ES2875451T3 - Aparato y método para medir la retroreflectividad de una superficie. - Google Patents

Aparato y método para medir la retroreflectividad de una superficie. Download PDF

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Abstract

Un método para medir la retroreflectividad de una superficie de una capa reflectante aplicada a una carretera mientras se mueve a través de la superficie, el método comprende: - recibir una señal de detector indicativa de una intensidad de luz reflejada desde un área iluminada (110, 610, 734) de la superficie, y detectada por un detector (103, 132, 532) en un ángulo de observación (α) con respecto al superficie en respuesta a una iluminación del área iluminada en un ángulo incidente con relación a la superficie; - determinar, a partir de al menos la señal del detector recibida, una primera medida de retroreflectividad de la superficie; donde el método comprende además recibir una distancia medida entre el detector (103, 132, 532) y el área iluminada (110, 610, 734); caracterizado por un paso de determinar una medida ajustada de retroreflectividad donde dicho paso comprende escalar la primera medida de retroreflectividad en respuesta a la distancia medida recibida.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para medir la retroreflectividad de una superficie
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere en general a un aparato y método para medir la retroreflectividad de una superficie. Más particularmente, la invención se refiere a un aparato y método para medir la retroreflectividad de una capa de material aplicada a una superficie, tal como una señalización vial, aplicada a una carretera.
Antecedentes
Las señalizaciones viales generalmente se proporcionan mediante la aplicación de materiales de señalización como pintura, materiales termoplásticos, materiales de endurecimiento en frío, líneas preformadas y símbolos en la superficie de la carretera. Los materiales de señalización vial se pueden aplicar con o sin adición de colores, por ejemplo, blanco, amarillo u otros colores.
Las señalizaciones viales a menudo se perfilan para producir una cierta textura de superficie para mejorar propiedades especiales, por ejemplo, para mejorar la retroreflectividad en condiciones de tiempo húmedo o lluvioso o para producir una señal al conductor de un vehículo en forma de señal acústica o vibración cuando se cruza a alta velocidad.
En particular, las señalizaciones viales pueden comprender la adición de materiales retroreflectantes tales como perlas de vidrio, en particular marcas viales destinadas a la iluminación mediante la iluminación de los faros de un vehículo.
El documento US 4721389 describe un sistema de medición de retroreflectividad que mide datos de rendimiento relacionados con una superficie reflectante, como una franja de autopista o una marca que contiene perlas de vidrio reflectantes. Un haz láser ilumina una parte de la superficie reflectante con radiación de una longitud de onda predeterminada, incidiendo el láser sobre la superficie con un ángulo de incidencia i. El haz láser incidente se refleja entonces hacia atrás, al menos parcialmente, en un ángulo de observación particular o que está separado del ángulo de incidencia por un ángulo de divergencia delta. Un telefotomultiplicador dirigido al área iluminada recibe el haz láser reflejado en el ángulo de observación o. El láser y el telefotomultiplicador pueden montarse en un bastidor accionado por servomotor para escanear el área objetivo desde un vehículo en movimiento. Debido a que la intensidad del haz incidente es fija y conocida, la intensidad medida de la luz láser reflejada en el haz reflejado puede usarse directamente para proporcionar una medida de la retroreflectividad de la superficie reflectante.
Aunque el sistema de la técnica anterior proporciona una medida de la retroreflectividad de una señalización vial, sigue siendo un problema mejorar la precisión de las mediciones, en particular cuando las mediciones se realizan desde un vehículo en movimiento. El documento GB2372314 describe otro método y aparato para medir la retroreflectividad de señalizaciones viales.
Sumario
En el presente documento se describe un método según la reivindicación 1 y un aparato según la reivindicación 2. Además, la reivindicación 12 se refiere al uso de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2-11. Además, la reivindicación 14 se refiere a un programa informático. En consecuencia, el efecto de las variaciones de la distancia entre el área iluminada de la superficie y el aparato sobre la reflectividad medida se reduce o incluso se elimina, aumentando así la precisión de la medición.
En particular, cuando el aparato se monta en un vehículo o se usa de otro modo para realizar mediciones mientras se mueve por la superficie, la distancia entre el área iluminada de la superficie y el aparato puede cambiar durante la medición o entre mediciones consecutivas. Por ejemplo, cuando el vehículo con el aparato montado en él se mueve a lo largo de una carretera, la inclinación del vehículo con respecto a la superficie de la carretera puede cambiar, por ejemplo, debido a un camino irregular, conducción a través de una curva, una carga cambiante del vehículo, movimientos del conductor y/o pasajeros. Además, dado que es posible que la carretera no sea completamente plana pero que incluya pendientes, la distancia a la que el haz de luz incide sobre la superficie de la carretera puede cambiar con el tiempo.
La distancia entre el aparato y el área iluminada puede ser una distancia entre una ubicación de referencia adecuada del aparato y un punto de referencia adecuado del área iluminada. Ejemplos de ubicaciones de referencia adecuadas del aparato incluyen la posición del detector, de la fuente de luz, de una abertura, de una lente o de cualquier otro componente del sistema óptico del aparato. Los ejemplos de puntos de referencia adecuados del área iluminada incluyen un centro geométrico del área iluminada, un borde del área iluminada o similares. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de señales puede adaptarse para determinar una medida de retroreflectividad de una parte del área iluminada de la superficie, por ejemplo, una parte sobre la que se forma una imagen o detectada de otro modo por un elemento o grupo de elementos (por ejemplo, correspondiente a un píxel o grupo de píxeles de una imagen) de una matriz de detectores o por una posición definida de otro modo de un detector sensible a la posición; por tanto, la distancia detectada puede ser una distancia entre el aparato y dicha parte del área iluminada.
El dispositivo para medir la distancia puede incluir cualquier dispositivo o circuito adecuado para determinar directamente una distancia y/o para determinar cualquier otra cantidad adecuada, tal como un ángulo a partir del cual se pueda determinar una distancia. Ejemplos de dispositivos adecuados para medir la distancia incluyen telémetros, por ejemplo, telémetros que utilizan un método activo (como sonar, láser o radar) para medir la distancia; otros ejemplos incluyen dispositivos que miden la distancia usando trigonometría, por ejemplo, telémetros estadimétricos y de paralaje, o telémetros de coincidencia. Algunos ejemplos de telémetros pueden usar un conjunto de distancias conocidas o tamaños de objetivos para realizar la medición.
En algunas realizaciones, el dispositivo para medir la distancia puede ser realizado por la fuente de luz, el detector y la unidad de procesamiento de señales, proporcionando así una unidad integrada que permite tanto la medición de las cantidades de luz reflejada como la medición de la distancia al punto de reflexión utilizando una única fuente de luz y un par de detectores, reduciendo así la complejidad y los costes de producción del aparato.
En el aparato, el detector comprende un detector sensible a la posición para detectar luz en función de una posición dentro de un área de recepción de luz, en el que la unidad de procesamiento de señales está adaptada para determinar la distancia desde una posición dentro del área de recepción de luz de la luz detectada reflejada desde la superficie.
