L2, L3) sowohl über sichtbare, also im optischen Wellenlängenbereich strahlende Leuchtmittel (1, 2, 3) verfügt als auch parallel dazu über nicht durch einen Menschen wahrnehmbare Leuchtmittel. Durch die Umschaltung zwischen diesen kann nun dem Menschen der Eindruck eines Ausschaltens vermittelt werden ohne dass die optische Datenverbindung unterbrochen werden muss. Die Umschaltung kann als Modulation im weitesten Sinne erfolgen.
Auch ist es denkbar, statt das Leuchtmittel auszuschalten, dieses nur zu dimmen oder sonst wie zu modulieren. Es kann also ein Leuchtmittel der Leuchte zumindest zeitweise als Sender für eine Datenverbindung von der Leuchte zu einer Nachbarleuchte dienen. Hier kommen auch komplexere Modulationsverfahren wie Phasenmodulation und Frequenzmodulation etc. in Frage. Ggf. ist die Anwendung von Spread-Spectra Verfahren angebracht, wenn bestimmte EMV Anforderungen erfüllt werden müssen.
Schließlich sollten die optischen Frequenzbänder so aufgeteilt werden, dass das Gesamtsystem störungsfrei arbeiten kann.
8 zeigt nun ein willkürliches beispielhaftes einfaches Frequenzaufteilungsschema, mit dem die Leuchtmittel (L1, L2, L3) moduliert werden können. Zunächst einmal ist in der x-Achse aufgetragen die Modulationsfrequenz, in der y-Achse eine mit „au“= „arbitrary units“ („beliebig gewählte Einheiten“) markierte Achse, die die relative Amplitude nur skizzenhaft beispielhaft darstellen soll. Die Amplituden selber können komplett frei für die jeweiligen Zwecke angemessen gewählt werden. Es ist nun wichtig, dass die technischen Modulationsfrequenzen bei höheren Frequenzwerten liegen als die Sichtbarkeitsgrenze für das Auge. Diese ist in dem Schema mit einer gestrichelten Linie und den Buchstaben „VR“ markiert.
In dem Beispiel ist ein Frequenzband vorgesehen mit der Mittelfrequenz f₀ und der Minimalfrequenz fmin und der Maximalfrequenz fmax, die für sensorische Anwendungen vorgesehen sind. Des Weiteren sind beispielhaft Frequenzbinder für die Kommunikation mit verschiedenen beispielhaften Kanälen (C1) bis (C6) vorgesehen. Diese verschiedenen Kanäle können verschiedene Zwecke erfüllen. Von besonderer Wichtigkeit ist aber die Verbindung zwischen den einzelnen Leuchten. Wird eine Leuchte gestartet, so prüft sie beispielsweise zunächst, welche von den Kommunikationsbändern schon belegt sind. Dies geschieht zweckmäßiger weise durch einen Zufallsgenerator, der durch zufälliges Beobachten der verschiedenen Bänder über einen gewissen Mindestzeitraum sicherstellt, ob hier bereits eine Transmission erfolgt. Solche Bänder, die bereits belegt sind, werden von der Leuchte nach Möglichkeit nicht benutzt.
Die einzelnen Bänder sind mit (C1), (C2), (C3), (C4), (C5), (C6) hier beispielhaft markiert. Es können auch mehr oder weniger Bänder sein und auch die Lage muss nicht unbedingt frequenzmäßig oberhalb der Sensorik-Frequenzbänder liegen, sie muss jedoch auf jeden Fall oberhalb der Sichtbarkeitsgrenze (VR) liegen. Diese Bänder sind zusammen mit f_com bezeichnet.
Des Weiteren ist es sinnvoll, für Synchronisationszwecke das Netzwerk zu synchronisieren. Hierfür ist es besonders sinnvoll, die Frequenz f_sync beispielsweise weit oberhalb aller anderen Bänder vorzusehen. Dies ist eine einzelne Frequenz, die nur dazu dient, alle Systeme miteinander auf einen gemeinsamen Systemtakt auszurichten. Hierbei wird der Systemtakt bevorzugt, der als erstes vorhanden ist.
