CN102103015A - 一种led道路照明现场动态测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种LED道路照明现场动态测量方法，首先，将车载道路照明现场测量***作为测试设备，选择同一列两个灯具之间的路段作为测量区域，车载道路照明现场测量***的车辆在距离测量区域第一个路灯86M的位置开始测量路线；模拟汽车行驶路径中人眼在驾驶状态下所观察的路面条件，对LED道路照明现场的亮度、眩光、照度和色度等现场数据进行快速、便捷地采集，使得依据该现场数据的计算结果更为全面和客观，可以在相同的测试条件下同时采样各种现场数据，测量时不必封锁道路，具有较强的可操作性。

Description

一种LED道路照明现场动态测量方法

技术领域

本发明涉及一种LED道路照明现场动态测量方法。

背景技术

目前LED道路或隧道照明的现场测量，主要是为了采集亮度、照度均匀度、眩光和环境比等现场数据。对现场数据的采集和处理过程，大多依据对该些数据的定义。

所述的光通量φ：指从辐射通量φv导出的量，该量是根据辐射对国际照明委员会(简称CIE)标准光度观测者的作用来评价的。

对于明视觉：φv＝Km∫₀ ^∞dφv(λ)/dλ·V(λ)dλ_Φ

式中：dφv(λ)/dλ是辐射通量的光谱分布，V(λ)是光谱光视效率。

所述的发光强度Iv；I(光源在给定方向的)：指离开光源的在包含给定方向的立体角元dΩ内传播的光通量dφv：公式Iv＝dφv/dΩ。

所述的(光)亮度Lv；L：(实际的或假想的表面上的给定点在给定方向上的)：由公式Lv＝dφv/dA cosθ dΩ定义的量。

式中dφv是经过给定点的光源在包含给定方向的立体角dΩ内传播的光通量；dA是包含给定点的该光束的截面面积；Θ是截面法线与辐射束方向之间的夹角。

所述的照度E；Ev：指投射到包含该点的面元上的光通量dφv除以该面元面积dA，公式Ev＝dφv/dA。

所述的路面平均亮度Lav：指按照国际照明委员会(简称CIE)的规定，在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点亮度的平均值。公式Lav＝∑Li/n。

所述的路面亮度总均匀度Uo：指路面上最小亮度与平均亮度的比值，公式Uo＝Lmin/Lav。

所述的路面亮度纵向均匀度U_L：指同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值，公式UL＝Lmin/Lmax。

所述的路面平均照度Eav：指按照国际照明委员会(简称CIE)的规定，在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值，公式Eav＝∑Ei/n。

所述的路面照度均匀度Ue：指路面上最小照度与平均照度的比值，公式Ue＝Emin/Eav。

所述的路面维持平均亮度(照度)，即路面平均亮度(照度)维持值：指在计入光源计划更换时光通量的衰减以及灯具因污染造成效率下降等因素(即光损耗系数)后设计计算时所采用的平均亮度(照度)值。

所述的眩光：指由于视野中的亮度分布或者亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标细部能力的视觉现象。

所述的失能眩光：指降低视觉对象可见度、但不一定产生不舒适感觉的有害光线。

所述的阈值增量(TI)为失能眩光的度量，指存在眩光源时，为了达到同样看清物体的目的，在物体及其背景之间的亮度对比所需要增加的百分比。

所述的不舒适眩光(G)：指影响驾驶员视觉舒适度、但不一定产生降低视觉对象可见度的有害光线；可用眩光控制等级(G)来衡量。

所述的环境比(SR)：指车行道外边5m宽区域内的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比。

所述的照明功率密度：指单位路面面积上的照明总消耗功率(包含电源、电缆等的功耗)。

所述的参考轴：指通过LED路灯发光口面中心并与发光口面垂直的轴线。

所述的光度中心：指LED路灯的参考轴和发光口面的垂足。

所述的辅助轴：指参考轴与辅助轴决定了C0°/C180°平面。

所述的第三轴：指参考轴与第三轴决定了C90°/C270°平面。

所述的灯下点：指在LED路灯正下方的点，通常在参考轴上。

所述的测量姿态：指LED路灯在测量时的放置姿态。

所述的标准测量姿态：指LED路灯的发光口面保持水平且向下发光，参考轴垂直向下，且C90°平面处于路边，C270°平面处于屋边，C0°/C180°与道路轴向平行。

所述的显色指数、一般显色指数：指表示光源显色性高低的数值。是在光源照射下的物体颜色与参照光源照射下物体颜色相符程度的度量。CIE规定绝对黑体辐射体为参照光源，将其显色指数定为100；CIE还规定了8个颜色样品作为比照样品，用此样品测试获得的显色指数均值称为一般显色指数(Ra)。

