DE102010032761A1 - Method for controlling controller for lighting system, involves detecting position or state of motion of person by using depth sensor camera - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage, eine Steuerung für eine Beleuchtungsanlage und eine Beleuchtungsanlage.The invention relates to a method for controlling a lighting system, a controller for a lighting system and a lighting system.
Es sind Beleuchtungsanlagen bekannt, bei denen mittels eines Bewegungsmelders die Anwesenheit einer Person in einem von dem Bewegungsmelder erfassten Bereich festgestellt wird, sodass ein Leuchtmittel der Beleuchtungsanlage bei Anwesenheit einer Person in dem überwachten Bereich eingeschaltet wird.There are lighting systems are known in which by means of a motion detector, the presence of a person detected in an area detected by the motion detector, so that a light source of the lighting system is switched on in the presence of a person in the monitored area.
Eine Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage anzugeben, bei dem ein oder mehrere Leuchtmittel automatisch bedarfsgerecht und energiesparend eingesetzt werden. Weiterhin sollen eine für das Verfahren geeignete Steuerung für eine Beleuchtungsanlage und eine Beleuchtungsanlage mit einer solchen Steuerung angegeben werden, die sich insbesondere durch eine einfache Bedienung auszeichnen.One object is to provide an improved method for controlling a lighting system in which one or more lamps are automatically used as needed and energy-saving. Furthermore, a suitable for the process control for a lighting system and a lighting system are to be specified with such a control, which are characterized in particular by a simple operation.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage, eine Steuerung für eine Beleuchtungsanlage und eine Beleuchtungsanlage gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are achieved by a method for controlling a lighting system, a control for a lighting system and a lighting system according to the independent patent claims. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims.
Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage angegeben, die mindestens ein Leuchtmittel umfasst. Bei dem Leuchtmittel kann es sich um eine beliebige Lichtquelle wie beispielsweise eine Glühlampe, eine Halogenlampe oder eine LED-Lichtquelle handeln. Vorzugsweise umfasst die Beleuchtungsanlage mehrere Leuchtmittel.The invention relates to a method for controlling a lighting system, which comprises at least one light source. The lighting means may be any light source such as an incandescent lamp, a halogen lamp or an LED light source. Preferably, the lighting system comprises a plurality of lighting means.
Die Beleuchtungsanlage kann zur Beleuchtung eines beliebigen vorgegeben Bereichs innerhalb oder außerhalb eines Gebäudes vorgesehen sein. Insbesondere ist die Beleuchtungsanlage zur Beleuchtung eines Raumes vorgesehen, in dem sich eine oder mehrere Personen aufhalten können. Bei dem Raum kann es sich um einen Raum in einem privaten Gebäude, einem öffentlichen Gebäude oder einem gewerblich genutzten Gebäude handeln, beispielsweise um einen Wohnraum, ein Büro oder ein Hotelzimmer.The lighting system can be provided to illuminate any given area inside or outside a building. In particular, the lighting system is provided for illuminating a room in which one or more persons may be present. The room may be a room in a private building, a public building or a commercial building, such as a living room, office or hotel room.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage wird die Position und/oder der Bewegungszustand einer Person mittels einer Tiefensensor-Kamera erfasst und das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit von der erfassten Position und/oder dem Bewegungszustand der Person gesteuert.According to one embodiment of the method for controlling a lighting installation, the position and / or the movement state of a person is detected by means of a depth sensor camera and the at least one lighting means is controlled as a function of the detected position and / or the state of movement of the person.
Tiefensensor-Kameras sind an sich bekannte Kamerasysteme, die im Gegensatz zu einer herkömmlichen Kamera zu jedem Bildpunkt auch die Entfernung des in dem Bildpunkt abgebildeten Objekts ermitteln. Dazu wird der von der Tiefensensor-Kamera überwachte Raum zum Beispiel mittels eines Lichtpulses ausgeleuchtet und von der Kamera für jeden Bildpunkt die Zeit gemessen, die das Licht bis zum Objekt und wieder zurück braucht. Die benötigte Zeit ist dabei direkt proportional zur Distanz. Da die Entfernung jedes Bildpunkts auf diese Weise mit einem Laufzeitverfahren (englisch: time of flight, TOF) gemessen wird, sind derartige Tiefensensor-Kameras auch unter der Bezeichnung TOF-Kamera bekannt.Depth sensor cameras are camera systems known per se, which, in contrast to a conventional camera, also determine the distance of the object imaged in the pixel for each pixel. For this purpose, the space monitored by the depth sensor camera is illuminated, for example, by means of a light pulse, and the camera measures, for each pixel, the time required for the light to reach the object and back again. The time required is directly proportional to the distance. Since the distance of each pixel is measured in this way with a time of flight method (TOF), such depth sensor cameras are also known as the TOF camera.
