一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法技术

本发明专利技术提供了一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，包括步骤：S1、将球坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为直角坐标下的路面反射表r(x，y)；S2、根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)分析路面特性；S3、结合所述路面特性根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)计算道路亮度分布。本发明专利技术提供的一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，方便地计算单个车道和整个道路的亮度分布，大大有利于分析给定灯具时道路的亮度分布，以及设计等亮度分布的灯具等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及道路照明领域，特别是涉及一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法。
技术介绍
亮度评价方法在道路照明评价中变得越来越重要，但有关亮度的计算工作却十分缺乏。虽然用CIE(国际照明委员会)提供的路面反射表r(β，γ)可以计算道路的亮度分布，但其实际的计算过程却很困难。在道路照明的评价方法中，亮度评价比照度评价更为恰当，特别是对于高速公路的照明更是如此。这是由于亮度依赖于司机的观察，它与道路交通事故是紧密相关的，而照度只依赖仪器的测量。许多国家已经把亮度评价作为道路照明质量评价的主要方法，亮度的计算在道路照明中变得越来越重要了。与传统灯具相比，LED可以比较容易地用各种透镜来改变其光强分布，因此LED道路照明可以实现精确的光强分布，从而实现较高的道路照明亮度均匀性，而同时又能够满足一定的照度均匀性，以满足某些道路照明标准的要求。这种现实的可能性大大地增加了道路照明工程对首先满足均匀亮度分布而不是均匀照度分布的需求，这也提高了对LED灯具的道路照明亮度分布计算的要求。但由于其复杂性，这种计算在以前是技术上的弱项，关于照明亮度分布的分析还只能依赖与市售的照明软件，而这些软件的分析只能到有限的结果，而且是不能按设计者的要求进行分析。迄今为止道路照明方面亮度分布计算的文章还极少。道路的亮度与许多因素相关，包括不同的路面类型，光线的方向，观察者的位置，观察的方向等。为了使得亮度分布的计算规范化，CIE(国际照明委员会)和PIARC(国际道路会议常设协会)规定了标准路面和标准观察条件，这使得亮度计算有了标准。如图1所示，β为入射面和观察面的夹角，γ是灯具垂线和光线的夹角。简化反射系数表也称为反射表，在此用r(β，γ)表示，下列的表1就是CIE出版的R3路面为例的r(β，γ)表。表1CIE出版的R3路面的r(β，γ)表用CIE提供的r(β，γ)表就可以用来计算路面亮度了。但是用r(β，γ)去计算通常是直角坐标下的道路时是很困难的。而且，考虑到r(β，γ)给出的只是道路上某一个点由一个灯具引起的亮度贡献，一个车道的亮度分布还必须考虑许每一个观察点上各灯的贡献之和，加之道路还不止一个车道，可以想象计算将十分困难。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，用于解决现有技术中由于道路亮度分布是基于直角坐标而CIE的反射表却基于球坐标，从而计算十分困难的问题。本专利技术提供的一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，包括步骤：S1、将球坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为直角坐标下的路面反射表r(x，y)；S2、根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)分析路面特性；S3、结合所述路面特性根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)计算道路亮度分布。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S1包括步骤：S11、对所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)进行内插处理；S12、计算所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)中相应数据；S13、将道路中每一车道中有亮度贡献的灯具的所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)的反射系数相加得到对应点新的所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)的反射系数。于本专利技术的一实施方式中，所述有亮度贡献的灯具的贡献值至少为2％以上；所述相应数据包括路面类型、灯具的高度和灯具的间距。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S2还包括：不同的所述道路类型对应不同的所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)，并根据不同的所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为对应的所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S2还包括步骤：根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)画出路面的所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)的3D曲线图。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S2还包括步骤：取所述3D曲线图中对应车道的2D曲线图，并根据所述2D曲线图分析对应车道在车道延伸方向前后的灯光亮度衰减情况。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S3还包括步骤：S31、计算单个灯具对道路亮度分布的贡献；S32、计算单个车道的道路亮度分布；S33、计算整个道路的道路亮度分布。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S31还包括：根据公式：将灯的极坐标下的强度分布I(θ)转换为灯的直角坐标下的强度分布I(x)；其中θ为光线与灯具法线反向的夹角，H为灯具安装高度。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S32还包括：单车道的亮度正比于反射系数和光强的乘积；所述单车道的亮度分布的计算公式为：L(x)＝∑C·(r(x，0)·I(x))/H2。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S33还包括：所述整个道路的亮度分布的计算公式为：L(x，y)＝∑C·(r(x，y)·I(x，y))/H2；其中，作为初级近似计算，C为常数。如上所述，本专利技术具有以下有益效果：方便地计算单个车道和整个道路的亮度分布，大大有利于分析给定灯具时道路的亮度如何分布，以及如何设计等亮度分布的灯具等。附图说明图1显示为路面反射的角度关系示意图。图2显示为本专利技术采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例的流程方框图。图3显示为本专利技术采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例的路面r(x，y)表的3D曲线图。图4显示为图3中y＝0时的2D曲线图。图5显示为本专利技术采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例的R系列沿路方向的反射系数示意图。图6显示为本专利技术采用直角坐标路面下的反射表计算道路亮度分布的方法一实施例的R系列垂直道路方向的反射系数示意图。图7显示为本专利技术用直角坐标路面下的反射表计算道路亮度分布的方法一实施例极坐标下的强度分布图。图8显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例转换后直角坐标下的强度分布图。图9显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例单车道上单个灯具贡献的亮度分布图。图10显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例单车道上单个灯间距内的由五个灯具引起的各自的的亮度贡献图。图11显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例单车道上单个灯间距内的亮度分布图。图12显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例整个单车道的亮度分布图。图13显示为本专利技术用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法一实施例整个车道的3D亮度分布图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图13。需要说明的是，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特征在于，包括步骤：S1、将球坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为直角坐标下的路面反射表r(x，y)；S2、根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)分析路面特性；S3、结合所述路面特性根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)计算道路亮度分布。

【技术特征摘要】
1.一种采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将球坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为直角坐标下的路面反射表r(x，y)；
S2、根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)分析路面特性；
S3、结合所述路面特性根据所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)计算道路亮度分布。
2.根据权利要求1所述的采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特
征在于，所述步骤S1包括步骤：
S11、对所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)进行内插处理；
S12、计算所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)中相应数据；
S13、将道路中每一车道中有亮度贡献的灯具的所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)的反射
系数相加得到对应点新的所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)的反射系数。
3.根据权利要求2所述的采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特
征在于，所述有亮度贡献的灯具的贡献值至少为2％以上；所述相应数据包括路面类型、灯具
的高度和灯具的间距。
4.根据权利要求3所述的采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特
征在于，所述步骤S2还包括：
不同的所述道路类型对应不同的所述球坐标下的路面反射表r(β，γ)，并根据不同的所述球
坐标下的路面反射表r(β，γ)转换为对应的所述直角坐标下的路面反射表r(x，y)。
5.根据权利要求1所述的采用直角坐标下的路面反射表计算道路亮度分布的方法，其特
征在于，所述步骤S2还包括步骤：
根据所述直角坐标下的路面反射表...

【专利技术属性】
技术研发人员：周士康，陈春根，许礼，王鹰华，
申请(专利权)人：上海三思电子工程有限公司，上海三思科技发展有限公司，嘉善三思光电技术有限公司，三思光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31