所述的颜色温度、色温：指普朗克辐射体辐射的色品与给定色刺激的色品相同时普朗克辐射体的温度，即为该色刺激的颜色温度。

所述的相关色温Tc：指在相同视亮度和规定的观测条件下，普朗克辐射体辐射的知觉色与给定色刺激的知觉色最接近相似时，普朗克辐射体的温度，即为该色刺激的相关色温。

通常LED道路照明的现场测试项目包括：

1、光度测量：路面平均亮度Lav、路面亮度总均匀度Uo、路面亮度纵向均匀度UL、路面平均照度Eav、路面照度均匀度Ue、环境比SR；

2、色度测量：照明光源色品坐标(x，y)、一般颜色指数Ra、相关色温Tc；

3、眩光测量：失能眩光之阈值增量TI、不舒适眩光控制等级G；

4、能效测量：照明功率密度LPD。

目前，针对上述LED道路照明的现场测试项目中不同的现场数据通常采用单独采集的方式，即依次使用不同的仪器设备对相应的现场数据多次采样，这样的测量方式不仅繁琐、测量困难、计算困难且需封锁道路，人工与方法成本较大，而且无法在相同的测试条件下同时采样所有的现场数据，尤其无法模仿人眼在驾驶状态下观察路面，无法模仿汽车行驶路径对道路照明进行现场动态测量，使得测试结果存在严重的偏差，缺乏现实的参考意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可模拟汽车行驶路径中，人眼在驾驶状态下所观察的路面条件，对LED道路照明进行现场动态测量的方法，主要采集亮度、亮度均匀度、照度均匀度、眩光和色度等现场数据。

本发明一种LED道路照明现场动态测量方法，主要包括以下几个步骤：

步骤1、将车载道路照明现场测量***作为测试设备

所述的车载道路照明现场测量***是在车辆上装设多通道亮度采集***、多通道照度采集***、眩光检测***、路面反射特性测试仪、光谱色度测试***和距离测量及定位***；

所述的多通道亮度采集***和眩光检测***可一体或相同位置装设，同步实施数据采集，其中多通道亮度采集***的光接收器的光轴距地1.5米高且与路面平行向下成1°交角；

所述的多通道照度采集***中照度计的光探头感光面离开地面不超过200毫米；

所述的光谱色度测试***中的光接收器的光接收面向上置于水平位置，可装设于车身和车顶的任意位置；

所述的路面反射特性测试仪的光接收器的光接收面面向路面；

所述的距离测量及定位***对当前测量位置进行定位；

步骤2、测量路段的选择

选择同一列的两个灯具之间的路段为测量区域，车载道路照明现场测量***的车辆在距离测量区域第一个路灯86M的位置开始测量路线；

步骤3、现场数据的取样

(1)亮度和眩光测量点取样：该多通道亮度采集***和眩光检测***在距离测量区域第一个路灯86M的位置同时开始采集数据，直至覆盖整个测量区，采用连续扫描的方式进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样；

(2)照度测量点取样：通过多通道照度采集***在测量区内采集数据，采用连续扫描的方式进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样；

(3)色度测量点取样：取路灯正下方点，通过光谱色度测试***进行采样。

本发明通过在车辆上安装的现场照明测量设备，模拟汽车行驶路径中人眼在驾驶状态下所观察的路面条件，对LED道路照明现场的各种涉及光度和色度等现场数据，进行快速、便捷地采集，使得依据该现场数据的计算结果更为全面和客观。由于车载道路照明现场测量***是在行驶路径中自动采集现场数据，因此，可以在相同的测试条件下同时采样各种现场数据，测量时不必封锁道路，具有较强的可操作性。

附图说明

图1为本发明的测量路段示意图；

图2为本发明的车载道路照明现场测量***示意图；

图3为本发明的道路照明现场的测量示意图。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

本发明一种LED道路照明现场动态测量方法，主要包括以下几个步骤：

步骤1、将车载道路照明现场测量***作为测试设备(见图2)；

所述的车载道路照明现场测量***是在车辆上装设多通道亮度采集***1、多通道照度采集***2、眩光检测***3、路面反射特性测试仪4、光谱色度测试***5和距离测量及定位***6。

所述的多通道亮度采集***1和眩光检测***3可一体或相同位置装设，同步实施数据采集，其中多通道亮度采集***1的光接收器的光轴距地1.5米高且与路面平行向下成1°交角；

