CN103635791B - 最小后向反射率合规性系统、方法和组合件 - Google Patents

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Abstract

提供了用于进行交通标志检查的系统、方法和组合件。在一种实施方式中，组合件包括第一多个片(210a‑b)，其每个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第一多个片(210a‑b)的每一个的后向反射率和颜色的组合；第一夹具(240a)和第二夹具(240b)，用于将所述第一多个片(210a‑b)之一夹至交通标志；第一手持光源(235a)；和第一外壳(200)，用于可移除地容纳第一多个片(210a‑b)、所述第一夹具和第二夹具(240a‑b)和所述第一手持光源(235a)。组合件可进一步包括第二外壳，用于可移除地容纳第二多个片，其每个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第二多个片的每个的后向反射率和颜色的组合。

Description

最小后向反射率合规性系统、方法和组合件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年5月2日提交的美国专利申请号13/098,618的权益，其通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明涉及测试交通标志的后向反射率，和更具体地涉及用最小后向反射率要求确定交通标志的后向反射率合规性(compliance)的系统、方法和组合件。
背景技术
尽管仅仅1/4的所有交通出现在晚上，但约一半的交通死亡事故出现在夜间。为了解决这种差异并且提高高速公路安全性，联邦高速公路管理局(FHWA)已经采用了交通标志后向反射率要求。统一交通控制设备手册(MUTCD)中包含的规章包括交通标志必须保持的后向反射率最低水平的标准。该规章应用于大部分无论永久性的、临时的或便携的，在所有公共道路和公众受邀行进的私有财产中的监管、警告、街道名、地面安装的和高架引导标志。
为了保持交通标志后向反射率在或高于最低水平，必须具有一种设备，用于测量面板的后向反射率水平，或具有可与交通标志相比较的视觉参考标准。作为确定该标志在或高于最低水平的一种方法，FHWA推荐所有的机关在他们的权限内进行单个交通标志的夜间视觉评估。该方法需要标志检查员以已知的由标准定义的最低水平的后向反射水平观察标志，以为夜间的检查活动建立评估阈值。机关通常可通过查看它们老的或丢弃的标志的清单(如果可得)发现这些标志。但是，在没有设备测量这些老的或丢弃的标志的后向反射率的情况下，机关不知道它们丢弃的标志是否是最低标准的精确表示。大部分机关没有测量后向反射率的设备。便携的后向反射测量仪的价格通常超出许多负责维护标志的城市、县、村庄和镇的检修预算。进一步，设备本身并不非常适于经常被维护员在现场使用的严苛情形，从而需要不间断的维护和周期性校准以精确测量后向反射率。
当夜间视觉标志检查产生可能具有临界(marginal)后向反射率的标志鉴定(即，检查员确定标志未明确高于最低后向反射率)时，机关需要工具确定该标志是否高于或低于最低标准。如果机关具备便携的后向反射测量仪，那么可进行测量，并且可就标志的持续有效性(和使用)作出决定。作为备用程序，检查员可将自为最低后向反射率水平的较早标志切下的较小面板贴至质疑的标志，并且在后向反射光下进行比较检查。但是，在没有后向反射测量仪测量标志后向反射率的情况下，检查员不能肯定较小面板处在要求的最低后向反射率水平或是最低标准的精确视觉表现。
因此，期望提供多个后向反射片，其具有各种颜色以及已知的和/或证明为处在MUTCD标准要求的最低后向反射率的后向反射率水平。这些和其他优势可通过本发明的一种或更多种实施方式提供。
发明内容
下述本发明的实施方式不打算是穷尽性的或将本发明限于在下面详述的说明中公开的精确形式。而是，选择和描述实施方式从而本领域其他技术人员可意识到和理解本发明的原则和实践。
从下面详细的描述中，本发明的其他特征和优势将对本领域技术人员变得显而易见。但是，应理解各种实施方式和具体实施例的详细描述，尽管表示本发明优选和其他实施方式，但仅仅通过说明的方式给出而不是限制性的。在不背离其精神的情况下，在本发明的范围内可作出许多改变和改进，并且本发明包括所有的这些改进。
