专利名称：用于公共照明的控制装置、系统和方法
技术领域：
本发明涉及控制系统的领域。更明确地，涉及布置为组织(organize)分 区式(cellular)区域的照明的通信电子控制器的系统。
背景技术：
和现有技术
当黑暗的情况需要照明时，公共区域像街道、公园、工业设施和类似 物的过去的照明通过接通的许多光源来完成。每个光源照亮区域的一部 分，在下文称为小空间(cell)，且相邻的小空间通常彼此相迭。使用一些 光传感器、定时器或其它装置完成开关(switching),并通常用于一组光源。 同样，在现在的系统中，可调节光强度，以节约能源并延长设备的寿命， 然而，调光(dimming),即可变地调整照明的强度，是对系统的实质上所 有的光源完成的。同样，对于次要区域，仅当看起来需要灯光时，使用设 备接通照明，所述设备通过不同于环境温度的温度辐射(运动传感器)感 测物体的运动。在这种情况， 一般不使用调光。
描述本领域状态的现有文档包括美国专利3,893,000。该文档公开了公 路照明系统，其中，通过经过的车辆接通一组灯光并持续接通一段预定时 间。进一步的文档是英国专利申请2 303 906A,其描述安装在路旁的支撑 物上并由传感器激活的照明系统。由美国运输部(2001年9月)发布的 Dale ^Vilken等人的才艮告"European Road Lighting Technologies"寺艮道了关 于欧洲道3各的照明标准。
然而仍然有改进照明控制到更大的范围并因此改进节能和安全性的 需要。概述
本发明公开了用于照明系统的控制单元、系统自身和操作该系统的有
关方法。本发明的目的是获得高效能(energy-efficient )照明和安全的环境。 照明是用于由至少两个小空间构成的区域。可操作地将控制单元连接到充 分照明 一个小空间的光源。控制单元包括为所感兴趣的主体监控小空间的 装置。所述单元包括一种通过与至少一个最接近的小空间里的至少一个相 应的控制单元通信，而使照明措施与这个相应的控制单元协调的装置。在 优选的实施方式中，在所述控制单元之间的通信是基于无线通信方法。照 明措施可包括可变地调整光特性、将光源设置在备用模式和关闭光源，其 中光特性包括光强度和光颜色中的至少一个。控制单元能够用IR探测器、 有图象处理的电子照相机、磁传感器、雷达设备、环境光测量装置和激光 设备中的至少一个监控它的小空间。在一个实施方式中，感兴趣的主体是 在所述小空间内驻留、在所述小空间内移动、离开所述小空间和进入所述 小空间的物体和人中的至少一个。所述光源可以是单个照明装置或者是控 制为单个光源的一组照明设备。照明措施和至少一个最接近的控制单元的 协调包括改变在最接近的小空间的照明，以相应于所述主体的移动速度和 /或移动方向。本发明的另一方面是在像街道、公路、停车区域、公园、工 业设施、公共设施的区域中使用的相应的系统。照明措施的协调包括递增 地调整在人的视野的照明以避免目眩，和/或调整在最接近的小空间里的照 明变化，以相应于主体的移动速度和/或移动方向，主体可包括车辆和动物。 本发明还包括的一个方面是照明由至少两个小空间构成的区域的方法。所 述方法包括如下步骤为了感兴趣的主体而监控小空间，将关于感兴趣的 主体的数据传送到至少一个最接近的小空间，从至少一个最接近的小空间 接收数据，根据感兴趣的主体和/或从一个或更多最接近的小空间接收的数 据调整照明。
为了本发明的进一 步的细节和方面，参考随附的权利要求集。 附图简述
下面参考附图描述本发明，其中
图1显示了控制器的方框示意图；图2显示了街道照明系统的典型应用。 优选实施方式详述
图1显示了带有连接到光电枢(armature)101的中央电子单元106的电 子控制器100的方框图。控制器通常具有如下特征
-完全关闭灯(OFF) 102;
-为了在立即需要照明的情况下快速响应，将灯置于备用模式 (STAND-BY) 102;
-可变地将灯光输出从最小调整到最大(ON) 102;
-与连接到最接近的光电枢的相应的控制器通信103;
