CN104185777A - 亮度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种亮度测量装置，其通过图像处理能够以高精度测量道路的亮度。用于测量道路亮度的亮度测量装置(1)包括：图像拍摄部(10)，其用于拍摄道路的图像；输入部(11)，其用于输入与拍摄对象的道路相关的信息；和亮度测量部(12)，其基于从输入部(11)输入的信息而规定亮度测量对象区域(A)，并基于由图像拍摄部(10)拍摄的图像(I2)而测量亮度测量对象区域(A)内的亮度，亮度测量部(12)将所拍摄的图像(I2)的亮度测量对象区域(A)在相应俯视图上分割成网格(17)，所述网格(17)具有规定数量的格子交点(MP)，并在各格子交点(MP)处分配亮度的测量点。

Description

亮度测量装置

技术领域

本发明涉及一种通过图像处理测量道路亮度的亮度测量装置。

背景技术

以往在设置道路照明时，需要测量照明的照射面的亮度，并确认该亮度是否合适。在测量道路的亮度时，使用测量定点的亮度的点亮度计，来测量道路照明间隔内的多个(例如100个点)测量点上的照射面亮度，并基于各测量点上的亮度来测量该间隔内的平均亮度以及亮度分布的均匀度，以确认这些值是否为合适的值。像这样，在使用点亮度计的情况下，需要按每个测量点来测量亮度，从而花费了非常多的时间。另外，由于在多个测量点上的亮度测量时花费了非常多的时间，在各测量点的亮度测量时的周围环境(周围的明亮度等)分别都不相同，无法以高精度来测量平均亮度以及亮度分布的均匀度。于是，为了能够缩短测量时间，已知有一种如下的亮度测量装置：其通过采用例如CCD照相机等固体摄像元件(半导体图像传感器)的照相机等图像拍摄装置，对亮度测量对象区域的图像进行拍摄，并通过图像处理来测量道路的亮度(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-148295号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在使用照相机等通过图像处理测量路面亮度时，图像内的亮度测量对象区域的面积是表观上的面积，与实际的亮度测量对象区域的面积不同，因此无法以高精度求出亮度测量对象区域的道路亮度。

本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的，其目的在于，提供一种通过图像处理能够以高精度测量道路亮度的亮度测量装置。

用于解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的亮度测量装置用于测量道路的亮度，其特征在于，所述亮度测量装置包括图像拍摄部、输入部和亮度测量部，所述图像拍摄部用于拍摄所述道路的图像；所述输入部用于输入与拍摄对象的道路相关的信息；所述亮度测量部基于从所述输入部输入的信息而规定亮度测量对象区域，并基于由所述图像拍摄部拍摄的图像而测量所述亮度测量对象区域内的亮度，所述亮度测量部将所拍摄的图像的所述亮度测量对象区域在相应俯视图上分割成具有规定数量的格子交点的网格，并在各格子交点处分配亮度的测量点。

另外，本发明的特征在于，在上述亮度测量装置中，所述亮度测量部基于从所述输入部输入的信息而生成测量范围蒙片，所述测量范围蒙片与根据拍摄对象路面的所述亮度测量对象区域的形状以及大小相对应，所述测量范围蒙片在由所述图像拍摄部拍摄的作为处理对象的图像中、用于规定所述亮度测量对象区域A。

另外，本发明的特征在于，在上述亮度测量装置中，所述亮度测量部基于包含所述道路照明的设置间隔、车道的宽度、道路上的车道数、所述图像拍摄部的设置高度、所述图像拍摄部的设置车道在内的信息，形成任意形状以及大小的所述测量范围蒙片。

另外，本发明的特征在于，在上述亮度测量装置中，所述亮度测量部以与所述格子交点的坐标相对应的方式输出各个所述格子交点的亮度。

另外，本发明的特征在于，在上述亮度测量装置中，沿着拍摄对象的道路的行进方向以及横穿方向，将所述亮度测量对象区域的图像在相应俯视图上以相等间隔分割成规定数量，从而构成所述网格，所述亮度测量部基于所述网格的各格子交点的亮度，计算所述亮度测量对象区域的平均亮度以及亮度均匀度。