本发明包括进行交通标志检查的系统、方法和组合件。在一种实施方式中，组合件包括第一多个片，其每个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第一多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合；第一夹具和第二夹具，用于将所述第一多个片之一夹至交通标志；第一手持光源；和第一外壳，用于可移除地容纳第一多个片、所述第一夹具和第二夹具以及所述第一手持光源。组合件可进一步包括第二外壳，用于可移除地容纳第二多个片，其每一个的后向反射率和颜色的组合不同于第二多个片的其他每一个的后向反射率和颜色的组合。
在本发明进一步的示例性实施方式中，提供用于进行交通标志检查的组合件并且其包括第一外壳，用于可移除地容纳第一多个片。该片或校准的标志包括第一白色片，其后向反射率水平为至少35cd/lx/m2；第二白色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；第三白色片，其后向反射率水平为至少120cd/lx/m2；第四白色片，其后向反射率水平为至少250cd/lx/m2；第一绿色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2；第二绿色片，其后向反射率水平为至少15cd/lx/m2；第三绿色片，其后向反射率水平为至少25cd/lx/m2；第一黄色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；第二黄色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；第一橙色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；第二橙色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；第一红色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2；附着设备，用于将所述第一多个片之一附着至交通标志；和第一手持光源。
在本发明的仍进一步示例性实施方式中，描述了用最低后向反射率确定标志的合规性的方法并且其包括步骤：初始选择待测试的标志的颜色和后向反射率，然后从多个比较面板选择比较面板。接下来，将所选择的比较面板附着至标志。用光源照射标志和比较面板。比较照亮的标志的后向反射率和照亮的比较面板的后向反射率，并且然后确定照亮的标志的后向反射率是否低于照亮的比较面板的后向反射率。最后，如果标志的后向反射率低于比较面板的后向反射率，制定更换标志的计划。
在本发明仍进一步的示例性实施方式中，提供用于进行交通标志检查的组合件并且其包括：第一多个片，所述第一多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第一多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合；第一夹具和第二夹具，用于将第一多个片之一夹至交通标志；第一手持光源；和第一外壳，用于可移除地容纳第一多个片、和第一夹具和第二夹具、以及第一手持光源。
附图说明
通过参考本发明目前优选的示例性实施方式的以下更详细的说明，结合附图，将更充分理解和明白任何本发明的这些以及其他目的和优势，其中：
图1描绘根据本发明的示例性实施方式的携带多个校准标志的外壳；
图2描绘根据本发明的示例性实施方式的图1的外壳的内部；
图3描绘根据本发明的示例性实施方式的携带多个比较面板、一个或更多个光源以及一个或更多个夹具的外壳；
图4描绘根据本发明的示例性实施方式的图2的外壳的内部；
图5描绘根据本发明的示例性实施方式的附着至交通标志的比较面板的照亮；和
图6图解根据本发明的示例性实施方式的用最低后向反射率标准测试合规性的方法。
具体实施方式
