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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Lichtfarbe des von einer Leuchte abgegebenen Lichts sowie ein Beleuchtungssystem mit einer solchen Vorrichtung. Die Erfindung betrifft insbesondere die automatische Anpassung der Lichtfarbe an einen Wechsel von zu beleuchtenden Objekten.
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Bei vielen Anwendungen hängt die Wahl der Lichtfarbe von dem zu beleuchtenden Objekt ab. So sollen die Farben von in Geschäften angebotenen Waren durch die Beleuchtung hervorgehoben werden, wobei bei Waren mit vermehrt roten Farben eine Beleuchtung mit einer warmen Lichtfarbe gewählt wird und bei Waren mit vielen Blautönen dagegen eine kalte Lichtfarbe bevorzugt wird.
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Mit Leuchten, welche eine stufenweise oder stufenlose Änderung der Lichtfarbe des von ihr abgegebenen Lichts erlauben, kann die Beleuchtung an ein neues Sortiment oder an eine neue Anordnung der Waren manuell oder automatisch angepasst werden.
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Die
W02014/016730A2 offenbart ein solches automatisches Beleuchtungssystem, bei dem die Farbe und Form des zu beleuchtenden Objekts mittels Sensoren erfasst wird und eine Steuereinrichtung das Objekt auf der Grundlage der erfassten Farbe und Form identifiziert und die Lichtfarbe der das Objekt anstrahlenden Leuchte entsprechend dem identifizierten Objekt steuert. Die Genauigkeit bei der Wahl der zu setzenden Lichtfarbe hängt bei dem in der
W02014/016730 A2 offenbarten Beleuchtungssystem von der korrekten Identifizierung des Objekts ab. Zudem müssen Informationen zur Identifizierung aller, für eine Beleuchtung in Frage kommenden Objekte bereitgestellt werden. Die Erfassung und Auswertung verschiedener Objektmerkmale machen das System komplex und teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtung und Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Lichtfarbe des von einer Leuchte abgegebenen Lichts sowie ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, die in einfacher und günstiger Weise eine automatische Anpassung der Lichtfarbe an das zu beleuchtende Objekt erlauben.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zumindest einen Farbsensor und eine Steuereinrichtung auf, wobei der Farbsensor ein Farbsignal von zumindest einem von der Leuchte beleuchteten Zielobjekt erzeugt und die Steuereinrichtung einem Farbwert des Farbsignals eine Lichtfarbe zuordnet und die Leuchte auf der Grundlage der zugeordneten Lichtfarbe steuert. Die Steuereinrichtung ist dabei dazu ausgelegt, die Anwesenheit eines Fremdobjekts im Erfassungsbereich des Farbsensors auf der Grundlage einer Änderung des Farbsignals zu bestimmen und eine Änderung der Lichtfarbe zu unterdrücken, wenn die Anwesenheit eines Fremdobjekts bestimmt wurde.
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Somit ist eine genaue Identifizierung des Zielobjekts nicht nötig. Die Lichtfarbe wird automatisch einer Änderung der Farbe des Zielobjekts angepasst, wobei Farbänderungen von im Erfassungsbereich temporär befindlichen Fremdobjekten nicht berücksichtigt werden.
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Zielobjekte können in Regalen oder auf Tischen platzierte Waren und Fremdobjekte, Personen und/oder Einkaufswagen sein.
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Der Farbsensor kann ein kostengünstiger nicht-bildgebender Farbsensor sein.
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Farbänderungen von geringer Zeitdauer deuten auf sich im Erfassungsbereich temporär aufhaltende Personen und können unterdrückt bzw. herausgefiltert werden.
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Alternativ oder zusätzlich können Farbänderungen, welche über eine längere Zeitdauer bestand haben und beispielsweise von in einem Regal oder auf einem Tisch neu positionierter Ware verursacht worden sind, bei der Steuerung bzw. Regelung der Lichtfarbe berücksichtigt werden. Hierzu kann die Steuereinrichtung bestimmen, ob für eine vorgegebene Zeitdauer keine weiteren Farbwertänderungen vorliegen oder die Farbwertänderungen während der Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert nicht übersteigen.
