CN110108356B - 一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，包括测试头、控制主机和数据处理终端，所述测试头包括测试机体和固定杆，所述测试机体的侧面与连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端与固定杆的端部通过法兰连接，所述测试机体包括机壳、光线产生组件和感光组件，所述控制主机的输出端分别与光线产生组件和感光组件连接，所述感光组件的输出端与数据处理显示终端连接。本发明的优点在于：测试机体可挂载在车体外侧，以正常行驶车速对道路标线进行测试，因此无需封路。相比于便携式逆反射测试仪，测试效率更高。同时密集采样可实现道路标线的连续测试，避免了便携式逆反射测试仪抽样检测的遗漏。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通标识检测设备技术领域，特别是一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置。
背景技术
交通标线是指在道路的路面上用线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标识。其作用是管制和引导交通，可以与标志配合使用，也可单独使用。具有警示驾驶人员的作用，从而保 证了行车和行人的安全。道路交通标线常用材料为热熔型涂料，因其成本相对较低，环保性好，基本无环境污染而得到广泛应用。但由于其成膜物为热塑性树脂，在高温下易变形， 易开裂，耐久性一般为2年左右。
在交通标线生成后，需要对齐逆反射性能进行检验，以确保其使用效果。目前国内主要的标线逆反射测试方法为手持便携式逆反射测试仪，对道路标线进行抽样检测，存在占用人力、效率不高、且抽样检测存在样本覆盖不完全的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，包括测试头、控制主机和数据处理终端，所述测试头包括测试机体和固定杆，所述测试机体的侧面与连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端与固定杆的端部通过法兰连接，所述测试机体包括机壳、光线产生组件和感光组件，所述机壳的前侧由上至下依次开有光窗和观测窗，所述光线产生组件安装在机壳内侧上部，且所述光线产生组件的输出端朝向光窗，所述感光组件安装在机壳内侧下部，且所述感光组件的镜头朝向观测窗，所述控制主机的输出端分别与光线产生组件和感光组件连接，所述感光组件的输出端与数据处理显示终端连接；
所述控制主机，用于生成工控指令，传输给光线产生组件和感光组件；
所述光线产生组件，根据来自控制主机的工控指令产生测试光线，通过光窗射出，形成出射光线，照射在地面上的道路标线上，于道路标线表面产生反射光线；
所述感光组件，根据来自控制主机的工控指令，通过观测窗对反射光线进行采集，并将采集结果传输给数据处理终端；
所述数据处理终端，用于根据来自感光组件的信息，识别反射的亮度大小，再经过计算得到逆反射亮度系数值。
所述数据处理终端包括：数据处理模块、显示屏和存储器，所述数据处理模块分别与显示屏和存储器连接；数据处理模块包括反射光线亮度分析单元和逆反射亮度系数计算单元；所述反射光线亮度分析单元，用于根据感光组件1f采集到的信息进行亮度分析，获取反射光线亮度；所述逆反射亮度系数计算单元，用于计算逆反射亮度系数；所述显示屏，用于显示计算得到的逆反射亮度系数；所述存储器，用于保存计算得到的逆反射亮度系数。
进一步地，所述光线产生组件包括镜筒、光源、凸透镜和柱面镜，所述镜筒的外壁固定在机壳内侧上部，所述光源固定安装在镜筒的尾部内侧，所述凸透镜安装在镜筒的中部内侧，所述柱面镜安装在镜筒的头部内侧。
进一步地，所述光源、所述凸透镜与所述柱面镜共轴设置。
进一步地，所述光窗的内侧开有环形凹槽A，所述环形凹槽A内固定有透明板A。
进一步地，所述观测窗的内侧开有环形凹槽B，所述环形凹槽B内固定有透明板B。
进一步地，所述透明板A与所述透明板B通过压环压接固定，其中，压环具有8字形孔，所述压环的边缘固定在机壳的内表壁上。