通过举例的方式并且参考附图详细描述本文档中公开的装置和方法。除非另外指出，附图中相同的数值指示参考遍及附图中相同的、类似的或相应的要素。将意识到可对公开和描述的实例、布置、构造、组件、要素、装置、方法、材料等作出修改并且对于具体的应用是可期望的。在该公开中，具体的形状、材料、技术、布置等的任何鉴定与呈现的具体实施例相关或仅仅是这种形状、材料、技术、布置等的一般描述。具体细节或实施例的鉴定不意图并且不应当解释为强制性的或限制性的，除非这样具体指出。下文参考附图详细公开和描述了所选择的装置和方法的实例。
本发明的实施方式提供具有已知等于MUTCD定义的最低水平(或在其预定公差内)的后向反射率的视觉片。该片可用于确立视觉阈值和/或与“临界”交通标志相比较，以确定是否准许更换交通标志。实施方式可包括适于夜间或白天比较片与交通标志的一个或更多个光源和将片附着至交通标志的一个或更多个夹具。
本发明的一种示例性实施方式包括外壳，其包含标志检查员确立夜间标志检查的评估阈值和进行临界标志的单个标志检查的所有必要的工具。更具体而言，该示例性实施方式包括以MUTCD的表2A-3中鉴定的颜色组合的8个校准的标志和12个比较面板并且其使用获得自Avery Dennison Corporation，Niles，IL具有工程化并且证明为符合标准(MUTCD)定义的最低水平的后向反射率水平的T-5500封装珠材料后向反射片制造。如图1和2中图解，防水标志外壳100可用于容纳第一多个片，其包括8个校准的标志110a-h。下面的表1鉴定构成部分该示例性实施方式的校准的标志。
表1：校准的标志
图2标记 颜色组合 后向反射率 片类型
110a 绿底白字 白色250；绿色25 珠状
110b 绿底白字 白色120，绿色15 珠状
110c 黄底黑字 黄色50 珠状
110d 黄底黑字 黄色75 珠状
110e 橙底黑字 橙色50 珠状
110f 橙底黑字 橙色75 珠状
110g 红底白字 白色35，红色7 珠状
110h 白底黑字 白色50 珠状
表2：校准的标志–范围
表3：校准的标志-比较
上面表中和本文其他地方的反射率以cd/lx/m2(坎每勒每平方米)单位表示并且以0.2°的观察角和-4.0°的入射角下测量(如MUTCD定义)。在该实施方式中，校准的标志110a-h是24平方英寸(尽管可使用其他形状和尺寸)并且可使用没有视觉方向敏感性的后向反射片(例如，Avery提供的T-5500)制造。校准的标志110的每一个可移除地容纳在外壳100的隔开的隔室中，其内部(图2中显示)可由泡沫、塑料和/或其他合适的材料形成。外壳100也可包括隔室120，用于接收使用校准的标志的手册或指导书。尽管上面表中已经描述了珠状薄膜的使用，但是应理解棱柱状薄膜也可适于结合本发明使用或可选地珠状薄膜和棱柱状薄膜组合使用。
结合本发明使用的薄膜也优选是位置或方向不敏感的。当使用棱柱状薄膜时，棱柱状薄膜优选具有拼接(平铺，tiled)布置的片。即，分散的块(tile)以0°、90°、180°和270°的方向布置，形成拼接的图案。以此方式，无论片如何施加至表面，其将保持基本上相同水平的性能。
校准的标志110a-h以规定的高度(例如，5英尺)附着至柱、围墙或其他安装用固定设施上，并且检查员使用具有适当瞄准和调整的前灯的检查交通工具在夜间从交通工具以距离交通标志典型的观察距离观察校准的标志110a-h。在一些情况下，在交通工具移动的同时，检查员可从交通工具观察校准的标志110a-h。来自该程序的标志110a-h的视觉亮度用于确立夜间检查活动的视觉阈值。不同的区域、天气或夜间环境光(例如，满月对新月或无月亮)可能改变感知的标志的后向反射率。因此，在开始夜间检查之前，检查员可观察校准的标志110a-h，以便调整(gauge)(或设定)检查员必须感知的每个交通标志(对于保证不用进一步评估的标志)的最低后向反射率。观察之后，所有校准的标志110a-h可存储在外壳100中，以提供针对物理损伤的保护，并且避免随着时间的推移可能加速后向反射率劣化的其他环境暴露。可选地，校准的标志110-a-h可固定地放置在维护区域中用于进一步使用。
理想地，校准的标志110a-h应大概每两年或当标志已经被划伤或损伤并且性能可能已经受损时更换。
检查员可行进至指定区域中的交通标志从而鉴定后向反射率临界的交通标志，其意味着感知的后向反射率低于预定的后向反射率阈值。预定的后向反射率阈值将由检查员观察的校准的标志110a-h确定(如上面讨论)。当检查员在移动的检查交通工具中开车经过标志时检查员可检查标志或可将交通工具停在交通标志前方进行视觉检查。检查员可记录确定具有临界后向反射率的每个交通标志，从而可稍后或立即进行另外的评估。