另外，本发明的特征在于，上述亮度测量装置包括显示部，所述显示部用于显示由所述图像拍摄部拍摄的图像，将所述测量范围蒙片与由所述图像拍摄部拍摄的图像重叠并显示在所述显示部上。

发明的效果

根据本发明，亮度测量装置用于测量道路的亮度，其包括图像拍摄部、输入部和亮度测量部，所述图像拍摄部用于拍摄所述道路的图像；所述输入部用于输入与拍摄对象的道路相关的信息；所述亮度测量部基于从所述输入部输入的信息而规定亮度测量对象区域，并基于由所述图像拍摄部拍摄的图像而测量所述亮度测量对象区域内的亮度，所述亮度测量部将所拍摄的图像的所述亮度测量对象区域在相应俯视图上分割成具有规定数量的格子交点的网格，并在各格子交点处分配亮度的测量点。由此，由于基于在相应俯视图的亮度测量对象区域中进行分配后的测量点的亮度，来测量亮度测量对象区域内的亮度，因此通过对图像拍摄部拍摄的图像进行的图像处理，能够以高精度来测量亮度测量对象区域内的道路亮度，该图像拍摄部采用了半导体图像传感器等。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的亮度测量装置的简要结构的框图。

图2是表示亮度测量时的CCD照相机的设置状态的示意图。

图3是表示测量条件设定文件之一例的图。

图4是表示显示部的一个显示例的图。

图5是表示亮度测量对象区域、以及亮度测量对象区域内的亮度测量点的图。

图6是表示亮度测量对象区域以及亮度测量结果的输出文件之一例的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

本结构所涉及的亮度测量装置1是用于测量道路照明设施的照射面亮度的装置。为了评价在道路上设置的照明设施的性能，需要判断照明设施的照射面(路面或壁面)的平均亮度是否合适、照射面的亮度分布是否为最合适的均匀度。亮度测量装置1是为了评价照明设施的性能，对道路照明设施的照射面的平均亮度以及亮度分布均匀度进行测量的装置。

如图1所示，亮度测量装置1包括作为图像拍摄部之一例的CCD照相机10、输入部11、亮度测量部12和显示部13，亮度测量装置1输出亮度测量结果14。此外，亮度测量装置1的结构也可以省略显示部13。

CCD照相机10向亮度测量部12输入成像后的图像。此外，在本发明的实施方式中，作为图像拍摄部之一例，虽然能够采用在固体摄像元件(半导体图像传感器)中使用了CCD的CCD照相机的结构，但并不局限于此，例如，作为图像拍摄部，也可以采用将CMOS作为固体摄像元件使用的照相机的结构。

将输入部11构成为，使用者能够输入与CCD照相机10以及作为CCD照相机10拍摄对象的道路相关的信息。使用者经由输入部11输入的这些信息被输出到亮度测量部12。亮度测量部12包括：已写入由使用者输入的信息的设定文件15。当经由输入部11输入新的信息时，亮度测量部12基于该输入的信息，对该设定文件15进行编辑并保存。

另外，关于亮度测量部12的详细情况将在后面详述，亮度测量部12基于经由输入部11输入的与CCD照相机10、以及作为CCD照相机10拍摄对象的道路相关的信息，生成对亮度测量对象区域A进行规定的测量范围蒙片16，该亮度测量对象区域A为测量亮度的路面区域。

而在道路上设置照明设施时，基于JIS或CIE等的标准来设计照明设施，以使得路面亮度满足规定的条件。一般来说，在设计照明设施时，按照明设施的每一个设置间隔(灯具间隔)S来计算路面亮度。在灯具间隔S内，即在亮度的计算区域内，基于JIS或CIE等的标准，在规定的位置上设定规定数量的计算点。而且，将照明设施设计为，基于计算区域内的各计算点上的亮度而使该计算区域内的路面的平均亮度以及亮度分布均匀度满足规定的条件。

