CN111912523B - 一种可调节定位的隧道照明检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节定位的隧道照明检测装置及其方法，当车辆在隧道中行驶时，全景亮度照片数据采集系统会对路面全景亮度进行拍照存储，每张亮度照片均具有唯一编号，而且每张照片均有照片标记距离数据采集系统标记存储的距离信息与编号一一对应，距离信息会将该编号全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息，每次拍照也会触发检测位置信息采集系统，将检测位置信息与照片编号相对应，通过数据交换计算机，可以获得被检隧道内具体位置路面亮度值分布情况。本发明通过调节单位数据采集时间，自适应确定行车速度、采集频率，及时获取位置更准确、亮度值更接近真实值的隧道全景亮度数据。

Description

一种可调节定位的隧道照明检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及隧道检测技术领域，尤其涉及一种可调节定位的隧道照明检测装置及其方法。

背景技术

隧道作为一种特殊的构造物，为我国交通事业发展起到了极大的促进作用，正是由于其“穿山越岭”的特殊性，导致其洞体内部与外界产生极大的亮度差，隧道长度越长此类差异越大，为了保证隧道内外驾驶的安全性及舒适性，隧道照明越来越成为隧道运营不可缺少的部分。隧道照明质量的好坏直接关系到机动车驾驶员能否看清楚隧道内的环境，因此隧道照明必须考虑驾驶的安全性。每年全国各省市都会对隧道照明系统进行相应检测，但实际情况是隧道照明检测方法相对模糊，导致各检测单位检测方法差异性较大，有的很难客观准确评价隧道照明系统的运营状况，而且检测基本都以抽检为主，覆盖面小，亮度值较低的区域很容易被遗漏，不能进行针对性较强的管理和养护。

隧道照明检测主要以照度、亮度及由此衍生的均匀度、纵向均匀度作为指标。亮度检测由于受到检测条件限制，一直以来较难对其进行有效的检测，而照度检测相对容易，在当前的隧道照明检测中，通常使用照度计，采用传统人工逐点测量的方法来检测照度，通过相应的换算系数得出对应的亮度值，但此方法检测效率低、需人工多、耗时久、检测点位有限，且换算系数不一定适合实际情况，同时根据检测人员检测时光线环境、有无遮挡、读数是否稳定、照度计精度及校准情况均有紧密影响，很难做到标准化，而且不管是传统的亮度检测还是照度检测，都需要封道开展检测。

发明内容

为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种可调节定位的隧道照明检测装置，包括全景亮度照片数据采集系统、第一服务器、照片标记距离数据采集系统、第二服务器、检测位置信息采集系统、第三服务器、数据交换计算机、可调节隧道照明检测系统；

所述全景亮度照片数据采集系统设置在所述第一服务器上，用于采集和存储隧道内全景亮度照片；

所述照片标记距离数据采集系统设置在所述第二服务器上，用于对全景亮度照片中的位置信息进行标记，通过不同采集参数信息，计算采集照片中的标记距离值，对距离值进行实时存储；

所述检测位置信息采集系统设置在所述第三服务器上，用于采集和存储每次全景亮度照片采集的位置信息；

所述数据交换计算机用于对获取的数据进行整合，使得位置信息、亮度信息、距离信息一一对应；

所述可调节隧道照明检测系统用于通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息。

可选的，所述检测位置信息采集系统包括转数传感器，当车辆进入隧道时，触发所述转数传感器，当每次进行全景亮度照片采集时，将此时的累积转数与照片编号进行存储，通过转数计算出该检测点的桩号信息，以确定采集点物理位置；

所述全景亮度照片数据采集系统包括全景亮度采集仪，当车辆通过隧道时，对路面亮度进行拍照保存，对保存的全景照片进行编号；

所述照片标记距离数据采集系统包括照片标记距离数据采集装置，对拍摄的全景亮度照片进行实际标记，通过采集时的装置参数信息，计算出实际标记距离，通过分析获得特征标记距离。