所述的多通道照度采集***2中照度计的光探头感光面离开地面不超过200毫米；

所述的光谱色度测试***5中的光接收器的光接收面向上置于水平位置，可装设于车身和车顶的任意位置；

所述的路面反射特性测试仪4的光接收器的光接收面面向路面；

所述的距离测量及定位***6对当前测量位置进行定位，为习有技术，可以是GPS卫星定位***，或者，通过采集车辆的行驶路程数据来换算成距离值。

步骤2、测量路段的选择(见图1和图3)；

选择在灯具的间距、高度、悬挑、仰角及光源之光色等方面具有典型性的平坦路面；在直路的纵向上，测量区域应是同一列的两个灯具之间，如图3中路灯L3和路灯L2之间虚线表示的区域，其中第一个路灯L2在观察者(即车载道路照明现场测量***)前方86M处；如图2所示，该车载道路照明现场测量***的车辆是在距离测量区域第一个路灯86M的位置开始测量路线的。

步骤3、现场数据的取样；

(1)亮度和眩光测量点取样：该多通道亮度采集***1和眩光检测***3在测量区前86M处同时开始采集数据，直至覆盖整个测量区，采用连续扫描的方式(步长视要求而异)进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样。在测量路面亮度和隧道照明亮度时，如果多通道亮度采集***1光接收器的光接收面位置始终平行于路面的方向，就意味着观察者在测量的时候始终在测量点的纵向线上，这样的测试结果应该表明为“移动观察者观察的亮度均匀性”。

(2)照度测量点取样：通过多通道照度采集***2在测量区内采集数据，采用连续扫描的方式(步长视要求而异)进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样。

(3)色度测量点取样：取路灯正下方点，通过光谱色度测试***5进行采样。

所述的失能眩光用阈值增量考核

阈值增量(TI)通过如下公式计算

$\mathrm{TI}=\frac{k\·E_e}{L_{\mathrm{av}}^{0.80}\·{\mathrm{\Θ}}^2}(\%)---\left(8\right)$

其中：K是随观察者年龄变化的常数，取K＝650(相当于观察者年龄为23岁)，如有特殊要求可以通过以下公式进行计算：

$k=641\·[1+{\left(\frac{A}{66.4}\right)}^4]---\left(9\right)$

A是观察者年龄(岁)。

Ee：是指新灯具在观察者眼瞳处垂直于视线方向的平面上产生的总照度；人眼应位于距路面1.5m高，横向位于距车道边缘WL/4处，纵向为测量区域前距离2.75(H-1.5)处，其中H是安装高度(m)，视线取垂直平面内，光轴向下与水平方向成1°方向。

Lav：是路面的初始平均亮度。

Θ：是视线和产生眩光的灯具中心的角度，单位为度。

此公式在0.05cd/m2＜Lav＜5cd/m2并且1.5°＜θ＜60°时成立。

本发明的重点在于：选用车载道路照明现场测量***作为测试设备，将各种现场数据的采集装置，根据模拟汽车行驶路径中人眼在驾驶状态下所观察路面的条件和要求，装设于车辆上并采集现场数据。

Claims (1)

1.一种LED道路照明现场动态测量方法，其特征在于主要包括以下几个步骤：

步骤1、将车载道路照明现场测量***作为测试设备

所述的车载道路照明现场测量***是在车辆上装设多通道亮度采集***、多通道照度采集***、眩光检测***、路面反射特性测试仪、光谱色度测试***和距离测量及定位***；

所述的多通道亮度采集***和眩光检测***可一体或相同位置装设，同步实施数据采集，其中多通道亮度采集***的光接收器的光轴距地1.5米高且与路面平行向下成1°交角；

所述的多通道照度采集***中照度计的光探头感光面离开地面不超过200毫米；

所述的光谱色度测试***中的光接收器的光接收面向上置于水平位置，可装设于车身和车顶的任意位置；

所述的路面反射特性测试仪的光接收器的光接收面面向路面；

所述的距离测量及定位***对当前测量位置进行定位；

步骤2、测量路段的选择

选择同一列两个灯具之间的路段作为测量区域，车载道路照明现场测量***的车辆在距离测量区域第一个路灯86M的位置开始测量路线；

步骤3、现场数据的取样

(1)亮度和眩光测量点取样：该多通道亮度采集***和眩光检测***在距离测量区域第一个路灯86M的位置同时开始采集数据，直至覆盖整个测量区，采用连续扫描的方式进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样；

(2)照度测量点取样：通过多通道照度采集***在测量区内采集数据，采用连续扫描的方式进行纵向取样，并位于各车道中心线进行横向取样；

(3)色度测量点取样：取路灯正下方点，通过光谱色度测试***进行采样。

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