CN204009103U - 一种路面结冰检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种路面结冰检测装置，它包括装置壳体（1），装置壳体（1）内设有一个入射角为45°的LED光源（2）以及位于壳体内部上方的一个反射角为0°的反射光传感器一（3）和一个反射角为45°的反射光传感器二（4）；它还设有至少一个用于记录两个反射光传感器接收的反射光强度信号的数据记录仪（5），数据记录仪（5）的输出端连接有数据处理模块（6）。本实用新型的装置采用光学方法，通过LED光源对路面发射一定频率的可见光信号，检测不同路面状况下镜面反射光线强度与漫反射光线强度，当接受返回的两种光信号强度比值处于给定的阈值区间时，给出路面积水、结冰、积雪等信息。
Description
技术领域
本实用新型属于传感技术领域，涉及一种路面结冰探测传感装置，用于道路路面积水、结冰、积雪等状况的监测。
背景技术
随着现代交通的发展，人们对道路交通安全越来越重视，而道路的路况对道路交通安全的影响十分重要，尤其是冬季雨雪天气，路面积水、结冰、积雪都会显著降低车辆与路面的摩擦力，易引发恶性交通事故，给道路交通安全带来了极大隐患。为了降低交通事故发生率，减少车辆驾驶的危险性，人们从技术上进行了许多的尝试，比如通过安装车载路面状况传感器可以实时监测路面状况，及时捕捉路面结冰信息，对驾驶员发出预警信号是十分必要的。但现有技术中的路面结冰检测装置主要是采用的埋入式传感器和非接触式传感器，多固定于路中或路旁，不适合安装在车辆上，无法随着车辆行驶为驾驶员提供实时路面状况信息。因此，设计一种安装在车辆上的路面结冰检测装置是亟需的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、造价低廉、易于车辆安装的路面结冰检测装置，能够探测路面积水、结冰、积雪等状态信息，为驾驶人员及时提供路面安全行驶状况。
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型的这种路面结冰检测装置，包括装置壳体，装置壳体设有一个入射角为45°的LED光源，还设有一个位于壳体内部上方的反射角为0°的反射光传感器一和一个反射角为45°的反射光传感器二，以及用于记录两个反射光传感器接收反射光强度信号的数据 记录仪，数据记录仪的输出端连接有数据处理模块。
前述装置中，所述装置壳体是用可拆卸式保温板拼装而成的箱体，箱体其它面封闭，只留底部未封闭，以便遮挡外部自然光线，降低外部光信号对反射光线检测的干扰。
前述装置中，所述LED光源由一个可见光发光二极管和发射投镜组成，形成以45°的入射角平行照射目标物路面的入射可见光线，通过电源模块控制LED灯的开关持续时间得到频率为5Hz的光信号，以减少外部自然光线对反射光线检测的影响。
前述装置中，所述反射角为0°和45°的两个反射光传感器即反射光传感器一和反射光传感器二均由接收透镜、光电二极管、前置放大器组成，分别接收LED光源照射路面的漫反射光线和镜面反射光线，用于检测不同路面状况下的反射光强度信号变化。
前述装置中，所述数据记录仪以10Hz的采样频率分别记录两个反射光传感器接收的光强度信号，通过数据处理模块对接收返回的光信号处理，当镜面反射光强度与漫反射光强度的比值处于给定的阈值区间时，给出路面积水、结冰、积雪等信息。所述的阈值区间是路面积水、结冰、积雪等不同状况下反射光传感器接收镜面反射光强度与漫反射光强度的比值区间。
前述装置中，所述装置壳体由一块隔板分隔为上下两层，所述LED光源、反射光传感器一和反射光传感器二位于装置壳体下层，所述数据记录仪和数据处理模块位于装置壳体上层。
前述装置中，数据处理模块设置于装置体内，并安装于一个电路板上，LED光源的电源模块也安装于该电路板上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型结构简单、造价低廉、易于车辆安装，实用性强；
(2)利用光学方法，通过LED光源对路面发射一定频率的可见光信号，检测不同路面状况下镜面反射光线强度与漫反射光线强度，根据两种反射光强度信号的比值判断路面状态。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
附图标记说明：1-装置壳体、2-LED光源、3-反射光传感器一、4-反射光传感器二、5-数据记录仪、6-数据处理模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型的这种路面结冰检测装置包括装置壳体1，装置壳体1内设有一个入射角为45°的LED光源2，位于壳体内部上方的一个反射角为0°的反射光传感器一3和一个反射角为45°的反射光传感器二4，用于记录两个反射光传感器接收反射光强度信号的数据记录仪5，数据记录仪5的输出端连接有数据处理模块6。
