DE102007059075B4 - Method and device for detecting the lighting situation on traffic routes - Google Patents

Method and device for detecting the lighting situation on traffic routes Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen, welche mit an Straßenlaternen angebrachten Beleuchtungskörpern (6) beleuchtet werden, wobei die Messung von einem Fahrzeug aus erfolgt und die Leuchtdichte und/oder die Beleuchtungsstärke hinter einer hinsichtlich Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit definiert lichtdurchlässigen Scheibe (5) gemessen wird und zusätzlich die geometrische Form der Beleuchtungskörper (6) erfasst wird, indem eine Messung mit zwei Kameras (3.1, 3.2) durchgeführt wird, welche um drei Achsen gedreht werden können und in Richtung der Straßenlaternen (6) ausgerichtet werden, so dass aus den Winkeln zwischen den Zielrichtungen der Kameras (3.1, 3.2) und/oder der Größe der Abbildungen auch der Abstand zu den Beleuchtungskörpern (6) bestimmt werden kann, wobei die Kameras (3.1, 3.2) im Sättigungsbereich ihres lichtempfindlichen Sensors betrieben und die Form der Beleuchtungskörper aus den abgebildeten Umrisskanten ermittelt wird.Method for detecting the lighting situation on traffic routes, which are illuminated with lighting fixtures (6) mounted on street lamps, wherein the measurement takes place from a vehicle and the luminance and / or the illuminance behind a translucent pane (5) defined with respect to its spectral and absolute permeability In addition, the geometric shape of the lighting fixtures (6) is detected by performing a measurement with two cameras (3.1, 3.2) which can be rotated about three axes and aligned in the direction of the street lamps (6), so that off the angles between the target directions of the cameras (3.1, 3.2) and / or the size of the images and the distance to the lighting fixtures (6) can be determined, the cameras (3.1, 3.2) operated in the saturation region of its photosensitive sensor and the shape of the Lighting fixture determined from the contour outline shown becomes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen.The invention relates to a method and a device for detecting the lighting situation on traffic routes.

Die Erfindung ist insbesondere für selektive Beleuchtungsmessungen an Verkehrswegen einsetzbar und ermöglicht die Überprüfung der Beleuchtungssituation sowie der Funktionstüchtigkeit und der Wirksamkeit von Straßenbeleuchtungen.The invention can be used in particular for selective illumination measurements on traffic routes and makes it possible to check the lighting situation as well as the functionality and efficiency of street lighting.

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.In order to assess the illumination of lanes, it is known to measure the irradiance present on the road in order to obtain information on the visibility conditions for road users.

Aus dem Stand der Technik sind zur Bestimmung der Beleuchtungssituation auf Fahrbahnen verschiedene Verfahren und Anordnungen bekannt.Various methods and arrangements are known from the prior art for determining the lighting situation on roadways.

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.To DE 23 55 033 A1 a light receiver is known which perceives and evaluates changes in relation to stored basic brightness. Thus, for example, time and speed measurements and selective illumination measurement can be performed. The light receiver comprises a direction finding device, which consists of a pinhole optical system and a sighting device, an optical coupler in the form of a light guide between the direction finder and a photoelement, and an amplifier with light value memory or integrator and a downstream 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.Furthermore, in DE 41 34 148 A1 a method for detecting the position of light-reflecting objects is described, with which light emitted by a light emitter and reflected at the object is detected by a light detector. In this case, emitted light is deflected by a rotatable mirror in the direction of the object and fanned to a predetermined measurement path, so that on the surface of the object corresponding to the angular position of the mirror over the measurement path with a predeterminable frequency preferably linearly scanned point of light arises. By reflecting the light directly through the surface of the object to be detected with respect to the position and detecting the reflected light, the position of the object can be determined.

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.To DE 24 21 063 A1 For example, there is known a controller for automatically turning off and on automotive lighting equipment in accordance with ambient brightness, which includes a UV light detector having a photoconductive tin oxide cell, a signal detection circuit, a lighting switching circuit, and lamps. The decrease in the UV component of the sun light is determined by a detection circuit and the lamps are automatically switched on via the lighting circuit. The arrangement includes means for selectively detecting UV light and a signal detection circuit connected to said means for outputting an output signal when the UV light detecting means receives UV light above a certain threshold level, a switching device connected to the signal detection circuit the output signal from the signal detection circuit is operated, and a lighting device connected to the switching device, whereby this lighting device is automatically switched on and off in accordance with the UV light intensity picked up by the detection device.

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 das Ergebnis beeinflusst, und somit keine eindeutige Aussage über die Parameter und den Zustande der Straßenbeleuchtungseinrichtungen ermöglicht.In order to gain information about the illumination state, the known methods can indeed be applied. The disadvantage here, however, that the dependent on the nature of the road surface reflection factor affects the result, and thus no clear statement about the parameters and the state of the street lighting devices allows.