在道路上设置了照明设施之后，为了确认路面亮度实际上是否满足基于JIS或CIE等标准的规定条件，按照明设施的每一个设置间隔S来测量亮度测量对象区域A的路面亮度。在本实施方式中，亮度测量对象区域A与照明设施设计时的计算区域相同。另外，虽然在后面进行详述，亮度测量装置1的结构为，通过从由CCD照相机10拍摄的图像I2中提取出与设计照明设施时的计算点相同的测量点(point)的亮度，由此能够准确地求出亮度测量对象区域A的路面亮度。

图2是表示在使用亮度测量装置1对路面亮度进行测量时的CCD照相机10的设置状态之一例的图。如图2所示，CCD照相机10设置在亮度测量对象区域A的车道轴α上。当亮度测量对象区域A的灯具间隔为S、从CCD照相机10到亮度测量对象区域A的前方灯具为止的测量距离为D、照相机高度为H时，将CCD照相机10设置为规定的照相机高度H、测量距离D，以使得CCD照相机10的图像中心C位于车道轴α上的S/2的位置、且俯角为1度。

亮度测量对象区域A由灯具间隔S、宽度W、车道数N进行设定。亮度测量装置1的结构为，能够根据拍摄对象的路面而设定由CCD照相机10拍摄的亮度测量对象区域A，并且基于经由输入部11按每一个拍摄对象路面而向设定文件15重新写入的信息，来规定亮度测量对象区域A。

图3是表示设定文件15之一例的图，在设定文件15中，能够以重新写入的方式写入用于规定由CCD照相机10拍摄的亮度测量对象区域A的灯具间隔S、宽度W、车道数N、测量距离D、照相机高度(测量高度)H、测量位置P、透镜焦距等信息。此外，关于测量距离D以及照相机高度H，能够通过预先的计算来求出从CCD照相机10到相对于图像中心的俯角为1度处的距离以及高度，并写入设定文件15中。另外，测量位置P用于设定在亮度测量对象区域A内的多个车道中的哪个车道上设置有CCD照相机10。测量位置P的结构为，例如可以朝向拍摄对象从左侧的车道依次分配从1开始的连续号码、并向输入部11输入对应号码。

亮度测量装置1基于写入设定文件15中的信息，生成与亮度测量对象区域A相对应的测量范围蒙片16。如图4所示，在亮度测量装置1的显示部13中，所生成的测量范围蒙片16与CCD照相机10拍摄的图像I重叠并进行显示。使用者调节CCD照相机10以使得显示于图像I中的测量范围蒙片16符合道路线形，并调节照相机高度H与测量距离D、图像中心C以使得测量范围蒙片16与亮度测量对象区域A完全重合，并且拍摄测量范围蒙片16与亮度测量对象区域A完全重合的图像即处理对象图像I2。

根据该结构，由于在拍摄图像时，将与拍摄对象的路面相对应的大小以及形状的测量范围蒙片16显示在显示部13上，因此能够调节CCD照相机10以使得该测量范围蒙片16与亮度测量对象区域A完全重合。由此，根据对象路面的宽度W或车道数N等条件，在由CCD照相机10拍摄的图像I中能够准确地设定亮度测量对象区域A，并且采用图像处理，能够提高在对规定的亮度测量对象区域A的亮度进行测量时的测量精度。

另外，根据该结构，由于能够将测量范围蒙片16设定为与拍摄对象相对应的大小以及形状，因此虽然省略了图示，但亮度测量装置1可以采用不仅能够测量路面的亮度、而且也能够测量壁面的亮度的结构。而且，将设定文件15构成为，能够选择测量对象是路面还是壁面，并且在测量对象是壁面时，能够写入用于规定亮度测量对象区域A的、例如灯具的高度等信息。