当检查员确定交通标志具有临界后向反射率(从上面讨论的程序)时，检查员可能需要或希望进行交通标志另外的评估。参考图3和4，如上面讨论，本发明的该示例性实施方式可包括对照面板(control panel)组合件，其包括容纳在防水面板外壳200中的两个光源235a-b、两个夹具240a-b、手册和指南220以及多个片(或对照面板)210a-I。其他实施方式可包括更少的组件(比如仅仅一个光源)、不同的或另外的组件。
首先，根据后向反射片制造商的建议清洁标记用于另外评估的标志。接下来，检查员选择和取回匹配检测的交通标志(即，尺寸和背景颜色)的一个(或有时两个)对照面板210。在一些情况下，检查员可能无法视觉确定标志的后向反射率。但是，检查员可通过考虑MUTCD的表2A-3观察标志的其他特征来确定标志的后向反射率。例如，测量至少48英寸的具有文字和精细和粗体符号的黄色或橙色标志需要的后向反射率是至少50cd/lx/m2，而测量小于48英寸的具有文字和精细符号的黄色或橙色标志需要的后向反射率是至少75cd/lx/m2(如MUTCD的表2A-3指示)。MUTCD的表2A-3通过引用并入本文。与校准的标志110类似，使用工程化并且证明为符合具体交通标志目录的最低标准的后向反射率水平的后向反射片生产对照面板210。
下面表4鉴定构成部分该示例性实施方式的比较面板。
表4：比较面板
颜色 后向反射率 片类型
绿色 7 珠状
绿色 15 珠状
绿色 25 珠状
白色 35 珠状
白色 50 珠状
白色 120 珠状
白色 250 珠状
黄色 50 珠状
黄色 75 珠状
橙色 50 珠状
橙色 75 珠状
红色 7 珠状
然后，所选择的比较面板210使用两个标志夹具240a和240b夹至交通标志，如图5中图解。在该实施方式中，比较面板是6平方英寸，尽管可使用其他形状和尺寸。在该实施方式中，使用没有视觉方向敏感性的后向反射片(例如，由Avery提供的T-5500)制造比较面板210。结果，面板210可在任何方向上附着至任何形状的标志，包括：正方形、矩形、八边形、圆形或菱形。在所选择的比较面板210夹至标志之后，检查员站在距离标志最小值25英尺处，并且同时以大概眼睛水平保持LED闪光灯235a，照射比较面板210和标志。检查员观察照射的交通标志和比较面板210以比较每个的后向反射率。如果视觉外观显示标志比比较面板210更亮，则确定(通过检查员判断)标志大于最低标准，并且可继续使用。但是，如果比较面板210确定(例如，判断)比交通标志更亮，那么检查员可标记标志按计划更换。LED闪光灯有时比光亮的日光条件更容易观察。LED具有至少约20流明的输出。
图6图解根据本发明的示例性实施方式的方法300，其用最低后向反射率标准测试合规性。在305，被确定需要另外评估的标志(一个或多个)通过比如使用校准的标志根据上述方法或另外的方法鉴定。在310，根据制造商的建议清洁待测试的标志。在315，选择比较面板(从多个比较面板中)以匹配正在测试的标志的特征(标志的背景的颜色和后向反射率)。在320，所选择的比较面板210附着至标志，比如通过使用两个或更多个夹具240。在325，照射(照亮)标志和比较面板210，比如通过使用LED闪光灯235a。在330，检查员观察和比较照射的标志和比较面板210的后向反射率。在335，基于比较，检查员确定标志是否不如比较面板210明亮并且从而需要更换。在340，如果标志需要更换，检查员可按计划更换和/或记录标志需要更换的决定(包括鉴定标志和/或其位置的信息)。
对于机关，夜间标志检查有两个问题。首先，由于白天存在的视觉线索的丢失，夜间检查固有地更危险。进一步，驾车人员由于疲劳而较不专心，造成检查员的危险工作环境。另外，机关通常发现它们本身处在它们需要为夜间检查员付加班费用的境地。因为这些因素，机关可能期望对在夜间观察判断为临界的标志在白天进行二次检查。
白天二次检查可使用比较面板以与对夜间检查描述的类似方式进行。但是，代替使用LED闪光灯235a，检查员可使用也封装在面板外壳200中的更大的1,000,000烛光强度光源235b(或至少500,000烛光强度光源)，以实现足够的亮度在白天制造、观察和比较面板210和标志的后向反射性能。如果视觉检查显示标志比比较面板210更亮，那么判断标志高于最低标准，并且可继续使用。如果确定比较面板210比交通标志更亮，那么标志可被标记(和/或制定计划)用于更换。