可选的，所述照片标记距离数据采集装置包括采集装置主体结构、转动结构、标记测距结构；

所述采集装置主体结构用于控制信息的传递和距离信息的采集；

所述转动结构用于在竖直平面内0°至180°转动；

所述标记测距结构用于发射激光脉冲，对地面进行红点标记，同时通过反射时间获得该装置点与地面红点标记之间的直线距离。

可选的，所述照片标记距离数据采集装置对单个全景亮度照片的实际标记距离值进行计算，计算公式如下：

L＝h(tanθ₂tanθ₁)；

其中，h为采集装置高度，d为两个采集装置之间的距离，θ₁和θ₂分别为装置1和装置2发射方向与竖直面的夹角，D为标记点距离。

本发明还提供一种可调节定位的隧道照明检测方法，所述可调节定位的隧道照明检测方法使用上述的可调节定位的隧道照明检测装置，所述可调节定位的隧道照明检测方法包括：

所述全景亮度照片数据采集系统采集和存储隧道内全景亮度照片；

所述照片标记距离数据采集系统对全景亮度照片中的位置信息进行标记，通过不同采集参数信息，计算采集照片中的标记距离值，对距离值进行实时存储；

所述检测位置信息采集系统采集和存储每次全景亮度照片采集的位置信息；

所述数据交换计算机对获取的数据进行整合，使得位置信息、亮度信息、距离信息一一对应；

所述可调节隧道照明检测系统通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息。

可选的，还包括：

所述全景亮度照片数据采集系统根据预设的单位数据采集时间T，确定对应的行驶车速和采集频率，对全隧道内全景亮度照片进行采集，将采集的实时全景照片存储于所述第一服务器，用于后期提取亮度值信息。

可选的，还包括：

所述照片标记距离数据采集系统对每张采集的全景亮度照片进行位置标记，根据采集时刻照片标记距离数据采集装置的相关参数，计算得出实际标记距离，对实际标记距离和特征标记距离进行存储，根据全景亮度照片中的特征标记距离与实际标记距离的函数相关性，将二维空间的全景亮度照片转换为该拍摄区域三维空间的亮度值矩阵。

可选的，还包括：

所述检测位置信息采集系统对全景亮度照片拍摄时的实时物理位置进行记录和存储，将隧道桩号信息与全景亮度照片编号进行对应。

可选的，还包括：

所述数据交换计算机对全景亮度照片数据、照片标记距离数据和检测位置信息采集数据进行整合计算，将二维空间的全景亮度照片转换为该拍摄区域三维空间的亮度值矩阵，利用照片标记距离数据中的时间标记距离和特征标记距离，获得单个照片区域中的亮度值及其位置，通过所述检测位置信息采集系统将单个照片区域所在隧道中的位置进行对应。

可选的，所述单位数据采集时间T存在最小值T_min和最大值T_max，当所述单位数据采集时间T小于T_min时，出现数据缺失现象，当所述单位数据采集时间T大于最大值T_max时，出现采集亮度照片数据重叠现象，T_min和T_max的计算公式如下：

T_min＝(s-100)/v

T_max＝(s+100)/v

其中，s为采集车辆在隧道内预设区域的路程，v为采集车辆在隧道内预设区域的速度。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供一种可调节定位的隧道照明检测装置及其方法，当车辆在隧道中行驶时，全景亮度照片数据采集系统会对路面全景亮度进行拍照存储，每张亮度照片均具有唯一编号，而且每张照片均有照片标记距离数据采集系统标记存储的距离信息与编号一一对应，距离信息会将该编号全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息，每次拍照也会触发检测位置信息采集系统，将检测位置信息与照片编号相对应，通过数据交换计算机，可以获得被检隧道内具体位置路面亮度值分布情况。本发明通过调节单位数据采集时间，自适应确定行车速度、采集频率，及时获取位置更准确、亮度值更接近真实值的隧道全景亮度数据。因此，本发明将全景亮度照片更准确的转化为对应隧道对应采集点的亮度数据，使得检测结果更加科学合理。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的可调节定位的隧道照明检测装置的结构方框图。

图2为本发明实施例一提供的可调节定位的隧道照明检测装置的结构组成图。

图3为本发明实施例一提供的照片标记距离数据采集装置的结构图。

图4为本发明实施例一提供的照片标记距离数据采集装置的原理图。

其中，附图标记为：全景亮度照片数据采集系统-101；第一服务器-102；照片标记距离数据采集系统-103；第二服务器-104；检测位置信息采集系统-105；第三服务器-106；数据交换计算机-107；可调节隧道照明检测系统-108；车辆-1；转数传感器-2；全景亮度采集仪-3；照片标记距离数据采集装置-4；照片标记距离数据采集装置-5；采集装置主体结构-51；转动结构-52；标记测距结构-53；照片标记距离数据采集装置-6；照片标记距离数据采集装置-7。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的可调节定位的隧道照明检测装置及其方法进行详细描述。

