CN103181242B - 具有雷达检测的照明系统 - Google Patents

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Abstract

在一种照明系统(SLS)中，雷达装置(RU1)发射信号(CW)。所述雷达装置(RU)检测接收的信号(RF)的频谱功率分布，所述接收的信号容许包括已被发射的所述信号的反射。照明根据已被检测到的所述频谱功率分布被控制。

Description

具有雷达检测的照明系统
技术领域
本发明的一个方面涉及一种包括雷达装置的照明系统。所述照明系统例如可以被用来以功率高效率的方式提供街道照明。本发明的其它方面涉及控制照明系统的方法，以及使得处理器能够执行这样的方法的计算机程序产品。
背景技术
照明系统能够配备有能够检测移动对象的雷达装置。在移动对象已被检测到时照明被提供。例如，在GB 2 444 734号下公开的英国专利申请描述了一种为沿着道路经过的对象提供光照的街道照明系统。对象的存在由一个或多个传感器来检测，所述传感器可能是运动检测雷达的形式。
雷达单元能够以以下方式来检测移动对象。雷达单元以给定频率辐射传输信号。足够接近于该雷达单元的对象引起传输信号的反射，该雷达单元能够接收所述反射。所述反射与具有与传输信号的频率相对应的频率的振荡信号相乘。因此，中频信号被获得。在引起反射的对象正相对于雷达单元移动的情况下，中频信号将包括交流电分量。前面是电容器的峰值检测器检测交流电分量。如果对象是不动的，则所述电容器拒绝将发生的直流电分量。因此，峰值检测器提供了移动对象是否在给定范围内的指示。
发明内容
存在对于允许基于雷达检测对照明进行更通用的控制的解决方案的需要。
照明系统可以包括：
-雷达装置，其被布置成发射信号并且检测所接收到的信号的频谱功率分布，所述所接收到的信号容许包括已被发射的所述信号的反射；以及
-控制装置，其被布置成根据已被检测到的所述频谱功率分布来控制照明。
所接收到的信号的频谱功率分布除了提供移动对象是否存在的简单指示之外还提供有用信息。即，频谱功率分布可以提供速度信息并且可以进一步提供距离信息。此外，频谱功率分布可以提供关于在所述雷达装置的检测范围内的多个对象的这样的信息。考虑对象移动的速度的照明控制比仅检测对象的移动的照明控制是更通用的。这个更大的通用性允许更加功率高效率的照明，并且进一步允许有助于舒适和安全的照明。
被附加到本描述的独立权利要求定义了本发明的各个方面。从属权利要求定义附加的特征，其可以可选地被应用来实施本发明以获利。
雷达装置能够被使得对根据对象相对于所述雷达装置移动的速度来检测这个对象相对敏感或相对不敏感。换句话说，雷达单元RU能够更加注重以特定速度相对于以另一特定速度移动的另一对象而移动的对象，这通过对这些相应的速度应用不同的门限来实现。在所述雷达装置发射作为经频率调制的载波的信号情况下至少部分地实现均衡也是可能的。
出于本发明以及附加特征的说明的目的，参考图提供了特定实施例的具体描述。
附图说明
图1是图示包括多个雷达单元的街道照明系统的示意图。
图2是图示雷达单元的框图。
图3是图示雷达单元中的中频信号的频域表示的信号图。
图4是图示能够检测中频信号的频谱功率分布的检测模块的框图。
图5是图示检测中频信号的频谱功率分布的例子的信号图。
具体实施方式
图1形象地图示了街道照明系统SLS。该街道照明系统SLS包括相应的灯杆LP1-LP4，其配备有相应的雷达单元RU1-RU4。灯杆典型地包括被收容在发光体单元中的一个或多个灯。雷达单元被优选地集成在灯杆的发光体单元中，其中雷达单元相对地免于攻击，特别是故意破坏。街道照明系统SLS进一步包括系统控制器SCT和电源EPS，其共同地耦合到分离器-组合器SC。电源分配电缆CB将相应灯杆LP1-LP4耦合到分离器-组合器SC，所述相应灯杆具有它们的相应的雷达单元RU1-RU4。
街道照明系统SLS沿着道路被安排，所述道路包括两个车道：快车道FTL和慢车道STL。快车道FTL主要意在供机动车辆使用。图1描绘了以给定速度SMV在快车道FTL上驾驶的机动车辆MV。慢车道STL主要意在供行人和非机动车辆（诸如，例如自行车）使用。图1描绘了以给定速度SPD在慢车道STL上行走的行人PD。灯杆LP1、LP2主要被安排用于照亮快车道FTL。灯杆LP3、LP4主要被安排用于照亮慢车道STL。
街道照明系统SLS基本上操作如下。与灯杆关联的雷达单元根据对移动对象的检测来控制灯杆。例如，雷达单元RU1可以在这个雷达单元检测到机动车辆MV的情况下接通灯杆LP1，所述机动车辆MV以速度SMV驾驶。雷达单元RU1可以进一步通过直接地或间接地经由系统控制器SCT向这个灯杆传送命令来接通灯杆LP2。雷达单元RU3可以在这个雷达单元检测到以速度SPD行走的行人PD的情况下接通灯杆LP3。
系统控制器SCT能够传送数据DT并且接收数据DT，其在下文中将分别被称为下行链路数据和上行链路数据。分离器-组合器SC按原样将来自系统控制器SCT的下行链路数据叠加在电源EPS提供的电力信号PW上。因此，下行链路数据能够经由电源分配电缆CB到达相应的雷达单元RU1-RU4。相反地，雷达单元通过将这个数据叠加在电力信号PW上来传送上行链路数据。上行链路数据经由电源分配电缆CB到达分离器-组合器SC。该分离器-组合器SC提取上行链路数据以便系统控制器SCT接收这个数据。
