公路隧道照明评估装置及动态评估方法与流程

本发明属于道路交通设施设备领域，尤其涉及一种公路隧道照明评估装置及动态评估方法。

背景技术：

公路隧道在现代公路路网运输中起着不可替代的作用。随着经济建设的快速发展，公路建设尤其是高速公路建设得到了迅猛发展；同时，随着高速公路日渐向山区延伸，隧道建设方案被广泛采用，隧道的数量和规模日益增多。截止到2013年，全国公路隧道为10022处、805.27万米。其中特长隧道441处、198.48万米，长隧道1944处、330.44万米。目前大部分隧道都会设置照明设施保障行车安全。

公路隧道道路照明计算，一般计算路面的平均照度，再用逐点法计算路面任意点的水平照度作为校验，用亮度计和照度计对现场实测来评价道路照明效果。光度测量技术最重要的任务在于创造最佳条件，使人们得到所要测量的光度量值的精确结果。传统的亮度测量方法是点对点的测量方式，若要测量整个物体表面的亮度分布，则必须采用逐点扫描法进行测量，仪器结构复杂而且测量效率低。

亮度测量都需要在路面布点，测量对象有数十个点，测量过程需要的时间比较长，而且参加的测量的人数比较多，效率非常低，而且高速公路的隧道都是唯一通道，交通不能中断，为此测量只能在晚上进行或车辆少的时候，存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供操作简单、测量效率高且测量精度高的一种公路隧道照明评估装置。本发明的另一个目的在于提供一种公路隧道照明动态评估方法。

为了实现以上目的，本发明采用了以下技术方案：

公路隧道照明评估装置，包括壳体，壳体前侧安装有成像镜头，壳体的后侧安装有显示屏，壳体的侧面安装有用于检测环境亮度的亮度传感器，壳体的上方安装有定位天线，壳体内设有用于给装置供电的电源、用于处理数据的中央处理器、与成像镜头连接的成像芯片、与定位天线连接的定位芯片、用于检测车速的车速传感器及内置可调取样网格线和标线的取样模块，亮度传感器与中央处理器连接，取样模块与中央处理器连接，定位芯片与中央处理器连接，成像芯片通过视频采集接口或图像采集接口与中央处理器连接，车速传感器通过车速传感器接口连接中央处理器，中央处理器通过视频输出接口或图像输出接口与显示屏连接。

作为优选，壳体下方设有防震云台。

作为优选，壳体后侧安装有操作控制装置，操作控制装置通过操作控制接口连接中央处理器，所述操作控制装置可以是控制按钮或触摸屏。

作为优选，壳体上设有数据输出接口，数据输出接口与中央处理器连接，数据输出接口的数据输出动作由操作控制装置控制。

作为优选，亮度传感器的角度可调节。

作为优选，壳体内部设由用于存储图像数据的存储硬盘。

公路隧道照明动态评估方法，包括以下步骤：1)将上述的公路隧道照明装置评估安装在车辆上；2)接通设备电源并根据所需测试的道路、隧道调整取样模块、亮度传感器及车速传感器的参数；3)从测试路段的检测起点开始录像操作获取视频数据，至检测终点结束录像；4)对视频数据进行处理；5)导出检测结果；其中，步骤4)中，处理图像数据时，将取样模块中预设的取样网格线和标线叠置到图像画面中，且取样网格线分层设置。

作为优选，步骤1)中的设备安装在车辆右侧后视镜前1.3～1.5米高度。

作为优选，步骤3)中的测试路段，当测试路段是二车道时，车辆行驶在左侧车道；当测试路段是三车道时，车辆行驶在中间车道；当测试路段是四车道时，车辆行驶在左侧第二车道。

上述公路隧道照明动态评估方法，在进行道路亮度测量时不需要人工进行路面布点，只要一人操作即可完成整个测量过程，效率高。并且，公路隧道照明评估装置只需要一次安装，并且由于设置有防震云台，装置在整个测量过程中高度和测量中心始终保持一致，同时可以避免测量过程中因操作人员手晃动引起的数据偏差。同时，由于带有取样模块，在检测过程之前不需要沿路面建立标线并沿标线设置取样装置。且设置亮度传感器结合图像处理可直接得到检测路段的平均亮度。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图。

图2为本发明的系统框架图。

图3为本发明的取样模块内置的网格示意图。

图4为本发明显示屏显示的叠加网格线上后的视频画面示意图。

具体实施方式

如图1～图2所示的公路隧道照明评估装置，包括壳体，壳体下方设有防震云台7。壳体前侧安装有成像镜头1，壳体的后侧安装有显示屏5及操作控制装置6，壳体的侧面安装有用于检测环境亮度的亮度传感器3，壳体的上方安装有定位天线8，壳体内设有用于给装置供电的电源10、用于处理数据的中央处理器13、与成像镜头1连接的成像芯片2、内置可调取样网格线和标线的取样模块12、与定位天线8连接的定位芯片9、用于检测车速的车速传感器4、与定位天线8连接的定位芯片9及用于存储数据的存储硬盘11。