由CCD照相机10拍摄的处理对象图像I2被亮度测量装置1的亮度测量部12进行图像处理从而测量出亮度测量对象区域A的亮度。如图4以及图5所示，亮度测量部12将处理对象图像I2中的亮度测量对象区域A在相应俯视图上分割成网格17，该网格17具有规定数量的格子交点MP。网格17是以如下方式构成的：沿着拍摄对象的道路的行进方向以及横穿方向将亮度测量对象区域A分割成规定数量，并将网格17的各格子交点MP配置在与设计照明设施时的亮度的计算点相同的位置上。

接下来，亮度测量部12从处理对象图像I2提取出各格子交点MP中的路面亮度。即、亮度测量部12在各格子交点MP处分配测量点，该测量点用于计算亮度测量对象区域A的平均亮度。这是因为在将亮度测量对象区域A的平均亮度作为亮度测量对象区域A的各像素亮度的算术平均时，由于处理对象图像I2中的亮度测量对象区域A内的前方和里侧的像素数(表观的面积)不同，因此无法取得从基于JIS或CIE等标准的规定计算点求出的平均亮度和一致性。由于CCD照相机10以规定数量的像素输出拍摄图像I2，因此亮度测量部12基于在拍摄图像I2的亮度测量对象区域A所配置的测量范围蒙片16的、各测量点MP位置的单元的浓淡值，计算(测量)出各测量点的亮度值。

根据该结构，在相应俯视图上，亮度测量部12在处理对象图像I2中的亮度测量对象区域A的、与基于JIS或CIE等标准的规定的计算点相同的位置上配置格子交点MP。由此，由于亮度测量部12能够测量处理对象图像I2中的与基于JIS或CIE等标准的规定的计算点相同的点的亮度即亮度测量对象区域A的路面亮度，因此能够准确地求出平均路面亮度。

如图6所示，与格子交点MP的坐标相对应，从而输出由亮度测量部12从处理对象图像I2提取出的各格子交点MP中的路面亮度。具体说明如下：亮度测量部12将格子交点MP的坐标和各格子交点MP中的亮度显示在电子表格中。另外，亮度测量部12由该电子表格来计算亮度测量对象区域A的亮度最大值、亮度最小值、亮度平均值、综合均匀度U_O、车道轴α上的亮度最大值、车道轴α上的亮度最小值、车道轴α的均匀度(车道轴均匀度)UI等，并将综合这些结果的输出文件作为亮度测量结果14进行输出。

根据该结构，通过拍摄一张处理对象图像I2，能够准确地测量亮度测量对象区域A的路面亮度，与使用点亮度计来测量各格子交点MP的亮度相比，能够大幅度地缩短测量时间。另外，在亮度测量结果14中，将亮度测量对象区域A的各格子交点MP中的路面亮度、亮度最大值、亮度最小值、亮度平均值、综合均匀度U_O、车道轴α上的亮度最大值、车道轴α上的亮度最小值、车道轴α的均匀度UI等进行综合并显示在输出文件中。由此，使用者通过亮度测量结果14能够容易地判断出路面亮度实际上是否满足基于JIS或CIE等标准的规定条件、以及照明设施是否对应于设计值。

此外，在本实施方式中所示的亮度测量结果14，虽然以亮度测量部12求出的关于由JIS Z9111或CIE30.2确定的规定点的亮度值的结果为例进行了表示，但并不局限于此，亮度测量部12也可以采用针对例如与CIE140等其他的标准相对应的规定点求出其亮度值、并且能够输出与该标准相对应的亮度测量结果14的结构。

如以上说明，根据适用本发明的实施方式，对道路照明的照射面亮度进行测量的亮度测量装置1包括：CCD照相机10；用于输入与拍摄对象的道路相关的信息的输入部11；以及亮度测量部12，其基于从输入部11输入的信息而规定亮度测量对象区域A，并基于由CCD照相机10拍摄的图像I2而测量亮度测量对象区域A内的亮度。亮度测量部12将所拍摄的图像I2的亮度测量对象区域A在相应俯视图上分割成网格17，该网格17具有规定数量的格子交点MP，并在各格子交点MP处分配亮度的测量点。