Hierdurch kommt es in einem Netzwerk typischerweise zu einer kornartigen Granulierung, das heißt, es kann passieren, dass zwei Bereiche mit unterschiedlicher Synchronisationsfrequenz oder Synchronisationsphase aufeinanderstoßen. Stellt eine Leuchte dies fest, so wählt sie beispielsweise die Frequenz f_sync aus, die niedriger liegt als ihre eigene. Hierdurch setzt sich immer das Teilnetz mit der niedrigsten Synchronisationsfrequenz durch. Zu Beginn wählt jede Leuchte mittels eines Zufallsprozesses eine anfängliche eigene Synchronisationsfrequenz und sucht dann die niedrigste benachbarte Synchronisationsfrequenz aus. Bei der Phasenlage wird die Phasenlage ausgewählt, die eine betragsmäßig niedrigere Phasenverschiebung erfordert und wenn die erforderliche Phasenverschiebung negativ ist. Hierbei ist wichtig, dass nur ungerade Bruchteile von 2π als Phasenverschiebung erlaubt sind. Dies verhindert 180° Phasenverschiebungen. Hierdurch wird im Wesentlichen sichergestellt, dass alle Systeme sich immer auf die niedrigste Frequenz und die niedrigste Phasenlage hin synchronisieren.
Selbstverständlich sind auch ganz andere Frequenzschemata denkbar, die den gleichen Zweck erfüllen.
9 zeigt das Blockschaltbild eines beispielhaften Controller / Leuchten-Systems. Insbesondere sind hier die schon besprochenen Schnittstellen (LSN, LSS, LSW, LSE) eingezeichnet, die die Datenausstrahlungen der anderen Lichtquellen (1, 2, 3) detektieren. Diese Datenübermittlung kann sowohl über eine Amplituden-, als auch über eine Frequenzmodulation als auch über eine Umschaltung der Trägerwellenlänge, also einen Farbwechsel (z.B. IR<->sichtbar) erfolgen. Weitere Modulationsarten aus dem Stand der Technik (z.B. Phasenmodulation, Spread-Spectra Verfahren etc.) sind denkbar.
Der Personendetektor ist hier mit PD bezeichnet. Das Leuchtmittel (41) ist über eine Energieversorgungsleitung (41) mit der LED-Treiberstufe (35) verbunden. Diese LED-Treiberstufe (35) wird über eine Datenleitung von einer Encoder-Stufe (33) moduliert. Die LED-Treiberstufe (35) ist über eine Energieversorgungsleitung (38) mit einer Energieversorgung (40) verbunden. Der Kern des Controllers (LC, 26) ist ein Rechner oder Endlicher-Automat, im Folgenden Controller-Kern (27) genannt. Dieser steuert beispielsweise den Encoder (33). Die Lichtsensoren (LSS), (LSW), (LSN), (LSE) zur Detektion der Strahlung der Leuchtmittel der anderen Leuchten sind über jeweils zugehörige Leitungen (18), (32), (34), (37) an einen DeMultiplexer (25) angeschlossen. Dieser wird je nach Systemzustand über eine Leitung (28) durch den Controller-Kern (27) umgeschaltet. Dieser Decoder liefert das Signal über einen Verstärker (30) an einen Decoder (24). Dieser dekodiert die empfangenen V-Codes und wertet auch den Personendetektor (PD) aus. Mit diesem ist er über die Leitung (36) verbunden. Der Decoder wird über die Leitung (23) durch den Controller-Kern (27) kontrolliert.
Eine Ausgabeschnittstelle (21) wird über eine Leitung (22) durch den Controller-Kern (27) angesteuert. Diese treibt in diesem Beispiel über die Leitung (20) einen Lautsprecher (19) als beispielhaften Aktor. Andere Aktoren sind denkbar (Motoren, Projektionen, Ventile etc.). Beispielsweise ist die Ausgabe von Schallsignalen, Musik, Sprachmitteilungen, Leuchtsignalen, projizierter Bildinformation oder Symbolen, oder von Warn-Signalen möglich. Die Art der Ausgaben deren Zeitpunkt, Intensität und Dauer kann von den empfangenen Informationen abhängen.
