一种路面亮度系数测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种路面亮度系数测量装置，包括遮光罩、亮度计和计算机，遮光罩是由1/4球面的侧面、与1/4球面相同半径的半柱面和一个平面的侧面围合构成的壳体；壳体内表面涂刷为哑光黑色，并按照《城市道路照明设计标准》CJJ45

【技术实现步骤摘要】
一种路面亮度系数测量装置及方法


[0001]本专利技术属于自动化测量装置及方法，尤其涉及一种用于路面亮度系数的测量装置及方法。

技术介绍

[0002]路面亮度对驾驶员的视功能与视觉舒适都具有重要作用，它是由光源和灯具射向路面的光线和该路面的反射特性决定的。路面反射特性决定了照明质量、成本、照明功效和交通安全性能，而路面的反射特性取决于所铺设的材料、材料磨损程度和路面干湿度。研究表明，路面可以视作由大量的、具有不同朝向的颗粒组成，颗粒表面分粗糙面和平滑面。颗粒的尺寸、结构状况、表明粗糙程度及相互关系，形成了所谓的宏观结构和微观结构，会影响反射特性。干燥条件下，宏观和微观结构均起作用；潮湿条件下，因为微观结构细小机理变化被水淹，致使其成为镜面，宏观结构起主要作用[1]。由于路面铺装材料及工艺的持续改进、使用时间的延长和多种彩色颜料的使用，路面反射特性也各不相同。
[0003]相关路面反射理论均未能给出定量描述路面反射特性的方法。目前一般采用简化亮度系数表来表示路面反特性，根据《城市道路照明设计标准》CJJ45
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2015中附录A《路面亮度系数和简化亮度系数表》仅提供了沥青路面和水泥混凝土路面两种简化亮度系数表，难以准确表达多种材质、不同使用工况和使用年限条件下的路面反射特性，对于某种特定条件下的路面反射特性，则需要专门测试亮度系数表。通常采用的测试装置的结构是：将单一满足光束宽度要求的灯具安装于弧形悬臂结构上，由传动机构将灯具围绕水平轴旋转至所需角度位置，开启灯具、测量路面亮度和照度，进行计算获得亮度系数q；测量完成不同角度之后，再将悬臂结构连同灯具围绕垂直轴旋转到另一所需角度，重复上述测量；直至完成所有角度位置的测量。由于传统光源开关反应慢，发光不稳定；传动机构结构复杂，对旋转控制和定位精度要求高，重量大，测试时间长，测试时对道路交通阻断时间长，难以满足快速测量的需要。
[0004][参考文献][0005][1]黄莹.基于虚拟现实的隧道内彩色路面视觉舒适研究[D].河北工业大学，2017.