Aus DE 203 08 427 U1 ist eine Vorrichtung zur Überprüfung von Leuchtmitteln und Lichtsignalen bekannt, die mit einem Fahrzeug verbindbar ist und eine Messeinrichtung mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen und zur Messung von Lichtintensitäten geeigneten Sensorelementen enthält, die vorzugsweise in Form einer Matrix angeordnet sind. Zwischen der Messeinrichtung und dem zu überprüfenden Leuchtmittel befindet sich eine transluzente Streuscheibe.Out DE 203 08 427 U1 a device for checking light sources and light signals is known, which is connectable to a vehicle and includes a measuring device with a plurality of photosensitive and suitable for measuring light intensities sensor elements, which are preferably arranged in the form of a matrix. Between the measuring device and the illuminant to be checked is a translucent lens.

Diese Anordnung ermöglicht es, die Beleuchtungssituation auf der Fahrbahn zu erfassen. Sie ist zur Erkennung einer Landebahnbefeuerung vorgesehen und erfasst die Beleuchtungsverhältnisse beim Überfahren der Feuer. Dabei wird jeweils genau ein Beleuchtungsköper erfasst. Die Erfassung von Beleuchtungskörper, die in unterschiedlicher Höhe angebracht sind, sowie Aussagen über die Art und die Lage der Beleuchtungskörper können damit nicht ermittelt werden.This arrangement makes it possible to detect the lighting situation on the road. It is designed to detect a runway lighting and detects the lighting conditions when driving over the fire. In each case exactly one light fixture is detected. The detection of lighting fixtures that are mounted at different heights, as well as statements about the type and location of lighting fixtures can not be determined.

Ferner ist in US 6 396 397 B1 eine Anordnung beschrieben, bei der mit einem stereoskopischen Verfahren eine Abstandsbestimmung erfolgt, um daraus Informationen über die Scheinwerfer des Fahrzeuges zu gewinnen.Furthermore, in US Pat. No. 6,396,397 B1 described an arrangement in which a distance determination is carried out with a stereoscopic method to obtain information about the headlights of the vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine Aussage über den Zustand von Fahrbahnbeleuchtungseinrichtungen ermöglichen, die weitgehend unabhängig von störenden Einflüssen ist.The invention has for its object to provide a method and an arrangement of the type mentioned above, which allow a statement about the condition of roadway lighting devices, which is largely independent of disturbing influences.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention the object is achieved with a method which has the features specified in claim 1, and with a device which contains the features specified in claim 3.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Die Erfindung ermöglicht es, die Art der Beleuchtungskörper sowie Ihre Anzahl und deren Funktion zu ermittelt.The invention makes it possible to determine the type of lighting fixtures as well as their number and their function.

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 aus zwei Kameras besteht, die in Richtung der Beleuchtungskörper ausgerichtet sind. Die Kameras werden im Sättigungsbereich ihrer lichtempfindlichen Sensoren betrieben, um die Form der Beleuchtungskörper aus deren Umrisskanten ermitteln zu können.The device according to the invention is preferably arranged on a suitable mobile system which can determine the geographical position with a GPS system. The device includes a camera system consisting of two cameras aligned in the direction of the lighting fixtures. The cameras are operated in the saturation region of their photosensitive sensors in order to determine the shape of the lighting fixtures from their outline edges.

Hinter einer definiert lichtdurchlässige Fläche, die in Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit an die jeweilige Applikation angepasst ist, ist ein Leuchtdichtesensor angeordnet.Behind a defined translucent surface, which is adapted in its spectral and absolute permeability to the respective application, a luminance sensor is arranged.

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.The inventive arrangement makes it possible to detect the existing number of lighting fixtures, their functionality, their luminance and the lighting situation on the road and to create an evaluation in consideration of geographical data.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist in 1 eine schematische Darstellung der Messanordnung dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawing is in 1 a schematic representation of the measuring arrangement shown.

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. 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.On a traffic route 1 On both sides are street lamps with lighting fixtures 6 , On a vehicle 2 , which is able to determine the geographical position via a GPS system, is a camera system consisting of the two cameras 3.1 and 3.2 consists. The cameras 3.1 and 3.2 contain photosensitive sensors and are in the direction of the lighting fixtures 6 aligned. The cameras 3.1 and 3.2 are operated in the saturation region to determine the shape of the lighting fixture by evaluating the outline edges. This makes it possible to determine the type of lighting fixtures and their number.

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.On the vehicle 2 Furthermore, there is a luminance measurement arrangement 4 which behind a defined translucent disc 5 is arranged. The disc 5 is adapted in its spectral and absolute permeability to the application.

