CN104748076B - 一种路面检测用补光灯灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种路面检测用补光灯灯具，包括灯具支架（5）和设在灯具支架（5）上的若干个补光灯（1），所述补光灯（1）包括与灯具支架（5）相连的基座（2）、设在基座（2）上的LED光源（1‑2）以及聚光组件，且LED光源（1‑2）的发光体伸入所述聚光组件中。本发明提供的路面检测用补光灯灯具具有光强高、光线角度可调、补光照明时间长、能耗低、寿命长、体积小、重量轻等优点。

Description

一种路面检测用补光灯灯具

技术领域

本发明属于照明灯具技术领域，具体涉及一种路面检测用补光灯灯具。

背景技术

道路(包含市政道路、高速公路等)路面检测是监控道路路面病害和道路维护需求的一种必须的经常性作业。随着我国高速公路总里程的不断增加，我国已经成为一个高速公路大国，通车里程长，区域分布广，这就使得道路检测的工作量非常巨大。而道路检测通常要求检测到路面上出现的1mm以上裂纹，精度需求高。作为道路维护的基础数据，还必须要保证路面病害数据的及时性，道路通车、雨雪天气均会给道路造成不同程度的损害，基础数据取得越早对道路维护越有实际意义。目前国内同行主要采用自动采集路面病害图像，人工识别路面病害的种类及计算面积等基础数据，这样不仅耗费大量的人工，而且基础数据取得时间长，人工误差致使精确度下降等，给道路养护工作带来不便。为解决上述缺陷，这就须要实现计算机自动识别路面病害数据，实现这种智能检测的关键技术就是采用线扫描成像技术，将路面病害图像信息数字化，由高速计算进行自动识别。由于检测车辆在行驶状态下对路面进行线扫描，检测车辆自身的阴影、相邻车道行驶车辆的阴影及道路上空的物体(如电线电缆、建筑物、树木、照明或监控系统的立杆等)所产生的阴影，在计算机自动识别时，这些阴影由于阳光平行光照射的特性都会产生一种假性裂纹，要将这些假性裂纹削除的唯一方法就是在检测车辆上安装补光照明系统，以足够高的亮度照射在地面上，在进行计算机识别时进行阴影削除或减弱阴影的深度，使计算机识别不到阴影，从而保证计算机识别的准确率。或者在夜间工作时，达到足够高的光源亮度，以满足消除计算机对路面病害图像的识别条件准确率。这对人造光源亮度的要求是相当高的，在能够正常工作的亮度下，即使是多云的天气，路面的阳光亮度仍然高达3000cd/m²以上，这对人造光源来说大幅度提高亮度是极其困难的，以至于目前在道路路面的检测中没有能够满足达到智能化计算机自动检测要求的补光照明系统。

目前，道路路面的检测中所用的照明系统主要有三种方式，以下简要说明这三种方式及其不足之处。

(1)激光照明

激光光源因其相干的特性，光束的宽度可以做得很窄，亮度比较容易达到测试的要求，但价格昂贵，且存在着其他的隐患，这是因为：

激光照明系统中，为了把光束的能量集中起来，需要把光束控制在一个很窄的范围内，通常是在2mm内，这样一条宽度达到4米的范围内与高速行驶的车辆上的扫描摄像机的扫描线保持同步是非常困难的，如果把光线的宽度增加，则需要大幅度提高激光光源的功率，测试表明，把激光光速的宽度第增加1倍，激光器的功率需要增加8倍，大功率激光器的成本是非常昂贵的，且大功率激光器的光衰是比较快的，因而补光照明系统的成本就非常昂贵。另外，大功率激光束在路面上产生的漫反射光线会对检测人员及其它车辆的司乘人员造成伤害，主要是对眼睛视网膜的灼伤，伤害的程度取决于其他车辆与检测车辆的距离和位置，这是一个极大的安全隐患，因此，这种照明方式目前不被广泛采纳。