图2示意性地图示了雷达单元RU，其能够被认为是在图1中图示的相应雷达单元RU1-RU4的表示。雷达单元RU因此能够与灯杆LP1-LP4中的任一个关联。雷达单元RU包括以下基本模块：载波发生器CWG、发射放大器TX、天线模块AM、接收放大器RX、混频器MIX、接收滤波器FIL、模拟至数字转换器ADC、可编程处理器PPR以及通信接口CIF。通信接口CIF可以经由分离器-组合器被耦合到图1中图示的电源分配电缆CB，所述分离器-组合器能够从电源信号中分离数据以及将数据叠加在电源信号上。
更详细地，载波发生器CWG可以包括例如锁相环，其接收基准频率。所述基准频率可以在雷达单元本身中生成，或者可以经由例如电源分配电缆CB而被应用到雷达单元RU。天线模块AM可以包括单个天线或单组天线，其被用于传输和接收。替换地，天线模块AM可以包括一对天线或一对成组的天线，一个被用于传输，另一个被用于接收。
发射放大器TX可以包括射束成形装置，其可以辅以射束转向装置。在这种情况下，发射放大器TX典型地将包括一堆移相器或一堆延迟线或两者。发射放大器TX可以进一步包括与这堆移相器或这堆延迟线耦合的一堆放大器，这两个中的无论哪一个都存在于射束成形装置中。应当指出，接收放大器RX同样可以包括射束成形加转向装置。
可编程处理器PPR包括傅里叶变换模块FFT1、检测模块DET1以及控制模块CTM。可选地，可编程处理器PPR可以进一步包括附加的傅里叶变换模块FFT2和附加的检测模块DET2，其借助于虚线来图示。前述模块都可以是例如指令的集合的形式，所述指令的集合已被加载到可编程处理器PPR的程序存储器中。在这样的基于软件的实施方案中，指令的集合定义了相关模块执行的操作，其将在下文中被描述。
控制模块CTM被通信地耦合到灯杆，所述灯杆与雷达单元RU关联。为此目的，该雷达单元可以包括控制接口，出于简单性的原因在图2中未表示所述控制接口。控制模块CTM经由通信接口CIF而被进一步通信地耦合到其它灯杆。
雷达单元RU基本上操作如下。载波发生器CWG提供载波信号CW。载波信号CW可以具有固定频率或被调制的频率。在载波信号CW具有频率调制的情况下，所述频率调制例如可以是三角或锯齿状。可编程处理器PPR可以控制载波信号CW的频率和频率调制，若有的话。这个频率控制优选地是这样的，即载波信号CW的频率不同于邻近雷达单元中的其它载波信号的频率。这防止能够引起错误检测的干扰。可编程处理器PPR可以进一步控制载波发生器CWG，以便载波信号CW替换地具有固定频率和经调制的频率。
发射放大器TX放大载波信号CW，所述载波信号CW借助于天线模块AM被发射。因此，基本雷达单元RU辐射出为载波信号CW的放大版本的传输信号。在发射放大器TX包括射束成形装置的情况下，传输信号能够在特定方向上被发射。在这个射束成形装置被辅以射束转向装置的情况下，这个特定方向能够依赖于射束控制信号BC被调整，可编程处理器PPR可以像图2中图示的那样提供射束控制信号BC。
在对象足够接近于雷达单元RU的情况下，天线模块AM接收传输信号的足够强的反射。接收放大器RX提供接收信号RF，其包括这个反射，或更确切地说为其放大版本。混频器MIX有效地将接收信号RF乘以载波信号CW。因此，混频器MIX提供中频信号IF，其是接收信号RF的频移版本。
具有给定频率通带的接收滤波器FIL对中频信号IF进行滤波。接收滤波器FIL提供经滤波的中频信号IFF，其包括中频信号IF的落入给定频率通带内的频谱分量。在频率通带外的频谱分量相对大程度地被衰减。接收滤波器FIL优选地有助于防止混叠，所述混叠是模拟至数字转换器ADC中的采样操作固有的。此外，接收滤波器FIL可以基于模拟至数字转换器ADC的动态范围属性来提供所谓的预加重。模拟至数字转换器ADC提供经滤波的中频信号IFF的数字表示IFD。在下文中这个数字表示将被称为数字中频信号IFD。该数字中频信号IFD是样本流。
傅里叶变换模块FFT1提供数字中频信号IFD的频域表示IFS1。在下文中这个频域表示将被称为中频频谱表示IFS1。更具体地，傅里叶变换模块FFT1将数字中频信号IFD中的相应的连续的一系列样本转换成相应的连续的瞬时中频频谱表示。也就是说，覆盖特定时间间隔的一系列样本转化为适用于这个特定时间间隔的瞬时频谱表示。覆盖后续时间间隔的后续的一系列样本转化为适用于这个后续时间间隔的后续的瞬时频谱，依此类推。附加的傅里叶变换模块FFT2以类似的方式操作。该附加的傅里叶变换模块提供附加的中频频谱表示IFS2。
图3图示了中频频谱表示IFS1的例子。更准确地说，图3图示了瞬时中频频谱表示的例子。图3是具有表示频率F的水平轴和表示幅度的垂直轴的图形。在这个例子中，中频频谱表示IFS1包括16个样本，其被表示为相对胖的黑点并且在水平轴下面被编号为1、2、…16。样本表示中频频谱表示IFS1的特定部分。也就是说，样本表示中频频谱表示IFS1中的特定频率间隔。样本具有特定幅度，所述幅度借助于与垂直轴平行并且在表示样本的点与水平轴之间延伸的相对细的线来图示。样本的幅度与该样本表示的频率间隔中的频谱功率相对应。
应当指出，中频频谱表示IFS1典型地从零(直流电)延伸直到最大频率。最大频率典型地取决于取样频率，即，经历傅里叶式变换以便获得中频频谱表示IFS1的样本以其发生的频率。在任何情况下，考虑到模拟至数字转换器ADC中的采样操作以给定的采样频率被执行，中频频谱表示IFS1的最大频率典型地将不超过这个采样频率的一半。此外，对于延伸到接收滤波器FIL的通带之外的、中频频谱表示IFS1的最大频率是不需要的。
