DE102018106158B4

DE102018106158B4 - Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung von Leuchten innerhalb einer Leuchtengruppe

Info

Publication number: DE102018106158B4
Application number: DE102018106158.7A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Knoche; Philipp Waldkirch
Original assignee: ITZ Innovations und Technologiezentrum GmbH
Current assignee: Trilux GmbH and Co KG
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2019-12-24
Anticipated expiration: 2038-03-17
Also published as: DE102018106158A1

Abstract

Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl (N) von Leuchten (10.i) zueinander innerhalb einer Leuchtengruppe, wobei jede Leuchte zumindest ein durch ein Betriebsgerät gespeistes Leuchtmittel (15.i) sowie zumindest einen Lichtsensor (11.i) aufweist, umfassend die Schritte:a) Ermittlung von ersten Ausgangswerten (b) der Lichtsensoren (11.i) aller Leuchten (10.i) der Leuchtengruppe bei nicht betriebenen Leuchtmitteln (15.i) aller Leuchten;b) Betreiben des Leuchtmittels einer einzelnen Leuchte (10.i) der Leuchtengruppe und Ermitteln von zweiten Ausgangswerten (a) der Lichtsensoren (11.i) aller Leuchten (10.i);c) Durchführung des Schrittes b) für alle Leuchten (10.i) (1=1 ... N) der Leuchtengruppe;d) Ermittlung der relativen räumlichen Positionen (X0i, Y0i, i=1 ..N) aller Leuchten (10.i) zueinander innerhalb der Leuchtengruppe auf der Grundlage der ermittelten Ausgangswerte der Lichtsensoren (11.i).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung von Leuchten innerhalb einer Leuchtengruppe eines Beleuchtungssystems sowie ein Beleuchtungssystem zur Umsetzung eines solchen Verfahrens.
Beleuchtungssysteme weisen häufig eine Vielzahl von Leuchten auf, die nach der Montage zusammen mit weiteren Bauteilen des Systems wie Schalter, Taster, Positions- und/oder Bewegungsmelder, eine zentrale Steuereinrichtung etc. zu konfigurieren sind. Diese Konfiguration wird in der Regel auf der Grundlage eines Modells für das Beleuchtungssystem durchgeführt, wobei derartige Modelle auf dem Gebiet häufig als Use-Cases bezeichnet, vorgegeben sein können. Beispielsweise können durch Festlegung derartiger Use-Cases bestimmte räumliche Anordnungen von Leuchten zueinander innerhalb eines Raums vorgegeben werden, beispielsweise für ein Großraumbüro, einen Klassenraum in einem Lehrbetrieb etc. Die Konfiguration von Beleuchtungssystemen auf der Grundlage derartiger Modelle ist insofern auf vorgegebene Use-Cases bzw. vorgegebene räumliche Leuchtenanordnungen beschränkt, mit welchen einerseits eine Großzahl von Anwendungen abgedeckt werden können, andererseits jedoch eine Limitierung in Bezug auf die Anordnung der Leuchten innerhalb eines Beleuchtungssystems einhergehen kann. Als Alternative bleibt die Durchführung einer rein manuellen Konfiguration, die sehr zeitaufwändig sein kann.
Die Druckschrift US 2014 / 0285096 A1 betrifft eine Lichtquellenanordnung zur Optimierung dynamischer Lichtszenen, umfassend mehrere Lichtquellen, die jeweils einen Lichtdetektor zur Erfassung des Lichtes der anderen Lichtquellen aufweisen. Aus den gemessenen Intensitäten werden Relativabstände der Lichtquellen der Lichtquellenanordnung ermittelt. Zur Bestimmung der Herkunft des jeweiligen Lichtes emittieren die Lichtquellen kodiertes Licht. Die US 2011/0169413 A1 betrifft ein Steuersystem für eine Mehrzahl von Lichtquellen, bei welcher eine Raumkodierung von Licht verwendet wird, insbesondere zur Kommissionierung der Lichtquellen des Lichtsystems.
Insofern liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Identifikation von Leuchten innerhalb einer Leuchtengruppe zu erleichtern, und insbesondere eine nachfolgende Konfiguration des Beleuchtungssystems zu vereinfachen.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung verfahrensseitig schon mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl von Leuchten zueinander bezieht sich auf eine Leuchtengruppe, wobei jede Leuchte zumindest ein durch ein Betriebsgerät gespeistes Leuchtmittel sowie zumindest einen Lichtsensor aufweist, umfassend die Schritte:

a) Ermittlung von ersten Ausgangswerten der Lichtsensoren aller Leuchten der Leuchtengruppe bei ausgeschalteten Leuchtmitteln aller Leuchten,
b) Betreiben des Leuchtmittels einer einzelnen Leuchte der Leuchtengruppe und Ermitteln von zweiten Ausgangswerten der Lichtsensoren aller Leuchten,
c) Durchführen des Schrittes b) für alle Leuchten (i=1 ... N) der Leuchtengruppe, und
d) Ermittlung der relativen räumlichen Positionen aller Leuchten zueinander innerhalb der Leuchtengruppe auf der Grundlage der ermittelten Ausgangswerte der Lichtsensoren.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die räumliche Anordnung der Leuchten einer Leuchtengruppe zueinander im Wesentlichen selbstständig ermittelt werden, sodass diese Daten beispielsweise zum Konfigurieren der Leuchtengruppe bzw. eines Beleuchtungssystems zur Verfügung stehen. Insofern kann das Bereitstellen einer Mehrzahl von vorgegebenen Leuchtenanordnungen (Use-Cases) entfallen, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren diese Anordnung im Wesentlichen automatisch ermittelt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zu vorhandenen Use-Cases neue automatisch ermittelt und diese gefundene räumliche Anordnung einer Mehrzahl von Leuchten als weiterer Use-Case festgelegt und abgespeichert werden.