根据该结构，从作为通过图像处理来测量亮度测量对象区域A的亮度的亮度测量装置1的处理对象的图像I2中，能够基于相应俯视图的实际面积来计算亮度、而不是基于图像内的表观上的面积来计算亮度。由此，使用CCD照相机10并通过图像处理能够以高精度来测量亮度测量对象区域A内的路面亮度。

另外，根据适用本发明的实施方式，亮度测量部12基于从输入部11输入的信息，生成与根据拍摄对象路面的亮度测量对象区域A的形状以及大小相对应的测量范围蒙片16，在由CCD照相机10拍摄的作为处理对象的图像I2中，测量范围蒙片16用于规定亮度测量对象区域A。根据该结构，在由CCD照相机10拍摄的图像I2中，通过测量范围蒙片16能够规定根据拍摄对象路面的形状以及大小的亮度测量对象区域A。由此，根据对象路面能够使图像I2中的亮度测量对象区域A变成任意的形状以及大小，亮度测量装置1能够以高精度进行利用图像处理的亮度测量。

另外，根据适用本发明的实施方式，亮度测量部12基于包含道路照明的灯具间隔S、车道的宽度W、道路上的车道数N、CCD照相机10的设置高度H和CCD照相机10的设置车道(测量位置)P在内的信息，形成任意形状以及大小的测量范围蒙片16。由此，基于拍摄对象的路面条件以及在拍摄中使用的CCD照相机10的设置条件，能够形成按每个亮度测量对象区域A进行最优化的测量范围蒙片16，亮度测量装置1能够以高精度进行利用图像处理的亮度测量。

另外，根据适用本发明的实施方式，由于亮度测量部12以与格子交点MP的坐标相对应的方式输出各格子交点MP的亮度，因此能够容易地判断在亮度测量对象区域A内是否不存在亮度过高或者过低的点、并且亮度测量对象区域A内的亮度是否对应于照明设施的设计值。

另外，根据适用本发明的实施方式，沿着拍摄对象的道路的行进方向以及横穿方向，将亮度测量对象区域A的图像在相应俯视图上以相等间隔分割成规定数量，从而构成网格17，亮度测量部12基于网格17的各格子交点MP的亮度，来计算亮度测量对象区域A的平均亮度以及亮度均匀度。图像I2中的亮度测量对象区域A为路面的透视图形，虽然在图像I2的前方和后方的表观面积不同，但根据该结构，在亮度测量对象区域A的图像中，在与设计照明设施时的计算点相同的位置上能够分配作为亮度测量点的格子交点MP。由此，由于能够根据实际的亮度测量对象区域A的面积、而不是根据处理对象图像I2中的表观面积，来测量路面亮度，因此能够准确地计算亮度测量对象区域A的平均亮度以及亮度均匀度。

另外，根据适用本发明的实施方式，可包括用于显示由CCD照相机10拍摄的图像的显示部13，将测量范围蒙片16与CCD照相机10拍摄的图像重叠并显示在该显示部13上。由此，使用者能够调节CCD照相机10以使得显示于显示部13上的图像I中所示的测量范围蒙片16符合测量对象的道路线形，并调节照相机高度H与测量距离D、图像中心C以使得测量范围蒙片16与亮度测量对象区域A完全重合，并且拍摄作为测量范围蒙片16与亮度测量对象区域A完全重合的图像即处理对象图像I2。由此，根据作为对象的路面条件，在由CCD照相机10拍摄的图像I中能够准确地设定亮度测量对象区域A，并且采用图像处理，能够提高在对亮度测量对象区域A的亮度进行测量时的测量精度。

附图标记的说明

1 亮度测量装置

I2 处理对象图像(图像)

10 CCD照相机(图像拍摄部)

11 输入部

12 亮度测量部

13 显示部

16 测量范围蒙片

17 网格

A 亮度测量对象区域

MP 格子交点(测量点)