校准的标志110和比较面板210二者的外壳100和200可在泡沫垫(或塑料)中具有狭槽以将每个面板210(或标志110)固定在适当的位置，其中面板210(或标志110)不接触其它面板210(或标志110)，如附图中图解。可选地，标志可在为标志定制尺寸和配置的区域中水平堆叠，并且可在每个标志之间具有保护防粘连衬纸。每个外壳可包括重型、持久的防水容器，其将承受维修卡车后部中输送的严苛条件。
另外，外壳100和200每个也可具有隔室110和210(例如，泡沫隔室)，用于容纳详述检查员使用的程序(一个或多个)的说明书的手册。另外，面板外壳可具有隔室(例如，泡沫隔室)，其尺寸和形状设定为接收检查员使用的两个闪光灯235和夹具240的每一个。比较面板210和校准的标志110可在背面(或正面)上包括标签或其他标记，以表述面板或标志的后向反射率。可选地或另外地，保持面板210或校准的标志110的每个狭槽可标记颜色(或颜色组合)和/或后向反射率。
待另外评估和/或更换的交通标志的标记可通过将数据存储在计算机中进行，比如存储在检查交通工具的便携计算机中的数据库或经便携计算机设备无线获取的远程存储的数据库。另外地或可选地，标志可比如用反光带进行物理标记。
尽管上面的表参考各种后向反射率和颜色，但是其他实施方式可包括其他尺寸、颜色、后向反射率、颜色组合、片类型(珠状、棱柱状)和/或其他特征的另外(或不同)片。另外，尽管比较面板和校准的标志的后向反射率理想地将精确处在MUTCD标准定义的最小值(上表面中鉴定的)，实际测量(和制造)公差可导致这种最小值的略微变化，其可能通常无法被人观察察觉。
尽管上面的实施方式包括对照面板组合件和校准的标志组合件，但是其它实施方式可包括仅仅对照面板组合件或仅仅校准的标志组合件。
两个夹具的每一个可以是被弹簧推进闭合的弹簧夹具，并且在夹持端和/或柄上包括橡胶或其他非滑动材料。尽管上面的实施方式包括两个夹具，其他实施方式可包括一个夹具，或3个或更多个夹具。
应理解前面图解的实施方式已经仅仅为了阐释的目的被提供并且绝不解释为限制本发明。本文使用的词是描述和图解的词，而不是限制性的词。另外，本文描述的优势和目的可能不被实施本发明的每个和所有实施方式实现。进一步，尽管已经参考具体的结构、材料和/或实施方式描述了本发明，但是本发明不意图限于本文的具体公开。而是，本发明扩展至结构、方法和使用的所有功能性等价物，比如在所附权利要求的范围内。在不背离本发明范围和精神的情况下，具有本说明教导优势的本领域技术人员可对其作出各种改进和作出改变。

Claims (10)

1.用最低后向反射率确定标志合规性的方法，包括：
基于待测试标志的颜色和后向反射率，从包括与其他每一个的后向反射率和颜色的组合不同的后向反射率和颜色的组合的多个比较面板选择比较面板；
将所选择的比较面板附着至所述标志；
用具有至少500,000烛光强度光的光输出的光源照亮所述标志和比较面板；
比较所照亮的标志和所照亮的比较面板的后向反射率；
确定所述照亮的标志的后向反射率是否小于所述照亮的比较面板的后向反射率；和
如果所述标志的后向反射率小于所述比较面板的后向反射率，制定更换所述标志的计划，
其中所述照亮、所述比较和所述确定在白天进行。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述标志是否需要在所述选择之前通过用附着至或保持在交通工具中的光照射所述标志的测试。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将多个校准的标志的每一个可移除地附着至多个安装用固定设施的每一个；和
用光源照亮附着至所述安装用固定设施的所述多个校准的标志，以确定后向反射率阈值，用于进行所述标志是否需要测试的所述确定。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所述计划更换所述标志。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个比较面板包括：
第一白色片，其后向反射率水平为至少35cd/lx/m2；