Der Erfindung liegt die grundsätzliche Idee zugrunde, den Tageslichteinfluss für jede Leuchte einer Leuchtengruppe zu erfassen, wobei alle Leuchten ausgeschaltet sind (Schritt a)) und in einem weiteren Schritt alle Leuchten der Leuchtengruppe nacheinander einzuschalten, wobei im Unterscheid zu der eingeschalteten Leuchte die anderen Leuchten alle ausgeschaltet sind, und den Einfluss des Lichtes der jeweils eingeschalteten Leuchte auf die Lichtsensoren an allen Leuchten durch die Ermittlung von zweiten Ausgangswerten der Lichtsensoren (Schritte b), c)) zu erfassen d.h. zu messen. Während in Schritt a) bei einer Anzahl von N Leuchten N erste Ausgangswerte ermittelt werden, werden in den Schritten c), c) insgesamt N*N zweite Ausgangswerte ermittelt, die beispielsweise als Komponenten einer N*N Matrix weiterverarbeitet werden können. Erfindungsgemäß werden die relativen räumlichen Positionen aller Leuchten zueinander innerhalb der Leuchtengruppe auf der Basis dieser ermittelten ersten und zweiten Ausgangswerte der Lichtsensoren im Schritt d) ermittelt, insbesondere berechnet, sodass ohne weiteres Zutun eines Anwenders durch das erfindungsgemäße Verfahren die relative räumliche Anordnung der Leuchten festgestellt werden können.
Weiterbildungen der Erfindung sowie weitere erfindungsgemäße Merkmale sind in der nachfolgenden allgemeinen Beschreibung, den Figuren, der Figurenbeschreibung sowie den Patentansprüchen angegeben.
Zweckmäßigerweise können alle Leuchten der Leuchtengruppe identisch aufgebaut sein, wodurch der Schritt d) vereinfacht wird. Beispielsweise können alle Leuchten zur Abgabe des gleichen Lichtstromes, insbesondere bei der Durchführung der Schritte b), c) ausgebildet und zweckmäßigerweise auch zur Abgabe einer identischen Lichtverteilungskurve eingerichtet sein. Vorzugsweise kann bei der Montage der Leuchten vorgesehen sein, diese im Wesentlichen in einer Ebene mit gleicher Orientierung zu montieren, sodass bei der Ermittlung der räumlichen Positionen davon ausgegangen werden kann, dass der Einfluss von Licht einer Leuchte auf Lichtsensoren anderer Leuchten im Wesentlichen allein von dem jeweiligen Abstand der lichtabgebenden Leuchte zu den jeweiligen Lichtsensoren der anderen Leuchten abhängt.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, die ersten Ausgangswerte an den Lichtsensoren aller Leuchten zum gleichen Zeitpunkt zu ermitteln, sodass Schwankungen im Tageslicht die Auswertung nicht verfälschen. Darüber hinaus kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, die Ermittlung bzw. das Messen der zweiten Ausgangswerte gemäß den Schritten b), c) in kürzester Zeit, beispielsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 1 Sekunde pro in Betrieb zu setzende Leuchte, sodass beispielsweise für die Ermittlung bzw. Messung der zweiten Ausgangswerte in einer Leuchtengruppe mit zehn Leuchten nur 5 bis 20 Sekunden benötigt werden.
Zweckmäßigerweise kann das erfindungsgemäße Verfahren von einer Steuereinrichtung gesteuert werden, die mittels einer jeweiligen Steuerleitung bzw. einem Steuerbus mit allen Leuchten verbunden sein kann, um für den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens die jeweilige Leuchte zum vorgegebenen Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels anzusteuern und an dieser sowie den anderen Leuchten den zugeordneten Ausgabewert der Lichtsensoren abzufragen bzw. die jeweilige Lichtsensormessung anzustoßen und den Ausgabewert des Lichtsensors abzufragen. Vorzugsweise können dabei die Ausgangswerte der Lichtsensoren als digitale Werte an diese Steuereinrichtung zur Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelt werden, insbesondere über einen digitalen Steuerbus, an welchem alle Leuchten angeschlossen sein können oder in einer anderen Ausführungsform mittels einer jeweiligen Steuerleitung, die insbesondere auch drahtlos ausgebildet sein kann, von der Steuereinrichtung zu jeder der Leuchten innerhalb der Leuchtengruppe. In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, die das erfindungsgemäße Verfahren steuernde Steuereinrichtung als von den Leuchten örtlich entfernt angeordnete zentrale Steuereinrichtung auszubilden, an die alle Leuchten über Steuerleitungen bzw. einen Steuerbus angeschlossen sind. In einer anderen Ausführungsform kann jedoch vorgesehen sein, die das erfindungsgemäße Verfahren steuernde Steuereinrichtung in einer der Leuchten vorzusehen, welche wiederum mit allen anderen Leuchten über Steuerleitungen bzw. einen Steuerbus verbunden sind. Hierzu kann insbesondere der Controller des jeweiligen Betriebsgerätes dieser Leuchte zur Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.
Um bei der Ermittlung der relativen räumlichen Positionen vom jeweiligen Tageslicht unverfälschte zweite Ausgangswerte zur Verfügung stellen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Schritt d) das Subtrahieren der ersten Ausgangswerte eines jeweiligen Lichtsensors von den zweiten Ausgangswerten des jeweiligen Lichtsensors für alle Lichtsensoren umfasst zur Ermittlung eines Wertesatzes mit N*N Elementen aus den zweiten Ausgangswerten. Die sich ergebenden N*N Differenzwerte werden im Folgenden als Transmissionsfaktoren t_ij, i=1.. N einer Transmissionsmatrix T = (t_ij) bezeichnet.
In einer Vielzahl von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es zweckmäßig sein, die ermittelten Transmissionsfaktoren t_ij zu symmetrisieren, was in der angegebenen Matritzendarstellung für die Transmissionsfaktoren durch T_S = 0,5*(T+T^T) beschrieben werden kann, wobei T die Transmissionsmatrix, umfassend die angegebenen Transmissionsfaktoren t_ij, T_S die symmetrisierte Transmissionsmatrix und T^T die transponierte Matrix der Transmissionsmatrix darstellt.
Wie der Fachmann erkennt, wird die Transmissionsmatrix T und damit auch die symmetrisierte Transmissionsmatrix T_S gebildet durch N Spaltenvektoren in einem N-dimensionalen Vektorraum. Dabei setzt sich beispielsweise der Vektor mit den Transmissionsfaktoren t_j1, j=1... N aus den zweiten Ausgangswerten, jeweils abzüglich des ersten Ausgangswertes des jeweiligen Sensors zusammen, die ermittelt bzw. gemessen werden, wenn die Leuchte i = 1 eingeschaltet und die anderen Leuchten ausgeschaltet sind. Der Transmissionsfaktor t₁₁ entspricht damit dem Ausgangswert des Lichtsensors der ersten Leuchte, wenn die erste Leuchte zum Betrieb angesteuert ist, der Transmissionsfaktor t₂₁ dem Ausgangswert des Lichtsensors der zweiten Leuchte, wenn die erste Leuchte brennt, und beispielsweise der Transmissionsfaktor t_N2 dem Ausgangswert des Lichtsensors der Leuchte, wenn die zweite Leuchte zum Betrieb angesteuert wird, d.h. leuchtet, usw. Wie obenstehend erläutert, sind bei allen Transmissionsfaktoren t_ij die entsprechenden ersten Ausgangswerte der zugeordneten Lichtsensoren subtrahiert, die ein jeweiliges Maß für den Tageslichteinfluss darstellen.
