CN104390699A - 一种用于道路照明动态测量距离和定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于道路照明动态测量距离和定位的方法，装设激光测距传感器、精密调角转台、反光板或靶标后，将激光测距传感器与电脑相连；将成像亮度计与目标测试灯杆的垂直距离约为86米的位置设为测试点，已知待测道路的路宽，计算出车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值，及测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，当激光测距传感器接收到激光反射信号且相对距离测试数据等于车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值时，认为车辆已行驶至测试点，启动成像亮度计采集现场数据，并同时记录车辆到达测试点的时间，作为今后调取现场数据的依据；本发明解决了现场动态测量中的定位测距问题，且实现容易，成本低，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于道路照明动态测量距离和定位方法，根据测试点和测试区域的相对位置，预先设定测试距离和偏转角，当收到激光反馈信号即表示测试设备抵达预设位置，即可进行测距和定位。
背景技术
目前，针对LED道路照明的现场测试项目中不同的现场数据通常采用单独采集的方式，即依次使用不同的仪器设备对相应的现场数据多次采样，这样的测量方式不仅繁琐、测量困难、计算复杂且需封锁道路，人工方法成本较大且不易测准，无法在相同的测试条件下同时采样所有的现场数据，尤其无法模仿人眼在驾驶状态下观察路面，无法模仿汽车行驶路径对道路照明进行现场动态测量，使得测试结果存在严重的偏差，缺乏现实的参考意义。为此，名称为《一种LED道路照明现场动态测量方法》，授权公告号为CN102103015B的专利文献公开了一种LED道路照明现场动态测量方法，在该方法中，要求匀速向前运动的车辆和目标测试灯杆的垂线距离达到约86米时，立即开始测试目标灯杆至其前方下一根灯杆处道路区域内的亮度分布，如图1所示。在现场进行动态测量时需保证这个相对距离数值精确，在此基础上测试的亮度现场数据才是有效值。而在道路照明的现场动态测量中，工程监测车辆在高速行驶的过程中难于实现实时连续测量（高刷新率和高精度）距目标区域的相对距离值，数据的滞后会严重影响到后续亮度测试结果的可靠性，此项问题亟待解决。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提出一种用于道路照明动态测量的测量距离和定位方法，其利用激光相位测距的原理以及被测区域灯杆可作为标的测试的特点，将测得数据进行简单的三角运算，便可得出成像亮度计至测量区域的直线距离；模拟车辆行驶路径中，当车辆抵达预定位置时，测试设备即发出信号并对路面照明的各种涉及亮度、照度和眩光等现场数据进行自动采集，测量时不必封锁道路，具有较强的可操作性。
本发明一种用于道路照明现场动态测量距离和定位的方法，包括以下步骤：
步骤1、装设激光测距传感器和精密调角转台：将激光测距传感器装设于精密调角滑台之上，然后将二者的集成体以及成像亮度计一同固装在车载陀螺稳定平台上；
步骤2、装设反光板或靶标：将反光板或靶标预先放置于目标测试灯杆，且与激光测距传感器发射的激光光束相同高度的位置处，测得激光测距传感器发射的激光光束至反光板或靶标的反射信号强度值，并将该数值设定至主控制程序中；
步骤3、将所述的激光测距传感器与电脑相连，该电脑用于接收来自激光测距传感器实时输入的相对距离测试数据，在满足触发条件时输出脉冲控制信号，控制成像亮度计采集现场数据，并记录采集时的时间值，供今后调取相应的现场数据进行光度分析计算；
步骤4、将成像亮度计与目标测试灯杆的垂直距离约为86米的位置设为测试点，已知待测道路的路宽，根据三角函数计算公式，计算出车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值，及测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，将这些数值设定至主控制程序中，并根据该夹角值在精密调角转台上调整激光测距传感器的偏转角；
步骤5、开启激光测距传感器，车辆沿着待测车道匀速向前运动，当激光测距传感器接收到激光反射的信号强度值大于等于阈值，且相对距离测试数据等于车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值时，认为车辆已行驶至测试点，控制成像亮度计采集现场数据，并同时记录车辆到达测试点的时间，作为今后调取现场数据的依据。
所述步骤4根据三角函数计算公式，以双向6车道为例：
当车辆在第一车道时：根据公式tanθ1=[(1/6)*(0.5w)+d]/86计算得到θ1夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ1是车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ1=86/L1，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的直线距离值L1;(L1=86/cosθ1)