中频频谱表示IFS1提供了关于对象的存在的信息，并且此外提供了与这些对象有关的速度信息。这适用于载波信号CW具有固定频率(不存在频率调制)的情况。在载波信号CW被频率调制的情况下，中频频谱表示IFS1进一步提供与被检测的对象有关的距离信息。速度信息然后同样可以从中频频谱表示IFS1导出。
更详细地，假定载波信号CW具有固定频率。在存在由于移动对象而导致的反射的情况下，所述反射将具有相对于载波信号CW的频率被移位的频率。也就是说，在载波信号CW与接收信号RF之间将存在频率差，所述接收信号RF包括所述反射。这个被称为多普勒效应。因此，中频频谱表示IFS1将在等于前述频率差的频率处包括相对大幅度的分量。对象相对于雷达单元RU的速度越大，在中频频谱表示IFS1中这个分量将发生在其上的频率越高。速度因此有效地转化为频率。在对象是不动的情况下，这意指“零”速度，分量将在中频频谱表示IFS1中发生在“零”频率处。这是因为中频信号IF将包括显著的直流电分量。
例如，在这个段落中呈现的表图示了对象相对于雷达单元RU的速度与在中频频谱表示IFS1中相对大幅度的分量将发生在其上的频率之间的关系。这个关系针对载波信号CW的两个不同频率被呈现。 
对象的速度(km/hr) 当载波信号CW频率为10 GHz时分量的频率 当载波信号CW频率为60 GHz时分量的频率
1 18.7 Hz 112 Hz
5 93.3 Hz 560 Hz
20 373 Hz 2.24 kHz
100 1.87 kHz 11.2 kHz
现假定载波信号CW具有频率调制。进一步假定在离雷达单元RU给定距离处的对象引起反射，雷达单元RU接收所述反射。即使对象是不动的，所述反射也将具有相对于载波信号CW的频率被移位的频率。在载波信号CW与包括所述反射的接收信号RF之间因此将存频率差。该频率差是对象的距离的函数。这是由于载波信号CW的频率调制而导致的。中频频谱表示IFS1将在等于前述频率差的频率处包括相对大幅度的分量。在这种情况下，对象离雷达单元RU的距离越大，则在中频频谱表示IFS1中这个分量将发生在其上的频率越高。距离因此有效地转化为频率。
检测模块DET1在相应频率范围内执行相应的水平检测，所述相应频率范围被包括在中频频谱表示IFS1中。如果中频频谱表示IFS1超过频率范围中的门限，则该频率范围内的水平检测是正的。否则，水平检测是负的。检测模块DET1针对相应频率范围中的相应的水平检测提供检测结果的集合DR1。水平检测的检测结果指示这个水平检测在相关频率范围内是正的还是负的。检测结果的集合DR1以二元形式提供关于接收信号RF的频谱功率分布的信息。附加的检测模块DET2(若存在的话)可以以类似的方式在附加的中频频谱表示IFS2的基础上提供检测结果的附加的集合DR2。傅里叶变换模块FFT1和检测模块DET1可以被认为是共同地构成二元性质的频谱功率分布检测器。相同的情况适用于附加的傅里叶变换模块FFT2和附加的检测模块DET2。
图4图示了检测模块DET1的实施方案的例子。出于方便的原因，该实施方案的例子将被称为检测模块DET1。检测模块DET1包括相应的水平检测器LD1、…、LDN，其从中频频谱表示IFS1接收相应的样本的集合S1、…、SN。样本的集合覆盖中频频谱表示IFS1中的特定频率范围。因此，接收样本的特定的集合的水平检测器在样本的该集合覆盖的频率范围内执行水平检测。相应的水平检测器LD1、…、LDN应用相应的门限TH1、…、THN以用于在相应频率范围FR1、…、FRN内执行相应的水平检测。
相应的门限TH1、…、THN可以根据例如雷达单元RU将载波信号CW的放大版本发射到的特定方向而被调整。这在发射放大器TX包括射束成形和转向装置时适用。除图2中图示的射束控制信号BC之外，控制模块CTM然后进一步可以将门限控制信号应用于检测模块DET1以便根据特定的传输方向来调整相应的门限TH1、…、THN。因此，在任何给定的频率范围中，雷达单元RU可以在一个方向上是相对敏感的，而在另一方向上是不太敏感的。这能够有助于实现相对低的错误检测率。
图5图示了检测中频信号IF的频谱功率分布的例子。图5包括图示了中频频谱表示IFS1的图3的图形。在图5中图示的例子中，图4的检测模块DET1包括四个水平检测器，这暗示N=4。第一水平检测器接收包括样本1至4的、样本的第一个集合，其覆盖第一频率范围。第一水平检测器应用第一门限TH1以用于在第一频率范围内执行水平检测。第二水平检测器接收包括样本5至8的、样本的第二个集合，其覆盖第二频率范围。第二水平检测器应用第二门限TH2以用于在第二频率范围内执行水平检测。第三水平检测器接收包括样本9至12的、样本的第三个集合，其覆盖第三频率范围。第三水平检测器应用第三门限TH3以用于在该第三频率范围内执行水平检测。第四水平检测器接收包括样本13至16的、样本的第四个集合。第四水平检测器应用第四门限TH4以用于在第四频率范围内执行水平检测。
在上文关于图3中图示的中频频谱表示IFS1和图4中图示的检测模块DET1的描述同样地分别适用于附加的频谱表示IFS2和附加的检测模块DET2。在上文参考图5所描述的检测频谱功率分布的例子因此也可以适用于附加的频谱表示IFS2。