Para los fines de la presente descripción, el término retroreflectividad pretende referirse a la cantidad relativa de luz reflejada desde una superficie en una dirección generalmente hacia atrás hacia la fuente de luz que emite la luz que ilumina la superficie y se refleja hacia atrás. Una cantidad de luz puede, por ejemplo, medirse en lux. Una medida adecuada de retroreflectividad de un campo de una superficie es el coeficiente de luminancia retroreflejada Rl, medido en luz reflejada candela por metro cuadrado de área aparente del campo por luz incidente lux en el campo medido perpendicular a la dirección de iluminación (candelas por metro cuadrado por lux). Aunque la retroreflectividad se refiere generalmente a la luz reflejada en una dirección generalmente hacia la fuente de luz que emite la luz incidente, se apreciará que puede haber ciertas diferencias angulares entre el ángulo de observación y el ángulo de incidencia. La retroreflectividad en ángulos de incidencia y ángulos de observación especificados se cita con frecuencia como parte de las especificaciones para superficies retroreflectantes. Sin embargo, se apreciará que se pueden usar otras medidas de retroreflectividad en relación con las realizaciones del aparato y método descritos en este documento.
La fuente de luz puede ser cualquier fuente de luz adecuada para emitir luz en una o más longitudes de onda adecuadas o en un rango de longitudes de onda, por ejemplo, luz visible, en la que se deben determinar las propiedades retroreflectantes de una superficie. Los ejemplos de fuentes de luz adecuadas incluyen un láser, una lámpara de destellos, uno o más diodos emisores de luz y/o similares. La fuente de luz puede comprender además un sistema óptico para dirigir la luz emitida por la fuente de luz como un haz de luz que incide sobre la superficie, por ejemplo, un haz de luz enfocado o colimado. Entonces, la luz incidente es reflejada al menos parcialmente por la superficie en una dirección generalmente hacia el aparato, al menos parcialmente en un ángulo de observación particular.
El área iluminada puede tener cualquier forma y tamaño adecuados. Por ejemplo, el área iluminada puede ser un punto, una raya alargada o similar. La posición del área iluminada puede fijarse con respecto al aparato o puede variar, por ejemplo, moviendo el área iluminada a través del área de superficie retroreflectante. En algunas realizaciones, el área iluminada puede tener una extensión lineal en al menos una dirección que es mayor que la extensión lineal de la superficie retroreflectante en esa dirección, de modo que el área iluminada se extiende a través de la superficie retroreflectante así como a través de un área de superficie que rodea la superficie retroreflectante y con diferentes propiedades retroreflectantes, por ejemplo, una retroreflexión más pequeña o incluso sustancialmente sin retroreflexión. El área de observación desde la que el detector detecta la luz puede ser más grande que el área iluminada, lo que permite una detección de la posición del área iluminada dentro del área de observación.
El detector puede ser cualquier circuito o dispositivo adecuado para detectar luz en la longitud o las longitudes de onda o en la gama o las gamas de longitud de onda en la que la luz se refleja desde la superficie. Los ejemplos de detectores adecuados incluyen un detector sensible a la posición que detecta una cantidad de luz en función de la posición dentro de un campo de detección unidimensional o bidimensional receptor de luz, como conjuntos de detectores, por ejemplo, matrices de detectores unidimensionales o bidimensionales, como un chip CCD o similares. Cuando el detector está configurado para detectar una imagen del área iluminada de la superficie, la unidad de procesamiento de señales puede procesar la imagen detectada para determinar propiedades adicionales de la superficie, tales como la geometría de una porción retroreflectante de la superficie y/o un contraste de la parte retroreflectante con respecto a una parte no retroreflectante de la superficie que rodea la parte retroreflectante. En general, el área de observación puede comprender al menos una parte del área iluminada; el área de observación puede ser más grande que el área iluminada o más pequeña que el área iluminada. En algunas realizaciones, el área de observación es un punto y una serie de puntos, un punto en movimiento y/o similar.
En algunas realizaciones, la unidad de procesamiento de señales recibe además datos indicativos de la cantidad de luz emitida, por ejemplo, una cantidad de luz emitida hacia el área iluminada. La unidad de procesamiento de señales puede calcular así la medida de la reftroreflectividad a partir de la señal del detector y los datos indicativos de la cantidad de luz emitida. En una realización, el aparato comprende un sistema óptico para dirigir una parte predeterminada de la luz emitida al detector, proporcionando así una señal de referencia indicativa de la cantidad de luz emitida. Por tanto, en esta realización, la señal del detector incluye información de la cantidad de luz emitida y medida reflejada, permitiendo así un cálculo preciso y eficiente de la medida de retroreflectividad. Cuando el sistema óptico del aparato dirige la parte predeterminada, por ejemplo, una imagen de una apertura de la fuente de luz, de la luz emitida a una primera posición en un detector sensible a la posición, como una matriz de detectores, y el sistema óptico dirige además al menos una parte de la luz retroreflejada (por ejemplo, una imagen de dicha área iluminada de la superficie) a una segunda posición, diferente de la primera posición, del detector sensible a la posición, las cantidades de luz emitida y retroreflejada pueden medirse simultáneamente. Esto permite un cálculo eficiente y preciso de la reflectancia y un cálculo en tiempo real.
La unidad de procesamiento ajusta la primera medida de retroreflectividad, por ejemplo, calculando una medida escalada de retroreflectancia como una función de escalado adecuada a partir de al menos la distancia medida y de una cantidad a partir de la cual se puede calcular la medida de retroreflectividad, por ejemplo, la cantidad medida de luz reflejada o la propia retroreflectancia. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de señales puede calcular la medida escalada de retroreflectividad como la medida bruta multiplicada por un factor de escala adecuado. El factor de escala puede incluir, o ser igual a, una función de la relación entre la distancia medida y una línea de base o distancia nominal. En una realización, el factor de escala es una función de la relación al cuadrado. En una realización, el factor de escala es igual a la relación al cuadrado.
Se apreciará que el aparato y el método descritos en este documento pueden usarse para medir las propiedades retroreflectantes de superficies que están expuestas a la luz ambiental, como la luz del día.
Los ejemplos de una unidad de procesamiento de señales incluyen cualquier circuito y/o dispositivo adecuadamente adaptado para determinar una medida de retroreflectividad de al menos la señal de detección recibida. En particular, el término anterior comprende microprocesadores programables de propósito general o especial, procesadores de señales digitales (DSP), circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matrices lógicas programables (PLA), matrices de puertas programables por campo (FPGA), circuitos electrónicos de propósito especial, controladores lógicos programables (PLC), etc., ordenadores adecuadamente programados u otros sistemas de procesamiento de datos, o una combinación de los mismos.
Los diferentes aspectos de la presente invención se pueden implementar de diferentes maneras, incluido el aparato y el método descritos anteriormente y en los siguientes y otros sistemas y/o medios de producto, cada uno de los cuales produce uno o más de los beneficios y ventajas descritos en relación con al menos uno de los aspectos descritos anteriormente y a continuación, y cada uno tiene una o más realizaciones preferidas correspondientes a las realizaciones preferidas descritas en relación con al menos uno de los aspectos descritos anteriormente y a continuación y/o divulgados en las reivindicaciones dependientes. Además, se apreciará que las realizaciones descritas en relación con uno de los aspectos descritos en este documento se pueden aplicar igualmente a los otros aspectos.