Eine derartige Tiefensensor-Kamera hat gegenüber herkömmlichen Bewegungssensoren den Vorteil, dass sie nicht nur die Anwesenheit einer Person in einem überwachten Raum detektieren kann, sondern auch die Position der Person innerhalb des Raumes detektieren und deren Bewegungszustand ermitteln kann. Das Erkennen von Personen und deren Bewegungen kann durch eine Bildverarbeitung des Signals der Tiefensensorkamera erfolgen, wobei die Bildverarbeitung eine optische Mustererkennung umfasst. Mittels der Tiefensensor-Kamera kann also erfasst werden, ob und wo sich eine Person im Raum befindet, und ob diese ruht oder in Bewegung ist. Diese von der Tiefensensor-Kamera erfassten Daten werden bei dem Verfahren vorteilhaft zur Steuerung der Beleuchtungsanlage genutzt.Such a depth sensor camera has the advantage over conventional motion sensors that it can not only detect the presence of a person in a monitored room, but also detect the position of the person within the room and determine their state of motion. The recognition of persons and their movements can take place by an image processing of the signal of the depth sensor camera, the image processing comprising an optical pattern recognition. By means of the depth sensor camera can thus be detected, whether and where a person is in the room, and whether it is resting or in motion. These data acquired by the depth sensor camera are advantageously used in the method for controlling the lighting system.
Bei einer Ausführungsform wird das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit von der erfassten Position der Person gesteuert. Beispielsweise ist es möglich, dass mittels des mindestens einen Leuchtmittels jeweils der Bereich eines Raumes ausgeleuchtet wird, in dem sich die Person gerade aufhält. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Beleuchtungsanlage mehrere Leuchtmittel aufweist, wobei jeweils diejenigen Leuchtmittel eingeschaltet werden, die den Bereich des Raumes ausleuchten, in dem sich die Person gerade befindet. Alternativ kann auch ein Leuchtmittel eingesetzt werden, dessen Abstrahlcharakteristik mittels der Steuerung der Beleuchtungsanlage veränderbar ist, beispielsweise ein automatisch ansteuerbarer Strahler oder eine LED-Lichtquelle, bei der einzelne LEDs zu- oder abgeschaltet werden können.In one embodiment, the at least one lighting means is controlled in dependence on the detected position of the person. For example, it is possible for the area of a room in which the person is currently staying to be illuminated by means of the at least one luminous means. This can be done, for example, such that the lighting system has a plurality of lighting means, in each case those bulbs are turned on, illuminate the area of the room in which the person is currently located. Alternatively, it is also possible to use a luminous means whose emission characteristic can be changed by means of the control of the lighting system, for example an automatically controllable radiator or an LED light source in which individual LEDs can be switched on or off.
Auf diese Weise kann insbesondere erreicht werden, dass genau diejenigen Teile eines Raumes ausgeleuchtet werden, in denen eine Beleuchtung benötigt wird.In this way it can be achieved in particular that exactly those parts of a room are illuminated, in which a lighting is needed.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit von dem erfassten Bewegungszustand der Person gesteuert. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass bei der Erfassung einer ruhenden Person nur der Bereich des Raumes ausgeleuchtet wird, in dem sich die ruhende Person befindet und/oder das mindestens eine Leuchtmittel gedimmt oder ausgeschaltet wird. Wenn sich die Person dagegen im Raum bewegt, wird beispielsweise der gesamte Raum ausgeleuchtet und/oder die Helligkeit der Leuchtmittel durch einen Betrieb mit höherer Leistung erhöht.In a further embodiment of the method, the at least one lighting means is controlled as a function of the detected movement state of the person. This can be, for example be made such that when detecting a person at rest only the area of the room is illuminated in which the person is at rest and / or the at least one light source is dimmed or turned off. In contrast, when the person moves in the room, for example, the entire room is illuminated and / or the brightness of the bulbs is increased by a higher power operation.