图2中图示的傅里叶变换模块FFT1和检测模块DET1主要可以用于当载波信号CW具有固定频率时检测接收信号RF的频谱功率分布。附加的傅里叶变换模块FFT2和附加的检测模块DET2主要可以用于当载波信号CW被频率调制时检测接收信号RF的频谱功率分布。这暗示傅里叶变换模块FFT1和检测模块DET1专用于提供速度信息，而附加的傅里叶变换模块FFT2和附加的检测模块DET2专用于提供距离信息。检测模块DET1可以仅当载波信号CW具有固定频率时是激活的以便检测结果的集合DR1与速度有关。附加的检测模块DET2可以仅当载波信号CW被频率调制时是激活的以便检测结果的附加的集合DR2与距离有关。这样的实施方案因此通过两个检测分支来表征：针对速度信息的检测分支和针对距离信息的检测分支。
由于以下原因，具有两个检测分支的实施方案可以是有利的。对提供速度信息来说是最佳的傅里叶变换模块不一定必须相同于或者甚至类似于对提供距离信息来说是最佳的傅里叶变换模块。例如，傅里叶变换模块能够针对特定应用通过布置该模块以便获得特定频率特性而被优化，其不一定必须为线性的。频率弯折(Frequency warping )能够被用来在特定范围内实现相对高的分辨率。在具有两个检测分支的实施方案中，如图2中所图示的那样，傅里叶变换模块FFT1能够被优化以用于提供速度信息，而附加的傅里叶变换模块FFT2能够被优化以用于提供距离信息。
假定载波信号CW具有10 GHz的固定频率（不存在频率调制）。在这种情况下，检测模块DET1可以在被包括在20 Hz与100 Hz之间的频率范围内执行水平检测，所述频率范围与对于正常地行走的行人来说是典型的速度范围相对应。检测模块DET1可以在被包括在100 Hz与500 Hz之间的频率范围内执行进一步的水平检测，所述频率范围与对于正常地骑自行车的人来说是典型的速度范围相对应。检测模块DET1可以在被包括在500 Hz与1 kHz之间的速度范围内执行又进一步的水平检测，所述速度范围与对于相对慢地驾驶机动车辆来说是典型的速度范围相对应。检测模块DET1可以在被包括在1kHz与2kHz之间的速度范围内执行又进一步的水平检测，所述速度范围与对于相对快地驾驶机动车辆来说是典型的速度范围相对应。
检测模块DET1可以将相应的门限TH1、…、THN应用于相应频率范围内的相应的水平检测，如在上文参考图4和5所解释的那样。因此，雷达单元RU能够被使得对于根据对象相对于雷达单元RU移动的速度来检测这个对象相对敏感或者相对不敏感。换句话说，雷达单元RU能够更加注重以特定速度相对于以另一特定速度移动的另一对象而移动的对象，这通过对这些相应的速度应用不同的门限来实现。
参考在上文呈现的例子，图1中图示的雷达单元RU1能够通过在被包括在500 Hz与2 kHz之间的频率范围内应用相对低的门限而相对容易地检测驾驶的机动车辆。通过在被包括在20 Hz与100 Hz之间的频率范围内应用相对高的门限，雷达单元RU1能够对行人和非机动车辆相对不敏感。相反地，通过在被包括在20 Hz与100 Hz之间的频率范围内应用相对低的门限，雷达单元RU3能够相对容易地检测正常行走的行人。通过在被包括在500 Hz与2 kHz之间的频率范围内应用相对高的门限，雷达单元RU3能够对驾驶的机动车辆相对不敏感。
现假定载波信号CW被频率调制。在这种情况下，中频频谱表示IFS1和附加的中频频谱表示IFS2提供如在上文所解释的距离信息。具有给定频率的相对大幅度的频谱分量指示对象的存在。所述频率指示对象相对于雷达单元RU的距离。频率越高，对象的距离越大。附加的检测模块DET2可以在对应于相应距离范围的相应频率范围内执行相应的水平检测。例如，参考图4，第一个水平检测器可以在相对接近于雷达单元RU的第一个距离范围内执行水平检测。第N个水平检测器可以在离雷达单元RU相对遥远的第N个距离范围内执行水平检测。
一般而言，由在给定距离处的对象的反射所引起的频谱分量具有随对象的距离的四次幂而减小的幅度。因此，雷达单元RU潜在地对相对接近于雷达单元RU的对象比对离雷达单元RU相对遥远的对象显著地更敏感。这能够导致不令人满意的检测特性：离雷达单元RU相对遥远的显著的对象可能未检测到，而相对接近于雷达单元RU的无关紧要的显著对象可能不必要地被检测到。
例如，假定蝴蝶相对接近于雷达单元RU，大约为数分米。蝴蝶可以产生具有相对大幅度的频谱分量，尽管蝴蝶具有相对小的反射表面，大约例如数平方分米。现假定汽车离雷达单元RU相对遥远，大约为数十米。汽车可以产生与由蝴蝶所产生的频谱分量的幅度可比的幅度。尽管事实是汽车具有显著更大的反射表面，大约例如数平方米。由汽车所产生的频谱分量的幅度甚至可能低于由蝴蝶所产生的幅度。
在载波信号CW被频率调制的情况下，雷达单元RU优选地应用均衡以获得说明前述的、幅度随距离的四次幂减小的检测特性。相对于具有相对低的频率的频谱分量，均衡放大了具有相对高的频率的频谱分量，所述相对高的频率由相对遥远的对象引起，所述相对低的频率由相对较近的对象引起。均衡可以具有与其中幅度在感兴趣的频率间隔内随着频率的四次幂而增加的频率响应相对的幅度。这在感兴趣的频率间隔内提供了完全均衡。通过其中幅度在较小程度上随着频率而增加的响应而实现的部分均衡也是可能的。