Se pueden usar realizaciones del aparato aquí descrito para medir una propiedad retroreflectante de las señalizaciones viales, por ejemplo, desde un vehículo en movimiento. Por ejemplo, el aparato puede montarse en un vehículo, de modo que el aparato ilumine un área de la superficie de la carretera por delante o por detrás del vehículo.
Otras realizaciones y ventajas se describen a continuación en la descripción y en las reivindicaciones. Las realizaciones del aparato aquí descrito permiten una medición precisa de las propiedades de retroreflectividad de una superficie mientras el aparato se mueve a través de la superficie, por ejemplo, a una altura predeterminada sobre la superficie. Las formas de realización del aparato aquí descrito permiten una medición de parámetros adicionales de la superficie, tales como la geometría y/o el contraste de las porciones retroreflectantes de la superficie, por ejemplo, de porciones cubiertas por una capa de material retroreflectante, como una señalización vial. En algunas realizaciones, el aparato aquí descrito está adaptado para realizar la medición de la retroreflectividad según una o más normas internacionales, como la EN 1436. Por consiguiente, en algunas realizaciones, la fuente de luz es una fuente de luz de banda ancha. El detector puede tener una sensibilidad correspondiente a la sensibilidad del ojo humano.
En algunas realizaciones, el área de iluminación tiene una forma y tamaño predeterminados y un borde bien definido. Por ejemplo, el área de iluminación puede tener forma rectangular o trapezoidal. El aparato es operable para determinar a partir de una imagen capturada del área de iluminación la distancia entre el aparato y el área de iluminación por medio de una operación de triangulación, y para ajustar la señal recibida de manera que corresponda a una señal como si se recibiera desde una distancia predeterminada, por ejemplo, una distancia prescrita en un estándar internacional.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá ahora con más detalle a continuación con referencia a los dibujos, en los que:
Las Figs. 1a-b muestran esquemáticamente una realización de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales.
La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un proceso para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales. Las Figs. 3-4 muestran esquemáticamente otras realizaciones de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales.
La Fig. 5 muestra esquemáticamente una realización de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales con más detalle.
Las Figs. 6-9 ilustran ejemplos respectivos de combinaciones de diferentes geometrías de iluminación y detector. Descripción detallada
Las Figs. 1a-b muestran esquemáticamente una realización de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales. El aparato comprende una unidad 103 de iluminación y detección y una unidad 107 de procesamiento de señales. En el ejemplo de las FIGS. 1a-b, la unidad de iluminación y detección está montada en uno de los lados de un vehículo 101, mientras que la unidad de procesamiento de señales 107 está ubicada dentro del vehículo. Se apreciará que en realizaciones alternativas tanto la unidad de iluminación y detección 103 como la unidad de procesamiento de señales 107 pueden integrarse en una sola unidad.
La figura 1a muestra una vista lateral del vehículo 101, por ejemplo, un automóvil, camión o similar, mientras que la fig. 1b muestra una vista trasera del vehículo.
La unidad de iluminación y detección 103 está montada en uno de los lados del vehículo 101 a través de una estructura adecuada 109 a una altura predeterminada por encima de la superficie 102 de la carretera. La unidad de iluminación y detección está alineada o formando un ángulo con la dirección de avance del vehículo, y a una distancia lateral adecuada del lado del copiloto del vehículo, de modo que el vehículo se pueda maniobrar cómodamente a lo largo de una carretera con la unidad de iluminación y detección alineada sobre una línea de señalizaciones viales. Se apreciará que la unidad de iluminación y detección puede montarse alternativamente en una posición diferente del automóvil, por ejemplo, del lado del conductor, delante del automóvil o incluso detrás del automóvil.
La unidad de iluminación y detección 103 comprende una unidad de iluminación 121 que incluye una fuente de luz (no mostrada explícitamente en las figs. 1 a-b) y una unidad detectora 132. La unidad de iluminación y detección está dispuesta para emitir un haz de luz 104a en la dirección de avance del vehículo de manera que el haz de luz incide en la superficie 102 de la carretera en una posición 110 a una distancia nominal predeterminada D0 en frente del aparato (por ejemplo, como medido desde la apertura de salida del aparato). La unidad de iluminación y detección 103 detecta la luz retroreflejada 104b que generalmente se refleja de nuevo en la unidad de iluminación y detección. En la sección ampliada 119 del área alrededor del área iluminada 110 de la superficie de la carretera, el haz de luz incidente 104a y la porción 104b de la luz retroreflejada que es detectada por la unidad de iluminación y detección 103 bajo el ángulo de observación a se muestran en más detalle. Generalmente puede haber una pequeña diferencia entre el ángulo de iluminación £ del haz de luz incidente 104a y el ángulo de observación a bajo el cual se detecta la luz retroreflejada 104b.
Cuando el marco es ajustable (por ejemplo, mediante tornillos de ajuste u otro mecanismo de montaje ajustable adecuado) de manera que se pueda ajustar la altura del aparato sobre el suelo y/o el ajuste/inclinación vertical y/u horizontal del haz de luz emitido, la posición y orientación de la unidad de iluminación y detección puede ajustarse fácilmente para calibrar la unidad de iluminación y detección para iluminar la superficie 102 en un ángulo de incidencia predeterminado a y una distancia nominal predeterminada del aparato.
La unidad detectora 132 y la unidad de iluminación 121 pueden alinearse de manera que sus respectivos ejes ópticos estén en el mismo semiplano vertical.
En el ejemplo que se muestra en la fig. 1, la unidad detectora se coloca debajo (es decir, más cerca de la superficie que) la unidad de iluminación. Esta disposición también se denominará disposición invertida, ya que es diferente de la disposición normal en la que la unidad 132 detectora se coloca encima de la unidad 121 de iluminación. Se puede considerar que la disposición normal representa la conducción en un vehículo con los faros del vehículo colocados más abajo que los ojos del conductor. La disposición normal corresponde a los estándares de medición relevantes como EN 1436 y ASTM E 1710 que definen una geometría de medición estándar con un ángulo de observación a de 2,29° y un ángulo de iluminación £ de 1,24°. La disposición normal conduce a la medición directa del valor de retroreflectividad previsto Rl.
La colocación de la unidad detectora 132 debajo de la unidad de iluminación 121 proporciona la disposición invertida que conduce a la medición de un valor de retroreflectividad modificado Rl*. La relación entre los dos valores es Rl = (sen£ / sena) xRL*. Por tanto, puede obtenerse una medida del valor de retroreflectividad previsto Rl a partir de una medida de Rl* utilizando la disposición invertida insertando los valores de £ y a utilizados durante la medición en la expresión anterior, es decir, por Rl= (sen1,24°/sen2,29°) xRL* = 0,542xRl* en el caso de la geometría de medición estándar mencionada anteriormente.
Se ha descubierto que el valor de retroreflectividad modificado Rl* es mucho menos sensible a los desplazamientos de los ángulos que se producen en las mediciones prácticas debido a los movimientos del vehículo durante la conducción, que el valor de retroreflectividad previsto Rl. La disposición invertida tiene, por tanto, la ventaja de que proporciona mediciones más precisas. Se puede ver en la forma en que la disposición normal implica la medición de la relación sen£/sena, que varía, mientras que esto se evita en la disposición invertida.