(2)传统光源照明

传统光源主要是碘钨灯等非气体放电光源，这种光源自身的光效较低，再加上是空间点光源，由于检测的照明区域很狭窄，致使80％以上的光线需要通过反射才能利用到照射区域，灯具的有效光效很低，目前已有的传统光源补光照明灯具仅能满足低速面成像的人工检测，因此，以传统光源制作的补光照明灯具很难达到智能自动检测所需要的亮度。

(3)气体放电光源照明

气体放电光源主要是以金属卤化物光源为主，与传统光源制作的补光照明灯具类似，灯具的体积庞大，电力消耗很大，虽然气体放电灯的光效高于传统光源，但因其空间点光源的特性，灯具的有效光通量很低，而使其很难达到计算机智能检测的亮度要求。

目前已有的传统光源和气体放电光源补光照明灯具的设计上采用了“U”字形的结构，安装高度在车辆尾部很低的高度上，这存在两个方面的缺点：一是“U”字形的结构，灯具的两侧部分的光源出光角超过60度，甚至超过75度，使得光线的大部分被路面反射到摄像机以外的空间，摄像机接收的通过漫反射产生的光线极少，因此，拍摄区域的亮度均匀度很差；二是灯具很容易受到车辆尾气和尘土的污染，拍摄区域的亮度下降速度很快。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种路面检测用补光灯灯具，该灯具具有光强高、光线角度可调、补光照明时间长、能耗低、寿命长、体积小、重量轻等优点。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种路面检测用补光灯灯具，包括灯具支架和设在灯具支架上的若干个补光灯，所述补光灯包括与灯具支架相连的基座、设在基座上的LED光源以及聚光组件，且LED光源的发光体伸入所述聚光组件中。

进一步，补光灯的聚光组件包括调焦筒，调焦筒的一端与基座相连，另一端连接有聚光透镜；调焦筒的与基座相连的一端的内部套设有可沿调焦筒的轴向移动的反光杯，所述反光杯的上、下部开口且其内表面形成正立的圆锥面结构，LED光源的发光体位于反光杯的上部开口处并伸入杯体内。

再进一步，反光杯的内表面所形成的圆锥面的母线与其底面成15-45°夹角。

进一步，基座包括片状的顶盘和连接在其顶盘底部的灯筒；基座的灯筒的中心线与基座的顶盘的夹角α为0-90°。

再进一步，基座的灯筒的内表面设有内螺纹，反光杯的外周面设有外螺纹，且调焦筒的与基座相连的一端的外周面、内周面分别设有与基座的灯筒的内螺纹、反光杯的外螺纹相配合的外螺纹、内螺纹。

更进一步，LED光源的线路板连接在一基板上，所述基板与基座的灯筒的内顶面直接接触；所述基板和调焦筒的与基座相连的一端之间设有与基板、调焦筒紧密接触的衬垫。

再更进一步，基座的灯筒上设有供LED光源的引线出、入灯筒的通孔，所述衬垫上设有供LED光源的引线出、入基座的灯筒的开口。

进一步，调焦筒的底部连接有一倒扣的固定盖，固定盖的中心处设有圆孔，聚光透镜的主体位于固定盖中，且聚光透镜的凸面自固定盖的圆孔中凸出。

进一步，基座以及与LED光源的线路板相连的基板由导热材料制成。

再进一步，所述灯具还包括设在灯具支架上的散热装置，每个补光灯对应的基座与散热装置直接相连。

更进一步，所述散热装置包括散热管组，散热管组包括若干个长方体型散热管；各个散热管的底部沿其长度方向开有若干排成一列的定位孔，各个补光灯对应的基座对应连接在散热管的各个定位孔处。

再更进一步，所述散热装置还包括储液箱组和一换热器，储液箱组包括若干与散热管组的散热管配套的储液箱，且每个储液箱和对应的散热管以及换热器串联形成散热循环回路。

进一步，散热管的底面位于同一弧面上，所述弧面的凸面朝上。

再进一步，每个散热管的顶部两端连接有与其顶面相垂直的硬质进、出口管，所述硬质进、出口管穿过设在散热管组上方的弧形板分别与对应的储液箱、换热器相连，弧形板上设有供硬质进、出口管穿过的限位孔。