均衡(部分的或完全的)可以单独借助于接收滤波器FIL实现。例如，如果接收滤波器FIL展示了与其中幅度在感兴趣的频率间隔内随频率的四次幂而增加的频率响应相对的幅度，则完全均衡被实现。然而，这就动态范围而言可能具有不利的影响。例如，具有相对低的频率的频谱分量可以在模拟至数字转换器ADC的噪声水平下面有效地消失，或者具有相对高的频率的频谱分量可以有效地超载模拟至数字转换器ADC，或者两者。
假定附加的检测模块DET2专用于提供如在上文所提到的距离信息，则均衡可以至少部分地借助于这个模块来实现。均衡可以通过将相对高的门限应用于相对低的频率范围内的水平检测，以及通过将相对低的门限应用于相对高的频率范围内的水平检测来实现。例如，假定附加的检测模块DET2与图1中图示的检测模块DET1相对应。在这种情况下，附加的检测模块DET2 可以在相应频率范围内应用相应的门限TH1、…、THN，由此这些门限随着相应频率范围位于附加的中频频谱表示IFS2中更高的位置而增加。在这方面，应回顾一下，频率范围位于中频频谱中的位置越高，被发射的载波信号CW与接收信号RF之间的频率差越大。
部分地借助于接收滤波器FIL并部分地借助于附加的检测模块DET2来实现均衡可以是有利的。均衡的这样的分割比按原样将均衡集中在单个实体中可以允许更高的动态范围。例如，假定完全均衡应该被实现。在这种情况下，有可能布置接收滤波器FIL以便在与这个滤波器的频率响应相对的幅度中幅度在感兴趣的频率间隔内随着频率的二次幂而增加。附加的检测模块DET2应用的相应门限TH1、…、THN可以是这样的，即这些随着频率的二次幂而减小。在这样的实施方案中，接收滤波器FIL占完全均衡的一半，而附加的检测模块DET2占另一半。
定义针对附加的检测模块DET2的门限的方法可以为如下。在第一步骤中，至少部分地提供适当均衡的基本门限的集合被确定。每个频率范围将具有基本门限，所述基本门限低于较低频率范围的那些（若有的话），并且其高于较高频率范围的那些（若有的话）。也就是说，从最低频率范围开始，基本门限根据特定的均衡曲线单调地增加。在第二步骤中，提供适当均衡的基本门限可以被调整以便将更高或更低的重点放在与相应频率范围对应的相应距离范围上。也就是说，雷达单元RU能够被使得对于根据给定尺寸的对象相对于雷达单元RU的距离来确定所述对象更敏感或不太敏感。这个能够被认为是将检测曲线叠加在均衡曲线上。
控制模块CTM在检测模块DET1提供的检测结果的集合DR1和附加的检测模块DET2提供的检测结果的附加的集合DR2(若存在的话)的基础上定义至少一个照明控制动作，在下文中，假定像在上文所描述的那样，检测结果的集合DR1提供速度信息而检测结果的附加的集合DR2提供距离信息。将在下文中参考图1和2描述照明控制动作的各种例子。
例如，假定在雷达单元RU1中检测结果的集合DR1指示中频频谱表示IFS1在与对于相对慢地驾驶机动车辆来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限。在这种情况下，控制模块CTM可以接通灯杆LP1，其与雷达单元RU1关联并且被安排用于照亮快车道FTL。 为此目的，控制模块CTM可以提供引起接通灯杆LP1内的灯的控制信号CS。
现假定在雷达单元RU1中检测结果的集合DR1指示中频频谱表示IFS1在与对于相对快地驾驶机动车辆来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限。在这种情况下，控制模块CTM可以接通灯杆LP1并且可以附加地发出指示灯杆LP2应该被接通的消息MS。雷达单元RU1可以将这个消息MS经由通信接口CIF传送到系统控制器SCT。替换地，雷达单元RU1可以直接地将这个消息MS传送到灯杆LP2。在任何情况下，除了灯杆LP1之外，灯杆LP2被接通。这允许相对快的驾驶车辆比相对慢的驾车车辆看得远一些。
雷达单元RU的控制模块CTM因此可以实施控制策略，许多连续的灯杆由此被接通，所述灯杆包括雷达单元RU与其关联的灯杆。控制策略可以规定，检测模块DET1为其提供正的检测结果的频率范围越高，被激活的连续灯杆的数目越大。在这种情况下，车辆移动越快，所述车辆由于被接通的连续灯杆的较大数目而能够向前看得越远。
现假定在雷达单元RU1中检测结果的集合DR1指示中频频谱表示IFS1仅在与对于正常地骑自行车的人来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限。在这种情况下，控制模块CTM可以抑制接通与雷达单元RU1关联的并且被安排用于照亮快车道FTL的灯杆LP1。代替地，控制模块CTM可以发出指示灯杆LP3应该被接通的消息MS。雷达单元RU1可以将这个消息MS经由通信接口CIF传送到系统控制器SCT。替换地，雷达单元RU1可以直接地将这个消息MS传送到灯杆LP3。在任何情况下，灯杆LP3被接通，同时灯杆LP1保持不激活。这将激励骑自行车的人走慢车道STL而不是快车道FTL。在中频频谱表示IFS1仅在与对于正常行走的行人来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限的情况下，控制模块CTM可以应用类似的控制策略。这将同样地激励行人走慢车道STL。