Para la disposición invertida, la luminancia medida es más alta que para la disposición normal. Esto se refleja mediante el uso del factor 0,542 para reducir la escala del valor de retroreflectividad modificado Rl* al valor de retroreflectividad previsto Rl para la geometría estándar mencionada anteriormente. En realidad, la causa es que cuando se ilumina en el mayor de los dos ángulos, la iluminancia de la superficie medida en el plano de la superficie también es mayor. Esto en sí mismo conduce a mediciones más precisas mediante señales más altas y una mejor competencia con las señales de luz externa, en particular la luz del día.
Los estándares mencionados anteriormente permiten una mayor apertura de la unidad que se coloca más arriba (en el ángulo de 2,29°) que de la unidad colocada más abajo (en el ángulo de 1,24°). La disposición invertida tiene, por lo tanto, la ventaja adicional de que puede proporcionar señales aún más altas y una mejora adicional de la precisión en comparación con la disposición normal.
El aparato puede comprender opcionalmente una unidad 108 de interfaz de usuario que permite al operador del aparato controlar el aparato y/o supervisar las mediciones en línea durante el funcionamiento. La unidad 108 de interfaz puede integrarse en la unidad 107 de procesamiento de señales o puede realizarse como una unidad separada. Por ejemplo, la unidad de interfaz puede estar ubicada en la cabina del conductor del vehículo 110. Cuando los medios de ajuste de la estructura 109 son controlables a través de la unidad de interfaz 108, el operador puede alinear fácilmente la unidad de iluminación y detección 103 desde la cabina del conductor, es decir, bajo las mismas condiciones de carga del vehículo que durante la operación posterior. Por ejemplo, el mecanismo de montaje ajustable puede activarse mediante uno o más motores eléctricos, por ejemplo, servomotores, un sistema neumático y/o hidráulico, o cualquier otra forma adecuada que permita el control remoto del mecanismo de montaje ajustable.
El aparato comprende además un dispositivo para medir la distancia real D entre la unidad de iluminación y detección 103 y el área iluminada 110 durante el funcionamiento real del aparato, ya que esta distancia puede variar durante el funcionamiento y por tanto diferir de la distancia nominal D0. En el ejemplo de las FIGS. 1 a-b, el dispositivo para medir la distancia real D comprende dos sensores de distancia 105 y 106, respectivamente, por ejemplo, telémetros basados en láser, que miden la altura del chasis (u otro punto de referencia adecuado) del vehículo a la superficie 102 de la carretera en dos ubicaciones diferentes, por ejemplo, la parte delantera y trasera del vehículo. Las alturas medidas se introducen luego en la unidad de procesamiento de señales 107 que determina la inclinación del vehículo con respecto a la superficie y calcula una estimación de la distancia D entre la unidad de iluminación y detección 103 y el área iluminada 110. Por ejemplo, este cálculo puede basarse en una medición de calibración inicial en combinación con un ajuste inicial de la altura y la inclinación de la unidad 103 de iluminación y detección. Por ejemplo, el operador puede, después del ajuste de la unidad de iluminación y detección 103, medir e ingresar manualmente la distancia D, y realizar una medición de calibración de las distancias mediante los telémetros 105 y 106. Por tanto, los valores de calibración medidos e introducidos pueden almacenarse en la unidad de procesamiento de señales y usarse para el cálculo posterior de la distancia basándose en las mediciones de los telémetros 105 y 106.
La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un proceso para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales, por ejemplo, como lo realiza uno de los aparatos de las figs. 1a-b, 3 y 4. En el paso S1, el aparato es controlado por la unidad de procesamiento de señales 107 o una unidad de control separada, para dirigir un haz de luz sobre un área de la superficie de la carretera que comprende la señalización vial. El haz de luz generado puede ser un haz colimado o enfocado que ilumina un área predeterminada en la superficie de la carretera, por ejemplo, una franja alargada que se extiende a lo largo de una parte de una señalización vial. Las señalizaciones viales a menudo se proporcionan como franjas que se extienden en la dirección de la carretera. Por tanto, la unidad de iluminación y detección puede estar dispuesta para iluminar una franja que se extiende a través de una señalización vial en una dirección transversal a la señalización vial. En realizaciones alternativas, la unidad de iluminación y detección puede proporcionar un haz de luz, por ejemplo, un haz láser u otro haz de colimación estrecha que escanea transversalmente a través de una señalización vial. En algunas realizaciones, el haz se enfoca en un punto o línea/franja en la carretera a una distancia nominal D0 de la unidad de iluminación y detección 103. Por ejemplo, la distancia nominal puede depender de la altura sobre la superficie de la carretera en la que está montada la unidad de iluminación y detección, y de los ángulos de observación y de incidencia deseados. Por ejemplo, la distancia nominal puede estar entre 2 m y 10 m, por ejemplo, entre 4 m y 8 m, como también entre 5 m y 7 m, por ejemplo, 6 m.
En el paso S2, la unidad de procesamiento de señales recibe información sobre la cantidad de luz que ilumina el área iluminada que se va a medir. Por ejemplo, si la intensidad de la fuente de luz es suficientemente constante en el tiempo y suficientemente uniforme a través del área iluminada, la cantidad de luz de iluminación puede determinarse durante una calibración inicial, por ejemplo, dirigiendo el haz de luz sobre una superficie con reflectividad conocida y midiendo la señal detectada correspondiente. Si la cantidad de luz de iluminación varía a lo largo del área iluminada de la superficie, se pueden determinar una pluralidad de valores de calibración para partes respectivas del área iluminada de la superficie. Por tanto, los valores medidos pueden almacenarse en la unidad de procesamiento de señales 107 para su uso como valores de referencia durante las posteriores mediciones de retroreflectividad. Alternativamente o adicionalmente, si la cantidad de luz de iluminación varía con el tiempo, el proceso de calibración puede tener que repetirse y/o la cantidad de luz puede medirse durante el funcionamiento, por ejemplo, para cada medición a realizar. En algunas realizaciones, la distribución espacial de la cantidad de luz de iluminación a través del área iluminada de la superficie puede medirse en relación con cada medición. Un aparato y un método adecuados para tal medición se describirán con mayor detalle a continuación.
En el paso S3, la unidad de iluminación y detección 103 mide la cantidad de luz reflejada desde el área iluminada de la superficie de la carretera. Con este fin, el detector puede ser una matriz unidimensional de elementos detectores que se escanea en una dirección transversal a la dirección de la matriz unidimensional, para detectar la luz reflejada desde un área predeterminada en la superficie de la carretera. Alternativamente, el detector puede ser una matriz bidimensional de elementos detectores. En algunas realizaciones, la unidad de iluminación y detección está configurada para obtener una imagen del área de la superficie de la carretera enfocada a la distancia nominal D0. La unidad de iluminación y detección envía la intensidad de luz detectada, o las intensidades detectadas por los elementos detectores de la matriz detectora unidimensional o bidimensional a la unidad 107 de procesamiento de señales.
En el paso S4, el aparato determina la distancia real D entre el área iluminada de la superficie de la carretera y la unidad de iluminación y detección 103. La distancia puede determinarse mediante varios métodos diferentes, como se describe con más detalle en relación con las figs. 1a-b, 3 y 4. La distancia real medida D también se envía a la unidad de procesamiento de señales 107.