实施例一

本实施例提供一种可调节定位的隧道照明检测装置，该装置可适配车载系统，主要由全景亮度照片数据采集系统及其服务器、照片标记距离数据采集系统及其服务器、检测位置信息采集系统及其服务器、数据交换计算机和可调节隧道照明检测系统组成，其中全景亮度照片数据采集系统及其服务器主要进行隧道内全景亮度照片的采集及其存储；照片标记距离数据采集系统及其服务器主要对全景亮度照片中的位置信息进行标记，并通过不同采集参数信息，精确计算出采集照片中的标记距离值，并对距离值进行实时存储；检测位置信息采集系统及其服务器主要对每次全景亮度照片采集的位置信息进行采集及其存储；数据交换计算机可对获取的数据进行整合，使得位置信息、亮度信息、距离信息可以一一对应；可调节隧道照明检测系统可通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息。

本实施例提供的该装置可适配车载系统，主要由全景亮度照片数据采集系统及其服务器、照片标记距离数据采集系统及其服务器、检测位置信息采集系统及其服务器、数据交换计算机和可调节隧道照明检测系统组成，当配置该装置的车载系统在隧道中行驶时，全景亮度照片数据采集系统会对路面全景亮度进行拍照存储，每张亮度照片均具有唯一编号，且每张照片均有照片标记距离数据采集系统标记存储的距离信息与编号一一对应，距离信息会将该编号全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息，每次拍照也会触发检测位置信息采集系统，将检测位置信息与照片编号相对应，通过数据交换计算机，则可得出被检隧道内具体位置路面亮度值分布情况。

图1为本发明实施例一提供的可调节定位的隧道照明检测装置的结构方框图。如图1所示，整个装置主要由全景亮度照片数据采集系统101、第一服务器102、照片标记距离数据采集系统103、第二服务器104、检测位置信息采集系统105、第三服务器106、数据交换计算机107、可调节隧道照明检测系统108组成，当配置该装置的车载系统在隧道中行驶时，全景亮度照片数据采集系统会对路面全景亮度进行拍照存储，每张亮度照片均具有唯一编号，且每张照片均有照片标记距离数据采集系统标记存储的距离信息与编号一一对应，距离信息会将该编号全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息，每次拍照也会触发检测位置信息采集系统，将检测位置信息与照片编号相对应，通过数据交换计算机，则可得出被检隧道内具体位置路面亮度值分布情况。

本实施例中，可调节隧道照明检测系统根据被检隧道的实际情况调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息。其中，单位数据采集时间T存在最小值T_min，当T取值小于T_min时，则会存在数据缺失现象，当T取值较大时，则会存在采集亮度照片数据重叠现象，虽然可以提高亮度值精度，但是采集时间会相对较长。上述内容涉及的最小值T_min和最大值T_max与该时刻采集车辆的车速相关，当采集车辆在隧道内一段区域路程s内以速度v匀速行驶时，可以确定该状态下最小值T_min＝(s-100)/v，最大值T_max＝(s+100)/v，所述单位数据采集时间T在T_min与T_max之间取值。

图2为本发明实施例一提供的可调节定位的隧道照明检测装置的结构组成图。如图2所示，搭载装置的车辆1按照软件规定行使速度通过被检隧道，与各采集系统联动工作，完成采集任务。当车辆进入隧道时，触发转数传感器2，当每次全景亮度采集仪3进行全景亮度照片采集时，都会将此时的累积转数与照片编号进行存储，通过转数可计算出该检测点的桩号信息，从而确定采集点物理位置。在车辆通过隧道时，对路面亮度情况进行拍照保存，并对全景照片进行编号。本实施例提供的照片标记距离数据采集装置4(5)，利用该装置可对要拍摄的全景亮度照片进行实际标记，并且通过采集时的装置参数信息，可以计算得出实际标记距离，通过软件分析可得出特征标记距离。

图3为本发明实施例一提供的照片标记距离数据采集装置的结构图。如图3所示，采集装置主体结构51主要进行控制信息的传递和距离信息的采集。转动结构52可以在竖直平面内0°～180°转动。标记测距结构53可以发射激光脉冲，对地面进行红点标记，同时通过反射时间可测的该装置点与地面红点标记之间的直线距离。