当车辆在第二车道时：根据公式tanθ2=[(1/2)*(0.5w)+d]/86计算得到θ2夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ2是车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ2=86/L2，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L2；(L2=86/cosθ2)
当车辆在第三车道时：根据公式tanθ3=[(5/6)*(0.5w)+d]/86计算得到θ3的夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ3是车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ3=86/L3，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L3；(L3=86/cosθ3)
本发明将激光测距传感器连续触发实时测量的原理引入道路照明测量中来，要求匀速向前运动的车辆和目标测试灯杆的垂线距离达到约86米，这样成像亮度计的光轴距地约1.5米高且与路面平行向下成1°夹角，模拟出车辆行驶路径中在驾驶状态下驾驶员所观察的路面条件，以此时采集的目标测试灯杆至前方下一灯杆处道路区域内的现场数据，作为道路照明平均亮度分布检测的依据，从而解决了现场动态测量中的定位、测距问题，且实现容易，成本低，精度高，具有很好的应用价值。
附图说明
图1为LED道路照明现场动态测量示意图；
图2为本发明中车辆行驶在不同车道上的计算示意图。
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详述。
具体实施方式
本发明是一种用于道路照明动态测量距离和定位的方法，包括以下步骤：
步骤1、装设激光测距传感器和精密调角转台：将激光测距传感器装设于精密调角滑台之上，然后将二者的集成体以及成像亮度计一同固装在车载陀螺稳定平台上，用以稳定激光测距传感器发射光束，避免车辆高速运行过程中的颠簸对测试仪器和测试数据的影响，该车载陀螺稳定平台是稳定各种测试类仪器仪表的测试轴线的设备，固装于工程监测车辆测试机构底座之上；
步骤2、装设反光板或靶标：将反光板或靶标预先放置于目标测试灯杆，且与激光测距传感器发射的激光光束相同高度的位置处，用于增强激光信号反射，加大数据测试精度和定位的准确度，减少外界干扰的影响；测得激光测距传感器发射的激光光束至反光板或靶标的反射信号强度值，并将该数值设定至主控制程序中；
步骤3、将所述的激光测距传感器与中央控制电脑相连，主控制程序接收来自激光测距传感器实时输入的相对距离测试数据，在满足触发条件时输出脉冲控制信号，控制成像亮度计采集现场数据，并记录采集时的时间值，供今后调取相应的现场数据进行亮度分析和计算；
步骤4、将成像亮度计与目标测试灯杆的垂直距离约为86米的位置设为测试点，已知待测道路的路宽，根据三角函数计算公式，计算出车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值，及测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，将这些数值设定至主控制程序中，并根据该夹角值在精密调角转台上调整激光测距传感器的偏转角；
当车辆在第一车道时：根据公式tanθ1=[(1/6)*(0.5w)+d]/86计算得到θ1夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ1是车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ1=86/L1，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，，车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的直线距离值L1；(L1=86/cosθ1)；
当车辆在第二车道时：根据公式tanθ2=[(1/2)*(0.5w)+d]/86计算得到θ2夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ2是车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ2=86/L2，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L2；(L2=86/cosθ2)；
当车辆在第三车道时：根据公式tanθ3=[(5/6)*(0.5w+d)]/86计算得到θ3的夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ3是车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ3=86/L3，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L3；(L3=86/cosθ3)；