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Die Zeitdauer und/oder der Schwellenwert können vom Hersteller oder Nutzer eingegeben und gespeichert werden. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung die Zeitdauer und/oder den Schwellenwert automatisch in Abhängigkeit von der Tageszeit und/oder dem Wochentag setzen.
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Die Genauigkeit der Filterung kann erhöht werden, wenn die individuelle Farbänderung, welche in dem Erfassungsbereich befindliche oder eintretende Fremdobjekte verursachen, bekannt ist. Diese von beispielsweise Personen mit und ohne Einkaufwagen verursachten Änderungen können für eine erneute Erfassung gespeichert und/oder an Vorrichtungen, die einen benachbarten Erfassungsbereich überwachen bzw. beleuchten, übermittelt werden.
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Hierfür kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, Fremdobjekte, wie Personen oder Personengruppen, mit unterschiedlichen Farben und/oder Farbmustern als Fremdobjekte auf der Grundlage des Farbsignals zu identifizieren, wobei einer Personen oder Personengruppe ein bestimmter Farbwert und/oder eine oder mehrere bestimmte Farbwertänderungen zugeordnet sind.
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Die Genauigkeit der Filterung kann weiter erhöht werden, wenn die Bewegung der Fremdobjekte bezüglich der Erfassungsbereiche erkannt oder vorhergesagt wird. Die Vorrichtung kann hierfür zumindest einen zweiten Farbsensor oder eine Einrichtung zum Empfangen eines von einem zweiten Farbsensor erzeugten Farbsignals aufweisen, wobei der Erfassungsbereich des ersten Farbsensors und der Erfassungsbereich des zweiten Farbsensors zumindest teilweise unterschiedlich sind und die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die Bewegung einer Person oder Personengruppe auf der Grundlage des zeitlichen Auftretens eines Farbwerts und/oder einer Farbwertänderung in den Erfassungsbereichen zu ermitteln.
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Zusätzlich kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, jeder identifizierten Person oder Personengruppe einen eindeutigen Namen zuzuordnen.
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Ein Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus zumindest zwei Leuchten, wobei jede Leuchte eine der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Steuern der Lichtfarbe des von der Leuchte abgegebenen Lichts aufweist und die Steuereinrichtung der einen Leuchte dazu ausgelegt ist, den Namen und/oder eine Information zur Identifikation der dem Namen zugeordneten Person bzw. Personengruppe an die andere Leuchte zu übermitteln.
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Die Identifikationsinformation kann den Farbwert und/oder die Farbwertänderungen anzeigen, wobei jede Leuchte dazu ausgelegt ist:
- - den übermittelten Namen und die übermittelte Identifikationsinformation zu speichern,
- - bei einer Identifizierung einer Person bzw. Personengruppe im Erfassungsbereich auf der Grundlage der gespeicherten Identifikationsinformation zu bestimmen, ob der Person bzw. Personengruppe bereits ein Name zugeordnet ist,
- - der Person bzw. Personengruppe einen eindeutigen Namen zuzuordnen und diesen zusammen mit der Identifikationsinformation an die andere Leuchte (S1..S4) zu übermitteln, wenn der Person noch kein Name zugeordnet ist, und
- - den bereits zugeordneten bzw. den neuen Namen an die Ermittlungseinrichtung zu übermitteln.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern der Lichtfarbe des von zumindest einer Leuchte abgegebenen Lichts die Schritte:
- - Erzeugen eines Farbsignals mit einem Farbsensor von zumindest einem von der Leuchte beleuchteten Zielobjekt,
- - Zuordnen einer Zielobjekt-Lichtfarbe zu einem von dem Farbsignal angezeigten Farbwert, und
- - Steuern der Lichtfarbe des von der Leuchte abgegebenen Lichts auf der Grundlage der Zielobjekt-Lichtfarbe auf, wobei eine Änderung der Lichtfarbe unterdrückt wird bzw. nicht erfolgt, wenn die Anwesenheit eines Fremdobjekts im Erfassungsbereich des Farbsensors auf der Grundlage einer Änderung des Farbsignals ermittelt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Leuchte nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 ein Beleuchtungssystem nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 3 eine Steuerungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, und
- 4 ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung des Verfahrens.
