Lichttechnik

Abschlussarbeiten Außenbeleuchtung

Blendung und Blendungsbewertung

 

Untersuchungen zur adaptationsbestimmenden Leuchtdichte hinsichtlich der Blendungsbewertung von Straßenleuchten

Bei der Berechnung der physiologischen Blendung wird die mittlere Leuchtdichte der Straße als Bezugsgröße eingesetzt. Bei Geradeausfahrt und Blick in 60 m deckt ein entsprechendes Straßenstück gerade 2-3° auf der Netzhaut ab. Nach Untersuchungen von Winter ist der adaptationsbestimmende Bereich deutlich größer und beträgt ca. 10-20°. Welche Abweichungen ergeben sich in der mittleren Leuchtdichte und dem zu berechnenden Threshold Increment (Maßzahl der Blendung), wenn ein entsprechendes Feld berücksichtigt wird? Mit einem am Fachgebiet aufgebauten Messfahrrad sollen entsprechende Messungen mittels bildaufgelöster Leuchtdichtemessungen in verschiedenen Straßenklassen durchgeführt werden. Die Daten sind anschließend hinsichtlich der Adaptationsleuchtdichte und der Blendungsbewertung zu analysieren und auszuwerten. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei Unfallschwerpunkten.

 

Entwicklung eines Verfahrens zur reproduzierbaren Bestimmung der leuchtenden Fläche

Die Gestaltung, Messung und Bewertung der Straßenbeleuchtung ist in EN 13201 geregelt. Bei psychologischer Blendung wird empfohlen, die höchsten Lichtstärken zur Beurteilung der Blendung zu verwenden. Die Klagen über unerträgliche Blendung von LED-Straßenleuchten lassen zweifeln, dass das bisherige Maß wirklich geeignet ist, die Blendung korrekt zu beschreiben. Verwendet man alternativ die mittlere Leuchtdichte, stößt man auf das Problem, diese nicht exakt bestimmen zu können, da das Streulicht in der Kamera eine exakte geometrische Messung der leuchtenden Fläche (die wiederum Voraussetzung für die Mittelwertbildung ist) verhindert. Entsprechend können entsprechende Maßzahlen nicht für die Bewertung der Blendung herangezogen werden.

Es ist ein Verfahren zu entwickeln, welches die reproduzierbare Bestimmung der leuchtenden Fläche garantiert. Dazu sind zunächst unterschiedliche Leuchtdichtebilder von Straßenleuchten zu analysieren. Neben einer klassischen Methode, welche bisher ausschließlich für Kfz-Leuchten verwendet wird, sollen dynamische Schwellen getestet werden, welche aus dem Leuchtdichtebild zu gewinnen sind.

 

Reproduzierbare Bestimmung der mittleren Leuchtdichte mittels bildaufgelöster Leuchtdichtemesskameras

Die Begrenzung der Blendung ist einer der kritischsten Herausforderungen in der nächtlichen Straßenbeleuchtung. Neben der Beleuchtungsstärke werden immer häufiger bildaufgelöste HDR Kameras für die Leuchtdichtemessung eingesetzt. Das Ergebnis einer HDR-Kamera ist ein Leuchtdichtebild der Blendquellen. Die Auflösung ist dabei abhängig vom verwendeten Objektiv und der Entfernung. Entsprechend unterscheiden sich maximale und sogar mittlere Leuchtdichten. Auch die Analysewerkzeuge eines Systems liefern unterschiedliche Ergebnisse. Wenn verschiedene Anwender die mittlere Leuchtdichte manuell schätzen, ist eine große Streuung der Leuchtdichtewerte möglich. Diese Situation ist sehr unbefriedigend für die Wissenschaft, aber auch für die Entwicklung von blendarmen Leuchten.

Es ist ein Versuch aufzubauen, mit dem zunächst die maximal mögliche Auflösung unter Blendbedingungen zu ermitteln ist. Anschließend sind die Abweichung der Blendleuchtdichten unter Verwendung unterschiedlicher Objekte und Messentfernungen zu ermitteln.

Bestimmung der größten Blendquellen auf der Straße

Kfz-Scheinwerfer stellen eine wesentliche Blendquelle im Straßenverkehr dar. In Abhängigkeit der Straßenbeleuchtung ist zu untersuchen, welche Sehleistungsreduktion durch Kfz-Scheinwerfer erwartbar ist. Daraus sind entsprechende Strategien sowohl für die Kfz- als auch die ortsfeste Beleuchtung abzuleiten.

