路面亮度检测

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1、路面亮度检测精品1 引言随着 LED 路灯的推广普及，大量的新装 LED 路灯的路面需要进行路面性能测 试。根据现行道路照明设计标准CJJ45-2006，衡量路面照明质量性能指标包括路 面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀度、路面平均照度、路面照度 均匀度、路面维持平均亮度（照度）、眩光阀值增量最大值、环境比等。由于测试方 法的复杂性，大多数 LED 路灯路面性能测试以照度指标为主要内容，亮度性能测试 的研究较少，按照标准方法进行测试对 LED 路灯来进行路面亮度测试的就更少。路面亮度是评价路面照明质量的重要参数之一，CJJ45-2006标准中路面亮度测 试按照国际照明委员会（简称C

2、IE）有关规定在路面上预先设定的点上测得各点亮度 的值，并以此为基础计算路面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀 度。由于亮度测试过程中对测试的环境要求比较高，路面行驶的车辆会对 LED 路灯 的路面亮度测试造成较大的影响，因此测试需要封路进行，由于 CIE 要求路面的测 试点布置较多,达到 30 点每测试段，因此测试一段 4 车道的路面，需要测试时间近 1 小时，因此，进行 路面亮度测试会对道路正常交通造成较大的阻碍。为解决路面亮度测试面临的问题，东莞质检中心按照 CIE 的相关标准要求，建 设了户外 LED 路灯测试场，通过测试场的建设达到了 LED 路灯的路面照明质量测试 的“统

3、一测试环境，统一测试设备，统一测试方法”的三个统一。本文通过与柯尼卡美能达合作，研究如何基于成像亮度计进行路面亮度相关性 能的测试，并给出了试验测试结果。本文的研究为 LED 路灯的路面亮度测试提出了 新的思路，为 LED 路灯的照明质量测试的标准研究提供了试验数据。2 路面亮度测试方法概述2.1 CIE路面亮度测试方法根据CIE140道路照明计算方法的规定，道路亮度测试的布点方式如图1所示:图1. 路面亮度测试的布点位置其中，S为两盏路灯的间距，N为布点的排数，D为测试点之间的距离，布点的测试位置编号为1-30，详见图1，测试者的位置如图2所示。图2. 路面亮度测试的观察者位置其中，Wt为路

4、宽，测试点距离被测路段的距离为60米，如图3所示:图3. 路面亮度测试观察者距离测试路段的距离3( 路面亮度测试研究本文在东莞质检中心路灯户外测试场按照CIE140规定的测试方法，分别用点式亮度计和成像亮度计对路面亮度相关指标进行测试，测试环境如图5所示，测试 在晚上20点进行，背景照度0.12 Lx。图4.路灯户外测试场3.1点式亮度计测试在实验中，我们按CIE140道路照明计算方法，用点式分光辐射亮度计CS-2000A（在0.1度测量角设置下，保证精度的最低测量亮度为0.05cd/m2，远低于路面最低亮度0.5 cd/m2）测量60米外的亮度分布，仪器被设置于1.5米的高度， 用标准镜头，

5、选择0.1度测量角进行测量，测量速度设置为Fast。本文在路灯户外测试现场布置两盏LED路灯，间距30米，灯杆高度为12米， 测试单车道的亮度相关指标。我们按照CIE140道路照明计算方法，在距离仪器60米外的路面，取30米长 的单车道为评估区域，按纵轴方向每隔3米布一个点，共设3条纵轴，评估区域里 共30个样点。在测量时，以CS-2000A按横向从左到右，由近至远，呈Z字形顺序 瞄点。如图5所示:图 5. 样点分布方法及瞄点顺序我们通过点式亮度计的目镜观察，需把测量区域完全覆盖所观察的样点，则读 出数据为该样点的平均亮度值。用分光辐射亮度计CS-2000A读取了 30个样点的亮 度值后，我们