Ausgehend von den Transmissionsfaktoren t_ij bzw. der angegebenen Transmissionsmatrix T können erfindungsgemäß jeweilige Abstandsschätzfaktoren d_ij bzw. eine diesbezügliche Abstandsmatrix D = (d_ij) erzeugt bzw. berechnet werden. Diese Abstandsschätzfaktoren d_ij können Abstandsschätzungen darstellen, d.h. eine Schätzung des Abstandes zwischen einem jeweiligen Paar von Leuchten, wobei die jeweiligen Indizes des Abstandsschätzfaktors d_ij die jeweiligen Leuchten angeben. Beispielsweise entspricht in dieser Nomenklatur der Faktor d₂₁ eine Abstandsschätzung in Bezug auf die erste und die zweite Leuchte, ermittelt auf der Basis eines zweiten Ausgangswertes, bei welchem die erste Leuchte zum Betrieb angesteuert war und der Abstandsschätzfaktor d₁₂ eine Abstandsschätzung, die auf der Grundlage von Daten ermittelt wurde, die bei betriebener zweiten Leuchte gewonnen wurden.
In Fällen von Ausführungsformen, bei welchen die Transmissionsfaktoren nicht symmetriert werden, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, die Abstandsschätzfaktoren d_ij in gleicher Weise wie obenstehend zu den Transmissionsfaktoren t_ij erläutert zu symmetrisieren, d.h. über die Beziehung D_S = 0,5*(D+D^T), wobei D_S die symmetrisierte Abstandsmatrix, D die Abstandsmatrix, umfassend die Abstandsschätzfaktoren d_ij, i,j = 1... N und D^T die Transponierte der Abstandsmatrix D darstellt. Eine Symmetrisierung der Matrix D, obwohl schon die Matrix T symmetrisiert wurde, kann auch jedoch auch zweckmäßig sein.
Zur Ermittlung des jeweiligen Abstandsschätzfaktors d_ij kann zweckmäßigerweise eine Funktion F1 herangezogen werden, die allein vom zugeordneten Transmissionsfaktor t_ij abhängt und ansonsten konstante Parameter aufweist, wobei die Funktion F1 vorzugsweise eine monoton fallende Funktion ist. Mit einem Beispiel dargestellt, der Abstandsschätzfaktor d₂₃ wird zweckmäßigerweise mittels einer Funktion F1 berechnet, die allein den Transmissionsfaktor t₂₃ als Variable umfasst und ansonsten nur Konstante aufweist, d.h. bei allen Berechnungen der dij aus den tij sind diese Konstanten der Funktion F1 identisch. Dabei kann ferner festgelegt sein, dass der Funktionswert, d.h. der Abstandsschätzfaktor d_ij umso kleiner ist, je größer der zugeordnete Transmissionsfaktor t_ij ist.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Abstandsschätzfaktor berechnet wird nach der Funktionsgleichung $d_{i j} = \frac{1}{t_{i j}^{e 1}}$
wobei vorzugsweise der Exponent e1 zwischen ≥ 1 und ≤ 2,5, besonders vorzugsweise ≥ 1,5 und ≤ 2,5 liegt.
Um ausgehend von den angegebenen Abstandsschätzfaktoren zu den gesuchten relativen Positionen der Leuchten zu gelangen, kann zweckmäßigerweise eine Funktion F2 aufgestellt werden in Abhängigkeit aller Abstandsschätzfaktoren d_ij, i,j = 1... N und von relativen Positionen X_i, Y_i, i = 1... N der Leuchten, wobei einer Variation der Koordinaten X_i, Y_i, i = 1... N der relativen Positionen der Leuchten durchgeführt wird. Insofern schlägt die Erfindung in dieser Ausführungsform vor, die Positionen der Leuchten innerhalb einer Funktion F2 zu variieren nach einem vorgegebenen Kriterium, um die gesuchten relativen Positionen der Leuchten zueinander zu ermitteln. Dabei werden die jeweiligen Koordinaten der Leuchten variiert und die Veränderung des Wertes der Funktion F2 überprüft.
In einer Ausführungsform kann das Variieren der Koordinaten der relativen Positionen der Leuchten so durchgeführt werden, dass ihre daraus berechneten Abstände u_ij eine vorgegebene minimale Abweichung zu den ermittelten zugeordneten Abstandsschätzfaktoren d_ij aufweisen. Vorzugsweise kann die Ermittlung der relativen Positionen der Leuchten der Leuchtengruppe auf Grundlage der Annahme durchgeführt werden, dass die Leuchten innerhalb einer Ebene angeordnet sind, beispielsweise mit einem vorgegebenen Abstand zur Decke eines Raumes, in welchem sich die Leuchtengruppe befindet. In einem kartesischen Koordinatensystem können diese Abstände u_ij durch die bekannte Gleichung $u_{i j} = \sqrt{{(X i - X j)}^{2} + {(Y i - Y j)}^{2}}$
berechnet werden. In einer anderen Ausführungsform können jedoch die Leuchten zueinander in einem dreidimensionalen Raum verteilt sein, das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist hierauf in entsprechender Weise auch anwendbar.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Variieren der Koordinaten der relativen Position der Leuchten zum Verändern des Funktionswertes für die Leuchten so durchgeführt wird, dass die Funktion F2 einen Extremwert erreicht.
Vorzugsweise kann die Funktion F2 eine Energiefunktion sein, insbesondere eine Energiefunktion zur Berechnung der Wechselwirkungsenergie eines Systems von Elementen, die paarweise miteinander in Wechselwirkung stehen, wobei die Wechselwirkungsenergie vom Abstand der Elemente untereinander abhängt und in der Form sein kann, wie ein harmonisches Potential, ein Coloumbpotential, ein Van der Waals-Potential oder ein Lennard-Jones-Potential, unter Umständen unter Berücksichtigung von Korrekturfaktoren. Zweckmäßigerweise können die Elemente des Systems den Positionen der Leuchten entsprechen, sodass die Abstände der Elemente den Abständen der Positionen der Leuchten zueinander entsprechen können.