与被安排用于照亮快车道的灯杆关联的雷达单元RU的控制模块CTM因此可以实施以下控制策略。在中频频谱表示IFS1在与对于应该走快车道的车辆来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限的情况下，控制模块CTM接通所述灯杆。在中频频谱表示IFS1在任何这样的频率范围内不超过门限的情况下，灯杆保持不激活。然而，如果门限在除对于应该走快车道FTL的车辆来说是典型的频率范围之外的任何频率范围内被超过，则控制模块CTM可以发出用于接通相对较近的灯杆的消息MS，所述相对较近的灯杆被安排用于照亮慢车道STL。
相反地，与被安排用于照亮慢车道的灯杆关联的雷达单元RU的控制模块CTM可以实施以下控制策略。在中频频谱表示IFS1在对于应该走慢车道的行人和车辆来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限的情况下，控制模块CTM接通所述灯杆。在中频频谱表示IFS1在任何这样的频率范围内不超过门限的情况下，灯杆保持不激活。然而，如果门限在除对于应该走慢车道的行人和车辆来说是典型的频率范围之外的任何频率范围内被超过，则控制模块CTM可以发出用于接通相对较近的灯杆的消息MS，所述相对较近的灯杆被安排用于照亮快车道。
控制模块CTM可以定义除仅接通或者断开灯杆之外的照明控制动作。例如，控制模块CTM可以根据检测模块DET1提供的检测结果的集合DR1来控制照明的时间变化。假定在雷达单元RU1中，检测结果的集合DR1指示中频频谱表示IFS1在与对于相对慢地驾驶机动车辆来说是典型的速度范围相对应的频率范围内超过门限。在这种情况下，控制模块CTM可以控制灯杆LP1以便存在由这个灯杆所提供的照明的强度的相对慢的增加。相反地，在门限在与对于快速驾驶机动车辆来说是典型的速度相对应的频率范围内被超过的情况下，控制模块CTM可以引起照明的强度的相对快的增加。
与灯杆关联的雷达单元RU的控制模块CTM因此可以实施以下控制策略。检测模块DET1为其提供正检测结果的频率范围越高，就被覆盖以从缺少照明开始达到照明的给定强度的时间段而言灯杆被接通越快。简言之，对象移动越快，灯杆被接通越快。
控制模块CTM可以在提供距离信息的检测结果的附加的集合DR2的基础上定义照明控制动作。例如，假定在灯杆中，检测结果的附加的集合DR2指示附加的中频频谱表示IFS2仅在相对高的频率范围内超过门限。这指示离灯杆相对遥远的对象的存在，而不存在相对接近于灯杆的显著对象。在这种情况下，控制模块CTM可以控制灯杆以使得照明的强度是相对低的。
现假定检测结果的附加的集合DR2指示附加的中频频谱表示IFS2在相对低的频率范围内超过门限。这指示相对接近于灯杆的对象的存在。在这种情况下，控制模块CTM可以控制该灯杆以使得照明的强度是相对高的。
控制模块CTM因此可以实施以下控制策略。附加的检测模块DET2为其提供正检测结果的频率范围越低，照明的强度越强。因此，对象越靠近，照明的强度越强。在对象是在给定的邻近区内的情况下，照明的强度可以在相对高的水平下保持恒定。
雷达单元RU的控制模块CTM可以进一步基于检测结果的集合DR1和检测结果的附加的集合DR2随时间推移的演变来定义照明控制动作和策略。随时间推移的这样的演变提供关于例如交通密度以及交通的类型的信息。例如，控制模块CTM可以确定在最近的时间间隔中检测结果的集合DR1针对相对高的频率范围具有相对频繁地包括的正检测结果。这指示机动车辆的相对高密度。在这种情况下，控制模块CTM可以控制灯杆以便该灯杆在已经被接通之后保持亮着达相对长的时间段。控制模块CTM希望在最近检测到的机动车辆之后不久按原样对后续机动车辆进行检测。这在交通密度相对高时防止灯杆被频繁地接通和断开，频繁地接通和断开将是无效率的，并且甚至可能被道路用户认为是恼人的。
现假定在最近的时间间隔中，检测结果的集合DR1具有相对很少包括的任何正检测结果。这指示相对低的交通密度。在这种情况下，控制模块CTM可以控制灯杆以便该灯杆在已被接通之后仅保持亮着达相对短的时间段。控制模块CTM希望在当前已被检测到的车辆不久之后按原样没有车辆将接踵而至。
控制模块CTM可以进一步对检测结果的集合DR1以及对检测结果的附加的集合DR2应用统计分析。控制模块CTM因此可以识别例如其中交通密度是典型地相对高的时间帧和其中交通密度是典型地相对低的时间帧。控制模块CTM可以应用统计分析以确定是功率高效率的照明控制策略。控制模块CTM同样可以应用统计分析以用于确定它形成其中一部分的雷达单元RU的灯杆被安排用于照亮慢车道还是被安排用于照亮快车道，还是被以其它的方式安排。因此，控制模块CTM能够使雷达单元RU自学习，该雷达单元RU与其关联的灯杆也一样。
例如，假定在观察的时间间隔上，检测模块DET1对于相对高的频率范围比对于相对低的频率范围提供了显著更多的正检测结果。在这种情况下，控制模块CTM能够按原样推断出灯杆被安排用于照亮快车道。相反地，如果检测模块DET1对于相对低的频率范围比对于相对高的频率范围提供了显著更多的正检测结果，则控制模块CTM能够推断出该灯杆被安排用于照亮慢车道。这是雷达单元RU通过对检测结果的集合DR1应用统计分析来自学习的例子。