En el paso S5, la unidad de procesamiento de señales 107 calcula la retroreflectancia del área iluminada a partir del valor o valores de referencia recibidos o almacenados, la distancia real determinada D y la cantidad o cantidades detectadas de luz retroreflejada. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de señales puede calcular la retroreflectancia R como la fracción de una cantidad medida de luz retroreflectante dividida por un valor de referencia correspondiente indicativo de la cantidad de luz que incide sobre el área de la superficie retroreflectante desde la cual se ha detectado la cantidad de luz retroreflectante. La unidad de procesamiento de señales escala además el valor de reflectancia calculado (es decir, una primera medida de reflectividad) mediante una función de escala adecuada fscaling calculada a partir de la distancia real medida D para obtener una reflectancia escalada Rscaled (es decir, una medida ajustada de reflectividad), por ejemplo, de acuerdo a:
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En particular, en el caso de un haz de luz enfocado, enfocado a una distancia nominal predeterminada D0 de la unidad de iluminación y detector, la unidad de procesamiento de señales 107 puede multiplicar la retroreflectancia por un factor de escala determinado como la relación al cuadrado de la distancia real y la nominal para obtener una retroreflectancia escalada de acuerdo con:
Figure imgf000008_0001
Por ejemplo, el cálculo anterior se puede realizar para cada elemento detector, por ejemplo, para cada píxel de una imagen adquirida, lo que da como resultado un valor de retroreflectancia para cada píxel que posteriormente se puede promediar. En consecuencia, la unidad de procesamiento de señales 107 corrige la retroreflectancia medida por errores causados por el hecho de que el área realmente iluminada de la superficie de la carretera puede encontrarse a una distancia diferente de la distancia nominal debido a los movimientos del vehículo donde la iluminación y detección la unidad está montada, debido a una superficie de carretera irregular y/o inclinada y/o similar.
La unidad de procesamiento de señales puede almacenar los valores de reflectancia escalados calculados, por ejemplo, en asociación con datos que indiquen el lugar y/o el momento de la medición, por ejemplo, Datos GPS que indican la posición del vehículo en el momento de la medición. Alternativa o adicionalmente, los valores de reflectancia calculados pueden visualizarse en una interfaz de usuario 108 del aparato.
Un ejemplo del proceso anterior se describirá con más detalle con referencia a la unidad de iluminación y detección de la fig. 5 a continuación. Se apreciará que el análisis de señales realizado por la unidad de procesamiento de señales se realiza en tiempo real, lo que permite al operador controlar los resultados de la medición durante la operación. 2. Además, los datos brutos medidos pueden almacenarse en un medio de almacenamiento adecuado, lo que permite un análisis posterior fuera de línea mediante un sistema de procesamiento de datos externo.
Las Figs. 3-4 muestran esquemáticamente otras realizaciones de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales. Las realizaciones mostradas en las figuras 3 y 4 son similares a la realización descrita con referencia a las figs. 1 a-b, y solo difieren de la realización de las figs. 1a-b y entre sí por el tipo de dispositivo utilizado para medir la distancia D.
El aparato de la fig. 3 utiliza un solo telémetro 305, por ejemplo, un telémetro láser convencional, que está configurado para medir directamente la distancia desde la unidad de iluminación y detección 103 al área iluminada 110.
En la realización de la fig. 4, el dispositivo para medir la distancia D está integrado en la unidad de iluminación y detección 103. En esta realización, la distancia entre la unidad de iluminación y detección 103 y el área iluminada 110 se mide por medio de la luz retroreflejada detectada por la unidad de iluminación y detección 103. Con este fin, la unidad de iluminación y detección 103 puede comprender un detector sensible a la posición que detecta la luz retroreflejada de un área de observación que es más grande que el área iluminada. Se ilustran ejemplos de combinaciones adecuadas de áreas de observación y áreas iluminadas en las figs. 6-9 mostradas más adelante.
La Fig. 5 muestra esquemáticamente una realización de un aparato para medir la retroreflectividad de las señalizaciones viales con más detalle. En particular, la fig. 5 muestra una realización de la unidad de iluminación y detección adecuada para su uso en cualquiera de los aparatos mostrados en las figs. 1a-b, 3 y 4. La unidad de iluminación y detección 103 de la fig. 5 comprende un módulo de iluminación 521, óptica de redireccionamiento 535 y una unidad detectora 532.
La unidad de iluminación 521 comprende un alojamiento de lámpara 523 que comprende la fuente de luz 524, por ejemplo, una lámpara y un ventilador 522 u otro dispositivo de enfriamiento para asegurar que la lámpara 524 se mantiene a una temperatura de funcionamiento adecuada. Por ejemplo, la lámpara puede ser una lámpara de flash de xenón Noblelight de Heraeus u otra lámpara de flash adecuada. Por ejemplo, la lámpara puede configurarse para proporcionar 25 destellos por segundo. Cada destello puede tener una duración de, por ejemplo, 7 |is..
Generalmente, cuando la fuente de luz está configurada para iluminar el área iluminada con destellos cortos, el área iluminada puede estar iluminada por una alta intensidad de luz. Además, cuando el detector está configurado para detectar la luz retroreflejada tanto durante un destello como antes o después de un destello, es decir, sin iluminación de la fuente de luz, la unidad de procesamiento de señales puede realizar una compensación de la cantidad detectada de luz retroreflejada para la luz ambiental basado en mediciones para la misma (o al menos casi la misma) área iluminada. Como alternativa o adicionalmente, se puede realizar una compensación de la luz ambiental basada en las mediciones de la luz retroreflectada durante un destello tanto desde el interior del área iluminada como desde otra parte de la superficie retroreflectante (por ejemplo, otra parte de la misma señalización vial) fuera del área iluminada. Esto tiene la ventaja de que ambas mediciones se pueden realizar simultáneamente. Por ejemplo, la luz reflejada del área iluminada y de un área fuera del área iluminada puede determinarse a partir de señales de diferentes partes de la matriz detectora, por ejemplo, diferentes partes de una imagen expuesta.
En una realización, el detector puede determinar la luz retroreflejada del área iluminada y de un área de referencia que tiene una distancia del dispositivo de medición diferente a la del área iluminada, pero por lo demás alineada lateralmente con el área iluminada. Por ejemplo, el área de referencia puede ser una franja paralela a una franja iluminada, pero a una distancia diferente. En una realización, el área de referencia se elige para posicionarse a una distancia tal que la distancia entre el área de observación y el área de iluminación sea al menos aproximadamente igual a la distancia recorrida por el vehículo que lleva el dispositivo de medición entre dos mediciones, por ejemplo, entre dos exposiciones, o un múltiplo entero de esa distancia. Por tanto, se puede realizar una corrección de la luz ambiental basándose en una medición del área de referencia (no iluminada) en una imagen y una medición del área iluminada en otra imagen tomada en un momento diferente. Debido al movimiento del vehículo entre estas dos medidas, la compensación se basará, por tanto, en medidas de la misma parte de la superficie de la carretera. Si el área de referencia se elige a una distancia mayor que el área iluminada, la compensación puede realizarse en base a una medición del área de referencia en una imagen y una medición del área iluminada en una medición posterior.