Um eine spätere Darstellung der ermittelten relativen räumlichen Positionen der Leuchten zu erleichtern, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, die ermittelten Koordinaten aller Leuchten durch eine Translation des Koordinatensystem in ein Koordinatensystem überzuführen, in welchem die geometrische Mitte der Leuchtengruppe im Nullpunkt des neuen Koordinatensystems liegt.
Um die nachfolgende Verwertung der ermittelten Koordinaten aller Leuchten zueinander zu vereinfachen, kann zweckmäßigerweise ferner vorgesehen sein, die ermittelten Koordinaten der Leuchten durch Drehung in Koordinaten eines Koordinatensystems überzuführen, in welchem eine Mehrzahl von Leuchten aus der Leuchtengruppe einen im Wesentlichen gleichen Koordinatenwert einer vorgegebenen Koordinate besitzen und in welchem die ersten Ausgangswerte der Lichtsensoren eine vorgegebene Schwelle überschreiten. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass die überführten Koordinaten der Leuchten in einem Koordinatensystem liegen, deren eine Achse etwa parallel zur Fensterseite des jeweiligen Raumes ausgerichtet sind, da die dort platzierten Leuchten die höchsten Tageslichtwerte, d.h. die höchsten ersten Ausgangswerte aufweisen.
Wie obenstehend erläutert, kann die Funktion F2 zur Ermittlung der relativen Positionen der Leuchten zueinander insbesondere eine Energiefunktion umfassen zur Berechnung der potentiellen Energie eines Systems von Elementen, hier der Leuchten, wobei die Elemente miteinander über eine Federkraft gekoppelt sind, und sich die Funktion F2 berechnet zu: ${\sum_{\begin{array}{l} i, j = 1 \\ i \neq j \end{array}}^{N} 0.5 * K_{i j} * (d_{i j} - \sqrt[2]{{(X i - X j)}^{2} + {(Y i - Y j)}^{2}})}^{2}$
wobei der jeweilige Kopplungsfaktor K_ij von einem zugeordneten Abstandsschätzfaktor d_ij abhängen kann.
Es hat sich herausgestellt, dass die jeweiligen Kopplungsfaktoren K_ij in Bezug auf die Wechselwirkung der beiden Leuchten bzw. Elementen i, j umso unrelevanter sind, je höher der zugeordnete Abstandsschätzfaktor d_ij ist. Vorzugsweise kann deshalb vorgesehen sein, dass der jeweilige Kopplungsfaktor K_ij berechnet wird mittels einer Funktion F3, die allein den zugeordneten Abstandsschätzfaktor d_ij und darüber hinaus nur konstante Parameter aufweist, wobei die Funktion F3 eine monoton fallende Funktion ist. Wiederum in einem Beispiel erläutert, hängt der Kopplungsfaktor K₁₂ von einer Funktion F3 ab, die allein von dem Abstandfaktor d₁₂ und darüber hinaus nur Konstanten aufweist. Dabei ist der Wert der Funktion F3 umso größer, je kleiner der Wert d₁₂ ist. Die Konstanten der Funktion F3 sind in dieser Ausführungsform für die Berechnung aller K_ij Identisch.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, den jeweiligen Kopplungsfaktor K_ij zu berechnen über die Funktionsgleichung $k_{i j} = \frac{1}{d_{i j}^{e 2}}$
wobei der Exponent e2 vorzugsweise zwischen ≥ 0,2 und ≤ 2,0 liegt.
Zur weiteren Verwendung der erfindungsgemäß ermittelten relativen räumlichen Positionen der Leuchten zueinander kann vorgesehen sein, auf der Grundlage der ermittelten Positionen der Leuchten der Leuchtengruppe diese grafisch auf einem Display oder Schirm eines Datenendgerätes anzuzeigen, auf der Grundlage dessen beispielsweise eine Konfiguration der Leuchtengruppe, insbesondere durch Benutzereingaben durchgeführt werden kann.
Die obige Aufgabe löst die vorliegende Erfindung darüber hinaus mit einem Beleuchtungssystem, umfassend eine Mehrzahl von Leuchten einer Leuchtengruppe, die jeweils ein Betriebsgerät, ein von diesem gespeistes Leuchtmittel, einen Lichtsensor sowie eine Steuerschnittstelle zum Anschluss an eine Steuereinrichtung über eine Steuerleitung bzw. einen Steuerbus aufweisen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, ein obenstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Leuchten sowie der Steuereinrichtung kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen, wobei die Steuereinrichtung zum einen die Leuchten zum Betrieb ansteuern und darüber hinaus die jeweiligen Messwerte bzw. Ausgangswerte der Lichtsensoren der Leuchten anfordern bzw. abfragen kann.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung mit einem Datenendgerät verbindbar ist, insbesondere drahtlos, wobei das Datenendgerät eine Eingabeeinrichtung sowie eine Anzeigeeinrichtung aufweisen kann, um die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranlassen in Abhängigkeit entsprechender Eingaben am Datenendgerät. In einer Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren direkt auf dem Datenendgerät abläuft und von diesem die jeweiligen Leuchten über insbesondere eine jeweilige drahtlose Steuerverbindung steuerbar sind, wobei die beschriebenen Berechnungen auf dem Datenendgerät ablaufen können.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme der beiliegenden Zeichnungen durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei

1 in einer Prinzipdarstellung ein Beleuchtungssystem zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl von Leuchten zueinander innerhalb einer Leuchtengruppe,
2 eine reale Anordnung von Leuchten in einem Raum in einer Prinzipdarstellung in einer Prinzipdarstellung,
3a eine beispielhafte Tabelle mit ersten und zweiten Ausgabewerten der Lichtsensoren der Leuchtengruppe der 2,
3b eine aus den Daten der Tabelle 3a ermittelte Transmissionsmatrix (t_ij), und
4 in einer Prinzipdarstellung ein Elementensystem, bei welchem die Elemente paarweise miteinander in Wechselwirkung stehen zur Festlegung einer Funktion, auf der Grundlage dessen die räumliche Anordnung der Mehrzahl von Leuchten zueinander mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt werden,

1 zeigt in einer Prinzipskizze den Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Beleuchtungssystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl von Leuchten zueinander innerhalb einer Leuchtengruppe. Die Mehrzahl von Leuchten 10.1, ... 10.N weisen jeweils ein Betriebsgerät mit einer Speiseschaltung 14.1... 14.N zum Versorgen einer Leuchtmitteleinrichtung auf, die als LED-Einrichtung 15.1... 15.N ausgebildet ist. Jede der Leuchten weist darüber hinaus eine jeweilige Steuerschnittstelle 12.1... 12.N auf, über welche die Leuchten mit einem digitalen Bus 30, beispielsweise einen DALI-Bus verbunden sind, an welchem eine zentrale Steuereinrichtung 20 über eine zugeordnete Steuerschnittstelle 21 angekoppelt ist. Jede der Leuchten 10.1... 10.N umfasst darüber hinaus eine lokale Steuereinrichtung in Form eines Controllers 13.1... 13.N zur Steuerung der jeweiligen Speiseschaltung 14.1... 14.N. Jede der Leuchten weist ferner einen zugeordneten Lichtsensor 11.1... 11.N auf, welcher in der beschriebenen Ausführungsform, jedoch nicht zwingend, im Gehäuse der jeweiligen Leuchte angeordnet ist. Die Ansteuerung der jeweiligen Speiseschaltung 14.1... 14.N erfolgt in der beschriebenen Ausführungsform über den zugeordneten Controller 13.1... 13.N, wobei ferner von der zentralen Steuereinrichtung über den digitalen Bus 30 an die jeweiligen Controller 13.1... 13.N Steuersignale zum Betreiben der jeweiligen Speiseschaltung übermittelbar sind, jedoch darüber hinaus auch jeweilige Sensorsignale in Form von digitalen Ausgangswerten an die zentrale Steuereinrichtung 20 übertragbar sind. Der digitale Bus 30 ist insofern ein bidirektional betriebener Bus in der beschriebenen Ausführungsform.