进一步地，所述透明板A和所述透明板B均为透明的玻璃板。
进一步地，所述机壳的前侧还固定有遮光罩，所述遮光罩罩设在光窗和观测窗的上方。
进一步地，所述机壳的顶部还设置有提手。
进一步地，所述固定杆的侧壁上还开有多组安装孔，所述安装孔为圆形孔与腰形孔的组合。
本发明具有以下优点：
1、本发明的优点在于：测试机体可挂载在车体外侧，以正常行驶车速对道路标线进行测试，因此无需封路。相比于便携式逆反射测试仪，测试效率更高。同时密集采样可实现道路标线的连续测试，避免了便携式逆反射测试仪抽样检测的遗漏。
2、凸透镜采用平凸非球面镜，其作用主要是聚光，而柱面镜的作用主要是拉线，经过凸透镜聚光后由柱面镜拉线，在六米处形成均匀带状光斑。
附图说明
图1 为本发明的测试头的结构示意图；
图2 为本发明的测试机体的内部结构图；
图3 为本发明在使用时的工作原理图；
图4 为本发明光线产生组件的工作原理图；
图5 为本发明的电气原理示意图；
图中：1-测试机体，1a-机壳，1a1-光窗，1a2-观测窗，1b-光线产生组件，1b1-镜筒，1b2-光源，1b3-凸透镜，1b4-柱面镜，1c-透明板A，1d-透明板B，1e-压环，1f-感光组件，1g-遮光罩，1h-提手，2-连接杆，3-固定杆，3a-安装孔，4-道路标线，5-出射光线，6-反射光线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~5所示，一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：包括测试头、控制主机和数据处理终端，所述测试头包括测试机体1和固定杆3，所述测试机体1的侧面与连接杆2的一端固定连接，所述连接杆2的另一端与固定杆3的端部通过法兰连接，所述测试机体1包括机壳1a、光线产生组件1b和感光组件1f，所述机壳1a的前侧由上至下依次开有光窗1a1和观测窗1a2，所述光线产生组件1b安装在机壳1a内侧上部，且所述光线产生组件1b的输出端朝向光窗1a1，所述感光组件1f安装在机壳1a内侧下部，且所述感光组件1f的镜头朝向观测窗1a2，所述控制主机的输出端分别与光线产生组件1b和感光组件1f连接，所述感光组件1f的输出端与数据处理显示终端连接；
所述控制主机，用于生成工控指令，传输给光线产生组件1b和感光组件1f；
所述光线产生组件1b，根据来自控制主机的工控指令产生测试光线，通过光窗1a1射出，形成出射光线，照射在地面上的道路标线上，于道路标线表面产生反射光线；
所述感光组件1f，根据来自控制主机的工控指令，通过观测窗1a2对反射光线进行采集，并将采集结果传输给数据处理终端；
所述数据处理终端，用于根据来自感光组件1f的信息，识别反射的亮度大小，再经过计算得到逆反射亮度系数值。
具体工作时，将测试机体1通过固定杆3、连接杆2安装在车上，通过光线产生组件1b产生光线，通过光窗1a1射出，形成出射光线5，照射在地面上的道路标线上，道路标线表面产生反射光线，感光组件1f通过观测窗1a2对反射光线进行采集，并将采集结果传输给数据处理终端，根据来自感光组件1f的信息，识别反射的亮度大小，再经过计算得到逆反射亮度系数值；在实际工作中，感光组件1f可采用相机或光学传感器，其采集到的信息为图像信息，图像信息传输给数据处理终端进行数据分析，得到反射光线的亮度大小，再经过计算得到逆反射亮度系数值；在本申请的实施例中，计算逆反射亮度系数值K的方法如下：K=A*P2/P1，其中，P2表示分析得到的反射光线亮度，P1为光线产生组件1b的已知发射光线亮度，A为已知调节系数；在该实施例中，对于每一个测试装置而言，光线产生组件1b的发射光线亮度P1是确定的，并预先保存在数据处理终端中，调节系数A由发射光线照射面积、发射光线与道路标线表面的角度、光线产生组件1b与道路标线表面的距离、反射光线与道路标线表面的角度、感光组件1f与道路标线表面的距离等因素确定，由于测试机体1安装好后，上述参数都是确定的，故调节系数A也是确定的，并保存在数据处理终端中；实际上，只要分析得到反射光线的亮度，即可得到逆反射亮度系数值。
在本申请的实施例中，所述控制主机可以控制光线产生组件1b和感光组件1f每隔固定时间进行一次光线发射和发射光采集，以一定频率进行测试；其中间隔的固定时间可以进行预先设置；