更进一步，弧形板的弧度为800-900。

再更进一步，弧形板的弧度为867.86。

进一步，每个储液箱内分别设有循环泵。

进一步，每个散热管所连接的多个基座的灯筒的中心线平行且与顶盘的夹角α相等，两相邻散热管上所连接的基座的灯筒的中心线的延伸方向相反。

进一步，灯具支架的外围设有外壳，外壳的底部开有光线出射口；外壳的底部两侧分别连接有空心支臂。

本发明的有益效果在于：

1.相较激光照明、传统光源照明及气体放电照明灯具来讲，亮度低，只能满足白天辅助人工识别图像之功用，不能满足计算机识别路面图像1mm以上裂纹的需求；本发明提供的LED补光照明灯具亮度高，无论在白天还是在夜间均能实现道路路面计算机智能自动识别，并取得基础数据。

2.在满足同一高亮度标准下，激光照明及气体放电照明灯具的功率消耗非常大，车载自备动力电源无法满足；而本发明提供的LED补光照明灯具的功率仅为上述两种光源的10-20％，这对车载自备动力电源来说完全可行。

3.如果达到相同的补光照明效果，前述现有三种照明灯具体积大、重量高，外观庞大不美观，本发明提供的灯具体积小、重量轻，LED光源所制成的补光灯具的体积为上述两种光源的四分之一以内。

4.现有传统光源照明及气体放电光源照明灯具均具有光线散射的特点，本发明提供的灯具通过聚光透镜并调整几根散热管的排列弧度，将光源的光线集中一定的区域，光线高度集中，利用率极高，这是上述两种光源无法达到的。

5.现有的三种光源照明灯具安装好后，只有一种角度对应车上方的线扫描摄相机；而本发明提供的补光灯的灯体设在一形状不规则的基座上，基座上灯筒的自由端面与基座的顶盘成一定角度，可根据检测车不同车型，调整灯筒的自由端面与顶盘的角度，以实现补光灯整体灯光照射光线角度的变化(可实现0-360度不同角度)，比现有技术更加实用。

6.现有三种灯源照明灯具均不具有散热装置，补光照明时间短、同时寿命也受到一定影响；而本发明提供的灯具设计了散热装置，通过补光灯上的导热基板、补光灯对应的基座、与基座连接的散热管、流通在散热管中的散热液体等均起到散热作用，可降低补光灯长时间照射的温度，使光源的光衰减缓，延长补光灯的使用寿命，降低功率消耗等。

附图说明

图1是本发明提供的一种路面检测用补光灯灯具的结构示意图；

图2是图1中A-A向的横剖图；

图3是图1中B-B向纵剖图；

图4是本发明中安装在基座中的补光灯的结构剖视图；

图5是图4中补光灯的结构分解图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

如图1-3所示，本发明所提供的一种路面检测用补光灯灯具，包括灯具支架5和设在灯具支架5上的若干个补光灯1，所述补光灯1包括与灯具支架相连接的基座2、设在基座2上的LED光源1-2(见图4)以及聚光组件，且LED光源1-2的发光体伸入所述聚光组件中。

本发明中，补光灯1采用超大功率(功率为5-50W)的LED光源1-2，光强高。

如图4、5所示，补光灯1的聚光组件包括调焦筒1-5，调焦筒1-5的一端与基座2相连，另一端连接有聚光透镜1-6；调焦筒1-5的与基座2相连的一端的内部套设有可沿调焦筒1-5轴向移动的反光杯1-4，所述反光杯1-4的上、下部开口且其内表面形成正立的圆锥面结构，LED光源1-2的发光体位于反光杯1-4的上部开口处并伸入杯体内。