Die Leuchten 10.1... 10.N sind in der beschriebenen Ausführungsform vollkommen identisch aufgebaut. Dabei erfassen die Lichtsensoren 11.1... 11.N zum einen das am Ort befindliche Tageslicht als auch das Licht, das in den Erfassungskegel des jeweiligen Sensors von allen Leuchten ausgesendete und/oder von den Raumbegrenzungen bzw. Gegenständen im Raum in den Erfassungskegels gelenkt wird.
In der beschriebenen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 1 darüber hinaus ein Datenendgerät 40 auf, beispielsweise in Form eines Smartphones oder Tablets. Das Datenendgerät 40 ist über eine Drahtlos-Schnittstelle 14, hier über eine WLAN-Schnittstelle, mit der zentralen Steuereinrichtung 20 verbindbar, sodass ein Nutzer durch entsprechende Eingaben am Datenendgerät mittels einer Eingabevorrichtung bzw. Tastatur 42 vorgegebene Prozeduren, beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl von Leuchten zueinander, starten kann. Dabei kann das Verfahren bzw. dessen Ablauf selbst in der beschriebenen Ausführungsform über die zentrale Steuereinrichtung 20 gesteuert werden. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass das Datenendgerät selbst direkt mit den jeweiligen Leuchten 10.1... 10.N bidirektional kommuniziert, wobei das im Folgenden zu beschreibende erfindungsgemäße Verfahren bzw. der entsprechende Programmcode im Datenendgerät gesteuert wird bzw. abläuft.
2 zeigt in einer Prinzipskizze die gesuchte räumliche Anordnung von hier beispielhaften sechs Leuchten 10.1 bis 10.6 innerhalb eines Raums, welcher durch Wandabschnitte 110, Fensterabschnitte 120, 121 sowie einen Türabschnitt 122 im dargestellten Grundriss der 2 festgelegt ist. In der beschriebenen Ausführungsform sind die Leuchten 10.1 bis 10.6 als Deckenleuchte innerhalb einer Ebene des Raums 100 angeordnet und identisch aufgebaut.
In der beschriebenen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren über eine entsprechende Signalisierung vom Datenendgerät 40 an die Steuereinrichtung 20 gestartet werden. Zunächst werden die Controller 13.1 bis 13.6 aller Leuchten 10.1 bis 10.6 durch die zentrale Steuereinrichtung 20 angesteuert, bei jeweils ausgeschalteter Leuchte den jeweiligen Ausgangswert des zugeordneten Lichtsensors zu ermitteln, d.h. zu messen und entsprechende digitale Ausgangswerte an die Steuereinrichtung 20 zu übermitteln zur Bestimmung des Tageslichteinflusses auf alle Lichtsensoren entsprechend dem obenstehend angegebenen Schritt a). Danach steuert die zentrale Steuereinrichtung 20 alle Leuchten 10.1 bis 10.6 nacheinander zum Betrieb zur Abgabe eines vorgegebenen Lichtflusses, beispielsweise zum Betrieb bei Nennstrom an, wobei jeweils beim Betrieb einer der Leuchten 10.1 bis 10.6 die jeweils anderen Leuchten ausgeschaltet sind. Insofern werden in den Schritten b) und c) des erfindungsgemäßen Verfahrens nur das jeweilige Leuchtmittel einer einzelnen Leuchte der Leuchtengruppe betrieben und zweite Ausgangswerte der Lichtsensoren aller Leuchten ermittelt bzw. gemessen und wiederum an die zentrale Steuereinrichtung 20 übermittelt, wobei dieser Schritt für alle Leuchten, hier i=1 bis 6 der Leuchtengruppe durchgeführt wird. Nach Ablauf der Verfahrensschritte b), c) liegen insofern bei der beschriebenen Ausführungsform 6*6 Ausgangswerte vor, d.h. für jeden Betrieb von einer der Leuchten jeweils 6 Ausgangswerte aller Lichtsensoren der Leuchtengruppe.
3a zeigt eine entsprechende tabellarische Darstellung der Messwerte, wobei einer jeweiligen Spalte alle Ausgangswerte der sechs Lichtsensoren der Leuchten 10.1 bis 10.6 angegeben sind, jeweils für den Betrieb der in der Spaltenüberschrift angegebenen Leuchte, wobei die anderen, hier fünf Leuchten, ausgeschaltet sind. Die Tabelle der 3a zeigt darüber hinaus in der rechten Spalte die Ausgangswerte der Lichtsensoren 11.1 bis 11.6 in der beschriebenen Betriebssituation, bei welcher alle Leuchten 10.1 bis 10.6 ausgeschaltet sind.