Neben den Objekt-Sensoren können auch andere Umweltfaktoren wie beispielsweise Temperatur, Sichtweite, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Niederschlagssensor, Helligkeit- oder Sonnenstand, Eis- oder Schnee, Rauch, Feuer etc. erfasst werden.
Darüber hinaus kann der Controller-Kern über die optionale Schnittstelle (IF) mit anderen optionalen Rechnersystemen oder einem Datennetzwerk kommunizieren und von dort Informationen empfangen und dort (insbesondere Sensorik- und Klassifikationsdaten) abliefern. Diese Schnittstelle kann beispielsweise drahtlos oder drahtgebunden oder eine optische Glasfaserverbindung sein.
Es ist selbstverständlich möglich, dass das Leuchten-Netzwerk über diese Schnittstelle (IF) Befehle erhalten kann oder eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, in ihrer wahrnehmbaren Leuchtkraft oder dem wahrnehmbaren Leuchtkegel oder Leuchtfarbe oder der spektralen Zusammensetzung der abgestrahlten Strahlung durch einen Befehl über diese Schnittstelle (IF) beeinflusst werden kann. Ebenso ist es denkbar einen Aktor zu betätigt oder ein Signal oder Information auszugeben.
Hierbei kann es sein, dass nicht die Leuchte gesteuert wird, über deren Schnittstelle der Befehl übermittelt wird, sondern eine Leuchte oder Leuchtengruppe im Leuchtennetzwerk. Hierfür muss diese jedoch über eine individuelle Adresse verfügen, die im Netzwerk einmalig ist. Mögliche Effekte einer solchen Steuerung sind beispielsweise, dass eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, oder Gruppen von solchen Leuchten in ihrer wahrnehmbaren Leuchtkraft, dem wahrnehmbaren Leuchtkegel, der Leuchtfarbe oder der spektralen Zusammensetzung der abgestrahlten Strahlung durch einen Befehl über diese Schnittstelle IF beeinflusst werden.
Selbstverständlich ist es sehr sinnvoll und denkbar in Abhängigkeit von der jeweiligen beabsichtigten Nutzungssituation Teile dieses Controllers (LC) ganz oder teilweise durch eine Kombination von Rechner-Hard-Ware und -Software und einem gewissen Anteil spezialisierter Hardware zu realisieren. Insofern ist das hier beschriebene System nur beispielhaft.
Schließlich soll nicht unerwähnt bleiben, dass ein solches Leuchten-Netzwerk auch als Sensor genutzt werden kann. 23. Dies lässt sich an einem Leuchten-Netzwerk mit zwei Leuchten beschreiben:

Die durch eine Datenverbindung, beispielsweise wie oben beschrieben verbundenen Leuchten werden synchronisiert, sodass eine interne Zeitbasis in jeder der beiden Leuchten im Rahmen einer akzeptablen Genauigkeit synchron arbeitet. Ein Helligkeitssensor, der Teil der ersten Leuchte ist wird nun von dem ersten Leuchtmittel dieser ersten Leuchte auch ohne Reflektion an dem zu beleuchtenden Objekt direkt bestrahlt, um die Grundkopplung sicherzustellen. Dabei wird das erste Leuchtmittel beispielsweise mit einem vordefinierten Signal S amplitudenmoduliert, das in der ersten Leuchte erzeugt wird. Der besagte Helligkeitssensor erfasst dabei die Bestrahlung in einen bestimmten Bereich einer gemeinsamen Bestrahlungsfläche beider Leuchten und zusätzlich das Signal des ersten Leuchtmittels. Aus dessen Signal wird nun ein Regelsignal ermittelt. Dessen aktueller Wert wird dann an die zweite Leuchte übertragen. Natürlich ist es auch möglich den aktuellen Wert des Sensorsignals statt den Wert des Regelsignals an die zweite Leuchte zu übertragen und in der zweiten Leuchte dann den Regelsignalwert zu erzeugen. Mit diesem übertragenen oder ermittelten Regelsignalwert wird nun das Leuchtmittel dieser besagten zweiten Leuchte (zweites Leuchtmittel) wieder unter Zuhilfenahme des besagten vordefinierten Signals S, das nun aber in der zweiten Leuchte synchron zu dem in der ersten Leuchte erzeugt wird, so in der Amplitude gesteuert, dass trotz einer Amplitudenmodulation des Leuchtmittels der ersten Leuchte und der sich ergebenden Amplitudenmodulation des besagten zweiten Leuchtmittels der zweiten Leuchte der besagte Bereich der gemeinsame Bestrahlungsfläche im Wesentlichen bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen zeitlich gleichmäßig ausgeleuchtet ist. Hierbei können die Amplitudenschwankungen des zweiten Leuchtmittels ein negatives Vorzeichen haben, wenn der Mittelwert der Leuchtmittelamplitude des zweiten Leuchtmittels selbst größer als diese Amplitudenschwankungen ist. Dabei stellt der besagte Regelsignalwert oder eine damit zusammenhängende Größe das eigentliche Sensorsignal dar. Es ist hierbei wichtig, dass das zweite Leuchtmittel der zweiten Leuchte im Wesentlichen nicht direkt in den besagten Helligkeitssensor der ersten Leuchte einstrahlt.