优选情况下，反光杯1-4的内表面所形成的圆锥面的母线与其底面成15-45°夹角。为达到更好的聚光效果，可使LED光源1-2的发光体的底部距离聚光透镜1-6的顶部约10-30mm。

本发明采用调焦筒1-5、聚光透镜1-6和反光杯1-4，可以使光线充分汇聚到一起，避免光照损失。尤其是通过调节反光杯1-4在调焦筒1-5的位置，可达到较好的聚光效果。

在一种具体实施方式中，基座2包括片状的顶盘2-1和连接在其顶盘2-1底部的灯筒2-2。为调节光源的照射方向，基座2的灯筒2-2的中心线与基座2的顶盘2-1的夹角α可以为0-90°，优选为45°。本发明中，由于基座2的灯筒2-2与顶盘2-1成一角度，基座2整体呈不规则形状，可使LED光源1-2所发出的光打在不同的方位。

基座2的灯筒2-2的内表面设有内螺纹，反光杯1-4的外周面设有外螺纹，且调焦筒1-5的远离聚光透镜6的一端的外周面、内周面分别设有与基座2的灯筒2-2的内螺纹、反光杯1-4的外螺纹相配合的外螺纹、内螺纹。

本发明中，调焦筒1-5与基座2可以采用任何适当的方式连接在一起。例如，可在基座2的灯筒2-2的内表面设置内螺纹，并在调焦筒1-5的与基座2相连的一端的外周面设置与灯筒2-2的内螺纹相配合的外螺纹，从而通过螺纹连接的方式将调焦筒1-5的顶部连接在基座2上。

反光杯1-4可通过任何适当的方式移动套设在调焦筒1-5内。例如，可在调焦筒1-5的与基座2相连的一端的内周面设置内螺纹，并在反光杯1-4的外周面设置与调焦筒1-5的内螺纹相配合的外螺纹，从而通过螺纹连接的方式将反光杯1-4活动安装在调焦筒1-5内，螺纹的长短可根据实际情况设置。操作时，可借助于其他工件或外力调整反光杯1-4在调焦筒1-5内的位置，以调节焦距。

通常，LED光源1-2的线路板1-0连接在一基板1-1上(这是本领域的公知常识，此处不再赘述)。本发明中，使所述基板1-1与基座2的灯筒2-2的内顶面直接接触。此外，在所述基板1-1和调焦筒1-5的与基座2相连的一端之间设置与基板1-1、调焦筒1-5紧密接触的衬垫1-3，从而将LED光源1-2顶靠在基座2的灯筒2-2的内顶面上。

此外，基座2的灯筒2-2上设有供LED光源1-2的引线出、入灯筒2-2的通孔，所述衬垫1-3上设有供LED光源1-2的引线出、入基座2的灯筒2-2的开口。

调焦筒1-5的底部连接有一倒扣的固定盖1-7，固定盖1-7的中心处设有圆孔，聚光透镜1-6的主体位于固定盖1-7中，且聚光透镜1-6的凸面自固定盖1-7的圆孔中凸出。

通常，与LED光源1-2的线路板1-0相连的基板1-1是由导热材料制成的(这也是本领域的公知常识，此处不再赘述)。本发明中，基座2也可以由导热材料制成。这样，由于所述基板1-1与基座2的灯筒2-2的内顶面直接接触，从而通过基板1-1将LED光源1-2散发的大部分热量传递到基座2上。

因此，在更优选的具体实施方式中，本发明提供的灯具还包括设在灯具支架5上的散热装置，每个补光灯1对应的基座2与散热装置直接相连，这样可以通过散热装置带走LED光源1-2传递到基座2上的热量。

如图3所示，所述散热装置包括散热管组3，散热管组3包括若干个长方体型散热管，散热管的侧剖面可以为正方形。散热管的底部沿其长度方向分别开有若干排成一列的定位孔，各个补光灯1对应的基座2对应连接在散热管的各个定位孔处。