取样模块12与中央处理器连接，定位芯片9与中央处理器13连接，成像芯片2通过视频采集接口与中央处理器13连接，中央处理器13通过视频输出接口与显示屏5连接，操作控制装置6通过操作控制接口连接中央处理器13，亮度传感器3与中央处理器13连接，车速传感器4通过车速传感器接口连接中央处理器13。

本装置用于动态采集公路隧道中的平均亮度，使用时通过防震云台安装在在隧道中行驶的车辆上，进入隧道后从隧道的入口开始工作到隧道的出口结束。其中成像镜头1用于获取待检测隧道中的视频图像，根据人在驾驶过程中的视觉特征，本实施例中选取40度视角、定焦、定距的视频镜头。成像芯片2用于将成像镜头1获取到的光学影像转换为数字信号，并通过视频采集接口将得到的数字信号发送到中央处理器13处理。为了获取高清晰度的图像，本实施例中的成像芯片2采用1800万像素的CCD芯片。如图3和图4所示，中央处理器13调取取样模块12中的取样模板(如图3)对获取图像按预设的标线及网格线进行分割并进行灰度处理。亮度传感器3用于采集当时的环境亮度，亮度传感器3的角部可调，便于检测不同方向上的亮度，获取更精确的亮度值。根据亮度传感器3获得的亮度值，与经过中央处理器13处理后的图像的对应位置的灰度值结合即可直接获得路面的亮度值。本实施例采用的灰度化处理的方法为现有技术，在此不再赘述。并且经过网格线分割后的图像，只需要计算出其中一格图像的亮度值即可得到一帧图像上其他网格中的亮度，计算方便。本装置设有与中央处理器13连接的存储硬盘11用于存储视频数据，同时中央处理器13通过视频输出接口与显示屏5连接，显示屏5显示的画面如图4所示，取样模块12内置的网格线叠加到成像镜头1拍摄到的画面上显示。由于评估公路隧道中的亮度时评价的是隧道中的平均亮度，因此在设置定位天线和定位芯片用于测距和定位。本实施例中的定位天线选用的是北斗卫星天线，定位芯片选用的是北斗芯片组。在装置工作过程中，根据定位每百米或自定义在视屏图像上加以标记便于分段分析数据和定位实际位置，以便最终可以计算得到隧道内的平均亮度。由于采用定位天线定位来测距时，对于短距离内的位置变化的测量可能存在较大的误差，因此设置车速传感器4与定位天线配合测距。并且，本装置设有用于连接打印机等外设的数据输出接口。检测结束后，连接在数据输出接口的打印机可直接输出包括隧道的平均亮度及亮度差的检测结果。数据传输接口传输数据的动作通过操作控制装置6控制。

根据行车视觉机理，本装置安装于车辆右侧后视镜前1.3-1.5米高度。可根据道路设计车速来选择成像镜头1焦距，以符合人行车视觉机理取得行车环境的量化数据供分析和判断。

公路隧道照明动态评估方法包括以下步骤：(1)将上述公路隧道照明评价装置安装在车辆上；(2)接通设备电源并根据所需测试的道路、隧道调整取样模块12、亮度传感器2及车速传感器4的参数；(3)从测试路段的检测起点开始录像操作获取视频数据，至检测终点结束录像；(4)对视频数据进行处理；(5)导出检测结果。其中，步骤(1)中的设备安装在车辆右侧后视镜前1.3～1.5米高度，该高度范围根据行业评估标准选定。步骤(3)中的测试路段，当测试路段是二车道时，车辆行驶在左侧车道；当测试路段是三车道时，车辆行驶在中间车道；当测试路段是四车道时，车辆行驶在左侧第二车道。步骤(4)中，处理图像数据时，将取样模块12中预设的取样网格线和标线叠置到图像画面中，且取样网格线分层设置，即在第一层网格中选取一格单独用网格线分割，可根据需要多层分割。

上述公路隧道照明动态评估方法，在进行道路亮度测量时不需要人工进行路面布点，只要一人操作即可完成整个测量过程，效率高。并且，公路隧道照明评估装置只需要一次安装，并且由于设置有防震云台，装置在整个测量过程中高度和测量中心始终保持一致，同时可以避免测量过程中因操作人员手晃动引起的数据偏差。同时，由于带有取样模块12，在检测过程之前不需要沿路面建立标线并沿标线设置取样装置。且设置亮度传感器结合图像处理可直接得到检测路段的平均亮度。