La unidad de iluminación comprende además un sistema óptico de iluminación para formar un haz de iluminación enfocado. El sistema óptico comprende una abertura de lámpara 525, una lente o sistema de lente 526 y una abertura de salida 527. Por ejemplo, la abertura de la lámpara puede ser una hendidura alargada de la que se obtiene la imagen de la lente 526 a la distancia nominal D0 ; por tanto, la unidad de iluminación crea una franja iluminada alargada en la superficie de la carretera, preferiblemente una franja que es más grande que el ancho de las señalizaciones viales que se van a medir, por ejemplo, al menos 1 m de ancho para permitir que el operador alinee el vehículo de modo que al menos una parte de la franja iluminada cubra la señalización vial. Por ejemplo, la abertura de la lámpara puede tener una anchura de 30 mm y una altura de 1,1 mm. Por consiguiente, la lente 526 puede ser una lente con una distancia focal de 150 mm que muestre la apertura 525 a una distancia D0 de la unidad de iluminación y detección. La abertura de salida puede ser una abertura cuadrática, por ejemplo, que tenga una abertura de 35 x 35 mm2 u otra abertura adecuada.
La óptica de redirección 535 comprende un primer divisor de haz 528, por ejemplo, una placa de vidrio, para redirigir una fracción del haz de salida enfocado desde el módulo de iluminación a través de una abertura 529, y una lente 530 a un combinador de haz 531, por ejemplo, una segunda placa de vidrio, en el módulo detector 532. Por ejemplo, el divisor de haz y el combinador de haz pueden ser cada uno una placa de vidrio, por ejemplo, placa de vidrio de 0,5 mm de espesor. La lente 530 puede ser una lente cóncava con una distancia focal de -3 m. La abertura 529 puede ser un orificio de, por ejemplo, 1mm de diámetro. Por tanto, la óptica de redirección crea una imagen de la abertura de la lámpara en el chip detector 534.
El módulo detector 532 comprende un chip detector 534 y una lente de enfoque 533 para formar imágenes de un objeto sobre el detector. La lente de enfoque tiene una distancia focal tal que visualiza el detector 534 en un plano focal a una distancia de la distancia nominal D0. Por ejemplo, el módulo detector puede ser una cámara CMOS del tipo Dalsa Falcon 1.4M100 con una lente de, por ejemplo, 50 mm de distancia focal y una apertura de 2,8. El chip CCD puede tener un ancho de aproximadamente 10,5 mm cada línea, incluidos 1400 píxeles, y una altura de aproximadamente 7,7 mm cada columna, incluidos 1024 píxeles. La unidad detectora se puede operar para capturar imágenes a una velocidad y duración sincronizadas con los destellos de la fuente de luz, por ejemplo, con un tiempo de exposición establecido mayor que la duración de los destellos, como 10 |is en el caso de los destellos de 7|is.
En uso, la lámpara es controlada por la unidad de procesamiento de señales 107 o una unidad de control separada, para generar destellos a intervalos regulares. La luz emitida se enfoca en la señalización vial, nominalmente a una distancia D0 de la unidad de iluminación y detección. El módulo detector está configurado para obtener imágenes de la superficie de la carretera enfocadas a la distancia nominal D0 y sincronizadas con los destellos. Cada imagen incluye el área iluminada. Además, la óptica de redireccionamiento hace que una fracción de la luz emitida sea redirigida al módulo detector, de modo que la abertura 526 de la lente también se forma en la imagen del chip detector 534.
En consecuencia, para cada destello, el detector captura una imagen de la superficie de la carretera que incluye la franja de luz generada por el haz enfocado desde la unidad de iluminación, es decir, el detector captura una imagen de la abertura de la lámpara reflejada por la superficie de la carretera; esta imagen también se denominará imagen retroreflejada. Simultáneamente, el detector captura una imagen de la abertura de la lámpara directamente a través de la óptica de redirección; esta imagen también se denominará imagen de referencia.
Las imágenes capturadas se envían a la unidad de procesamiento de señales 107 para su procesamiento adicional. La unidad de procesamiento detecta las franjas reales en las imágenes de referencia y retroreflectadas, por ejemplo, mediante algoritmos convencionales de detección de bordes, opcionalmente utilizando un conocimiento previo de la geometría de las franjas. Del mismo modo, la unidad de procesamiento detecta los bordes de la señalización vial. En una realización, la abertura de la lente genera franjas horizontales en el detector, mientras que las marcas de la carretera son franjas sustancialmente verticales en la imagen detectada.
Se entenderá que cada parte (por ejemplo, cada píxel) de la imagen retroreflejada de la abertura de la lámpara puede asociarse con una parte correspondiente (por ejemplo, un píxel correspondiente o número de píxeles) de la imagen de referencia de la abertura de la lente de manera que las partes asociadas son imágenes de la misma parte de la abertura del objetivo. Por consiguiente, la unidad de procesamiento asocia cada píxel o grupo de píxeles de la imagen retroreflejada de la abertura de la lente con el píxel o grupo de píxeles correspondiente de la imagen redirigida de la abertura de la lente. La unidad de procesamiento de señales divide además la intensidad de luz detectada de un píxel o grupo de píxeles en la imagen retroreflejada por la intensidad de luz detectada del píxel asociado o grupo de píxeles de la imagen redirigida, para calcular los valores de reflectancia local para cada píxel o grupo de píxeles que posteriormente se puede promediar para obtener un valor de reflectancia promedio.
La unidad de procesamiento de señales escala además cada valor de reflectancia calculado, es decir, una primera medida de retroreflectividad, por la relación al cuadrado de la distancia real entre la unidad de iluminación y detección y el área de la superficie iluminada por la imagen de la abertura de la lámpara, y la distancia nominal correspondiente D0. Con este fin, la unidad de procesamiento de señales determina la distancia real desde la posición de la franja retroreflejada en la matriz de detectores, usando relaciones trigonométricas. Para determinar la distancia real, se realiza una primera exposición en una superficie de referencia vertical, por ejemplo, una pizarra blanca, colocada perpendicular a la dirección de medición principal a la distancia nominal D0. Basándose en esta medición de calibración, la unidad de procesamiento de señales determina los bordes superior e inferior de la franja de luz en términos de coordenadas x e y en la matriz de detectores. Estos se representan como dos líneas paralelas: borde inferior de la franja de luz: y=aox+bo
borde superior de la franja de luz: y=aox+bo+co.
Estos datos son almacenados por la unidad de procesamiento de señales y son válidos siempre que no se modifique la óptica del aparato. Para una mayor precisión en la determinación de los datos, la primera exposición puede ser en realidad el promedio de varias exposiciones. Se apreciará que la medición de calibración anterior también se puede usar para calibrar otros parámetros del sistema.
Por ejemplo, el sistema puede determinar cualquier desviación de una iluminación uniforme y/o desviación de una detección uniforme a través de la superficie de referencia, un ajuste del enfoque del sistema óptico, etc.
En cada exposición en carreteras, la unidad de procesamiento de señales determina los bordes inferior y superior de la franja de luz y los representa como dos líneas paralelas:
borde inferior de la franja de luz: y=ax+b
borde superior de la franja de luz: y=ax+b+c
La distancia D en cada elemento entonces se puede obtener por D=1/(A+Bx+Cy) donde
A=1/D0+gx(bxco-boxc)<
B=gx(axc0-a0xc)
y
El factor g viene dado por g=8/(c x h)
donde 8 es la distancia angular entre las direcciones de los elementos vecinos
y h es la distancia vertical entre las unidades de observación y las medidas.