-为了感兴趣的事件例如人在小空间内驻留、人或动物或物体在小空间 内部到处移动或者进入或离开小空间而例如用照相机104监控小空间，所 述小空间通常等同于由受控光照明的小空间；
-感测环境光条件105;
-根据如下背景决定自身照明活动(i)来自自身传感器的信息，以及 (ii)来自在最接近的光电枢上的控制器的传达的信息。
图2举例说明了用于5个"小空间"的街道照明的沿着街道的隔开的 5个(作为例子)光电枢201-205的典型系统。正如在照明领域里的通常 情况，小空间相迭。每个灯由安装到电枢的电子控制器211-215可操作地 控制。
下述是系统功能一种可能的实施方式所有的灯假定是需要一些耗费 时间预加热的类型，因为目前在所监控的任何小空间里没有检测到物体， 因此所有的灯假定为处于备用模式，而有很少的环境光线可利用，即是黑 夜，所以控制器期望照明的需要。
车辆200从左边靠近，这个事件-包括靠近的方向和速率-由控制器211 监控。因为控制器211没有收到来自左侧的光电枢控制器的任何通信，所 以将照明增加到给予照明但是不会使车辆的驾驶员目眩的值。此外，控制器将事件和例如速率和方向的参数传达给车辆将稍后到达的相邻控制器
212。控制器212在那时已经从备用模式将照明增加到使得车辆驾驶员更 习惯的光线的水平，使得可能比控制器211进一步增加照明而不使驾驶员 目眩。以及进一步，控制器212将关于靠近车辆事件的信息传播给下一控 制器213,依次地，控制器213可以为车辆的靠近做准备。
在发明的另一实施方式中，即沿着街道的照明系统，其中车辆只在一 端进入，远离街道的所述端的光源205,在夜晚甚至可处于关闭模式，因 为它们可能会在车辆到达之前的适当时间运行预加热程序。这节约了更多 能量并为照明设备延长了寿命。
一旦在控制器的小空间内部没感测到相关物体且与最接近的控制器 的通信指示了没有物体从其自身的小空间的外部靠近，控制器就将照明减 到最小(关闭或备用，依赖于以上描述的条件)。
如果控制器的感测设备包括电子照相机和用于图象处理的充分的计 算能力，感测物体的方向和速率能通过图象处理完成，或通过在监控相迭 小空间的两个或更多控制器之间的进一步通信完成。同样可使用内置到车 道(lane)的传统装置，例如雷达、激光或电磁传感器。
沿着街道布置的照明系统通常允许结构化的通信网络。理论上，每个 控制器只与它的两个临近的控制器("邻居")通信，其使用传达的信息， 且此外-如果必要-传递改变的或未改变的信息到下一控制器。然而，在较 少地结构化的区域必须被照明的情况下，可能需要其它和可能不可预测的 通信路径。因此，控制器一般能与系统内的任何其它控制器通信，只要通 信装置(无线电通信设备的布线、范围)在技术上允许这种通信。在一些 光源204 (无光)或控制器214 (没有无线电通信信号)出现故障或不能 参与通信的情况下，对于支持失败-安全操作，这个选择也是有价值的。
在本发明的进一步的实施方式中，特别注意物体在不期望的地点进入 系统或另外举动突然，例如较大的动物进入街道、汽车在违法的方向行驶、 停在意想不到的地方(由于轮胎漏气、发动机故障，...)以及类似的事件。 在这种情况，控制器能启动特殊照明和/或通信程序，这可引起对事件的注 意以增加在区域内的安全性。
权利要求
1. 一种控制单元，其可操作地连接成控制在区域照明系统中的光源，所述区域由至少两个小空间构成，所述控制单元包括为感兴趣的主体而监控所述小空间的装置，所述控制单元特征在于包括通过与至少一个最接近的小空间内的至少一个相应的控制单元的双向通信而使照明措施与所述相应的控制单元协调的装置。
2. 如权利要求1所述的控制单元，其特征在于在所述控制单元之间 的通信是基于无线通信方法。
3. 如权利要求1所述的控制单元，其特征在于所述照明措施包括 -可变地调整光特性的装置； -将所述光源设置在备用模式的装置； -关闭所述光源的装置。
4. 如权利要求3所述的控制单元，其特征在于所述光特性包括下述 中的至少一个-光强度，以及-光颜色。
