专利名称：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、照度均勻度、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Φν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Φν= Km /。°°(1φν(λ)/(1λ · VU)cU φ式中(1φν(λ)/(1λ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 ；K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(1Ω内传播的光通量(1Φ ν 公式Iv = (ΙΦνΜΩ。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 = (ΙΦν/dA cos θ dΩ定义的量。式中d Φ ν是经过给定点的光源在包含给定方向的立体角d Ω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 ;Εν 指投射到包含该点的面元上的光通量(ΙΦν除以该面元面积 dA，公式 Ev = (ΙΦν/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= Σ Li/n。所述的路面亮度总均勻度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勻度Ul 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fev = Σ Ei/n。所述的路面照度均勻度化指路面上最小照度与平均照度的比值，公式化= 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，以致弓丨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(Tl)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、路面亮度总均勻度Uo、路面亮度纵向均勻度UL、 路面平均照度fev、路面照度均勻度化、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Tl、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
眉、ο
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
4亮度、亮度均勻度、照度均勻度、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系统作为测试设备所述的车载道路照明现场测量系统是在车辆上装设多通道亮度采集系统、多通道 照度采集系统、眩光检测系统、路面反射特性测试仪、光谱色度测试系统和距离测量及定位 系统；所述的多通道亮度采集系统和眩光检测系统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系统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系统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系统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系统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系统的车 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系统和眩光检测系统在距离测量 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系统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，通过光谱色度测试系统进行采样。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 场测量系统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。
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系统示意图；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。
具体实施例方式本发明一种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系统作为测试设备(见图2)；
所述的车载道路照明现场测量系统是在车辆上装设多通道亮度采集系统1、多通 道照度采集系统2、眩光检测系统3、路面反射特性测试仪4、光谱色度测试系统5和距离测 量及定位系统6。所述的多通道亮度采集系统1和眩光检测系统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系统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系统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系统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系统6对当前测量位置进行定位，为习有技术，可以是GPS 卫星定位系统，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系统)前方 86M处；如图2所示，该车载道路照明现场测量系统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系统1和眩光检测系统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系统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 者观察的亮度均勻性”。(2)照度测量点取样通过多通道照度采集系统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，通过光谱色度测试系统5进行采样。所述的失能眩光用阈值增量考核阈值增量(Tl)通过如下公式计算
k. ETI - ,0.80 Li (0/o)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
「 Γ V~
「00761 A' = 641· 1+ —~~
L 」Iv 66為
L ν ζ」(9 > 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WV4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Γ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系统作为测试设备，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。
权利要求
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系统作为测试设备所述的车载道路照明现场测量系统是在车辆上装设多通道亮度采集系统、多通道照 度采集系统、眩光检测系统、路面反射特性测试仪、光谱色度测试系统和距离测量及定位系 统；所述的多通道亮度采集系统和眩光检测系统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系统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系统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系统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系统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系统的车辆在 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系统和眩光检测系统在距离测量区域 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系统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，通过光谱色度测试系统进行采样。
全文摘要
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系统作为测试设备，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系统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。
文档编号G01J5/60GK102103015SQ20091011309
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者叶荣南 申请人:厦门市光电子行业协会, 叶荣南