Estas expresiones se basan en algunas aproximaciones, entre otras, que todos los ángulos relevantes son pequeños. Se ha demostrado que son suficientemente precisos en la práctica. Los cálculos reales los realiza la unidad de procesamiento de señales.
Los valores de reflectancia escalados pueden entonces promediarse sobre la señalización vial completa y/o usarse para analizar la distribución de retroreflectividad sobre una señalización vial.
Una vez que se determina la distancia a lo largo de la carretera para cada elemento, las distancias laterales también se pueden determinar a partir de las distancias expresadas en elementos, al multiplicar por la distancia a lo largo de la carretera y con la distancia angular entre las direcciones de los elementos vecinos. La unidad de procesamiento de señales determina de hecho un mapeo completo de la carretera dentro de la exposición, incluidos los ángulos, y los utiliza para derivar una gran cantidad de información.
Debido a esto, se apreciará que la unidad de procesamiento de señales puede realizar cálculos alternativos o adicionales, por ejemplo, para compensar la luz ambiental y/o calibrar adecuadamente los resultados y/o calcular cantidades alternativas o adicionales, como una medida de contraste, geometría de la señalización vial, posición y alineación del aparato, etc.
Además de los valores de reflectancia anteriores, la unidad de iluminación y detección de la fig. 5 permite la determinación de datos adicionales de las imágenes capturadas. Por ejemplo, a partir de los bordes detectados de las señalizaciones viales, se puede determinar el tamaño (en particular el ancho) de las señalizaciones viales. De manera similar, como el haz de iluminación ilumina tanto la señalización vial como las partes circundantes de la superficie de la carretera, se puede determinar una medida del contraste de la señalización vial comparando una cantidad de luz reflejada por la señalización vial y una cantidad de luz reflejada desde la superficie de la carretera adyacente sin marcar que se encuentra dentro de la franja de iluminación detectada en el conjunto de detectores. Las Figs. 6-9 ilustran ejemplos respectivos de combinaciones de diferentes geometrías de iluminación y detector, generadas por una unidad de iluminación y detección como se describe en este documento, por ejemplo, una de las unidades de iluminación mostradas en las figs. 1a-b, 3 y 4.
En particular, la fig. 6 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de una señalización vial 641 vista desde la unidad de iluminación y detección. Además, la fig. 6 muestra un área iluminada 610 en forma de un pequeño punto, por ejemplo, generado por un haz láser u otro haz de luz colimado o enfocado. La figura 6 muestra además el área de observación 634 de una matriz de detectores unidimensionales. Durante el funcionamiento, el haz láser y la matriz de detectores pueden controlarse para escanear lateralmente a través de la señalización vial como se ilustra con las flechas 635 y 636, respectivamente. La matriz de detectores se extiende en una dirección ortogonal a la dirección de exploración. Cuando el área de observación 634 del conjunto de detectores y el punto iluminado 610 escanean simultáneamente a través de la señalización vial, la luz retroreflejada del punto iluminado puede ser detectada por el conjunto de detectores en su área de observación 634. Además, la unidad de procesamiento de señales puede determinar la distancia desde la unidad de iluminación y detección hasta el punto iluminado desde la posición (por ejemplo, la coordenada x) del punto detectado en la matriz unidimensional.
La fig. 7 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de una señalización vial 741 vista desde la unidad de iluminación y detección. Además, la fig. 7 muestra un área iluminada 710 en forma de un pequeño punto similar al punto iluminado 610 de la fig. 6. Como se ha visto, durante el funcionamiento, el punto iluminado 710 escanea a través de la señalización vial como se describe en conexión con la fig. 6. Sin embargo, en este ejemplo, la matriz de detectores unidimensionales se reemplaza por una matriz de detectores bidimensional correspondiente a un área de observación bidimensional 734. El conjunto de detectores bidimensionales puede, por tanto, seguir la posición del punto iluminado sin necesidad de mover el conjunto de detectores. Con este fin, la dimensión lateral y la resolución de las matrices de detectores y el sistema de formación de imágenes ópticas se configuran de manera que el área de observación cubierta por la matriz de detectores cubre el rango de exploración del punto iluminado. Como en el ejemplo de la fig. 6, basándose en la posición del punto iluminado detectado 710 dentro del conjunto de detectores (por ejemplo, según lo determinado por las coordenadas x e y), la unidad de procesamiento de señales puede determinar la distancia desde la unidad de iluminación y detección al punto iluminado.
La fig. 8 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de una señalización vial 841 vista desde la unidad de iluminación y detección. Además, la fig. 8 muestra el área de observación 834 de un conjunto de detectores unidimensionales que se escanea a través de la señalización vial 841. En el ejemplo de la fig. 8, el punto iluminado se reemplaza por una franja iluminada fija 810 (o un área iluminada que tiene una geometría diferente), por ejemplo, producido por la unidad de iluminación y detección descrita con referencia a la fig. 5. Como en el ejemplo anterior, la unidad de procesamiento de señales puede determinar la distancia desde la unidad de iluminación y detección hasta la franja iluminada desde la posición (por ejemplo, la coordenada x) de la parte de la franja detectada en la matriz unidimensional.
Finalmente, la fig. 9 ilustra una franja iluminada 910 y el área de observación 934 de un detector bidimensional. Similar al ejemplo de la fig. 7, basándose en la posición de la franja iluminada detectada 910 dentro del conjunto de detectores (por ejemplo, según lo determinado por las coordenadas x e y), la unidad de procesamiento de señales puede determinar la distancia desde la unidad de iluminación y detección al punto iluminado. Por tanto, en esta realización, se puede exponer una imagen completa simultáneamente, evitando así accidentes indeseables debidos al movimiento del vehículo y permitiendo la supresión de la luz del día mediante tiempos de exposición cortos. Además, esta realización no requiere partes móviles.
Se entenderá que en todos los ejemplos las mediciones se pueden realizar desde un vehículo en movimiento donde el área iluminada y el área de observación se mueven en la dirección longitudinal de las señalizaciones viales además del movimiento de exploración. Se prefiere que el movimiento longitudinal debido al vehículo en movimiento sea más lento que la velocidad de exploración. Las realizaciones del método y aparato aquí descritos se han descrito principalmente en el contexto de las señalizaciones viales. Sin embargo, se apreciará que las realizaciones del método y aparato aquí descritos también pueden usarse para medir la retroreflectividad de otros materiales reflectantes utilizados en una carretera.