6、可以对这些样点所在的区域进行亮度指标的评估。但需注意的是，点与点间的位置，此时并没有列入我们的取点范围，在间隔的 区域并没有相应的亮度数据。客观的环境因素（如沥青分布的均匀度和路面积水 等），都有可能对路面不同点的反射亮度造成影响，所以测得样点的亮度数据适合 做亮度均匀性的分析。分光辐射亮度计CS-2000A测得30个点的亮度值如表1所示:测试值值2)21.4B5&a9101.09131 001517202122230.S22426272B29300.S1O.8S1 26T 111 121.261.050.3& 931 020.931.W.S60.921 引言D卫了点位测试点亮度测试点位宣随着

7、LED路灯的推广普及，大量的新装LED路灯的路面需要进行路面性能测 试。根据现行道路照明设计标准CJJ45-2006，衡量路面照明质量性能指标包括路 面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀度、路面平均照度、路面照度 均匀度、路面维持平均亮度（照度）、眩光阀值增量最大值、环境比等。由于测试方 法的复杂性，大多数LED路灯路面性能测试以照度指标为主要内容，亮度性能测试 的研究较少，按照标准方法进行测试对LED路灯来进行路面亮度测试的就更少。路面亮度是评价路面照明质量的重要参数之一，CJJ45-2006标准中路面亮度测 试按照国际照明委员会（简称CIE）有关规定在路面上预先设定的点上测得各点

8、亮度 的值，并以此为基础计算路面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面亮度纵向均匀 度。由于亮度测试过程中对测试的环境要求比较高，路面行驶的车辆会对LED路灯 的路面亮度测试造成较大的影响，因此测试需要封路进行，由于CIE要求路面的测 试点布置较多,达到30点每测试段，因此测试一段4车道的路面，需要测试时间近1小时，因此，进行 路面亮度测试会对道路正常交通造成较大的阻碍。为解决路面亮度测试面临的问题，东莞质检中心按照CIE的相关标准要求，建 设了户外LED路灯测试场，通过测试场的建设达到了 LED路灯的路面照明质量测试 的“统一测试环境，统一测试设备，统一测试方法”的三个统一。本文通过与柯尼卡美能达

9、合作，研究如何基于成像亮度计进行路面亮度相关性 能的测试，并给出了试验测试结果。本文的研究为LED路灯的路面亮度测试提出了 新的思路，为LED路灯的照明质量测试的标准研究提供了试验数据。2 路面亮度测试方法概述2.1 CIE路面亮度测试方法根据CIE140道路照明计算方法的规定，道路亮度测试的布点方式如图1所示：图1. 路面亮度测试的布点位置其中，S为两盏路灯的间距，N为布点的排数，D为测试点之间的距离，布点的测试位置编号为1-30，详见图1，测试者的位置如图2所示。0一XM/2IWV2从表1的测试结果，可计算得出路面的亮度平均值为l.llcd/m2,路面亮度均 匀度为0.74，路面亮度纵向均

10、匀度0.59。3.2 成像亮度计测试本文实验中，我们用柯尼卡美能达的二维色彩亮度计CA-2000（保证精度的最低 测量亮度为0.1cd/m2，远低于路面最低亮度0.5 cd/m2）测量路面。CA-2000百万 像素CCD，高分辨率显示的特点，可帮助操作人员清晰地拍下路面图片，通过图片 可以观察到路面每个像素点的亮度参数。图 6. 用二维色彩亮度计 CA-2000 测路面场景二维色彩分析仪亮度计CA-2000的设置为:配长焦镜头，设置980X980分辨 率，搭配三脚支架，置于同样的高度和位置进行测量。（其它相关设置不做详细介 绍）用CA-2000对60米外的路面进行3次测量，在软件中分析选择区域