5. 如权利要求1所述的控制单元，其特征在于监控所述小空间的所 述装置包括下列中的至少 一个-IR探测器，-具有图象处理的电子照相机，-磁传感器，-雷达设备，-环境光测量装置，以及 -激光设备。
6. 如权利要求1所述的控制单元，其特征在于感兴趣的所述主体是正在进行下列动作的物体或人中的至少 一个 -在所述小空间内部驻留； -在所述小空间内部移动； -离开所述小空间；以及 -进入所述小空间。
7. 如权利要求1所述的控制单元，其特征在于所述光源包括 -单个照明装置-被控制为单个光源的 一组照明装置。
8. 如权利要求1和权利要求6所述的控制单元，其特征在于照明措 施与所述至少一个最接近的控制单元的所述协调包括，改变在最接近的小 空间内的照明以相应于所述主体的移动速度和移动方向的至少一个。
9. 一种用于控制区域的照明的系统，所述区域由至少两个小空间构 成，所述至少两个小空间具有在每个小空间内照明所述小空间的光源以及 可#:作地连接到每个光源的控制单元，所述系统特征在于-布置成为了感兴趣的主体而监控所述小空间的所述控制单元，-在所述控制单元之间的双向通信，-在最接近的控制单元/小空间之间的用于获得节能照明和安全环境的 照明措施的协调。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于所述区域包括街道、公路、 停车区域、公园、工业设施、公共设施。
11. 如权利要求9所述的系统，其特征在于感兴趣的所述主体是正在 进行下列动作的物体和人中的至少 一个-在所述小空间内部驻留；-在所述小空间内部移动；-离开所述小空间；以及-进入所述小空间。
12. 如权利要求9和权利要求11所述的系统，其特征在于照明措施的所述协调包括下述中的至少一个-递增地调整在最接近的小空间内所述人的视角内的照明以避免目眩，-动态地调整在最接近的小空间内的照明以相应于所述主体的移动速 度和移动方向的至少 一个。
13. 如权利要求11所述的系统，其特征在于所述物体包括车辆和动物。
14. 如权利要求9所述的系统，其特征在于所述光源包括 -单个照明装置-被控制为单个光源的 一组照明装置。
15. —种照明区域的方法，所述区域由至少两个小空间构成，每个小 空间配备有光源和控制单元，所述方法特征在于以下步骤-为感兴趣的主体而监控所述小空间，-感测感兴趣的所述主体；-传送关于感兴趣的所述主体的数据到在至少一个最接近的小空间里 的至少 一个相应的控制单元，-接收来自至少一个相应的控制单元的数据，画根据下述中的至少一个来调整照明(i) 感兴3返的所述主体，以及(ii) 从至少一个最接近的小空间接收的所述数据。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于对感兴趣的所述主体的所 述感测确定所述主体是否正在进行下述动作-在所述小空间内部驻留；-在所述小空间内部移动；-离开所述小空间；以及-进入所述小空间。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于调整照明的所述步骤包括-递增地改变在最接近的小空间内所述人的视角内的照明强度以避免 目眩，-调整在最接近的小空间内的照明变化以相应于所述主体的移动速度 和移动方向的至少一个。
全文摘要
介绍了一种用于照明系统的控制单元、系统自身以及操作所述系统的有关方法。可操作地连接控制单元到光源，光源充分照明区域的一个小空间，该区域包括至少两个小空间。所述单元包括为了感兴趣的效果而监控小空间的装置。所述单元包括通过优选地使用无线通信方法与至少一个最接近的小空间里的至少一个相应的控制单元通信，而使照明措施与这个相应的控制单元协调的装置。照明措施可包括可变地调整光特性，将光源设置在备用模式和关闭光源。
文档编号H05B37/02GK101513128SQ200780033425
公开日2009年8月19日 申请日期2007年9月11日 优先权日2006年9月11日
发明者简·维利·达姆塞尔斯 申请人:科姆莱特公司