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Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine Leuchte L mit einem Farbsensor S, die ein Objekt O (Zielobjekt) anstrahlt. Die Farbe des von der Leuchte L abgegebenen Lichts ist entsprechend der Farbe des Objekts O, welche mittels dem Farbsensor S ermittelt wird, automatisch gewählt. Die Wahl der Lichtfarbe kann mittels einer Tabelle oder einer Formel, die jeder ermittelten Objektfarbe eine Lichtfarbe zuordnet, erfolgen. Die Tabelle und die Formel können vom Hersteller oder Nutzer vorgegeben werden.
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Der Farbsensor 1 ist in dem gezeigten Beispiel in der Leuchte L integriert und im Bereich des Lichtaustritts der Leuchte L so angeordnet, dass der Erfassungsbereich E des Farbsensors S sich mit dem Ausleuchtungsbereich der Leuchte deckt. Der Farbsensor S kann ein nicht-bildgebender Sensor sein, der seinen Erfassungsbereich E abtastet und ein entsprechendes Farbsignal, das einen momentanen Farbwert für die Farben Rot, Grün und Blau anzeigt, ausgibt. Der ausgegebene Farbwert hängt dabei von der Farbe oder dem Farbmuster des Objekts O und dessen im Erfassungsbereich E befindlichen Umgebung ab. Das Objekt O kann während der Bestimmung des Farbwerts von der Leuchte L angestrahlt werden. Bei heller Umgebung ist es jedoch auch möglich Farbmessungen bei ausgeschaltetem Licht durchzuführen, um die Lichtfarbe für das nächste Einschalten zu bestimmen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lichtfarbe automatisch der Farbe des Objekts O angepasst, wobei ein Austausch des Objekts O durch ein Objekt O mit einer anderen Farbe oder einem anderen Farbmuster eine Änderung/Anpassung der Lichtfarbe bewirkt. Dagegen werden Farbänderungen, die Fremdobjekte hervorrufen, welche sich im Gegensatz zum Ziel-Objekt O meist nur kurzzeitig im Erfassungsbereich E aufhalten, herausgefiltert oder nicht berücksichtigt. Bei der Filterung werden hochfrequente, sich zeitlich schnell ändernde Farbwerte und/oder von einem erkannten Fremdobjekt verfälschte Farbwerte herausgefiltert.
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Fremdobjekte können Personen sein, die jedes Mal, wenn sie sich im Erfassungsbereich E befinden oder in ihn eintreten einen bestimmten Farbwert und/oder eine bestimmte Farbänderung (Farbfolge und Dynamik) hervorrufen, mittels der sie wiedererkennbar sind. Dabei bewirken unterschiedlich farbige Fremdobjekte/Personen unterschiedliche Farbwerte bzw. Farbänderungen, was sie untereinander unterscheidbar und identifizierbar macht.
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Eine Identifizierung mittels solcher Farbwerte/Farbänderungen erlaubt eine sichere Ermittlung der Anwesenheit von Fremdobjekten, selbst wenn diese sich über eine längere Zeitdauer in dem Erfassungsbereich E aufhalten und erlaubt eine Bestimmung oder Vorhersage der Bewegung von Fremdobjekten durch mehrere Erfassungs-/Beleuchtungsbereiche in einem Beleuchtungssystem.