Insbesondere ist es möglich, das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Bewegung der Person zu steuern. Wenn beispielsweise in einem Hotelflur bei gedimmter oder ausgeschalteter Beleuchtung Bewegungen detektiert werden, kann das Licht automatisch eingeschaltet oder die Helligkeit erhöht werden. Wenn plötzlich schnelle Bewegungen detektiert werden, beispielsweise durch rennende Personen, kann beispielsweise automatisch eine Notfallbeleuchtung aktiviert werden, welche die Wege zu den Notausgängen weist.In particular, it is possible to control the at least one lighting means as a function of the speed of movement of the person. If, for example, movements are detected in a hotel corridor with dimmed or switched off lighting, the light can be switched on automatically or the brightness can be increased. If suddenly rapid movements are detected, for example by running people, for example, an emergency lighting can be automatically activated, which points the routes to the emergency exits.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit von Gesten der Person gesteuert. Insbesondere kann das Bild der Tiefensensor-Kamera in Echtzeit mittels einer Bildverarbeitungs-Software ausgewertet werden, wobei mittels einer optischen Mustererkennung bestimmte Gesten einer Person als Steuersignale für die Beleuchtungsanlage erkannt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Deckenbeleuchtung eingeschaltet wird, wenn eine Person beispielsweise einen Arm senkrecht zur Decke streckt. Eine solche Erkennung von Gesten mittels der Tiefensensor-Kamera der Sensoreinheit ermöglicht es, dass die Beleuchtungsanlage von einer Person ohne die Bedienung von Schaltern steuerbar ist.In a further embodiment of the method, the at least one lighting means is controlled in dependence on gestures of the person. In particular, the image of the depth sensor camera can be evaluated in real time by means of an image processing software, wherein by means of an optical pattern recognition certain gestures of a person are recognized as control signals for the lighting system. For example, it is conceivable that the ceiling lighting is turned on, for example, when a person stretches an arm perpendicular to the ceiling. Such recognition of gestures by means of the depth sensor camera of the sensor unit makes it possible for the lighting system to be controlled by a person without the use of switches.
Das Steuern des mindestens einen Leuchtmittels der Beleuchtungsanlage kann insbesondere ein Ein- oder Ausschalten des mindestens einen Leuchtmittels in Abhängigkeit von der Position und/oder dem Bewegungszustand der Person umfassen. Beispielsweise kann ein Leuchtmittel in dem Bereich eines Raumes, in dem sich die Person gerade aufhält, eingeschaltet werden, während andere Leuchtmittel in Bereichen eines Raumes, in denen sich die Person gerade nicht aufhält, automatisch ausgeschaltet werden. Auf diese Weise kann eine Beleuchtungsanlage realisiert werden, bei der die Leuchtmittel automatisch nur dort betrieben werden, wo momentan eine Beleuchtung erforderlich ist. Auf diese Weise reduziert sich der Stromverbrauch der Beleuchtungsanlage vorteilhaft.The controlling of the at least one luminous means of the lighting system may in particular comprise switching on or off the at least one luminous means as a function of the position and / or the state of movement of the person. For example, a light source in the area of a room in which the person is currently staying can be switched on, while other light sources in areas of a room in which the person is not currently staying are automatically switched off. In this way, a lighting system can be realized in which the lamps are automatically operated only where currently lighting is required. In this way, the power consumption of the lighting system is reduced advantageously.