Damit ist es möglich, dass die Messanordnung erkennt, ob die Beleuchtung von Na-Dampflampen oder von Hg-Dampflampen oder von Mischsituationen erfolgt.It is thus possible for the measuring arrangement to detect whether the illumination of Na vapor lamps or of Hg vapor lamps or of mixed situations takes place.

Durch Vergleich mit in einem Speicher hinterlegten Sollwerten können auch Fehler, beispielsweise defekte Lampen, erkannt werden.By comparison with stored in a memory setpoints and errors, such as defective lamps can be detected.

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.The cameras 3.1 and 3.2 For this purpose, they are attached to a pivoting device, not shown, so that they can be pivoted about three axes. This can be done from the angles between the target directions of the cameras 3.1 and 3.2 and / or the size of the pictures also the distance to the lighting fixtures 6 be determined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrbahnroadway
22
Fahrzeugvehicle
33
Kamerasystemcamera system
3.13.1
erste Kamerafirst camera
3.23.2
zweite Kamerasecond camera
44
LeuchtdichtemesseinrichtungLuminance measuring device
55
lichtdurchlässige Scheibetranslucent disc
66
Beleuchtungskörperlighting
6.16.1
erster Beleuchtungskörperfirst lighting fixture

Claims (6)

Verfahren zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen, welche mit an Straßenlaternen angebrachten Beleuchtungskörpern (6) beleuchtet werden, wobei die Messung von einem Fahrzeug aus erfolgt und die Leuchtdichte und/oder die Beleuchtungsstärke hinter einer hinsichtlich Ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit definiert lichtdurchlässigen Scheibe (5) gemessen wird und zusätzlich die geometrische Form der Beleuchtungskörper (6) erfasst wird, indem eine Messung mit zwei Kameras (3.1, 3.2) durchgeführt wird, welche um drei Achsen gedreht werden können und in Richtung der Straßenlaternen (6) ausgerichtet werden, so dass aus den Winkeln zwischen den Zielrichtungen der Kameras (3.1, 3.2) und/oder der Größe der Abbildungen auch der Abstand zu den Beleuchtungskörpern (6) bestimmt werden kann, wobei die Kameras (3.1, 3.2) im Sättigungsbereich ihres lichtempfindlichen Sensors betrieben und die Form der Beleuchtungskörper aus den abgebildeten Umrisskanten ermittelt wird.Method for detecting the lighting situation on traffic routes, which are fitted with lighting fixtures attached to street lamps ( 6 ), wherein the measurement takes place from a vehicle and the luminance and / or the illuminance behind a translucent disk defined in terms of its spectral and absolute transmission ( 5 ) and in addition the geometric shape of the lighting fixtures ( 6 ) by measuring with two cameras ( 3.1 . 3.2 ), which can be rotated about three axes and in the direction of the street lamps ( 6 ), so that from the angles between the target directions of the cameras ( 3.1 . 3.2 ) and / or the size of the images, the distance to the lighting fixtures ( 6 ), whereby the cameras ( 3.1 . 3.2 ) operated in the saturation region of its photosensitive sensor and the shape of the lighting body is determined from the imaged outline edges. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem GPS-System die Position bestimmt wird.A method according to claim 1, characterized in that the position is determined by a GPS system. Vorrichtung zur Erfassung der Beleuchtungssituation an Verkehrswegen, die mit Beleuchtungskörpern (6) beleuchtet werden, wobei die Vorrichtung an einem Fahrzeug (1) angeordnet ist und die Vorrichtung eine Leuchtdichtemesseinrichtung (4), die hinter einer definiert lichtdurchlässigen Scheibe (5) angeordnet ist, sowie ein Kamerasystem (3) mit zwei Kameras (3.1, 3.2) enthält, wobei die Kameras im Sättigungsbereich betrieben werden und an einer Schwenkvorrichtung so angebracht sind, dass sie um drei Achsen gedreht werden können und in Richtung der Beleuchtungskörper (6) ausgerichtet werden.Device for detecting the lighting situation on traffic routes that are equipped with lighting fixtures ( 6 ), the device being mounted on a vehicle ( 1 ) is arranged and the Device a luminance measuring device ( 4 ) behind a defined translucent disc ( 5 ), and a camera system ( 3 ) with two cameras ( 3.1 . 3.2 ), wherein the cameras are operated in the saturation region and are mounted on a pivoting device so that they can be rotated about three axes and in the direction of the lighting fixtures ( 6 ). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem GPS-System verbunden ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the device is connected to a GPS system. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässige Scheibe (5) in ihrer spektralen und absoluten Durchlässigkeit an die jeweilige Applikation angepasst ist.Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the translucent disc ( 5 ) is adapted in their spectral and absolute permeability to the respective application. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden ist.Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the device is connected to an electronic evaluation unit.
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