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术提出一种新型的路面亮度系数测量装置，用于快速准确的测量路面上任意一点处的亮度系数，进而快速得出被测路面亮度系数表。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种路面亮度系数测量装置，包括遮光罩、亮度计和计算机，所述遮光罩是由1/4球面的侧面S1、与所述1/4球面相同半径的半柱面S2和一个平面S3的侧面围合构成的壳体，壳体内表面涂刷为哑光黑色，所述1/4球面位于所在球体的上部、且由一个水平和一个铅锤并均通过球心的平面截取获得；所述遮光罩的1/4球面内表面上布置有377个LED光源，所述的377个LED光源在1/4球面内表面上布置点的设置
是：
[0008]1/4球面的球心为O点，在1/4球面的内表面上作由20条均通过O点的平面P与1/4球面的截交线，所述平面P为铅锤面，位于两端的截交线在同一铅垂面P0上，每条截交线所在平面与平面P0的夹角为β；每条截交线上、自顶点而下依次设有15至29个定位点，所有截交线顶点处的定位点汇集为A点，除A点之外的其他定位点记为B点；
[0009]377个LED光源中，一个LED光源布置在A点，其余的376个LED光源的位置与所有的B点一一对应；每个定位点与O点的连线为直线段r，针对同一个定位点，直线段r与铅垂线的夹角为γ；每个定位点由β和对应的tanγ确定；20条截交线所在平面对应的20个β角和对应的tanγ的具体数值均根据《城市道路照明设计标准》CJJ45
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2015中附录A《路面亮度系数和简化亮度系数表》确定；所述亮度计布置在所述遮光罩的底部边缘处，在β角度为180度位置；所述亮度计镜头的轴线O1过O点，轴线O1与水平面的夹角为1
°
，所述亮度计的镜头前安装有一个光栏，所述光栏与亮度计镜头的距离为100mm，所述光栏具有一个直径为20mm、且与亮度计镜头轴线同轴的通孔；所述377个LED光源的开关和所述亮度计均连接至计算机，所有的LED光源的开关相互独立，所述计算机内安装有控制程序，用于控制377个LED光源依次开启或关闭，每次仅开启一个LED光源，开启每一个LED光源的同时，所述亮度计测量并记录该开启的LED光源照射在O点的亮度L，并根据LED光源的发光强度计算出亮度系数q，从而形成一个亮度系数表。
[0010]进一步讲，本专利技术所述的路面亮度系数测量装置，其中：所述LED光源发出的光束为角度小于4度的窄光束，所述光束的中轴线穿过O点，发光强度为I。
[0011]本专利技术中，20条截交线所在平面与平面P0的夹角依次为0、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180度；根据β角的取值不同，该条截交线上自A点而下依次确定的定位点的个数及对应的tanγ值如下：
[0012]a)当β角为0、2、5、10、15度时，5条截交线上自A点而下均分别确定29个定位点，与各定位点对应的tanγ值分别为0、0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12；
[0013]b)当β角为20度时，该条截交线上自A点而下确定27个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前27个数据；
[0014]c)当β角度为25度时，该条截交线上自A点而下确定22个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前22个数据；
[0015]d)当β角度为30度时，该条截交线上自A点而下确定19个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前19个数据；
[0016]e)当β角度为35度时，该条截交线上自A点而下确定17个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前17个数据；
[0017]f)当β角度为40度时，该条截交线上自A点而下确定16个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前16个数据；
[0018]g)当β角度为45～180度时，10条截交线上自A点而下均分别确定15个定位点，与各定位点对应的tanγ值是上述a)中的前15个数据。
[0019]本专利技术中，所述亮度计(1)的测试区域覆盖角度为1
°
。
[0020]同时，本专利技术中还提出了利用上述路面亮度系数测量装置进行测量的方法，包括
以下步骤：
[0021]步骤一、将所述的路面亮度系数测量装置放置于待测量的道路路面上，将O点位置对准路面上待测点位，且β角的0
°
方向顺着行车方向放置，开启装置的电源开关、开启亮度计和计算机电源；
[0022]步骤二、开启并运行计算机控制程序，关闭所有LED光源，启动测试过程；
[0023]步骤三、取β＝0
°
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路面亮度系数测量装置，包括亮度计(1)和计算机，其特征在于，该装置还包括一个遮光罩(3)，所述遮光罩(3)是由1/4球面的侧面S1、与所述1/4球面相同半径的半柱面S2和一个平面S3的侧面围合构成的壳体，壳体内表面涂刷为哑光黑色，所述1/4球面位于所在球体的上部、且由一个水平和一个铅锤并均通过球心的平面截取获得；所述遮光罩(3)的1/4球面内表面上布置有377个LED光源(4)，所述的377个LED光源(4)在1/4球面内表面上布置点的设置是：1/4球面的球心为O点，在1/4球面的内表面上作由20条均通过O点的平面P与1/4球面的截交线，所述平面P为铅锤面，位于两端的截交线在同一铅垂面P0上，每条截交线所在平面与平面P0的夹角为β；每条截交线上、自顶点而下依次设有15至29个定位点，所有截交线顶点处的定位点汇集为A点，除A点之外的其他定位点记为B点；377个LED光源(4)中，一个LED光源(4)布置在A点，其余的376个LED光源(4)的位置与所有的B点一一对应；每个定位点与O点的连线为直线段r，针对同一个定位点，直线段r与铅垂线的夹角为γ；每个定位点由β和对应的tanγ确定；20条截交线所在平面对应的20个β角和对应的tanγ的具体数值均根据《城市道路照明设计标准》CJJ45
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2015中附录A《路面亮度系数和简化亮度系数表》确定；所述亮度计(1)布置在所述遮光罩(3)的底部边缘处，在β角度为180度位置；所述亮度计(1)镜头的轴线O1过O点，轴线O1与水平面的夹角为1
°
，所述亮度计(1)的镜头前安装有一个光栏(2)，所述光栏(2)与亮度计(1)镜头的距离为100mm，所述光栏(2)具有一个直径为20mm、且与亮度计镜头轴线同轴的通孔；所述377个LED光源(4)的开关和所述亮度计(1)均连接至计算机，所有的LED光源(4)的开关相互独立，所述计算机内安装有控制程序，用于控制377个LED光源依次开启或关闭，每次仅开启一个LED光源，开启每一个LED光源的同时，所述亮度计(1)测量并记录该开启的LED光源照射在O点的亮度L，并根据LED光源的发光强度计算出亮度系数q，从而形成一个亮度系数表。2.根据权利要求1所述的路面亮度系数测量装置，其特征在于，所述LED光源(4)发出的光束为角度小于4度的窄光束，所述光束的中轴线穿过O点，发光强度为I。3.根据权利要求1所述的路面亮度系数测量装置，其特征在于，20个β角依次为0、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180度；根据β角的取值不同，该条截交线上自A点而下依次确定的定位点的个数及对应的tanγ值如下：a)当β角为0、2、5、10、15度时，5条截交线上自A点而下均分别确定29个定位点，与各定位点对应的tanγ值分别为0、0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书祥，臧燕勤，袁景玉，盛敬亮，彭飞，吴哲元，周彤，朱斌，刘翠，黄丽颖，
申请(专利权)人：中电建冀交高速公路投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：