图4为本发明实施例一提供的照片标记距离数据采集装置的原理图。如图4所示，照片标记距离数据采集装置6(7)对单个全景亮度照片的实际标记距离值进行计算，计算公式如下：

L＝h(tanθ₂tanθ₁)；

其中，h为采集装置高度，d为两个采集装置之间的距离，θ₁和θ₂分别为装置1和装置2发射方向与竖直面的夹角，D为标记点距离。

本实施例提出一种可调节定位的隧道照明检测装置，该装置不仅包含全景亮度照片数据采集系统，还配备了照片标记距离数据采集系统和检测位置信息采集系统，照片标记距离数据采集可将单幅全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息，而且亮度值与位置信息对应更准确，检测位置信息采集系统可将单幅全景采集照片与具体隧道物理桩号准确对应。因此，本实施例提出的可调节定位的隧道照明检测装置在检测过程中实时调整单位数据采集时间，而且单幅亮度图、单点亮度值的位置定位更精确。

实施例二

本实施例提供的可调节定位的隧道照明检测方法根据被检隧道长度、行车条件、采集精度等信息，共同确定单位数据采集时间T，即固定长度(100m)隧道路面亮度数据采集时间，T确定后，可调节隧道照明检测系统自适应确定行车速度、采集频率等关键参数，在检测车辆行驶过程中，不同路段单位数据采集时间T也可进行相应调整。全景亮度照片数据采集系统会对被检路面进行拍照，对大量高清照片进行编号存储；照片标记距离数据采集系统对每张编号的照片进行标记，存储每张照片的标记点距离，通过准确的标记点距离值可将全景照片内的亮度信息更加准确转化为实测区域内亮度值信息；当车辆开始进入隧道时，会触发车轮上高精度转动传感器，通过转动次数则可确定车辆所在隧道的位置桩号，每次全景照片采集时均同步该时刻转动次数与其编号相对应，数据交换计算机会对数据进行实时处理，当检测车辆完成采集时，即可得出全隧道内路面亮度分布，且亮度值信息与位置信息精确对应。

本实施例中，全景亮度照片数据采集系统根据预先设置好的单位数据采集时间，确定对应的行驶车速和采集频率，对全隧道内全景亮度照片进行采集，并将所采集的实时全景照片存储于数据服务器中，用于后期亮度值信息提取；

本实施例中，照片标记距离数据采集系统是利用对每张采集的全景亮度照片进行位置标记，并根据采集时刻照片标记距离数据采集装置的相关参数，计算得出实际标记距离，对大量的实际标记距离和特征标记距离进行存储，根据全景亮度照片中特征标记距离与实际标记距离函数相关性，可将二维空间的全景亮度照片转换为该拍摄区域三维空间的亮度值矩阵，且定位准确；

本实施例提供的可调节定位的隧道照明检测方法通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，利用照片标记距离数据采集系统和检测位置信息采集系统，及时获取位置更准确、亮度值更接近真实值的隧道全景亮度数据。

本实施例中，检测位置信息采集系统主要对全景亮度照片拍摄时的实时物理位置进行记录和存储，将隧道桩号信息与全景亮度照片编号相对应；

本实施例中，数据交换计算机主要对全景亮度照片数据、照片标记距离数据和检测位置信息采集数据进行整合计算，将二维空间的全景亮度照片转换为该拍摄区域三维空间的亮度值矩阵，利用照片标记距离数据中的时间标记距离和特征标记距离，可准确得出单副照片区域中的亮度值及其位置，通过检测位置信息采集系统可将单副照片区域所在隧道中的位置进行准确对应。

本实施例提供的可调节定位的隧道照明检测方法通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，并利用一种特殊结构的照片标记距离数据采集系统，可将全景亮度照片更准确的转化为对应隧道对应采集点亮度数据，使得检测装置更加科学合理。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可调节定位的隧道照明检测装置，其特征在于，包括全景亮度照片数据采集系统、第一服务器、照片标记距离数据采集系统、第二服务器、检测位置信息采集系统、第三服务器、数据交换计算机、可调节隧道照明检测系统；

所述全景亮度照片数据采集系统设置在所述第一服务器上，用于采集和存储隧道内全景亮度照片；

所述照片标记距离数据采集系统设置在所述第二服务器上，用于对全景亮度照片中的位置信息进行标记，通过不同采集参数信息，计算采集照片中的标记距离值，对距离值进行实时存储；