如图1所示，本实用新型实施时，这种路面结冰检测装置是安装在汽车上，主要是汽车底部区域，使装置壳体1贴近目标物路面，LED光源2自动开启时间为0.2秒和关闭时间0.2秒，即以5Hz的开关频率发射平行可见光线到目标物路面上，反射光传感器一3接收路面反射回来的漫反射光线，反射光传感器二4接收路面反射回来的镜面反射光线，数据记录仪5以10Hz的采样频率记录两个反射光传感器接收的反射光强度信号，通过数据处理模块6对接收返回的光信号处理，该处理方法采用的是光传感领域的常规现有技术。当镜面反射光强度与漫反射光强度的比值在设定的阈值区间时，给出路面积水、结冰、积雪等信息，并及时上传到控制中心，以提醒驾驶员安全小心驾驶。
设计时，依据反射光传感器一3接收的漫反射光强度信号电压值 V0和反射光传感器二4接收的镜面反射光强度信号电压值V45，镜面反射光强度与漫反射光强度比值的计算步骤如下：
①RD＝V0
式中，RD为漫反射光强度。
②RS＝V45－V0
式中，RS为镜面反射光强度。
③γSD＝RS/RD＝(V45－V0)/V0
式中，γSD为镜面反射光强度与漫反射光强度的比值。
设定的阈值区间如下：当路面干燥时，镜面反射光强度与漫反射光强度的比值γSD为0～0.1；当路面出现积雪时，镜面反射光强度与漫反射光强度的比值γSD小于0.1～0.4；当路面出现黑冰时，镜面反射光强度与漫反射光强度的比值γSD为0.5～1.0。
当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种路面结冰检测装置，其特征在于：它包括装置壳体（1），装置壳体（1）内设有一个入射角为45°的LED光源（2）以及位于壳体内部上方的一个反射角为0°的反射光传感器一（3）和一个反射角为45°的反射光传感器二（4）；它还设有至少一个用于记录两个反射光传感器接收的反射光强度信号的数据记录仪（5），数据记录仪（5）的输出端连接有数据处理模块（6）。
2.根据权利要求1所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述装置壳体（1）是用可拆卸式保温板拼装而成的箱体。
3.根据权利要求2所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述装置壳体（1）除底部以外的其它面均封闭，以便遮挡外部自然光线，降低外部光信号对反射光线检测的干扰。
4.根据权利要求1或3所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述LED光源（2）由一个可见光发光二极管和发射投镜组成，形成以45°的入射角平行照射目标物路面的入射可见光线，通过电源模块控制LED灯的开关持续时间得到频率为5Hz的光信号，以减少外部自然光线对反射光线检测的影响。
5.根据权利要求1或3所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述反射光传感器一（3）和反射光传感器二（4）均由接收透镜、光电二极管、前置放大器组成。
6.根据权利要求5所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述反射光传感器一（3）和反射光传感器二（4）分别接收LED光源照射路面的漫反射光线和镜面反射光线，用于检测不同路面状况下的反射光强度信号变化。
7.根据权利要求1或3所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述装置壳体（1）由一块隔板分隔为上下两层，所述LED光源（2）、反射光传感器一（3）和反射光传感器二（4）位于装置壳体（1）下层，所述数据记录仪（5）和数据处理模块（6）位于装置壳体（1）上层。
8.根据权利要求7所述的路面结冰检测装置，其特征在于：所述数据处理模块（6）安装于一个电路板上，所述LED光源（2）的电源模块也安装于该电路板上。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2014
- 2014-04-28 CN CN201420210199.6U patent/CN204009103U/zh not_active Expired - Lifetime
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