控制模块CTM优选地包括控制超越（control override）子模块，通过所述控制超越子模块，用户能够独立于检测结果和附加的检测结果(若存在的话)来控制照明。例如，来自图1中图示的系统控制器SCT的命令可以激活该控制超越子模块。就控制超越发生在依赖于系统控制器SCT的所有雷达单元中的意义上来说所述命令可能是通用的，以便所有灯杆能够被手动地控制。就控制超越发生在特定区中的所有雷达单元中的意义上来说所述命令还可能是选择性的。这允许例如警察或应急服务在其中应急已发生的特定区中以最大功率接通所有灯杆。
结束语
在上文参考图的具体描述仅仅是被定义在权力要求中的本发明和附加特征的说明。本发明能够以许多不同的方式被实施。为了图示这个，一些替代方案被简要地指示。
在牵涉到基于雷达检测的照明的、许多类型的产品或方法中，本发明可以被应用来获利。街道照明仅仅是例子。作为另一例子，本发明可以在内部照明系统中被应用来获利。此外，应指出，针对各种类型的雷达检测，本发明可以被应用来获利。基于电磁波的传输的雷达检测仅仅是例子。作为另一例子，雷达检测可能是基于超声波的传输的。
此外，应指出，除多普勒雷达和FMCW之外的雷达检测的原理能够被使用(FMCW是频率调制连续波的首字母缩写词)。例如，距离能够使用脉冲雷达原理而不是FMCW原理来测量。所述脉冲雷达原理是基于检测脉冲的传输和脉冲的接收之间的延迟的。距离能够在这个延迟的基础上被计算。被接收到的脉冲能够以与在上文参考图2-5所描述的方式类似的方式经受频谱功率分布的检测。也就是说，速度信息以及距离信息能够从被接收到的脉冲提取到。
系统不一定必须包括电源和电源分配电缆来实施本发明。例如，每个雷达单元可以单独地借助于例如太阳能面板被通电，所述太阳能面板可以辅以电池。在这样的实施方案中，雷达单元可以以无线方式相互通信。
存在雷达单元能够检测频谱功率分布的许多方式。例如，参考图2，傅里叶变换模块FFT1可以被具有相应通带的一堆滤波器代替。每个滤波器通过经滤波的中频信号IFF的特定频谱部分。相应的频谱部分然后可以被应用于与图4中图示的检测模块DET1类似的一堆水平检测器，每个水平检测器由此接收特定的频谱部分。频谱功率分布还可以借助于模拟电路被检测，在这种情况下模拟至数字转换器是不必要的。这样的模拟实施方案可以包括后面是一堆模拟水平检测器的一堆模拟滤波器。
应进一步指出的是，频谱功率分布检测可以包括相对于频率范围内的多个门限的水平检测。也就是说，频谱功率分布检测不一定必须像图5中图示的那样是二元的。例如，图4中图示的检测模块DET1的水平检测器可以相对于两个门限(较低门限和较高门限)执行水平检测。在这种情况下，水平检测器可以提供能够具有三个值的检测结果：如果相关频率范围内不存在超过较低门限的分量则为第一个值，如果存在被包括在较低门限与较高门限之间的最强分量则为第二个值，以及如果存在超过较高门限的分量则为第三个值。控制模块CTM然后可以针对这三个检测结果值中的每一个应用不同的照明控制动作。
存在能够实施雷达单元的许多方式。例如，参考图2，附加的傅里叶变换模块FFT2和附加的检测模块DET2可能被免去。在这种情况下，检测模块DET1可以具有两个操作的模式：一个模式适应于在载波信号CW具有固定频率时提供速度信息，另一个模式适应于在载波信号CW被频率调制时提供距离信息。傅里叶变换模块FFT1也可以具有两个这样的操作的模式。取决于载波信号CW在频率上是固定的还是被频率调制，傅里叶变换模块FFT1和检测模块DET1然后替换地分别可以在一个或另一个模式下操作。
雷达单元可以有利地包括具有正交结构的中频信号处理路径，所述正交结构带有同相分支和正交分支。在这种情况下，雷达单元能够在被发射的载波信号与被接收到的其的反射之间的正和负的频率差之间进行区分。中频表示然后可以包括负频率半部分和正频率半部分。检测模块可以适应于在负半频率部分中的频率范围内执行水平检测，并且在正半部分中的对应频率范围内执行进一步的、单独的水平检测。不同的门限然后可以应用在这些频率范围内。因此，雷达单元然后能够对正以给定速度朝雷达单元移动的对象比正以相同速度移动远离雷达单元的对象更敏感，或者反之亦然。此外，控制模块可以适应于根据对象是朝雷达单元移动还是移动远离雷达单元来应用不同的照明控制动作。应进一步指出，雷达单元不一定必须具有如参考图2所描述的雷达单元中的为“零”的中频。原则上，雷达单元可以具有任何中频，或者甚至根本没有中频，这暗示直接检测的形式。
术语“雷达单元”应该在广义上理解。该术语包括能够发射信号和接收并处理被发射的所述信号的反射的任何实体。
一般而言，存在实施本发明的许多不同方式，不同的实施方案由此可以具有不同的拓扑。在任何给定拓扑中，单个模块可以执行若干个功能，或者若干个模块可以共同地执行单个功能。在这方面，图是非常图示性的。例如，参考图2，模拟至数字转换器ADC和可编程处理器PPR可以形成单个集成电路模块的一部分。
存在可以借助于硬件或软件或两者的组合来实施的许多功能。基于软件的实施方案的描述不排除基于硬件的实施方案，并且反之亦然。包括一个或多个专用电路以及一个或多个适当编程的处理器的混合实施方案也是可能的。例如，在上文参考图所描述的各种功能可以借助于一个或多个专用电路来实施，特定的电路拓扑由此定义特定的功能。