散热管组3中的任一散热管与补光灯1的基座2可以采用任何适当的方式连接在一起。例如，基座2的顶部可设有与基座2材质相同的凸柱2-3，连接时将基座2的凸柱2-3插入散热管的定位孔中并密封，从而将各个基座2对应连接在散热管的各个定位孔处。进一步，可通过不锈钢卡箍将基座2的顶盘2-1紧固在散热管上。

由于补光灯1安装在散热管上，因此，散热装置的散热管组3的散热管的个数可根据实际的照明方案设定。如图2所示，若要设置4排补光灯，则所示灯具的散热装置的散热管组3可以包含4个散热管31、32、33、34，散热管31、32、33、34上对应设有进水口31-1、32-1、33-1、34-1和出水口31-2、32-2、33-2、34-2。

如图3所示，所述散热装置还包括设在散热管组3上方的储液箱组6以及一换热器7(见图1)。若散热管组3包括4个散热管31、32、33、34，那么储液箱组6应包括4个分别与散热管31、32、33、34配套的储液箱61、62、63、64，且任一储液箱(例如储液箱61)和对应的散热管(例如散热管31)以及换热器7串联形成散热循环回路。

换热器7上可设置风扇，以加快换热器7的散热速度。散热管和储液箱中流通有散热液体，由散热液体通过基座2带走LED光源1-2所散发的大部分热量。

从以上结构设计可知，本发明采用非接触的方式实现了超大功率的LED光源1-2的散热，保证了LED光源1-2用电安全，可靠性强。

至于连接在散热管上的LED光源1-2的排布方式，可根据实际应用情况设置。例如，可使每个散热管所连接的多个基座2的灯筒2-2的中心线平行且与顶盘2-1的夹角α相等，且使两相邻散热管上所连接的基座2的灯筒2-2的中心线的延伸方向相反。

此外，为使各个散热管上连接的补光灯1所发出的光线进一步聚拢在想要照射的区域，可使各个散热管的底面位于同一弧面上，所述弧面的凸面朝上。

例如，可在散热管组3的上方设置凸面朝上的弧形板4，弧形板4中部开孔，弧形板4两端上设有限位孔；并在散热管例如散热管31的顶部两端连接与其顶面相垂直的硬质进、出口管31-1、31-2，且使散热管31的硬质进、出口管31-1、31-2穿过弧形板4的限位孔后分别通过软管与储液箱61、换热器7相连。散热管31的顶部两端上开有螺纹孔，可通过穿过弧形板4的螺丝8与螺纹孔配合将散热管31紧固在弧形板4上，弧形板4连接在灯具支架5上。同理，可将其他散热管与弧形板4固定并与使其硬质进、出口管分别对应的储液箱以及换热器7相连。

散热管31的硬质进、出口管31-1、31-2可采用刚性进、出口管，并与散热管31焊接固定。

此外，可在每个储液箱6内分别设置循环泵(未示出)。每个储液箱内最好设两个循环泵，其中一个作为备用泵。

另外，灯具支架5的外围可设置外壳，外壳的底部补光灯1所在位置处开有光线出射口。散热装置的散热管组3和储液箱组6可设在外壳内部，换热器7及其上所设置的风扇可设在外壳外部。外壳可对内部设备具有防风、防尘、防雨的功能，并对内部设备起到保护防盗作用，外壳上设有可打开的盖5-2，便于灯具的日常保养及维护维修。

此外，外壳的底部两侧分别连接有空心支臂5-1。空心支臂5-1中各有一个出口，用于引出散热循环回路的管线。另外，可在空心支臂5-1的下部设置钩装结构，用于将补光灯灯具连接在检测车的车尾。