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2 zeigt eine vereinfachte Schaltung eines solchen Beleuchtungssystems, das vier über einen Datenbus D miteinander verbundene Leuchten L1 bis L4 aufweist. Die Leuchten L1 bis L4 beleuchten jeweils ein anderes Ziel-Objekt O1 bis O4 und passen die Lichtfarbe der des von ihnen abgegebenen Lichts an die jeweilige Objektfarbe an. Hierzu ist in jeder Leuchte L1 bis L4 ein Farbsensor S1 bis S4 vorgesehen, der einen der Farbe des jeweiligen Erfassungsbereichs E1..E4 entsprechenden Farbwert oder ein die Farbe anzeigendes Signal ausgibt. Jeder Leuchte L1 bis L4 ist eine eindeutige Busadresse zugeordnet.
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In dem Beleuchtungssystem weist, wie in 1 gezeigt, jede Leuchte L1 bis L4 einen Farbsensor S1 bis S4 und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Farbtemperatur auf. Es ist jedoch auch möglich nur den Farbsensor S1 bis S4 in eine Leuchte L1 bis L4 zu integrieren und eine zentrale an dem Datenbus D angekoppelte Steuereinrichtung vorzusehen, welche die Farbsignale der Farbsensoren S1 bis S4 über den Datenbus D empfängt und die Leuchten L1 bis L4 steuert. Eine solche zentrale Steuereinrichtung kann ein Personal Computer oder Teil einer zentralen Gebäudesteuerung sein.
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Alternativ kann, wie in 3 gezeigt, eine von der Leuchte L1 bis L4 separate Steuerungsvorrichtung 1 vorgesehen sein, welche zumindest einen Erfassungsbereich E1 bis E4 abtastet und Steuersignale an zumindest eine Leuchte L1 bis L4 abgibt. Die Steuerungsvorrichtung 1 weist eine mit dem Datenbus D verbindbare Ein- und Ausgabeeinrichtung 2, eine Steuereinrichtung 3, eine Speichereinrichtung 4 und einen Farbsensor S auf. Die Komponenten der gezeigten Steuerungsvorrichtung 1 können jedoch auch in einer Leuchte L1 bis L4 integriert sein.
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Die Speichereinrichtung 4 speichert die Tabelle oder Formel, die jeder ermittelten Objektfarbe eine Lichtfarbe zuordnet. Der Farbsensor S tastet seinen Erfassungsbereich E1..E4 ab und gibt ein entsprechendes Farbsignal (Farbwert) an die Steuereinrichtung 3 aus, welche mittels der gespeicherten Tabelle bzw. Formel eine Ziel-Lichtfarbe bestimmt und entsprechende Steuersignale an die Leuchte L sendet. Zudem ermittelt die Steuereinrichtung 3 auf der Grundlage der Sensorsignale, ob sich ein Fremdobjekt in dem Erfassungsbereich E1..E4 befindet und unterdrückt eine Änderung/Anpassnug der Lichtfarbe, wenn die Anwesenheit eines Fremdobjekts bestimmt wurde. Für eine Erkennung eines Fremdobjekts analysiert die Steuereinrichtung 3 den zeitlichen Verlauf der Farbänderungen in dem von dem Farbsensor S ausgegebenen Farbsignal und bestimmt, ob der Farbwert innerhalb einer bestimmten Zeit wieder einen Farbwert annimmt, auf dessen Grundlage die aktuell gesetzte Lichtfarbe ermittelt wurde.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 3 die Abwesenheit eines Fremdobjekts bestimmen, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer keine Farbwertänderungen vorliegen oder die Farbwertänderungen während der Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert nicht übersteigen.
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Ein in einem Erfassungsbereich E1 bis E4 befindliches Fremdobjekt, das eine Farbe oder ein Farbmuster aufweist, das von dem Ziel-Objekt O1 bis O4 abweicht, bewirkt eine Änderung in dem von dem Farbsensor S ausgegebenen Signal. So verschiebt sich der Farbwert durch die andere Farbe bzw. das andere Farbmuster des Fremdobjekts. Mit einer Analyse der Verschiebung können dem Fremdobjekt eindeutige Farbinformationen zugeordnet werden, die anzeigen, wie sich der Farbwert in jedem Erfassungsbereich E1..E4 mit dem Fremdobjekt ändern würde, und mittels denen das Fremdobjekt in einem Erfassungsbereich E1..E4 eindeutig identifizierbar ist. Zusätzlich können Muster im Zeit- und/oder Frequenzbereich detektiert werden, welche das Fremdobjekt in einem Erfassungsbereich E1..E4 erzeugt.