11、的亮度变 化。通过软件选取需要了解的区域，并由软件直接得出该区域的亮度平均值、最大 值、最小值。图 7:测试指定区域内的亮度参数在同等条件下，我们取 3 次的测量数据分析，然后以亮度的最小值和平均值计 算出选择区域的亮度均匀性。结果分析如表 2 所示:表 2: 使用成像亮度计测试结果猱弑内容mi#fct2测试3亮度平均fi1 231.221.19英度戳大值Ccd.m-33,671903 48亮度最小值（triiuO0.580.580.60总均匀度0470.4S0.5Q根据成像亮度计 CA-2000 的测量结果，3 次测量选择区域的亮度纵向均匀度数 据一致性很好，从测试结果可以计算得出使用成像亮

12、度计测试的路面的亮度平均值 位为1.21cd/m2，路面亮度均匀度为0.48。为测试路面的纵向均匀度，在测试路面的成像效果图上，按照标准要求取指规 定路段的测试路中间的纵向亮度最小值比最大值，测试效果如图8所示:图 8:测试指定区域内的纵向均匀度如图9 所示，正方形框选区域为指定测量区域，我们通过伪彩色显示图进行数 据分析,可以更直观的看出该区域的亮度分布,:深蓝色是亮度较低的区域,浅蓝色是 亮度较高的区域,绿色则是该区域最高亮度的区域。.图 9:指定区域的伪彩色显示图三次测试的路面亮度纵向均匀度测试结果如表 3 所示:测试内容测试1测试2JK3売渡最小值(cdjin-)0.900.870.S

13、8梵度最大值(cdTu3)1.521.4SL49売度纵冋均匀度0.590.590.59表 3 路面亮度纵向均匀度测试结果4. 测试结果分析在亮度测试的点式亮度测试的基础上与成像亮度计的性能对比研究。从上述测试同一幅路面，使用点式亮度计测试和成像亮度计的亮度参数比较结果如表 4 所示:测试內睿点式亮度计成像亮度计鳧度纵问均匀度丄毀鳧度均匀度0 7+ OAS亮度平均值值【如1J.I1 11表4 点式亮度计和成像亮度计测试结果对比图2. 路面亮度测试的观察者位置其中，Wt为路宽，测试点距离被测路段的距离为60米，如图3所示:L60lll1图3. 路面亮度测试观察者距离测试路段的距离3( 路面亮度测试

14、研究本文在东莞质检中心路灯户外测试场按照CIE140规定的测试方法，分别用点式亮度计和成像亮度计对路面亮度相关指标进行测试，测试环境如图5所示，测试在晚上20点进行，背景照度0.12 Lx。图4.路灯户外测试场3.1点式亮度计测试在实验中，我们按CIE140道路照明计算方法，用点式分光辐射亮度计CS-2000A（在0.1度测量角设置下，保证精度的最低测量亮度为0.05cd/m2，远低于 路面最低亮度 0.5cd/m2）测量60米外的亮度分布，仪器被设置于1.5米的高度，用标准镜头， 选择0.1度测量角进行测量，测量速度设置为Fast。本文在路灯户外测试现场布置两盏LED路灯，间距30米，灯杆高

15、度为12米， 测试单车道的亮度相关指标。我们按照CIE140道路照明计算方法，在距离仪器60米外的路面，取30米长的单车道为评估区域，按纵轴方向每隔3米布一个点，共设3条纵轴，评估区域里共30个样点。在测量时，以CS-2000A按横向从左到右，由近至远，呈Z字形顺序 瞄点。如图5所示:图 5. 样点分布方法及瞄点顺序我们通过点式亮度计的目镜观察，需把测量区域完全覆盖所观察的样点，则读 出数据为该样点的平均亮度值。用分光辐射亮度计CS-2000A读取了 30个样点的亮 度值后，我们可以对这些样点所在的区域进行亮度指标的评估。但需注意的是，点与点间的位置，此时并没有列入我们的取点范围，在间隔的 区域并没有相应的亮度数据。客观的环境因素（如沥青分布的均匀度和路面积水等），都有可能对路面不同点的反射亮度造