  • Erweiterung des fachgebietseigenen Messfahrrades zur Messung der cornealen Beleuchtungsstärke
  • Messfahrten auf verschiedenen Straßenklassen und Umgebungsbedingungen
  • Bestimmung verschiedener Blendmaße TI; G_Lin; G_Boul
  • Kategorisierung
  • Ableitung von Empfehlungen (für Kfz-Scheinwerfer - Änderung der max. E; max. L von Werbeanlage in Abhängigkeit der Umgebung)

 

Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Kameratypen und Objektive auf die Bestimmung der mittleren Leuchtdichte von Straßenleuchten und Kfz-Scheinwerfern

  • Messung aller Leuchten, die von Fiedelak gemessen wurden, mithilfe unterschiedlicher Kameras und Objektive
  • Variation der Dimmstufen in 5 Stufen und erneute Messung aller Straßenleuchten
  • Messung von 3 Kfz-Scheinwerfern
  • Bestimmung der mittleren Leuchtdichte mittels
  • unterschiedlicher Algorithmen der Technoteam Software
  • Manueller Bestimmung der leuchtenden Fläche aus dem L-Bild
  • Manuelle Bestimmung aus der Geometrie

 

Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Messmethoden auf den TI-Wert, sowie diverser Blendkennzahlen der psychologischen Blendung

  • I-Werten
  • L-Sportmeter (Konica)
  • L (LMK)
  • E Messungen
  • Publikation Villa
  • Ausführliche Messunsicherheitsbetrachtung aller Verfahren

Unfallanalyse

Bekanntlich nimmt die Zahl der Verkehrstoten seit Jahren in Deutschland ab. Dennoch sind wir noch immer weit von dem Ziel der WHO entfernt, 2050 keine Verkehrstoten mehr beklagen zu müssen. Hinzukommt, dass die Zahl der Verletzten (einschließlich Schwerverletzten mit lebenslangen Einschränkungen) in den letzten Jahren tendenziell eher zugenommen hat. Gründe hierfür sind die zunehmenden Mischverkehre (Auto, Rad und Fußgängerverkehr), der höhere Anteil der älteren Bevölkerung, aber auch ungenügende Wahrnehmungsbedingungen im nächtlichen Straßenverkehr.

Angebote für Abschlussarbeiten

Einbindung einer ortsauflösenden Leuchtdichtekamera in ein bestehendes Messsystem zur Bestimmung des Streulichteinflusses
nach Absprache

Reproduzierbare Bestimmung der mittleren Leuchtdichte mittels bildaufgelöster Leuchtdichtemesskameras (1. Thema) (2. Thema)
ab sofort

Überprüfung einer verbesserten Sichtbarkeit bei Einsatz einer für nasse Straßen optimierten Lichtstärkeverteilung (Beschreibung)
ab September 2022
 

Weiteres Thema

Ermittlung technischer Grenzen einer umweltfreundlichen Beleuchtung in LightTools (mehr Details)
ab sofort

Adaptive Systeme

    • Entwicklung eines preisgünstigen autonomen Verkehrszählers für Fußgänger, Radfahrer und Kfz, welcher sich mindestens 14 Tage betreiben lässt
      1. Einarbeitung in die bisherigen Arbeiten zur KI-basierten Objekterkennung
      2. Transformation für ein eigenes Konzept zur Verkehrszählung
      3. Aufbau und Inbetriebnahme der Hardware
    • Integration von Lichtmanagementsystemen in das OpenSource System SoLiMa und Validierung von Infrarotbildern zur Straßenbeleuchtungssteuerung (Details)
    • Entwicklung einer API für das OpenSource System SoLiMa (Solinger Licht Management) (Details)
    • Realisierung der Datenübertragung zwischen einem FROST Server und dem SoLiMa (Solinger Licht Management) (Details)

     

     

     

    Eigene Themenvorschläge sind ebenfalls willkommen und können nach individueller Absprache ggf. bearbeitet werden. 

    Dr.

    Martine Knoop

    Leiterin des Forschungsteams Tageslicht und Innenraumbeleuchtung, Lehrkoordination, stellv. Fachgebietsleitung

    lehre@li.tu-berlin.de

    Raum E 301
    SprechstundeDonnerstags von 16:00 - 17:00 Uhr in E304