所述检测位置信息采集系统设置在所述第三服务器上，用于采集和存储每次全景亮度照片采集的位置信息；

所述数据交换计算机用于对获取的数据进行整合，使得位置信息、亮度信息、距离信息一一对应；

所述可调节隧道照明检测系统用于通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息；

所述检测位置信息采集系统包括转数传感器，当车辆进入隧道时，触发所述转数传感器，当每次进行全景亮度照片采集时，将此时的累积转数与照片编号进行存储，通过转数计算出检测点的桩号信息，以确定采集点物理位置；

所述全景亮度照片数据采集系统包括全景亮度采集仪，当车辆通过隧道时，对路面亮度进行拍照保存，对保存的全景照片进行编号；

所述照片标记距离数据采集系统包括照片标记距离数据采集装置，对拍摄的全景亮度照片进行实际标记，通过采集时的装置参数信息，计算出实际标记距离，通过分析获得特征标记距离；

所述照片标记距离数据采集装置包括采集装置主体结构、转动结构、标记测距结构；

所述采集装置主体结构用于控制信息的传递和距离信息的采集；

所述转动结构用于在竖直平面内0°至180°转动；

所述标记测距结构用于发射激光脉冲，对地面进行红点标记，同时通过反射时间获得装置点与地面红点标记之间的直线距离；

所述照片标记距离数据采集装置对单个全景亮度照片的实际标记距离值进行计算，计算公式如下：

L＝h(tanθ₂-tanθ₁)；

其中，h为采集装置高度，d为两个采集装置之间的距离，θ₁和θ₂分别为装置1和装置2发射方向与竖直面的夹角，D为标记点距离。

2.一种可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，所述可调节定位的隧道照明检测方法使用权利要求1所述的可调节定位的隧道照明检测装置，所述可调节定位的隧道照明检测方法包括：

所述全景亮度照片数据采集系统采集和存储隧道内全景亮度照片；

所述照片标记距离数据采集系统对全景亮度照片中的位置信息进行标记，通过不同采集参数信息，计算采集照片中的标记距离值，对距离值进行实时存储；

所述检测位置信息采集系统采集和存储每次全景亮度照片采集的位置信息；

所述数据交换计算机对获取的数据进行整合，使得位置信息、亮度信息、距离信息一一对应；

所述可调节隧道照明检测系统通过调节单位数据采集时间T，自适应确定行车速度、采集频率，综合显示全隧道路面亮度信息。

3.根据权利要求2所述的可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，还包括：

所述全景亮度照片数据采集系统根据预设的单位数据采集时间T，确定对应的行驶车速和采集频率，对全隧道内全景亮度照片进行采集，将采集的实时全景照片存储于所述第一服务器，用于后期提取亮度值信息。

4.根据权利要求2所述的可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，还包括：

所述照片标记距离数据采集系统对每张采集的全景亮度照片进行位置标记，根据采集时刻照片标记距离数据采集装置的相关参数，计算得出实际标记距离，对实际标记距离和特征标记距离进行存储，根据全景亮度照片中的特征标记距离与实际标记距离的函数相关性，将二维空间的全景亮度照片转换为拍摄区域三维空间的亮度值矩阵。

5.根据权利要求2所述的可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，还包括：

所述检测位置信息采集系统对全景亮度照片拍摄时的实时物理位置进行记录和存储，将隧道桩号信息与全景亮度照片编号进行对应。

6.根据权利要求2所述的可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，还包括：

所述数据交换计算机对全景亮度照片数据、照片标记距离数据和检测位置信息采集数据进行整合计算，将二维空间的全景亮度照片转换为拍摄区域三维空间的亮度值矩阵，利用照片标记距离数据中的时间标记距离和特征标记距离，获得单个照片区域中的亮度值及其位置，通过所述检测位置信息采集系统将单个照片区域所在隧道中的位置进行对应。

7.根据权利要求2所述的可调节定位的隧道照明检测方法，其特征在于，所述单位数据采集时间T存在最小值T_min和最大值T_max，当所述单位数据采集时间T小于T_min时，出现数据缺失现象，当所述单位数据采集时间T大于最大值T_max时，出现采集亮度照片数据重叠现象，T_min和T_max的计算公式如下：

T_min＝(s-100)/v

T_max＝(s+100)/v

其中，s为采集车辆在隧道内预设区域的路程，v为采集车辆在隧道内预设区域的速度。

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