Die Steuerung des mindestens einen Leuchtmittels ist nicht notwendigerweise auf ein Ein- oder Ausschalten des Leuchtmittels beschränkt. Vielmehr kann die Steuerung des mindestens einen Leuchtmittels insbesondere eine Variation der Helligkeit und/oder der Farbe des Leuchtmittels umfassen. Beispielsweise ist es denkbar, die Helligkeit der Beleuchtung an die Position und/oder den Bewegungszustand der Person anzupassen. Zum Beispiel ist es denkbar, dass das Licht gedimmt wird, wenn eine ruhende Person auf einem Sofa detektiert wird.The control of the at least one luminous means is not necessarily limited to switching the illuminant on or off. Rather, the control of the at least one luminous means may in particular comprise a variation of the brightness and / or the color of the luminous means. For example, it is conceivable to adapt the brightness of the illumination to the position and / or the state of motion of the person. For example, it is conceivable that the light is dimmed when a dormant person is detected on a sofa.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das mindestens eine Leuchtmittel in Abhängigkeit mindestens eines weiteren Parameters gesteuert, der von mindestens einem weiteren Sensor erfasst wird. Bei dieser Ausgestaltung umfasst die Beleuchtungsanlage vorteilhaft eine Sensoreinheit, die zusätzlich zu der Tiefensensor-Kamera mindestens einen weiteren Sensor enthält.In a further embodiment of the method, the at least one lighting means is controlled as a function of at least one further parameter, which is detected by at least one further sensor. In this embodiment, the lighting system advantageously comprises a sensor unit, which contains at least one further sensor in addition to the depth sensor camera.
Der mindestens eine weitere Parameter kann insbesondere ein akustisches Signal sein. Zur Erfassung des akustischen Signals kann die Sensoreinheit ein Mikrofon als weiteren Sensor enthalten. Das akustische Signal kann zum Beispiel die menschliche Sprache sein. Insbesondere kann die Steuerung der Beleuchtungsanlage zur Erkennung gesprochener Worte eingerichtet sein. Die Steuerung kann dazu mit einer an sich bekannten Spracherkennungssoftware ausgerüstet sein. Dies ermöglicht es beispielsweise einer Person, die Beleuchtungsanlage mittels diverser Sprachbefehle wie z. B. ”Licht an” zu steuern, ohne dass dazu die Bedienung von Schaltern nötig wäre.The at least one further parameter may in particular be an acoustic signal. For detecting the acoustic signal, the sensor unit may include a microphone as another sensor. The acoustic signal may be, for example, the human language. In particular, the control of the lighting system can be set up to recognize spoken words. The controller can be equipped with a per se known speech recognition software. This allows, for example, a person, the lighting system by means of various voice commands such. To control "light on", without the need to operate switches.
Bei dem akustischen Signal, das zur Steuerung der Beleuchtungsanlage von einem Mikrofon erfasst wird, kann es sich auch um das Geräusch eines technischen Geräts handeln. Auf diese Weise kann beispielsweise automatisch eine beim Betrieb des technischen Geräts gewünschte Beleuchtungssituation eingestellt werden. Zum Beispiel ist es denkbar, dass ein gedimmtes Licht eingestellt wird, wenn der Betrieb eines Fernsehgeräts akustisch mittels eines Mikrofons und/oder optisch mittels der Tiefensensor-Kamera erfasst wird.The acoustic signal detected by a microphone to control the lighting system may also be the sound of a technical device. In this way, for example, a desired during operation of the technical device lighting situation can be automatically adjusted. For example, it is conceivable that a dimmed light is adjusted when the operation of a television set is detected acoustically by means of a microphone and / or optically by means of the depth sensor camera.
Bei weiteren Ausgestaltungen ist der mindestens eine weitere Parameter, der zur Steuerung des mindestens einen Leuchtmittels herangezogen wird, die Umgebungshelligkeit, die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit. Um mindestens einen dieser Parameter zu messen, umfasst die Sensoreinheit vorzugsweise einen Helligkeitssensor, einen Temperatursensor und/oder einen Feuchtigkeitssensor.In further embodiments, the at least one further parameter which is used to control the at least one luminous means is the ambient brightness, the temperature or the air humidity. In order to measure at least one of these parameters, the sensor unit preferably comprises a brightness sensor, a temperature sensor and / or a moisture sensor.
Beispielsweise kann ein Helligkeitssensor dazu vorgesehen sein, die Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels in Abhängigkeit des von außen in einen Raum einfallenden Tageslichts zu steuern. Insbesondere kann die Helligkeit des Leuchtmittels automatisch erhöht werden, wenn sich die Helligkeit des in den Raum einfallenden Tageslichts aufgrund von Bewölkung oder der eintretenden Dämmerung verringert, oder verringert werden, wenn sich die Helligkeit des in den Raum einfallenden Tageslichts erhöht.For example, a brightness sensor can be provided to control the brightness of the at least one light-emitting means as a function of the daylight falling from outside into a room. In particular, the brightness of the luminous means can be automatically increased when the brightness of the incident daylight in the room due to cloudiness or the incoming twilight decreases or decreases as the brightness of the daylight entering the room increases.