Claims

Leuchten-Netzwerk mit mindestens zwei Leuchten dadurch gekennzeichnet, • dass mindestens zwei durch mindestens eine Datenverbindung verbundene Leuchten so synchronisiert werden, • dass zumindest ein Helligkeitssensor, i. der Teil der ersten Leuchte ist und ii. von mindestens einem ersten Leuchtmittel dieser Leuchte auch ohne Reflektion an dem zu beleuchtenden Objekt direkt bestrahlt wird und iii. der besagte Helligkeitssensor die Bestrahlung in einen bestimmten Bereich mindestens einer gemeinsamen Bestrahlungsfläche beider Leuchten erfasst • und dass aus dessen Signal ein Regelsignal ermittelt wird und dann an die besagte zweite Leuchte übertragen wird oder andersherum dass aus dessen Signal an besagte zweite Leuchte übertragen wird und dann ein Regelsignal ermittelt wird und • dass das dieses oder jenes Regelsignal mindestens ein zweites Leuchtmittel dieser besagten zweiten Leuchte so steuert und, • dass trotz einer Amplitudenmodulation des Leuchtmittels der ersten Leuchte und einer Amplitudenmodulation des besagten zweiten Leuchtmittels der zweiten Leuchte • der besagte Bereich der gemeinsame Bestrahlungsfläche im Wesentlichen bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen zeitlich gleichmäßig ausgeleuchtet ist und • wobei das besagte Regelsignal oder eine damit zusammenhängende Größe als Sensorsignal erfasst oder erfasst und weitergegeben werden und • wobei das Leuchtmittel der zweiten Leuchte im Wesentlichen nicht direkt in den besagten Helligkeitssensor der ersten Leuchte einstrahlt.
Leuchten-Netzwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, • dass das Leuchten-Netzwerk über eine Schnittstelle (IF) Befehle erhalten kann und/oder • mindestens eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, in ihrer wahrnehmbaren Leuchtkraft und/oder dem wahrnehmbaren Leuchtkegel und/oder der wahrnehmbaren Leuchtfarbe und/oder der spektralen Zusammensetzung der abgestrahlten Strahlung durch einen Befehl über diese Schnittstelle (IF) beeinflusst werden kann.
Leuchten-Netzwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, • dass das Leuchten-Netzwerk über eine Schnittstelle (IF) Befehle erhalten kann und/oder • dass mindestens eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, die Mittel enthält, die dafür vorgesehen sind, unter Verwendung dieser Leuchte das Leuchten-Netzwerk aufbauen zu können, • wobei die Mittel der Leuchte mindestens i. einen Helligkeitssensor und ii. ein Leuchtmittel und iii. mindestens eine Schnittstelle (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6, LSS, LSE, LSW, LSN) und iv. einen Kontrollschaltkreis (LC, LC1, LC2, LC3) umfassen und • die Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, einen Aktor betätigt.
