Intelligente Sensorik reduziert Lichtverschmutzung und Energieverbrauch der Strassenbeleuchtung

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.

Prototyp von Iris-Eye, Riedhofstr. 11, Au (ZH)

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 setzten 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.»