上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种路面检测用补光灯灯具，包括灯具支架(5)和设在灯具支架(5)上的若干个补光灯(1)，其特征在于，所述补光灯(1)包括与灯具支架(5)连接的基座(2)、设在基座(2)上的LED光源(1-2)以及聚光组件，且LED光源(1-2)的发光体伸入所述聚光组件中；还包括设在灯具支架(5)上的散热装置，所述散热装置包括散热管组(3)，散热管组(3)包括若干个长方体型散热管，各个散热管的底部沿其长度方向分别开有若干排成一列的定位孔，各个补光灯(1)对应的基座(2)对应连接在散热管的各个定位孔处，散热管的底面位于同一弧面上，所述弧面的凸面朝上。

2.根据权利要求1所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，补光灯的聚光组件包括调焦筒(1-5)，调焦筒(1-5)的一端与基座(2)相连，另一端连接有聚光透镜(1-6)；调焦筒(1-5)的与基座(2)相连的一端的内部套设有可沿调焦筒(1-5)的轴向移动的反光杯(1-4)，所述反光杯(1-4)的上、下部开口且其内表面形成正立的圆锥面结构，LED光源(1-2)的发光体位于反光杯(1-4)的上部开口处并伸入杯体内。

3.根据权利要求2所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，反光杯(1-4)的内表面所形成的圆锥面的母线与其底面成15-45°夹角。

4.根据权利要求2所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，基座(2)包括片状的顶盘(2-1)和连接在其顶盘(2-1)底部的灯筒(2-2)；基座(2)的灯筒(2-2)的中心线与基座(2)的顶盘(2-1)的夹角α为0-90°。

5.根据权利要求4所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，基座(2)的灯筒(2-2)的内表面设有内螺纹，反光杯(1-4)的外周面设有外螺纹，且调焦筒(1-5)的与基座(2)相连的一端的外周面、内周面分别设有与基座(2)的灯筒(2-2)的内螺纹、反光杯(1-4)的外螺纹相配合的外螺纹、内螺纹。

6.根据权利要求5所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，LED光源(1-2)的线路板(1-0)连接在一基板(1-1)上，所述基板(1-1)与基座(2)的灯筒(2-2)的内顶面直接接触；所述基板(1-1)和调焦筒(1-5)的与基座(2)相连的一端之间设有与基板(1-1)、调焦筒(1-5)紧密接触的衬垫(1-3)。

7.根据权利要求6所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，基座(2)的灯筒(2-2)上设有供LED光源(1-2)的引线出、入灯筒(2-2)的通孔，所述衬垫(1-3)上设有供LED光源(1-2)的引线出、入基座(2)的灯筒(2-2)的开口。

8.根据权利要求1所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，调焦筒(1-5)的底部连接有一倒扣的固定盖(1-7)，固定盖(1-7)的中心处设有圆孔，聚光透镜(1-6)的主体位于固定盖(1-7)中，且聚光透镜(1-6)的凸面自固定盖(1-7)的圆孔中凸出。

9.根据权利要求6-8任一所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，基座(2)以及与LED光源(1-2)的线路板(1-0)相连的基板(1-1)由导热材料制成。

10.根据权利要求1所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，所述散热装置还包括储液箱组(6)和一换热器(7)，储液箱组(6)包括若干与散热管组(3)的散热管配套的储液箱，且每个储液箱和对应的散热管以及换热器(7)串联形成散热循环回路。

11.根据权利要求10所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，每个散热管的顶部两端连接有与其顶面相垂直的硬质进、出口管，所述硬质进、出口管穿过设在散热管组(3)上方的弧形板(4)分别与对应的储液箱、换热器(7)相连，弧形板(4)上设有供硬质进、出口管穿过的限位孔。

12.根据权利要求10所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，每个储液箱内分别设有循环泵。

13.根据权利要求11所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，每个散热管所连接的多个基座(2)的灯筒(2-2)的中心线平行且与顶盘(2-1)的夹角α相等，两相邻散热管上所连接的基座(2)的灯筒(2-2)的中心线的延伸方向相反。

14.根据权利要求11所述的一种路面检测用补光灯灯具，其特征在于，灯具支架(5)的外围设有外壳，外壳的底部开有光线出射口；外壳的底部两侧分别连接有空心支臂(5-1)。