Leuchten-Netzwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, • dass das Leuchten-Netzwerk über eine Schnittstelle (IF) Befehle erhalten kann und/oder • dass mindestens eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, die Mittel enthält, die dafür vorgesehen sind, unter Verwendung dieser Leuchte das Leuchten-Netzwerk aufbauen zu können, • wobei die Mittel der Leuchte mindestens i. einen Helligkeitssensor und ii. ein Leuchtmittel und iii. mindestens eine Schnittstelle (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6, LSS, LSE, LSW, LSN) und iv. einen Kontrollschaltkreis (LC, LC1, LC2, LC3) umfassen und • wobei die Leuchte eines der folgenden Signale ausgeben kann: i. Schallsignale und/oder Sprache und/oder Musik, ii. und/oder Leuchtsignale, iii. und/oder projizierte Bildinformation oder Symbole, iv. und/oder Warn-Signale.
Leuchten-Netzwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, • dass das Leuchten-Netzwerk über diese Schnittstelle IF-Befehle erhalten kann und • oder mindestens eine Leuchte, die Teil dieses Leuchten-Netzwerkes ist, oder • Gruppen von solchen Leuchten i. in ihrer wahrnehmbaren Leuchtkraft und/oder ii. dem wahrnehmbaren Leuchtkegel und/oder iii. der wahrnehmbaren Leuchtfarbe und/oder iv. der spektralen Zusammensetzung der abgestrahlten Strahlung • durch einen Befehl über diese Schnittstelle IF beeinflusst werden kann
Leuchten-Netzwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, • dass zur Übertragung von Informationen mindestens bei einer ersten Leuchte des Leuchten-Netzwerks die durch mindestens ein Leuchtmittel dieser besagten ersten Leuchte abgestrahlte elektromagnetische Strahlung in der Amplitude oder Frequenz oder Phase oder sonst wie modulieren werden kann und • dass mindestens ein Sensor (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) mindestens einer zweiten Leuchte des Leuchten-Netzwerks die dermaßen übertragenen Informationen die durch mindesten jenes Leuchtmittel einer ersten Leuchte abgestrahlte modulierte elektromagnetische Strahlung empfangen und zumindest einen Teil der aufmodulierten Information empfangen oder weitergeben kann und • dass zumindest bei einer Übertragungsstrecke zwischen zwei Leuchten dieses Netzwerks die Übertragung von Informationen in einem anderen Frequenzbereich aufmoduliert wird als die Frequenzbereiche, die für eine Sensorik von mindestens einer Leuchte benutzt werden.
Leuchten-Netzwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, • dass zur Übertragung von Informationen mindestens bei einer ersten Leuchte des Leuchten-Netzwerks das durch mindestens ein Leuchtmittel dieser besagten ersten Leuchte abgestrahlte Licht in der Amplitude oder Frequenz oder Phase oder sonst wie modulieren werden kann und • dass mindestens ein Sensor (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) mindestens einer zweiten Leuchte des Leuchten-Netzwerks die dermaßen übertragenen Informationen das durch mindesten jenes Leuchtmittel einer ersten Leuchte abgestrahlte modulierte Licht empfangen und zumindest einen Teil der aufmodulierten Information empfangen oder weitergeben kann und • dass das Synchronisationssignal bei zumindest einer Leuchte bei einer höheren Frequenz aufmoduliert wird als das Sensorik-Signal.
Leuchten-Netzwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, • dass zur Übertragung von Informationen mindestens bei einer ersten Leuchte des Leuchten-Netzwerks das durch mindestens ein Leuchtmittel dieser besagten ersten Leuchte abgestrahlte Licht in der Amplitude oder Frequenz oder Phase oder sonst wie modulieren werden kann und • dass mindestens ein Sensor (LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6) mindestens einer zweiten Leuchte des Leuchten-Netzwerks die dermaßen übertragenen Informationen das durch mindesten jenes Leuchtmittel einer ersten Leuchte abgestrahlte modulierte Licht empfangen und zumindest einen Teil der aufmodulierten Information empfangen oder weitergeben kann und • dass das Synchronisationssignal für eine Gruppe von mehr als zwei Leuchten bei gleicher Trägerfrequenz arbeitet.