Auf der Grundlage des in 3a angegebenen Datensatzes können erfindungsgemäß die relativen räumlichen Positionen X0_i, Y0_i, i=1..6 aller Leuchten innerhalb der Leuchtengruppe ermittelt werden. Dieser Datensatz beträgt allgemein bei N Leuchten (N + 1) *N Ausgangswerte, d.h. (N + 1) Ausgangswerte für jeden Sensor.
Wie in Tabelle 3a angegeben, kann den zweiten Ausgangswerten jeweils ein Element a_ij zugeordnet werden, d.h. eine Matrix A = (a_ij), sodass die Ausgangswerte als Elemente einer Matrix angesehen werden können, was die nachfolgenden Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren erleichtert. In ähnlicher Weise können die Ausgangswerte der Tageslichtmessungen als sechsdimensionaler Vektor B mit sechs Elementen dargestellt werden, wobei das Element b_i den Ausgangswert des zweiten Sensors für den Tageslichteinfluss angibt: $B = (\begin{matrix} b_{1} \\ b 2 \\ b_{3} \\ b_{4} \\ b_{5} \\ b_{6} \end{matrix})$
Zur Durchführung des obenstehend angegeben Schritts d) zur Ermittlung der relativen räumlichen Positionen aller Leuchten zueinander wird in der beschriebenen Ausführungsform zunächst bei allen zweiten Ausgangswerten des jeweiligen Lichtsensors der erste Ausgangswert dieses Lichtsensors subtrahiert, um den Tageslichteinfluss zu minimieren. Das Ergebnis ist eine N*N, hier 6*6 Matrix mit jeweiligen Transmissionsfaktoren t_ij, welche sich wiederum zur einfachen Handhabung als Matrix schreiben lassen: $T = (t_{ij}) = (a_{ij} - b_{i}) .$
Diese Matrix ist in 3b angegeben. In dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren werden aus diesen Transmissionsfaktoren Abstandsschätzfaktoren d_ij ermittelt, d.h. berechnet. Hierzu wird eine Funktion F1 festgelegt, deren Wert den Abstandsschätzfaktor, gleichbedeutend mit einer Abstandsschätzwert, d_ij darstellt, wobei die Funktion F1 als Variable allein den obenstehend ermittelten zugeordneten Transmissionsfaktor t_ij aufweist und ansonsten konstante Parameter. Es hat sich für die Genauigkeit der Ermittlung der relativen Positionen der Leuchten untereinander als zweckmäßig herausgestellt, die Funktion F1 als monoton fallende Funktion festzulegen, d.h. je größer der Wert t_ij ist, desto kleiner ist der Funktionswert der Funktion F1, d.h. der Abstandsschätzfaktor d_ij. In der beschriebenen Ausführungsform werden die Abstandsschätzfaktoren d_ij, d.h. die Elemente der Abstandsschätzmatrix D berechnet über die Funktionsgleichung $d_{i j} = \frac{1}{t_{i j}^{e 1}}$
wobei der Exponent e1 in der beschriebenen Ausführungsform gleich 1,5 beträgt. In anderen Ausführungsformen liegt der Exponent e1 im Bereich zwischen 1und 2,5. Erkennbar ist die Funktion F1 monoton fallend und weist als Variable allein den zugehörigen Wert t_ij auf.
Die Abstandsschätzfaktoren d_ij stellen Schätzungen des Abstandes zwischen den jeweiligen Leuchten dar. Da der Abstand der Leuchte i zur Leuchte j identisch ist zum Abstand der Leuchte j zur Leuchte i, wird zur Erhöhung der Genauigkeit der Abstandsschätzung die Matrix D symmetrisiert: $D_{S} = 0,5 * (D + D^{T}),$
wobei D^T die transponierte Matrix der Abstandsschätzmatrix D darstellt.
Die Elemente der Abstandsschätzmatrix D bzw. D_S ermöglichen eine erste Aussage über die jeweiligen Abstände der Leuchten zueinander. Beispielsweise entspricht dabei das Element d₁₂ dem geschätzten Abstand der ersten Leuchte zur zweiten Leuchte und in entsprechender Weise d₂₁ dem geschätzten Abstand der zweiten Leuchte zur ersten Leuchte. Beide Werte sind aufgrund der obenstehend angegebenen Symmetrisierung der Transmissionsmatrix aneinander angenähert. In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, die Symmetrisierung nicht in Bezug auf die Abstandsschätzmatrix D, sondern in Bezug auf die Transmissionsmatrix T auszuführen. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, beide Matrizen T und D zu symmetrisieren. Zur Vereinfachung der Darstellung erfolgt die weitere Beschreibung der Erfindung auf der Grundlage der Abstandsschätzmatrix D.
Um ausgehend von der Abstandsschätzmatrix D auf die relativen räumlichen Positionen der Leuchten zueinander rückzuschließen, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Funktion F2 aufgestellt, welche von den jeweiligen Abstandsschätzfaktoren d_ij, d.h. den Elementen der Abstandsschätzmatrix D abhängt und von den relativen Positionen X_i, Y_i, i = 1..N der Leuchten der Leuchtengruppe, wobei eine Variation dieser Koordinaten der relativen Positionen der Leuchten durchgeführt wird. In der beschriebenen Ausführungsform stellt die Funktion F2 eine Art Energiefunktion dar zur Berechnung der potentiellen Energie eines Systems von Elementen, wobei die potentielle Energie des Systems vom paarweisen Abstand der Elemente zueinander abhängt. Dabei wird ein System zugrunde gelegt, bei welchem die Elemente miteinander über eine Federkraft gekoppelt sind, wobei in der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung davon ausgegangen wird, dass sich die Elemente des Systems innerhalb einer Ebene befinden, was die Berechnung vereinfacht. In einer weiteren, allgemeineren Ausführungsform kann auch davon ausgegangen werden, dass die Elemente sich im dreidimensionalen Raum befinden, die Berechnung ergibt sich analog zu der hier beschriebenen, in welcher nur zwei Dimensionen betrachtet werden.
