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. 

Wir suchen interessierte Studenten, die helfen wollen, den noch immer geleugneten Zusammenhang von Unfallgeschehen und Beleuchtung (Berliner Senat 2010) nachzuweisen.

Ein Thema könnte sein:

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 die 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. 

Weitere Ideen sind:

1.      Was sind die größten Blendquellen auf der Straße? Messung, Analyse, Auswertung, Empfehlungen

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

              i.          unterschiedlicher Algorithmen der Technoteam Software

              ii.         Manueller Bestimmung der leuchtenden Fläche aus dem L-Bild

              iii.        Manuelle Bestimmung aus der Geometrie

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

4.      Untersuchung zum Einfluss der Blendquellengröße und der Lichtfarbe auf die psychologische Blendung

              i.          Leuchte mit 4 unterschiedlichen Flächen ist in 4 verschiedenen Höhen auf gleiche Beleuchtungsstärke am Auge einzustellen. Die Blendung ist von mindestens 10 Versuchspersonen zu bewerten.

              ii.          Anschließend ist die Leuchte mit vier unterschiedlichen Flächen aus vier verschiedenen Entfernungen zu bewerten.

5.      Untersuchung der psychologischen Blendung in Abhängigkeit der Straßenleuchtdichte, der Mastdistanz und der Leuchtenanzahl

Es sind diverse Arbeiten am Fachgebiet Lichttechnik zum Themenkomplex zu vergeben. Eigene Themenvorschläge im diesem Bereich sind ebenfalls willkommen und können nach individueller Absprache ggf. bearbeitet werden. 

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Völker

Blendungsbewertung von LED-Leuchten

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.

Analyse hinsichtlich der Verkehrsgefährdung von Werbeanlagen

Mittels bildaufgelöster Leuchtdichtemesstechnik sind LED-Werbeanlagen aus Sicht der Fahrerposition zu vermessen. Mittels der gewonnen Daten soll anschließend das Gefährdungspotenzial bezüglich einer reduzierten Sichtbarkeit bei trockener und nasser Straße bestimmt werden. Neben der Messung sind entsprechende Simulationen durchzuführen. 

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

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Völker

Vergleich der physiologischen Blendung von Straßenleuchten und Kraftfahrzeugscheinwerfern

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.

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

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Völker

Auswahl von laufenden / abgeschlossenen Arbeiten zu diesem Thema:

• Einfluss der Einteilung des Messrasters auf die Bestimmung von leuchtdichtebasierten Normwerten von Straßendeckschichten
• Analyse des Energieeinsparpotentials von Lichtstärkeverteilungsoptimierungen für verschiedene Nutzflächen im Straßenraum
• Analytic comparison of measured and simulated luminance distributions of a street lighting installation
• Analytischer Vergleich von ortsaufgelöst gemessenen und q-optimiert simulierten Leuchtdichteverteilungen von Straßendeckschichten verschiedener Nässegrade
• Erweiterung und Optimierung eines Workshopkonzeptes durch Einsatz verschiedener pädagogischer Methoden zur Vor- und Nachbereitung eines außerschulischen Schüler*innen-Labors

Es sind diverse Arbeiten am Fachgebiet Lichttechnik zum Themenkomplex zu vergeben. Eigene Themenvorschläge im diesem Bereich sind ebenfalls willkommen und können nach individueller Absprache ggf. bearbeitet werden. 

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Völker 

Entwicklung einer Markierungsleuchte aufbauend auf dem Demonstrationsmuster von Out e.V.

 

1. Einarbeitung in Lighttools, anschließend simulativer Aufbau der Leuchte in Lighttools einschließlich Auswahl geeigneter LEDs und Linsen
2. Realisierung der Hardware durch Kombination verschiedener LED Plantinen mit einer geeigneten Optik unter Nutzung einer vorhandenen Leuchte
3. Anpassung der Ansteuerung, die von Rahber entwickelt wurde

 

2. Entwicklung eines preisgünstigen autonomen Verkehrszählers für Fußgänger, Radfahrer und Kfz, welche sich mindestens 14 Tage betreiben lässt
1. Einarbeitung in die bisherigen Arbeiten zur KI-basierten Objekterkennung von Raber
2. Transformation für ein eigenes Konzept zur Verkehrszählung
3. Aufbau und Inbetriebnahme der Hardware

 

3. Entwicklung einer Leuchte, welche die Lichtverteilung adaptiv an den Nässegrad der Straße anpassen kann
1. Einarbeitung in Lighttools, anschließend simulativer Aufbau der Leuchte in Lighttools einschließlich Auswahl geeigneter Linsen
2. Realisierung der Hardware durch Kombination verschiedener LED Plantinen mit einer geeigneten Optik unter Nutzung einer vorhandenen Leuchte
3. Entwicklung eines einfachen Sensors, zur Detektion einer nassen Fahrbahn
4. Aufbau eines Regelkreises für die Anpassung der Lichtverteilung

 

4. Integration von Lichtmanagementsystemen in das OpenSource System SoLiMa und Validierung von Infrarotbildern zur Straßenbeleuchtungssteuerung (Betreuer Samuel Fiedelak) (Details)

Es sind diverse Arbeiten am Fachgebiet Lichttechnik zum Themenkomplex zu vergeben. Eigene Themenvorschläge im diesem Bereich sind ebenfalls willkommen und können nach individueller Absprache ggf. bearbeitet werden. 

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Völker