在本申请的实施例中，所述数据处理终端包括：数据处理模块（可以采用ARM、PLC、FPGA等处理器实现）、显示屏和存储器，所述数据处理模块分别与显示屏和存储器连接；数据处理模块包括反射光线亮度分析单元和逆反射亮度系数计算单元；所述反射光线亮度分析单元，用于根据感光组件1f采集到的信息进行亮度分析，获取反射光线亮度，所述逆反射亮度系数计算单元，用于计算逆反射亮度系数；所述显示屏，用于显示计算得到的逆反射亮度系数，所述存储器，用于保存计算得到的逆反射亮度系数；
在一些实施例中，所述数据处理终端还包括与数据处理模块连接的无线通讯模块，用于将逆反射亮度系数向远端的监控中心发送，监控中心通过配套的通讯设备进行信息接收后，可以展示给监控中心的技术人员，以便于远程监控。
在一些实施例中，还可以设置拍摄方向朝向车辆前方的摄像头，该摄像头与数据处理终端的数据处理模块连接，用于采集车辆前方的图像信息，所述数据处理模块将摄像头采集到的图像信息在显示屏上进行显示。
如图2所示，在本申请的实施例中，考虑到驾驶员在汽车行驶过程中难免产生偏摆，无法一直保持标准的直线行驶，道路标线通常宽10~20cm，为此，本申请的光线产生组件1b采用光源-凸透镜-柱面镜的方式进行光路设计，来拉出一条均匀光带（一般为800mm~1000mm），在此范围内，光强均匀性在10%以内，可完全覆盖标线，避免驾驶员偏摆产生的干扰；具体地，所述光线产生组件1b包括镜筒1b1、光源1b2、凸透镜1b3和柱面镜1b4，所述镜筒1b1的外壁固定在机壳1a内侧上部，所述光源1b2固定安装在镜筒1b1的尾部内侧，所述凸透镜1b3安装在镜筒1b1的中部内侧，所述柱面镜1b4安装在镜筒1b1的头部内侧。优选地，所述光源1b2、所述凸透镜1b3与所述柱面镜1b4共轴设置，且它们的轴线与水平面形成一个锐角，使得光源1b2发射出的光线经凸透镜1b3、柱面镜1b4后能够顺利照射在地面上，再配合驾驶行车方向，就可照射到道路标线上。凸透镜1b3采用平凸非球面镜，其作用主要是聚光，而柱面镜1b4的作用主要是拉线，经过凸透镜1b3聚光后由柱面镜1b4拉线，在六米左右处形成均匀带状光斑，再由感光组件1f拍摄，得到信号。如图2所示，在该实施例中，所述光窗1a1的内侧开有环形凹槽A，所述环形凹槽A内固定有透明板A1c，所述观测窗1a2的内侧开有环形凹槽B，所述环形凹槽B内固定有透明板B1d，防止机壳1a内进入灰尘或水。进一步地，如图2所示，所述透明板A1c与所述透明板B1d通过压环1e压接固定，其中，压环1e具有8字形孔，所述压环1e的边缘固定在机壳1a的内表壁上。提升了透明板A1c和透明板B1d的安装牢固性，进一步增强其密封性。所述透明板A1c和所述透明板B1d均为透明的玻璃板，玻璃材质对光线的影响较小，有利于提高测试的精准度。
在本申请的实施例中，考虑到标线逆反射亮度系数测试最大的难点之一在于抑制环境光（尤其是太阳光）对测试的干扰，因此我们选择脉冲触发的方式来抑制干扰。传感器预设脉冲等效距离（如x脉冲=y米），控制主机同步触发光源与感光组件（如脉冲光源为8微秒，感光组件的曝光时间为20微秒，则控制脉冲光源的8微秒位于感光组件的曝光时间以内），从而保证脉冲光源的瞬间光强远超环境光，进而排除环境光对测试的干扰；同时，上述脉冲触发的方式也能够实现道路标线的密集采样和连续测试，避免了便携式逆反射测试仪抽样检测的遗漏。
如图1所示，在本申请的实施例中，所述机壳1a的前侧还固定有遮光罩1g，所述遮光罩1g罩设在光窗1a1和观测窗1a2的上方，可防止外部光线对测试机体1的工作进行干扰。所述机壳1a的顶部还设置有提手1h，便于搬运。所述固定杆3的侧壁上还开有多组安装孔3a，所述安装孔3a为圆形孔与腰形孔的组合，便于调节测试机体1与车体的相对位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：包括测试头、控制主机和数据处理终端，所述测试头包括测试机体（1）和固定杆（3），所述测试机体（1）的侧面与连接杆（2）的一端固定连接，所述连接杆（2）的另一端与固定杆（3）的端部通过法兰连接，所述测试机体（1）包括机壳（1a）、光线产生组件（1b）和感光组件（1f），所述机壳（1a）的前侧由上至下依次开有光窗（1a1）和观测窗（1a2），所述光线产生组件（1b）安装在机壳（1a）内侧上部，且所述光线产生组件（1b）的输出端朝向光窗（1a1），所述感光组件（1f）安装在机壳（1a）内侧下部，且所述感光组件（1f）的镜头朝向观测窗（1a2），所述控制主机的输出端分别与光线产生组件（1b）和感光组件（1f）连接，所述感光组件（1f）的输出端与数据处理显示终端连接；