Die Übertragung der Aufgabe zur Ermittlung der relativen räumlichen Positionen der Leuchten auf ein physikalisches System von Elementen, bei welchem Elemente paarweise über eine jeweilige Federkraft gekoppelt sind, führt in der beschriebenen Ausführungsform zu der Energiefunktion F2: $F2 = {\sum_{\begin{array}{l} i, j = 1 \\ i \neq j \end{array}}^{N} 0.5 * K_{i j} * (d_{i j} - \sqrt[2]{{(X i - X j)}^{2} + {(Y i - Y j)}^{2}})}^{2}$
wobei der jeweilige Kopplungsfaktor K_ij von dem zugeordneten Abstandsschätzfaktor d_ij abhängt. Der Wert $d_{i j} - \sqrt[2]{{(X i - X j)}^{2} + {(Y i - Y j)}^{2}}$
gibt dabei die jeweilige Abweichung für den Abstand zweier Elementen (Leuchten) mit den Koordinaten X_i, Y_i; X_j, Y_j zu dem jeweiligen Abstandsschätzfaktor d_ij an.
In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird der jeweilige Kopplungsfaktor K_ij mittels einer Funktion F3 berechnet, die allein vom zugehörigen Abstandsschätzwert d_ij abhängt und ansonsten konstante Parameter aufweist, wobei die Funktion eine monoton fallende Funktion ist. In der beschriebenen Ausführungsform wird dieser Kopplungsfaktor K_ij berechnet über die monoton fallende Funktionsgleichung $K_{i j} = \frac{1}{d_{i j}^{e 2}}$
wobei der Exponent e2 hier 0,5 beträgt. Beispielsweise berechnet sich der Kopplungsfaktor zwischen den Elementen 1,2 zu $K_{12} = \frac{1}{d_{12}^{e 2}}$
und der Kopplungsfaktor zwischen den Elementen 3,4 zu $K_{34} = \frac{1}{d_{34}^{e 2}} .$
Da ein einzelnes Element keine Wechselwirkung zu sich selbst aufweist, sind die Diagonalelemente der Matrix K = (K_ij) zu Null gesetzt.
4 zeigt die für die Ermittlung der relativen räumlichen Positionen der Leuchten zueinander angenommene paarweise Wechselwirkung zwischen den Elementen des Energiesystems bzw. den Leuchten in einer Prinzipdarstellung, bei welcher jede Leuchte mit allen anderen Leuchten 10.1 bis 10.6 über jeweilige Kopplungen entsprechend den obigen Kopplungsfaktoren K_ij gekoppelt sind, wobei jeweilige Kopplungsfaktoren K_ij vom zugeordneten Abstandsschätzfaktor d_ij abhängen.
Nach der wie beschriebenen Übertragung des Problems zur Ermittlung der relativen Positionen der Leuchten untereinander auf ein Wechselwirkungssystem von paarweise miteinander wechselwirkenden Elementen wird durch Variieren der Positionen X_i, Y_i und X_j, Y_j in der beschriebenen Ausführungsform das Energieminimum der obigen Funktion F3 gesucht, womit sich die gesuchten relativen Positionen der Leuchten zueinander ergeben. Die Ermittlung eines Minimums der obigen Funktion F3 durch Variieren von Positionswerten einer Mehrzahl von Elementen, hier Leuchten, ist wohlbekannt. Beispielsweise weisen übliche mathematisch-naturwissenschaftliche Softwarepakete Programmbibliotheken zur Berechnung derartiger Extremwerte solcher Funktionen auf. Insofern muss hierauf nicht weiter eingegangen werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ermittlung der relativen Positionen der Leuchten zueinander, insbesondere durch Starten des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens an der Steuereinrichtung 20 über ein Datenendgerät 40, siehe 1, liegen die gesuchten Daten vor und können beispielsweise für eine nachfolgende Konfiguration des Beleuchtungssystems verwendet werden. Hierzu können beispielsweise die ermittelten Informationen von der Steuereinrichtung 20 an das Datenendgerät übermittelt und die Leuchten des Beleuchtungssystems auf einem Display des Endgeräts an den ermittelten räumlichen Positionen angezeigt werden. Nachfolgend kann beispielsweise dann über Benutzereingaben mit Bezug auf die Displaydarstellung eine Konfiguration des Beleuchtungssystems erfolgen.
Es kann auch vorgesehen sein, die ermittelten Koordinaten zunächst mittels einer einfachen Translationstransformation in ein Koordinatensystem überzuführen, in welchem der Nullpunkt des Koordinatensystems innerhalb der Leuchtenanordnung liegt und darüber hinaus durch Drehung in Koordinaten eines Koordinatensystems überzuführen, bei welchem Leuchten entlang eines Fensters des jeweiligen Raumes angeordnet sind, deren erste Ausgangswerte der Lichtsensoren, d.h. deren Tageslichtwerte eine bestimmte Schwelle überschreiten, sodass die aufgefundenen Koordinaten zu den räumlichen Gegebenheiten ausgerichtet sind.
Es sei bemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren und damit das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem auf grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Leuchten innerhalb einer Leuchtengruppe erweiterbar ist. Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch möglich, die Anordnung von Leuchten innerhalb einer Leuchtengruppe zu berechnen, wenn diese nicht in einer Ebene angeordnet sind, sondern in einem Raum, d.h. die Gruppe von Leuchten kann beispielsweise gleichzeitig Deckenleuchte, abgehangene Leuchten oder auch Wandleuchten aufweisen.