如图2所示，当车道宽度为3.75m，d=0.5m, 测试点与目标测试灯杆的直线距离实际值为85.935m时，车辆在不同车道和目标测试灯杆呈不同的夹角θ，可根据路宽确定（1.583°/3.653°/6.555°），所以车辆在测试点与目标测试灯杆的直线距离值可由85.935m/cosθ来确定，如本图中车辆位于三个车道中心线时，车辆在测试点与目标测试灯杆直线距离分别为85.968m/ 86.110m/ 86.500m；
步骤5、开启激光测距传感器，车辆沿着待测车道匀速向前运动，当激光测距传感器接收到激光反射的信号强度值大于等于阈值，且相对距离测试数据等于车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值时，认为车辆已行驶至测试点，控制成像亮度计采集现场数据，并同时记录车辆到达测试点的时间，作为今后调取现场数据的依据。
本发明的重点在于：为了模拟出车辆行驶路径中在驾驶状态下驾驶员所观察的路面条件，要求以此时采集的目标测试灯杆至目标测试灯杆前方下一根灯杆处道路区域内的现场数据作为道路照明亮度分布检测的依据，将成像亮度计与目标测试灯杆的垂直距离约为86米的位置设为测试点，已知待测道路宽度，通过公式即可计算出测试点与目标测试灯杆的直线距离，以及测试点和目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，并根据该夹角值来调整激光测距传感器的偏转角，当车辆行驶至测试点时，激光测距传感器就可以接收到预先放置目标测试灯杆上的反光板或靶标反射过来的激光信号，由此作为触发成像亮度计开始采集现场数据的信号，并记录下时间，作为今后调取现场数据的依据。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种用于道路照明动态测量距离和定位的方法，其特征在于根据测试点和测试区域的相对位置，预先设定测试距离和偏转角，当收到激光反馈信号即表示测试设备抵达预设位置，即可进行测距和定位；包括以下步骤：
步骤1、装设激光测距传感器和精密调角转台：将激光测距传感器装设于精密调角滑台之上，然后将二者的集成体以及成像亮度计一同固装在车载陀螺稳定平台上；
步骤2、装设反光板或靶标：将反光板或靶标预先放置于目标测试灯杆，且与激光测距传感器发射的激光光束相同高度的位置处；测得激光测距传感器发射的激光光束至反光板或靶标的反射信号强度值，并将该数值设定至主控制程序中；
步骤3、将所述的激光测距传感器与电脑相连，该电脑用于接收来自激光测距传感器实时输入的相对距离测试数据，在满足触发条件时输出脉冲控制信号，控制成像亮度计采集现场数据，并记录采集时的时间值，供今后调取相应的现场数据进行平均亮度分布详细计算和分析时用；
步骤4、将成像亮度计与目标测试灯杆的垂直距离约为86米的位置设为测试点，已知待测道路的路宽，根据直角三角形的计算公式，计算出车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值，及测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，将这些数值设定至主控制程序中，并根据该夹角值在精密调角转台上调整激光测距传感器的偏转角；
步骤5、开启激光测距传感器，车辆沿着待测车道匀速向前运动，当激光测距传感器接收到激光反射的信号强度值大于等于阈值，且相对距离测试数据等于车辆在测试点距离目标测试灯杆的直线距离值时，认为车辆已行驶至测试点，控制成像亮度计采集现场数据，并同时记录车辆到达测试点的时间，作为今后调取现场数据的依据。
2.根据权利要求1所述的一种用于道路照明动态测量的现场数据采集方法，其特征在于所述步骤4根据直角三角形的计算公式，具体为：
当车辆在第一车道时：根据公式tanθ1=[(1/6)*(0.5w)+d]/86计算得到θ1夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ1是车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ1=86/L1，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，，车辆在第一车道的测试点和目标测试灯杆的直线距离值L1；
当车辆在第二车道时：根据公式tanθ2=[(1/2)*(0.5w)+d]/86计算得到θ2夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ2是车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ2=86/L2，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第二车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L2；
当车辆在第三车道时：根据公式tanθ3=[(5/6)*(0.5w)+d]/86计算得到θ3的夹角值，其中w为待测道路的路宽，d为灯杆距离路沿长度，θ3是车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的连线与车辆运动方向的夹角值，再依照公式cosθ3=86/L3，可得出成像亮度计与目标测试灯杆的垂线距离约为86米时，车辆在第三车道的测试点与目标测试灯杆的直线距离值L3。
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