第二白色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第三白色片，其后向反射率水平为至少120cd/lx/m2；
第四白色片，其后向反射率水平为至少250cd/lx/m2；
第一绿色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2；
第二绿色片，其后向反射率水平为至少15cd/lx/m2；
第三绿色片，其后向反射率水平为至少25cd/lx/m2；
第一黄色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第二黄色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；
第一橙色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第二橙色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；和
第一红色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2。
6.进行交通标志检查的组合件，包括：
第一多个片；
其中所述第一多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第一多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合；
第一夹具和第二夹具，用于将所述第一多个片之一夹至交通标志；
第一手持光源；
第一外壳，用于可移除地容纳所述第一多个片、所述第一夹具和第二夹具、和所述第一手持光源，以及
第二手持光源，所述第二手持光源具有至少500,000烛光强度光的光输出。
7.权利要求6所述的组合件，其中所述第一多个片包括：
第一白色片，其后向反射率水平为至少35cd/lx/m2；
第二白色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第三白色片，其后向反射率水平为至少120cd/lx/m2；
第四白色片，其后向反射率水平为至少250cd/lx/m2；
第一绿色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2；
第二绿色片，其后向反射率水平为至少15cd/lx/m2；
第三绿色片，其后向反射率水平为至少25cd/lx/m2；
第一黄色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第二黄色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；
第一橙色片，其后向反射率水平为至少50cd/lx/m2；
第二橙色片，其后向反射率水平为至少75cd/lx/m2；和
第一红色片，其后向反射率水平为至少7cd/lx/m2。
8.权利要求6所述的组合件，其中所述第一外壳包括：
第一隔室，其尺寸和形状设置为接收所述第一手持光源；
第二隔室，其尺寸和形状设置为接收所述第一夹具；和
第三隔室，其尺寸和形状设置为接收所述第二夹具。
9.权利要求6所述的组合件，进一步包括
第二外壳，用于可移除地容纳第二多个片；
其中所述第二多个片的每一个的后向反射率和颜色的组合不同于其他第二多个片的每个的后向反射率和颜色的组合。
10.权利要求9所述的组合件，其中所述第二多个片包括：
第一片，其具有后向反射率水平为至少250cd/lx/m2的白色和后向反射率水平为至少25cd/lx/m2的绿色；
第二片，其具有后向反射率水平为至少120cd/lx/m2的白色和后向反射率水平为至少15cd/lx/m2的绿色背景；
第三片，其包括后向反射率水平为至少50cd/lx/m2的黄色；
第四片，其包括后向反射率水平为至少75cd/lx/m2的黄色；
第五片，其包括后向反射率水平为至少50cd/lx/m2的橙色；
第六片，其包括后向反射率水平为至少75cd/lx/m2的橙色；
第七片，其具有后向反射率水平为至少35cd/lx/m2的白色和后向反射率水平为至少7cd/lx/m2的红色；和
第八片，其具有后向反射率水平为至少50cd/lx/m2的白色。
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