Die hierin beschriebene Steuerung für eine Beleuchtungsanlage umfasst vorzugsweise eine Sensoreinheit mit mindestens einer Tiefensensor-Kamera, die dazu geeignet ist, die Position und/oder den Bewegungszustand einer Person zu erfassen, und eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, eines oder mehrere Leuchtmittel in Abhängigkeit von der mittels der Sensoreinheit erfassten Position und/oder des Bewegungszustands der Person zu steuern.The illumination system controller described herein preferably comprises a sensor unit having at least one depth sensor camera adapted to detect the position and / or state of motion of a person, and a control unit adapted to control one or more illuminants to control the detected by means of the sensor unit position and / or the state of motion of the person.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Sensoreinheit mindestens einen weiteren Sensor. Wie bereits bei der Beschreibung des Verfahrens zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage beschrieben, kann es sich bei dem mindestens einen weiteren Sensor insbesondere um ein Mikrofon, einen Temperatursensor, einen Helligkeitssensor oder einen Feuchtigkeitssensor handeln. Wenn die Sensoreinheit einen Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor enthält, kann zusätzlich zu der Beleuchtungsanlage vorteilhaft eine Heizungs- und/oder Klimaanlage mittels der Steuerung gesteuert werden.In a preferred embodiment, the sensor unit contains at least one further sensor. As already described in the description of the method for controlling a lighting installation, the at least one further sensor can be in particular a microphone, a temperature sensor, a brightness sensor or a moisture sensor. If the sensor unit includes a temperature and / or humidity sensor, in addition to the lighting system, a heating and / or air conditioning system can advantageously be controlled by the controller.
Als Temperatursensor kann die Sensoreinheit insbesondere eine Infrarotkamera aufweisen. Diese kann vorteilhaft die Temperaturverteilung im Raum erfassen, wobei Wärme- oder Kältequellen erkannt werden. Das Signal der Infrarotkamera kann vorteilhaft zusätzlich zur optischen Musterkennung zur Erfassung von Personen anhand ihrer Wärmeabstrahlung ausgewertet werden.As a temperature sensor, the sensor unit may in particular comprise an infrared camera. This can advantageously detect the temperature distribution in the room, with heat or cold sources are detected. The signal of the infrared camera can advantageously be evaluated in addition to the optical pattern recognition for the detection of persons based on their heat radiation.
Eine Beleuchtungsanlage gemäß der Erfindung umfasst die zuvor beschriebene Steuerung und mindestens ein Leuchtmittel, vorzugsweise mehrere Leuchtmittel.A lighting system according to the invention comprises the control described above and at least one lighting means, preferably a plurality of lighting means.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den
Es zeigen:Show it:
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.Identical or equivalent components are each provided with the same reference numerals in the figures. The components shown and the size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale.
Die in
Die Sensoreinheit
Zusätzlich zu der Tiefensensor-Kamera
Als weiteren Sensor kann die Sensoreinheit
Es ist weiterhin möglich, dass die Sensoreinheit
Zusätzlich oder alternativ ist es aber auch möglich, dass die Messsignale des Temperatursensors
Vorzugsweise ist der Temperatursensor
Dies Messung der räumlichen Temperaturverteilung mittels einer in die Beleuchtungsanlage
In
Die Tiefensensor-Kamera
Bei dem Ausführungsbeispiel enthält der Raum
Die Leuchtmittel
Es ist auch möglich, dass die Tiefensensor-Kamera
Zusätzlich zu der Tiefensensor-Kamera
Als weiterer Sensor kann in dem Raum
Es ist auch denkbar, dass mit dem Mikrofon
Als weiteren Sensor kann die Sensoreinheit insbesondere einen Helligkeitssensor
Als weitere Sensoren kann die Beleuchtungseinheit beispielsweise einen Temperatursensor
Es ist auch denkbar, dass die Leuchtmittel
Bei dem Temperatursensor
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.
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Effective date: 20120623 |