Bezugszeichenliste

10.i: Leuchte
11.i: Lichtsensor
12.i: Schnittstelle
13.i: Lokale Steuereinrichtung / Controller
14.i: Speiseschaltung
15.i: LED-Einrichtung / Leuchtmittel
20: Zentrale Steuereinrichtung
21: Steuerschnittstelle
22: Drahtlos-Schnittstelle
30: Digitalbus
40: Endgerät
41: Drahtlos-Schnittstelle
42: Eingabeeinrichtung / Tastatur
43: Display / Bildschirm / Anzeigeeinrichtung
44: Steuereinrichtung / Controller
100: Raum
110: Wandabschnitt
120, 121: Fensterabschnitt
122: Türabschnitt
A: Matrix der ersten Ausgangswerte
a_ij: Ausgangswerte
B: Matrix der ersten Ausgangswerte
b_i: Ausgangswert
D: Matrix der Abstandsfaktorschätzungen
d_ij: Abstandsschätzfaktor
D_S: Symmetrisierte Matrix D
i, j: Indize: 1....N
K_ij: Kopplungsfaktor
T: Transmissionsmatrix
t_ij: Transmissionswert
Xi, Yi: Leuchtenkoordinaten für Variation
X0i, Y0i: Gesuchte Leuchtenkoordinaten

Claims

Verfahren zur Abschätzung der räumlichen Anordnung einer Mehrzahl (N) von Leuchten (10.i) zueinander innerhalb einer Leuchtengruppe, wobei jede Leuchte zumindest ein durch ein Betriebsgerät gespeistes Leuchtmittel (15.i) sowie zumindest einen Lichtsensor (11.i) aufweist, umfassend die Schritte: a) Ermittlung von ersten Ausgangswerten (b_i) der Lichtsensoren (11.i) aller Leuchten (10.i) der Leuchtengruppe bei nicht betriebenen Leuchtmitteln (15.i) aller Leuchten; b) Betreiben des Leuchtmittels einer einzelnen Leuchte (10.i) der Leuchtengruppe und Ermitteln von zweiten Ausgangswerten (a_ij) der Lichtsensoren (11.i) aller Leuchten (10.i); c) Durchführung des Schrittes b) für alle Leuchten (10.i) (1=1 ... N) der Leuchtengruppe; d) Ermittlung der relativen räumlichen Positionen (X0i, Y0i, i=1 ..N) aller Leuchten (10.i) zueinander innerhalb der Leuchtengruppe auf der Grundlage der ermittelten Ausgangswerte der Lichtsensoren (11.i).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) das Subtrahieren des ersten Ausgangswertes (b_i) eines jeweiligen Lichtsensors (11.i) von den zweiten Ausgangswerten (a_ij) des jeweiligen Lichtsensors (11.i) für alle Lichtsensoren umfasst zur Erzeugung von Transmissionsfaktoren (tij).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Transmissionsfaktoren (t_ij) symmetrisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Transmissionsfaktoren (t_ij) zugeordnete Abstandsschätzfaktoren (d_ij) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Abstandsschätzfaktoren (d_ij) symmetrisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abstandsschätzfaktor (d_ij) berechnet wird mittels einer Funktion (F1), die allein vom zugeordneten Transmissionswert (t_ij) abhängt und ansonsten konstante Parameter aufweist und die Funktion eine monoton fallende Funktion ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abstandsschätzfaktor (d_ij) berechnet wird über die Funktionsgleichung $d_{i j} = \frac{1}{t_{i j}^{e 1}}$
wobei der Exponent e1 zwischen ≥ 1und ≤ 2,5 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das s eine Funktion (F2) in Abhängigkeit der Abstandsschätzfaktoren (d_ij) und von relativen Positionen (X_i, Y_i, i=1 .. N) der Leuchten berechnet wird, wobei eine Variation der Koordinaten (X_i, Y_i, i=1 ... N) der relativen Positionen (X_i, Y_i, i=1 ... N) durchgeführt wird zum Auffinden der gesuchten relativen Positionen (X0i, Y0i, i=1 .. N) der Leuchten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Koordinaten (X_i, Y_i, i=1 ... N) der relativen Positionen (X_i, Y_i, i=1 ..N) der Leuchten (10.i) so durchgeführt wird, dass ihre daraus berechneten Abstände (u_ij) eine vorgegebene minimale Abweichung zu den ermittelten Abstandsschätzfaktoren (d_ij) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Koordinaten (X_i, Y_i, i=1 ... N) der relativen Positionen der Leuchten (10.i) so durchgeführt wird, dass die Funktion einen Extremwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (F2) eine Energiefunktion ist, insbesondere eine Energiefunktion zur Berechnung der Wechselwirkungsenergie eines Systems von Elementen, die paarweise miteinander in Wechselwirkung stehen, wobei die Wechselwirkungsenergie der Form ist wie ein harmonisches Potential, ein Coloumbpotential, Van der Waals-Potential oder ein Lennard-Jones-Potential, unter Umständen unter Berücksichtigung von Korrekturfaktoren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (F2) eine Energiefunktion ist zur Berechnung der potentiellen Energie eines Systems von Elementen, wobei die Elemente miteinander über eine Federkraft gekoppelt sind, und sich die Funktion (F2) ergibt zu: ${\sum_{\begin{array}{l} i, j = 1 \\ i \neq j \end{array}}^{N} 0.5 * K_{i j} * (d_{i j} - \sqrt[2]{{(X i - X j)}^{2} + {(Y i - Y j)}^{2}})}^{2}$
wobei der jeweilige Kopplungsfaktor K_ij von einem zugeordneten Abstandsschätzfaktor d_ij abhängt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kopplungsfaktor (K_ij) berechnet wird mittels einer Funktion (F3), die allein die zugeordnete Variable d_ij und ansonsten konstante Parameter aufweist, und die Funktion (F3) eine monoton fallende Funktion ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kopplungsfaktor (K_ij) berechnet wird mittels der Funktionsgleichung $K_{i j} = \frac{1}{d_{i j}^{e 2}}$
wobei der Exponent e2 zwischen ≥ 0,2 und ≤ 2 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Koordinaten (X0i, Y0i, i=1 ..N) aller Leuchten (10.i) durch eine Translation des Koordinatensystems in ein Koordinatensystem übergeführt werden, in welchem die geometrische Mitte der Leuchtengruppe im Nullpunkt des neuen Koordinatensystems liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Koordinaten (X0i, Y0i, i=1 ..N) aller Leuchten (10.i) durch Drehung in Koordinaten eines Koordinatensystem überführt werden, in welchem eine Mehrzahl von Leuchten aus der Leuchtengruppe einen im Wesentlichen gleichen Koordinatenwert einer vorgegebenen Koordinate besitzen und in welchem die ersten Ausgangswerte der Lichtsensoren eine vorgegebene Schwelle überschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der ermittelten relativen räumlichen Positionen (X0i, Y0i, i=1 ..N) die räumliche Anordnung der Leuchten (10.i) der Leuchtengruppe grafisch angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der ermittelten relativen räumlichen Positionen (X0i, Y0i, i=1 ..N) der Leuchten (10.i) eine Konfiguration der Leuchtengruppe in einem Lichtmanagementsystem durchgeführt wird.
Beleuchtungssystem, umfassend eine Mehrzahl von Leuchten, die jeweils ein Betriebsgerät, ein von diesem gespeistes Leuchtmittel (15.i), einen Lichtsensor (11.i) und eine Steuerschnittstelle (21) zum Anschluss an eine Steuereinrichtung (20) über eine Steuerleitung (30) aufweisen, wobei die Steuereinrichtung (20) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-18 auszuführen.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Steuereinrichtung (20) datentechnisch verbindbares Endgerät (40) vorgesehen ist, mit einer Eingabeeinrichtung (42) sowie einer Anzeigeneinrichtung (43).