在上文做出的注解表明了参考图的具体描述是本发明的说明而不是限制。本发明能够以在所附权利要求的范围内的许多替换的方式来实施。落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变将被包括在它们的范围内。权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制权利要求。词“包括”不排除权利要求中列举的那些之外的其它元件或步骤的存在。在元件或步骤之前的词“一”或“一个”不排除多个这样的元件或步骤的存在。相应的从属权利要求定义相应的附加特征的简单事实不排除权利要求中反映的那些之外的附加特征的组合。

Claims (12)

1.一种照明系统(SLS)，其包括：
雷达装置(RU)，其被布置成发射信号(CW)并且检测接收信号(RF)的频谱功率分布，所述接收信号容许包括已被发射的信号的反射，由此所述雷达装置被布置成在与被发射的信号与所接收到的信号之间的相应频率差相对应的相应频率范围(FR1, …, FRN)内执行相应的水平检测(LD1, …, LDN)，并且由此所述雷达装置被布置成将相应的门限(TH1, …, THN)应用于相应频率范围内的相应的水平检测；以及
控制装置(SCT, CTM)，其被布置成根据在所述相应频率范围内的所述相应的水平检测来控制照明。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述控制装置(SCT, CTM)被布置成根据已被检测到的所述频谱功率分布来控制所述照明的以下属性中的至少一个：所述照明覆盖的面积、所述照明的强度以及所述照明的时间变化。
3.根据权利要求1所述的照明系统，包括：
被安排用于照亮慢车道(STL)的至少一个灯(LP3)，以及被安排用于照亮快车道(FTL)的至少一个灯(LP1)；并且其中
所述控制装置(SCT, CTM)被布置成如果与低的频率差相对应的频率范围内的水平检测指示所述频谱功率分布超过该频率范围内的门限则激活被安排用于照亮所述慢车道的至少一个灯，并且布置成在与高的频率差相对应的频率范围内的水平检测指示所述频谱功率分布超过该频率范围内的门限的情况下激活被安排用于照亮所述快车道的至少一个灯。
4.根据权利要求1所述的照明系统，包括：
被安排用于照亮车道(FTL)的相应部分的相应灯(LP1, LP2)；并且其中
所述控制装置(SCT, CTM)被布置成激活许多连续的灯(LP1, LP2)，由此其中水平检测指示所述频谱功率分布超过频率范围内的门限的该频率范围越高，被激活的连续的灯的数目越大。
5.根据权利要求1所述的照明系统，其中：
所述控制装置(SCT, CTM)被布置成根据在所述相应频率范围(FR1, …, FRN)内的所述相应的水平检测(LD1, …, LDN)来控制所述照明的时间变化。
6.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述雷达装置(RU)包括射束成形装置以便将被发射的信号(CW)的功率集中在特定方向上，所述雷达装置被布置成依赖于被发射的信号的功率被集中在其上的所述特定方向来调整所述相应的门限(TH1, …, THN)。
7.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述雷达装置(RU)包括被布置成提供所述接收到的信号(RF)的频域表示（IFS1）的傅里叶变换模块(FFT1)，以及被布置成从所述频域表示中检测所述接收到的信号的频谱功率分布的检测模块(DET1)。
8.根据权利要求1所述的照明系统，包括：
一组照明模块(LP1-LP4)；并且其中
所述雷达装置(RU)包括与相应的照明模块关联的相应的雷达模块(RU1-RU4)，雷达模块被布置成单独地发射信号(CW)并且单独地检测接收信号(RF)的频谱功率分布，所述接收信号容许包括已被发射的信号的反射；并且
所述控制装置(SCT, CTM)包括与相应的照明模块关联的相应的控制模块，控制模块(CTM)被布置成控制所述控制模块与其关联的所述照明模块和至少一个其它的照明模块。
9.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述雷达装置(RU)被布置以便被发射的信号(CW)至少暂时地是经频率调制的载波。
10.根据权利要求9所述的照明系统，其中所述相应的门限(TH1, …, THN)随着所述相应的频率范围(FR1, …, FRN)与被发射的信号(CW)与所述接收到的信号(RF)之间的更大的频率差相对应而减小。
11.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述控制装置(SCT, CTM)包括控制超越模块，通过所述控制超越模块，用户能够独立于所述接收到的信号(RF)的已被检测到的频谱功率分布来控制所述照明。
12.一种控制照明系统的方法，所述照明系统包括：
雷达装置(RU)，其被布置成发射信号(CW)并且检测接收信号(RF)的频谱功率分布，所述接收信号容许包括已被发射的信号的反射，由此所述雷达装置被布置成在与被发射的信号与所接收到的信号之间的相应频率差相对应的相应频率范围(FR1, …, FRN)内执行相应的水平检测(LD1, …, LDN)，
所述方法包括：
检测控制步骤，其中频谱功率分布检测包括相对于相应频率范围内的相应的门限(TH1, …, THN)的相应的水平检测；以及
照明控制步骤，其中照明根据在所述相应频率范围内的所述相应的水平检测被控制。
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