[發明專利]朗伯體承載逆反射量值的裝置和方法

在審

• 申請號: 202110029339.4
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112986187A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 何華陽;蘇文英;王蕊
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.朗伯體承載逆反射量值的裝置，其特征在于：

包括測量輻射源、光譜敏感器、空間調整器、雙向定位器和二維對準器；外框為1個密閉立方體；外框上安裝有二維對準器，二維對準器的長邊和外框上部的長邊平行；二維對準器上安裝測量柜體、雙向定位器和放置柜體；測量柜體上安裝驅動控制器，驅動控制器上安裝測量輻射源，測量輻射源右側端部裝有可調大小的光闌；驅動控制器提供可控的穩定電壓電流驅動測量輻射源發出輻射光；驅動控制器接收光譜敏感器輸出的光譜數據；雙向定位器上安裝光譜敏感器，光譜敏感器的感光面垂直于二維對準器的長邊；

雙向定位器可以控制光譜敏感器，使得光譜敏感器的感光面中心到測量輻射源中心之間的距離連續可調，且使得光譜敏感器的感光面和測量輻射源的光闌處于同一個平面內；雙向定位器可以控制光譜敏感器，使得光譜敏感器移動到右側，將光譜敏感器的感光面對準測量輻射源，測量軸線穿過光譜敏感器的感光面中心和測量輻射源中心，且定位激光與光譜敏感器的感光面相交；

放置柜體上安裝定位激光、空間調整器；空間調整器上固定被測朗伯體，使得被測朗伯體可以隨著空間調整器旋轉；空間調整器旋轉的中心點在定位激光的軸線上，空間調整器可以移動使得被測朗伯體的中線和定位激光的軸線重合；測量輻射源光闌的中軸線平行于二維對準器的長邊且穿過被測朗伯體的中點；測量軸線和外框上部的長邊平行，和外框左右兩側的邊線垂直。

2.應用如權利要求1所述裝置的方法，其特征在于:

(1)將外框底部和兩側拆卸下來，將被測朗伯體安裝到空間調整器上，將外框底部和兩側安裝上；

(2)將裝置上電，使得各部件預熱；

(3)驅動控制器輸出初始電壓電流，點亮測量輻射源，等待測量輻射源穩定發出輻射；

(4)空間調整器帶動被測朗伯體向下豎直移動，使得被測朗伯體完全無法被測量輻射源發出的光照射，且光譜敏感器下降后光譜敏感器的感光面中心可以被測量軸線穿過；

(5)光譜敏感器開始測量并記錄外框內的雜散光；

(6)光譜敏感器在雙向定位器的帶動下向放置柜體移動，首先沿著二維對準器向右側移動，待移動到被測朗伯體正上方時，雙向定位器向下移動，并旋轉光譜敏感器，使得光譜敏感器的感光面朝向正對測量輻射源所在平面，并使得光譜敏感器的感光面中心和測量輻射源中心處于同一水平線上即同時被測量軸線穿過，且定位激光與光譜敏感器的感光面相交的位置，光譜敏感器的感光面朝向和測量輻射源的照射方向相反；

(7)光譜敏感器采集測量輻射源的光譜數據，計算得到相關色溫；

(8)若測量輻射源的相關色溫不滿足要求，則驅動控制器改變電壓電流，使得測量輻射源的相關色溫發生變化；當測量輻射源的相關色溫過低時，調高驅動控制器輸出電壓電流值；當測量輻射源的相關色溫過高時，調低驅動控制器輸出電壓電流值；

(9)當測量輻射源的相關色溫滿足要求時，光譜敏感器采集光譜數據DATA1并傳輸到驅動控制器；相關色溫的要求就是為2856K；

(10)光譜敏感器即在雙向定位器的帶動下向測量柜體移動，使得光譜敏感器的感光面和測量輻射源的光闌處于同一個平面的位置，且光譜敏感器的感光面朝向和測量輻射源的照射方向一致；

(11)被測朗伯體在空間調整器帶動下歸位，使得定位激光發出的激光與被測朗伯體的中線重合，設被測朗伯體長邊與水平方向的夾角為β；

(12)設測量輻射源光闌中點到被測朗伯體中點間的距離為b，在雙向定位器的帶動下使得光譜敏感器的感光面中心到測量輻射源中心之間的距離L滿足如下要求：tanθ＝b/L，其中θ為光譜敏感器的感光面中心到被測朗伯體中心的連線與測量輻射源光闌中點到被測朗伯體中心的連線之間的夾角；

(13)空間調整器初始化，使得被測朗伯體長邊平行于水平方向；

(14)在空間調整器帶動下，被測朗伯體長邊與水平方向的夾角β變化范圍為(-180°～180°)；

(15)對應地調整b，使得θ的變化范圍為(0°～90°)；

(16)光譜敏感器連續采集光譜數據DATA2；

(17)當遍歷了β和θ的上述所有角度組合后，計算得到被測朗伯體的逆反射量值曲線，計算方法如下：將DATA1乘以光譜敏感器的明視覺函數后，在對應波長范圍求積分，得到對應波長范圍的總通量D1；對DATA2乘以光譜敏感器的明視覺函數后，在對應波長范圍求積分，得到對應波長范圍的總通量D2；總通量D2除以總通量D1，乘上修正數k，即可得到對應β和θ下的逆反射量值曲線，以β為x軸，θ為y軸，計算得到的逆反射量值為z軸，繪制得到逆反射量值三維圖形；當標準物質配套使用的儀器，其測量面積設計值為s1，標準物質有效面積為s2，則k＝(L×L×s1)/(s2×s2×cos(β-1.05°))；其中1.05°是使用朗伯體的逆反射測量儀的觀測角，β是被測朗伯體長邊與水平方向的夾角；s1由標準物質配套使用的儀器說明書給出，即標準物質配套使用的儀器在測量道路交通標線時，照明光束照射在被測道路交通標線上的光斑面積；S2是標準物質配套使用的儀器在使用標準物質進行校準時，照明光束照射在標準物質上的光斑面積。