Por ejemplo, se apreciará que el aparato descrito en el presente documento también se puede utilizar para detectar botones reflectantes y para determinar la reflectancia de los mismos. Normalmente, los botones reflectantes tienen una superficie reflectante que tiene una reflectancia mucho más alta que las señalizaciones viales normales. En consecuencia, cuando un botón reflectante entra en el área iluminada utilizada para determinar la retroreflectividad de las señalizaciones viales, la cantidad de luz reflejada por el botón reflectante puede ser tan grande que el detector puede saturarse o al menos no proporcionar una medición precisa. Sin embargo, debido a la alta reflectancia del botón reflectante, el sistema puede detectarlos ya en imágenes previas, es decir, cuando el botón reflectante todavía está fuera del área iluminada primaria utilizada para determinar la retroreflectividad de las señalizaciones viales. Esto puede deberse a la luz dispersa del aparato (por ejemplo, causada por una placa frontal que incluye puntos de dispersión de luz) que se refleja en la señalización vial, o al proporcionar una fuente de luz separada y más débil que ilumina un área secundaria frente al dispositivo de medición, pero a una distancia mayor del aparato que el área iluminada primaria. Por tanto, cuando el botón reflectante entra en el área secundaria, el dispositivo puede medir la reflectividad del botón reflectante. Dependiendo del tamaño del área de observación y del tamaño del área secundaria, el dispositivo puede ser capaz de realizar una pluralidad de mediciones para cada botón reflectante antes de que éste entre en el área iluminada primaria. La distancia a la que se toman estas medidas puede determinarse posteriormente cuando se detecta el botón reflectante en el área iluminada, por ejemplo, del intervalo de tiempo conocido entre mediciones y de la velocidad del vehículo que lleva el dispositivo de medición (por ejemplo, medida por un dispositivo GPS). Por ejemplo, la detección de la presencia de un botón reflectante en el área iluminada primaria puede activar el dispositivo para correlacionar imágenes de un botón reflectante en el área secundaria de exposiciones/mediciones previas, y así correlacionar los valores de retroreflectividad medidos con el botón reflectante detectado.
En las reivindicaciones que enumeran varios medios, varios de estos medios pueden realizarse mediante un mismo elemento, componente o elemento de hardware. El mero hecho de que ciertas medidas se mencionan en reivindicaciones dependientes diferentes entre sí o se describan en diferentes realizaciones, no indica que una combinación de estas medidas no pueda usarse como ventaja.
Se debe enfatizar que el término "comprende" cuando se usa en esta especificación se toma para especificar la presencia de características, elementos, pasos o componentes declarados, pero no excluye la presencia o adición de una o más características, elementos, pasos, componentes o grupos de los mismos.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método para medir la retroreflectividad de una superficie de una capa reflectante aplicada a una carretera mientras se mueve a través de la superficie, el método comprende:
- recibir una señal de detector indicativa de una intensidad de luz reflejada desde un área iluminada (110, 610, 734) de la superficie, y detectada por un detector (103, 132, 532) en un ángulo de observación (a) con respecto al superficie en respuesta a una iluminación del área iluminada en un ángulo incidente con relación a la superficie; - determinar, a partir de al menos la señal del detector recibida, una primera medida de retroreflectividad de la superficie;
donde el método comprende además recibir una distancia medida entre el detector (103, 132, 532) y el área iluminada (110, 610, 734); caracterizado por un paso de determinar una medida ajustada de retroreflectividad donde dicho paso comprende escalar la primera medida de retroreflectividad en respuesta a la distancia medida recibida.
2. Un aparato para medir la retroreflectividad de una superficie de una capa reflectante aplicada a una carretera mientras se mueve a través de la superficie, el aparato comprende:
una fuente de luz (121, 524) para iluminar un área (110, 610, 734) de dicha superficie en un ángulo de incidencia con respecto a la superficie;
un detector (103, 132, 532) para detectar la luz reflejada desde un área de observación (634, 834, 934) de la superficie en un ángulo de observación (a) con respecto a la superficie;
una unidad de procesamiento de señales (107) adaptada para recibir una señal de detector desde el detector (103, 132, 532) y para determinar, a partir de al menos la señal de detector recibida, una primera medida de retroreflectividad de al menos una parte de la superficie;
al menos un dispositivo (105,106) para medir una distancia entre el aparato y el área iluminada (110, 610, 734), el dispositivo para medir una distancia entre el aparato y el área iluminada que comprende la fuente de luz (524), el detector (103, 132, 532) y la unidad de procesamiento de señales (107); caracterizado porque el detector (103, 132, 532) comprende un detector sensible a la posición para detectar luz en función de una posición dentro de un área de recepción de luz del detector, donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para determinar la distancia desde una posición dentro del área de recepción de luz de la luz detectada reflejada desde la superficie; y donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada además para ajustar la primera medida de retroreflectividad escalando la primera medida de reflectividad en respuesta a la distancia medida.
3. Un aparato según la reivindicación 2, donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para determinar a partir de una imagen capturada del área de iluminación la distancia entre el aparato y el área iluminada (610, 710) por medio de una operación de triangulación.
4. Un aparato según la reivindicación 3, donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para determinar dicha distancia desde la posición de una franja de luz retroreflejada en la matriz de detectores, usando relaciones trigonométricas.
5. Un aparato según la reivindicación 2, donde el detector (103, 132, 532) comprende un detector bidimensional adaptado para recibir una imagen del área iluminada (710) de la superficie; y donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para determinar la distancia desde una posición de la imagen en el detector bidimensional.
6. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que comprende un sistema óptico para dirigir una parte predeterminada (104b) de un haz de luz (104a) emitido por la fuente de luz al detector (103, 132, 532).
7. Un aparato según la reivindicación 6, donde el detector (103, 132, 532) es un detector sensible a la posición para detectar luz en función de una posición dentro de un área de recepción de luz del detector, donde el sistema óptico está configurado para dirigir un parte predeterminada (104b) del haz de luz (104a) emitido por la fuente de luz (121, 524) a una primera posición en el área de recepción de luz, y donde el sistema óptico está configurado además para dirigir al menos una parte de la luz reflejada de la superficie a una segunda posición, diferente de la primera posición, en el área de recepción de luz.
8. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada además para realizar una compensación de la luz reflejada detectada por la luz ambiental basada en una detección de la luz reflejada desde el área de observación (634, 734, 834, 934).
9. Un aparato según la reivindicación 8, donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para realizar la compensación de la luz reflejada detectada por la luz ambiental basada en una detección de la luz reflejada desde una sección del área de observación (634, 734, 834, 934) diferente del área iluminada (610, 710).
10. Un aparato según la reivindicación 8, donde la fuente de luz está configurada para iluminar el área iluminada (610, 710) mediante destellos de luz que dejan el área iluminada sin iluminar durante un intervalo entre destellos consecutivos; donde el detector (103, 132, 532) está además adaptado para detectar la luz reflejada desde el área de observación (634, 734, 834, 934) durante dicho intervalo entre destellos consecutivos; y donde la unidad de procesamiento de señales (107) está adaptada para realizar la compensación de la luz reflejada detectada por la luz ambiental basada en una detección de la luz reflejada desde el área iluminada durante dicho intervalo entre destellos consecutivos.
11. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, donde el ángulo de observación (a) es menor que el ángulo de incidencia.
12. Utilización de un aparato definido en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11 para medir una propiedad retroreflectante de las señalizaciones viales (641, 741, 841).
13. Utilización según la reivindicación 12, donde la propiedad retroreflectante se mide desde un vehículo en movimiento (101).
14. Un producto de programa informático que comprende un código de programa informático adaptado para hacer que el aparato de la reivindicación 2 realice los pasos del método definido en la reivindicación 1, cuando el código del programa informático es ejecutado por la unidad de procesamiento de señales de dicho aparato.
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