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Diese Informationen können von der Steuereinrichtung 3 zur Identifizierung des Fremdobjekts in der Speichereinrichtung 4 gespeichert und über den Datenbus D an die anderen Steuervorrichtungen 1 bzw. die anderen Leuchten L gesendet werden, welche die Informationen speichern. Mit den gespeicherten Identifikationsinformationen ist das Fremdobjekt dann in jedem Erfassungsbereich E1..E4 identifizierbar. Die Erstellung von Identifikationsinformationen erfolgt für jedes in einem Erfassungsbereich E1..E4 erstmalig erkannte Fremdobjekt. Jedem gespeicherten/registriertem Fremdobjekt kann zudem ein eindeutiger Name zugeordnet werden.
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In dem in 2 gezeigten Beleuchtungssystem befindet sich in dem Erfassungsbereich E1 eine Fremdobjekt P, eine Person, deren Farbe oder Farbmuster eine Änderung in dem von dem Farbsensor S1 ausgegebenen Farbsignal bewirkt. Die Steuereinrichtung 3 analysiert die Änderung und vergleicht die durch die Analyse erhaltenen Farbinformationen mit den gespeicherten Identifikationsinformationen. Ist das Fremdobjekt P bereits registriert, sendet die Steuereinrichtung 3 den Namen des Fremdobjekts P zusammen mit der Busadresse der Leuchte L1 an die anderen Leuchten L2 bis L4 bzw. die anderen Steuervorrichtungen. Ist das Fremdobjekt P dagegen nicht registriert, analysiert die Steuereinrichtung 3 den zeitlichen Verlauf der Farbänderungen und bestimmt, ob sich ein Fremdobjekt P in dem Erfassungsbereich E1 befindet. Wird kein Fremdobjekt P erkannt, erfolgt eine Anpassung der Lichtfarbe. Befindet sich dagegen ein Fremdobjekt P in dem Erfassungsbereich E1, erzeugt die Steuereinrichtung 3 Identifikationsinformationen für das erstmalig erkannte Fremdobjekt P, speichert und sendet diese, wie oben beschrieben, an die anderen Leuchten L2 bis L4.
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Bewegt sich das Fremdobjekt P weiter zum Erfassungsbereich E2, wird es dort an Hand der Identifikationsinformationen identifiziert, wobei über die Reihenfolge der Erfassungen in den Erfassungsbereichen E1 und E2 und die Zeiten der Erfassungen sowohl die Bewegungsrichtung als auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Fremdobjekts P ermittelt werden kann. Diese Informationen können für eine Vorhersage der Anwesenheit des Fremdobjekts P in einem Erfassungsbereich E1 bis E4 und/oder von anderen Gebäudetechnikkomponenten genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Daten zur Auswertung oder Weiterverarbeitung an eine mobile Einrichtung, wie ein Tablet oder Smartphone, kabelgebunden oder kabellos übertagen werden.
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Die erstmalige Detektion von Fremdobjekten P kann im Normalbetrieb oder in einem Lernbetrieb erfolgen. Im Lernbetrieb bewegt sich ein Fremdobjekt P beispielsweise mehrmals durch einen Erfassungsbereich E1 bis E4, welches der Steuereinrichtung 3 bzw. der zentralen Steuereinrichtung 3 angezeigt wird. Diese erlernt und speichert dann das zu diesem Fremdobjekt P gehörende Muster der Farbänderung.
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In 4 ist ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das die einzelnen Schritte bei der Durchführung des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens zeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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