Licht der LED und vernetzte Informationen bieten mehr Nutzererlebnisse

| Autor / Redakteur: Andreas Henrich * / Hendrik Härter

Das Licht von LEDs bringt nicht nur Waren in das richtige Licht, sondern kann auch als Kommunikationsmedium dienen. Visual Light Communication (VLC) ermöglicht es in Gebäuden sich ähnlich zu orientieren wie mit GPS.
Das Licht von LEDs bringt nicht nur Waren in das richtige Licht, sondern kann auch als Kommunikationsmedium dienen. Visual Light Communication (VLC) ermöglicht es in Gebäuden sich ähnlich zu orientieren wie mit GPS. (Bild: Fotolia / CC0)

Licht allein wird nicht nur zur Beleuchtung verwendet. Mit Licht kann man auch kommunizieren und durch Gebäude navigieren. Welche Möglichkeiten sich damit bieten, zeigt der Beitrag.

Licht ist unsichtbar, wird allerdings zusammen mit Materie von uns wahrgenommen. Das für das menschliche Auge empfängliche Licht, als Strahlung gesehen mit einer Wellenlänge zwischen 380 und 780 nm, war nie ausschließlich zum Sehen da. So wissen wir bereits, dass Licht neben rein visuellen Funktionen auch biologische Funktionen bedient. Es löst Stoffwechselprozesse im Körper aus und erfüllt technische Funktionen, beispielsweise bei der Bauteiltrennung mit einem konzentrierten Laserlicht.

Unsere Umgebung wird durch die vielen Informationen zusammengesetzt, die durch multipel reflektiertes Licht aufgenommen werden. Neutrales Licht wurde in den Anfängen der Schiffskommunikation durch das Morsen von kurzen und langen Lichtsignalen genutzt, um Nachrichten auszutauschen. Durch ausgereiftere und schwerer zu beeinflussende Übertragungsmedien ersetzt, ist Licht heute als Informationsträger in Vergessenheit geraten. Bis jetzt.

Mit Licht lässt sich in Innenräumen navigieren

Ein Sprung in die Gegenwart und in die Welt des Verkaufens. Licht unterstützt im Verkaufsraum durch effiziente LED-Technik, Lichtfarben, die sich der Ware anpassen, einer adaptierten Farbwiedergabestufe, blendfreien Lichtverteilungen und wahrnehmungsunterstützenden Beleuchtungsstärkenniveaus. Neben dem reinen Sehen bietet Licht in seiner Funktion als Informationsträger erweiterte Möglichkeiten. Ein alter Werbespruch lautetet: Licht lockt Leute. Erweitert kann man sagen: Licht lenkt Leute. Durch visuelle Kommunikation mit Licht, auch als Visual Light Communication (VLC) bekannt. Navigation mit VLC ermöglicht es im Gebäude, das man sich ähnlich orientiert wie mit GPS. Die Satelliten im Innenraum sind in aller Regel schon ausreichend vorhanden: Leuchten.

VLC-fähige Leuchten (Bild 1) unterscheiden sich von ihren konventionellen Vorgängern durch spezifische DALI-Vorschaltgeräte, die ein 16-stelliges digitales Signal nach dem Schema Ternary Manchester Coding modulieren und über das LED-Modul aussenden. Der aufmodulierte Identifikationscode hat keinen Einfluss auf die Lichtqualität und beeinflusst nicht die natürliche Degradation der LEDs. Ebenfalls werden dabei alle Lichtqualitätskriterien bezüglich Flicker oder Stroboskopeffekte gemäß CIE TN006:2016 eingehalten.

Um die geeignete Funktionalität zu gewährleisten, werden jedoch noch weitere Parameter der Leuchte in einer Datenbank erfasst und zur Navigationshilfe genutzt. Dazu gehört das Abbild der Leuchte zur Definition des Leuchtenmittelpunktes und der Trennung zwischen zwei Leuchten. Dazu kommen Lichtintensität und Lichtverteilung in Form einer Lichtverteilungskurve (LVK), die Abmasse, die Gehäuseform und die Gehäusefarbe der Leuchte. Die Parameter werden von der Frontkamera eines Smartphones erkannt und mit den zuvor gespeicherten Daten in der Cloud abgeglichen.

Positionierung mit einer Genauigkeit von 20 cm

Trianguliert wird über zwei Leuchten, die zusammen mit der Position des Smartphones die Position mit einer Genauigkeit von bis zu 20 cm bestimmen. Das ist besser als Bluetooth Beacons, die eine Genauigkeit von 1,5 bis 3 m bieten oder WLan/WiFi mit 5 bis 10 m. Als weiteres Kriterium erkennt das VLC-System die Orientierung im Raum und identifiziert mögliche Blickrichtungen. Als ergänzende Sensorik werden sowohl der Schrittzähler und das Gyroskop des Smartphones genutzt. Ist anfangs nur eine Leuchte verfügbar, so werden Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung zur Positionierung simuliert, bis die zweite Leuchte von der Kamera erfasst wird.

Mit dem Gyroskop werden Orientierung und Neigung erfasst und bei der Leuchtenidentifikation berücksichtigt. So ist bei einer Kamerahaltung bis zu 45° aus der Horizontalen noch die einwandfreie Erfassungsfunktion gewährleistet. Dem voraus geht eine VLC-konforme Lichtplanung, die später vor Ort mit den realen Gegebenheiten bei Inbetriebnahme abgeschlossen wird. Abgeglichen werden die Positionen der geplanten Leuchten mit den Codes der installierten Leuchten. Auch die geplanten Höhen werden mit den realen Höhen abgeglichen sowie die Abstände der Leuchten untereinander. Aus dem Datenabgleich wird ein Software Development Kit (SDK) erstellt. Es enthält den Bildverarbeitungs-Algorithmus, die VLC-Software, Bluetooth-Parameter und Smartphone-Geräte-Kopplung.

Sie ist Basis für eine Navigation und weitere Funktionen. Die fertige Navigation ist ohne Ziel und Inhalt sinnlos. Notwendig sind Software-Funktionen. Die SDK wird in eine Kunden-App eingebunden und mit Grundrissplan, Navigationsfunktion und weiteren Funktionen ergänzt. Damit lassen sich Produkte, Produkt- und Preisinformationen oder Werbeangebote auf die Kunden-App aufspielen. Aufgezeichnete Bewegungsdaten in einer Cloud ermöglichen es, Kunden- und Warenströme und Kundenverhalten in Form von Heatmaps oder Blickrichtungsprofilen zu erfassen (Bild 2). Die nicht personenbezogen Daten lassen sich nutzen und damit individuelle Angebote erstellen.

* Andreas Henrich ist bei Schmitz/Wila-Leuchten in Arnsberg für Strategic Innovation and Marketing verantwortlich.

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