所述控制主机，用于生成工控指令，传输给光线产生组件（1b）和感光组件（1f）；
所述光线产生组件（1b），根据来自控制主机的工控指令产生测试光线，通过光窗（1a1）射出，形成出射光线，照射在地面上的道路标线上，于道路标线表面产生反射光线；
所述感光组件（1f），根据来自控制主机的工控指令，通过观测窗（1a2）对反射光线进行采集，并将采集结果传输给数据处理终端；
所述数据处理终端，用于根据来自感光组件（1f）的信息，识别反射的亮度大小，再经过计算得到逆反射亮度系数值；
所述逆反射亮度系数值K的计算方法为：K=A*P2/P1，其中，P2表示分析得到的反射光线亮度，P1为光线产生组件（1b）的已知发射光线亮度，A为已知调节系数；
所述数据处理终端包括：数据处理模块、显示屏和存储器，所述数据处理模块分别与显示屏和存储器连接；数据处理模块包括反射光线亮度分析单元和逆反射亮度系数计算单元；
所述反射光线亮度分析单元，用于根据感光组件（1f）采集到的信息进行亮度分析，获取反射光线亮度；
所述逆反射亮度系数计算单元，用于计算逆反射亮度系数；
所述显示屏，用于显示计算得到的逆反射亮度系数；
所述存储器，用于保存计算得到的逆反射亮度系数。
2.根据权利要求1所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述光线产生组件（1b）包括镜筒（1b1）、光源（1b2）、凸透镜（1b3）和柱面镜（1b4），所述镜筒（1b1）的外壁固定在机壳（1a）内侧上部，所述光源（1b2）固定安装在镜筒（1b1）的尾部内侧，所述凸透镜（1b3）安装在镜筒（1b1）的中部内侧，所述柱面镜（1b4）安装在镜筒（1b1）的头部内侧。
3.根据权利要求2所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述光源（1b2）、所述凸透镜（1b3）与所述柱面镜（1b4）共轴设置。
4.根据权利要求1所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述光窗（1a1）的内侧开有环形凹槽A，所述环形凹槽A内固定有透明板A（1c）。
5.根据权利要求4所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述观测窗（1a2）的内侧开有环形凹槽B，所述环形凹槽B内固定有透明板B（1d）。
6.根据权利要求5所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述透明板A（1c）与所述透明板B（1d）通过压环（1e）压接固定，其中，压环（1e）具有8字形孔，所述压环（1e）的边缘固定在机壳（1a）的内表壁上。
7.根据权利要求5或6所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述透明板A（1c）和所述透明板B（1d）均为透明的玻璃板。
8.根据权利要求1所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述机壳（1a）的前侧还固定有遮光罩（1g），所述遮光罩（1g）罩设在光窗（1a1）和观测窗（1a2）的上方；所述机壳（1a）的顶部还设置有提手（1h）。
9.根据权利要求1所述的一种车载式道路标线逆反射亮度系数测试装置，其特征在于：所述固定杆（3）的侧壁上还开有多组安装孔（3a），所述安装孔（3a）为圆形孔与腰形孔的组合。
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