[發明專利]一種路面亮度系數測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110129901.0
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112816439A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 劉書祥;臧燕勤;袁景玉;盛敬亮;彭飛;吳哲元;周彤;朱斌;劉翠;黃麗穎
• 申請（專利權）人: 中電建冀交高速公路投資發展有限公司
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種路面亮度系數測量裝置，包括亮度計(1)和計算機，其特征在于，

該裝置還包括一個遮光罩(3)，所述遮光罩(3)是由1/4球面的側面S1、與所述1/4球面相同半徑的半柱面S2和一個平面S3的側面圍合構成的殼體，殼體內表面涂刷為啞光黑色，所述1/4球面位于所在球體的上部、且由一個水平和一個鉛錘并均通過球心的平面截取獲得；

所述遮光罩(3)的1/4球面內表面上布置有377個LED光源(4)，所述的377個LED光源(4)在1/4球面內表面上布置點的設置是：

1/4球面的球心為O點，在1/4球面的內表面上作由20條均通過O點的平面P與1/4球面的截交線，所述平面P為鉛錘面，位于兩端的截交線在同一鉛垂面P0上，每條截交線所在平面與平面P0的夾角為β；每條截交線上、自頂點而下依次設有15至29個定位點，所有截交線頂點處的定位點匯集為A點，除A點之外的其他定位點記為B點；

377個LED光源(4)中，一個LED光源(4)布置在A點，其余的376個LED光源(4)的位置與所有的B點一一對應；每個定位點與O點的連線為直線段r，針對同一個定位點，直線段r與鉛垂線的夾角為γ；每個定位點由β和對應的tanγ確定；20條截交線所在平面對應的20個β角和對應的tanγ的具體數值均根據《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015中附錄A《路面亮度系數和簡化亮度系數表》確定；

所述亮度計(1)布置在所述遮光罩(3)的底部邊緣處，在β角度為180度位置；所述亮度計(1)鏡頭的軸線O1過O點，軸線O1與水平面的夾角為1°，所述亮度計(1)的鏡頭前安裝有一個光欄(2)，所述光欄(2)與亮度計(1)鏡頭的距離為100mm，所述光欄(2)具有一個直徑為20mm、且與亮度計鏡頭軸線同軸的通孔；

所述377個LED光源(4)的開關和所述亮度計(1)均連接至計算機，所有的LED光源(4)的開關相互獨立，所述計算機內安裝有控制程序，用于控制377個LED光源依次開啟或關閉，每次僅開啟一個LED光源，開啟每一個LED光源的同時，所述亮度計(1)測量并記錄該開啟的LED光源照射在O點的亮度L，并根據LED光源的發光強度計算出亮度系數q，從而形成一個亮度系數表。

2.根據權利要求1所述的路面亮度系數測量裝置，其特征在于，所述LED光源(4)發出的光束為角度小于4度的窄光束，所述光束的中軸線穿過O點，發光強度為I。

3.根據權利要求1所述的路面亮度系數測量裝置，其特征在于，20個β角依次為0、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180度；

根據β角的取值不同，該條截交線上自A點而下依次確定的定位點的個數及對應的tanγ值如下：

a)當β角為0、2、5、10、15度時，5條截交線上自A點而下均分別確定29個定位點，與各定位點對應的tanγ值分別為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；

b)當β角為20度時，該條截交線上自A點而下確定27個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前27個數據；

c)當β角度為25度時，該條截交線上自A點而下確定22個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前22個數據；

d)當β角度為30度時，該條截交線上自A點而下確定19個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前19個數據；

e)當β角度為35度時，該條截交線上自A點而下確定17個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前17個數據；

f)當β角度為40度時，該條截交線上自A點而下確定16個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前16個數據；

g)當β角度為45～180度時，10條截交線上自A點而下均分別確定15個定位點，與各定位點對應的tanγ值是上述a)中的前15個數據。

4.根據權利要求1所述的路面亮度系數測量裝置，其特征在于，所述亮度計(1)的測試區域覆蓋角度為1°。

5.一種路面亮度系數測量方法，其特征在于，采用如權利要求1至4中任一所述的路面亮度系數測量裝置，并包括以下步驟：

步驟一、將所述的路面亮度系數測量裝置放置于待測量的道路路面上，將O點位置對準路面上待測點位，且β角的0°方向順著行車方向放置，開啟裝置的電源開關、開啟亮度計和計算機電源；

步驟二、開啟并運行計算機控制程序，關閉所有LED光源，啟動測試過程；

步驟三、取β＝0°、tanγ＝0，開啟該角度對應方向定位點的LED光源，讀取并記錄亮度計(1)的測量的路面亮度，記為L(0，0)，關閉該定位點處的LED光源；根據LED光源的發光強度I，利用式(1)計算得到該定位點所在(β，γ)對應方向的路面亮度系數q(0，0)，并保存；

式(1)中，L(β，γ)為(β，γ)對應方向定位點LED光源開啟時亮度計所測得O點的亮度，單位為cd/m²；r為該LED光源到O點的距離，單位為m；I為該LED光源的發光強度，單位cd；

步驟四、按照權利要求3中確定的β＝0°時，tanγ分別取0.25、0.5、0.75、……、直至12，重復步驟三的測量過程，至此，得到β＝0°時，29個定位點處的LED光源分別在(β，γ)對應方向的路面亮度系數；

步驟五、分別按照權利要求3中確定的β＝2°、5°、10°、……、直至180°，tanγ分別對應β取值中各個定位點所限定數量進行取值，重復上述的測量過程，直至得到全部定位點處的377個LED光源分別在(β，γ)對應方向的路面亮度系數；

步驟六、由步驟三至步驟五得到的377個LED光源分別在(β，γ)對應方向的路面亮度系數，形成該路面亮度系數表。