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种亮度测量装置，用于测量道路的亮度，其特征在于，

所述亮度测量装置包括图像拍摄部、输入部和亮度测量部，所述图像拍摄部用于拍摄所述道路的图像；所述输入部用于输入与拍摄对象的道路相关的信息；所述亮度测量部基于从所述输入部输入的至少包含道路照明的设置间隔的信息，生成与拍摄对象的路面相对应的测量范围蒙片，在由所述图像拍摄部拍摄的作为处理对象的图像中、通过所述测量范围蒙片来规定亮度测量对象区域，并基于所述图像而测量所述亮度测量对象区域内的亮度，

所述亮度测量部将所拍摄的图像的所述亮度测量对象区域在相应俯视图上分割成具有规定数量的格子交点的网格，并在各格子交点处分配亮度的测量点。

2.根据权利要求1所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量部基于除了包含所述道路照明的设置间隔、还包含车道的宽度、道路上的车道数、所述图像拍摄部的设置高度、所述图像拍摄部的设置车道在内的信息，形成任意形状以及大小的所述测量范围蒙片。

3.根据权利要求1或2所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量部以与所述格子交点的坐标相对应的方式输出各个所述格子交点的亮度。

4.根据权利要求3所述的亮度测量装置，其特征在于，

沿着拍摄对象的道路的行进方向以及横穿方向，将所述亮度测量对象区域的图像在相应俯视图上以相等间隔分割成规定数量，从而构成所述网格，

所述亮度测量部基于所述网格的各格子交点的亮度，计算所述亮度测量对象区域的平均亮度以及亮度均匀度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量装置包括显示部，所述显示部用于显示由所述图像拍摄部拍摄的图像，将所述测量范围蒙片与由所述图像拍摄部拍摄的图像重叠并显示在所述显示部上。

Claims (6)

1.一种亮度测量装置，用于测量道路的亮度，其特征在于，

所述亮度测量装置包括图像拍摄部、输入部和亮度测量部，所述图像拍摄部用于拍摄所述道路的图像；所述输入部用于输入与拍摄对象的道路相关的信息；所述亮度测量部基于从所述输入部输入的信息而规定亮度测量对象区域，并基于由所述图像拍摄部拍摄的图像而测量所述亮度测量对象区域内的亮度，

所述亮度测量部将所拍摄的图像的所述亮度测量对象区域在相应俯视图上分割成具有规定数量的格子交点的网格，并在各格子交点处分配亮度的测量点。

2.根据权利要求1所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量部基于从所述输入部输入的信息而生成测量范围蒙片，所述测量范围蒙片与根据拍摄对象路面的所述亮度测量对象区域的形状以及大小相对应，所述测量范围蒙片在由所述图像拍摄部拍摄的作为处理对象的图像中、用于规定所述亮度测量对象区域(A)。

3.根据权利要求1或2所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量部基于包含所述道路照明的设置间隔、车道的宽度、道路上的车道数、所述图像拍摄部的设置高度、所述图像拍摄部的设置车道在内的信息，形成任意形状以及大小的所述测量范围蒙片。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量部以与所述格子交点的坐标相对应的方式输出各个所述格子交点的亮度。

5.根据权利要求4所述的亮度测量装置，其特征在于，

沿着拍摄对象的道路的行进方向以及横穿方向，将所述亮度测量对象区域的图像在相应俯视图上以相等间隔分割成规定数量，从而构成所述网格，

所述亮度测量部基于所述网格的各格子交点的亮度，计算所述亮度测量对象区域的平均亮度以及亮度均匀度。

6.根据权利要求2至6中任一项所述的亮度测量装置，其特征在于，

所述亮度测量装置包括显示部，所述显示部用于显示由所述图像拍摄部拍摄的图像，将所述测量范围蒙片与由所述图像拍摄部拍摄的图像重叠并显示在所述显示部上。