Auf wenig befahrenen Strassen kann die Beleuchtung ohne Sicherheitsrisiko gedimmt und nur bei Bedarf heraufgefahren werden. So lassen sich Energieverbrauch und Lichtverschmutzung reduzieren. Dafür muss das Beleuchtungssystem mit Sensoren versehen sein, die auch bei schwachem Licht zwischen Mensch, Fahrzeug und Tier unterscheiden können. Forscher der Hochschule Luzern haben dafür in intensiver Zusammenarbeit mit der Zürcher Firma ELEKTRON AG «Iris-Eye» entwickelt.
Immer mehr Gemeinden stellen ihre Strassenbeleuchtung auf LED um und sparen dadurch Strom und Kosten. Darüber hinaus lässt sich mit LED und modernen Lichtmanagementsystemen die Beleuchtungsstärke bedarfsgerecht anpassen – ist die Strasse leer, so reicht ein minimales Dimmlevel. Kommt ein Fussgänger oder Auto, so steigt zur Sicherheit die Beleuchtungsleistung an.
Bis zu 80 Prozent der Energie einsparen
Gesteuert wird die Beleuchtung durch die Sensorknoten an den Beleuchtungsmasten und durch deren Kommunikation untereinander. Sobald der Sensor eines Knotens eine Person erkennt, signalisiert er den beiden Nachbarknoten deren Präsenz. So können die nächsten Leuchten ihre Beleuchtungsstärke ebenfalls erhöhen. Registrieren die Sensorknoten ein Auto, wird die Information gleich mehreren benachbarten Knoten übermittelt. Auf diese Weise wird die Beleuchtung auch bei schnellem Verkehr gewährleistet.
«Insbesondere in Regionen mit wenig Aktivität können Energieverbrauch und Lichtverschmutzung dadurch um bis zu 80 Prozent reduziert werden, ohne dass die Sicherheit gefährdet ist», sagt Klaus Zahn vom Kompetenzzentrum Intelligent Sensors and Networks der Hochschule Luzern. Er hat im Auftrag der Zürcher Firma ELEKTRON, dem Spezialisten für bedarfsgerechte Strassenbeleuchtung und Smart City Systemintegrator, das von innosuisse geförderte Sensor-Projekt «Iris-Eye» geleitet.
Mehr Präzision gefragt
Herkömmliche Sensoren erfassen zwar Bewegung und Geschwindigkeit, können jedoch nicht differenzieren und verursachen so viele Fehlalarme. «Für diese flexible Beleuchtung braucht es Sensoren, die trotz der schwachen Beleuchtung zuverlässig zwischen einem Fuchs und einer Fussgängerin, zwischen Blättern im Wind und einem Auto unterscheiden können», beschreibt Klaus Zahn die Herausforderung.
Für eine zuverlässige Erkennung setzen er und sein Team stromsparende Minikameras und Mikroprozessoren ein. Es gelang ihnen durch eine Kombination von modernster Vision-Sensorik mit intelligenter Bildverarbeitung, einen Sensorknoten zu entwickeln, der nicht nur auf Bewegung reagiert, sondern unabhängig von den Lichtverhältnissen zuverlässig und präzise Menschen und Fahrzeuge erfasst. Die verbesserte Sensortechnologie hilft Fehlalarme zu vermieden, da sie Tiere oder bewegte Bäume erkennt und die Beleuchtungsstärke deshalb nicht erhöht.
Enrico Baumann, Geschäftsführer der ELEKTRON, erkennt in den Sensoren von «Iris-Eye» Potenzial für weitere Entwicklungen:
«Wir sind auf innovative, energieeffiziente Lichtkonzepte spezialisiert und haben schnell erkannt, dass sich die Sensoren von «Iris-Eye» auch für weitere Anwendungen einsetzen lassen. So könnte beispielsweise die Beleuchtung von Perronkanten am Bahnhof oder von Fussgängerstreifen zur Erhöhung der Sicherheit hochgedimmt werden, sobald Personen anwesend sind. Deshalb wurde «Iris- Eye» modular und ausbaufähig konzipiert.»