一種采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及道路照明領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道 路亮度分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 亮度評價方法在道路照明評價中變得越來越重要，但有關(guān)亮度的計算工作卻十分 缺乏。雖然用CIE(國際照明委員會)提供的路面反射表Ηβ，丫）可W計算道路的亮度分布， 但其實際的計算過程卻很困難。
[0003] 在道路照明的評價方法中，亮度評價比照度評價更為恰當(dāng)，特別是對于高速公路 的照明更是如此。運是由于亮度依賴于司機的觀察，它與道路交通事故是緊密相關(guān)的，而照 度只依賴儀器的測量。許多國家已經(jīng)把亮度評價作為道路照明質(zhì)量評價的主要方法，亮度 的計算在道路照明中變得越來越重要了。
[0004] 與傳統(tǒng)燈具相比，L抓可W比較容易地用各種透鏡來改變其光強分布，因此L抓道 路照明可W實現(xiàn)精確的光強分布，從而實現(xiàn)較高的道路照明亮度均勻性，而同時又能夠滿 足一定的照度均勻性，W滿足某些道路照明標(biāo)準(zhǔn)的要求。運種現(xiàn)實的可能性大大地增加了 道路照明工程對首先滿足均勻亮度分布而不是均勻照度分布的需求，運也提高了對Lm)燈 具的道路照明亮度分布計算的要求。但由于其復(fù)雜性，運種計算在W前是技術(shù)上的弱項，關(guān) 于照明亮度分布的分析還只能依賴與市售的照明軟件，而運些軟件的分析只能到有限的結(jié) 果，而且是不能按設(shè)計者的要求進行分析。迄今為止道路照明方面亮度分布計算的文章還 極少。
[0005] 道路的亮度與許多因素相關(guān)，包括不同的路面類型，光線的方向，觀察者的位置， 觀察的方向等。為了使得亮度分布的計算規(guī)范化，CIE(國際照明委員會)和PIARC(國際道路 會議常設(shè)協(xié)會)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)路面和標(biāo)準(zhǔn)觀察條件，運使得亮度計算有了標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 如圖1所示，β為入射面和觀察面的夾角，丫是燈具垂線和光線的夾角。簡化反射系 數(shù)表也稱為反射表，在此用Γ(β，丫）表示，下列的表1就是CIE出版的R3路面為例的Γ(β，丫） 表。
[0007] 表1CIE出版的R3路面的Γ(β，丫）表 [000引
[0009]
[0010] 用CIE提供的Γ(β，丫）表就可w用來計算路面亮度了。但是用Γ(β，丫）去計算通常 是直角坐標(biāo)下的道路時是很困難的。而且，考慮到r(e，丫）給出的只是道路上某一個點由一 個燈具引起的亮度貢獻，一個車道的亮度分布還必須考慮許每一個觀察點上各燈的貢獻之 和，加之道路還不止一個車道，可W想象計算將十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種直角坐標(biāo)下的路面反 射表計算道路亮度分布的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于道路亮度分布是基于直角坐標(biāo)而 CIE的反射表卻基于球坐標(biāo)，從而計算十分困難的問題。
[0012] 本發(fā)明提供的一種采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法，包括 步驟:S1、將球坐標(biāo)下的路面反射表Γ(β，丫）轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)下的路面反射表r(x，y);S2、根 據(jù)所述直角坐標(biāo)下的路面反射表Hx，y)分析路面特性;S3、結(jié)合所述路面特性根據(jù)所述直 角坐標(biāo)下的路面反射表r(x，y)計算道路亮度分布。
[0013] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S1包括步驟:S11、對所述球坐標(biāo)下的路面反 射表r(0，丫）進行內(nèi)插處理；S12、計算所述直角坐標(biāo)下的路面反射表;r(x，y)中相應(yīng)數(shù)據(jù)； S13、將道路中每一車道中有亮度貢獻的燈具的所述球坐標(biāo)下的路面反射表r(i3, 丫）的反射 系數(shù)相加得到對應(yīng)點新的所述直角坐標(biāo)下的路面反射表r(x，y)的反射系數(shù)。
[0014] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述有亮度貢獻的燈具的貢獻值至少為2% W上;所述 相應(yīng)數(shù)據(jù)包括路面類型、燈具的高度和燈具的間距。
[0015] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S2還包括:不同的所述道路類型對應(yīng)不同的 所述球坐標(biāo)下的路面反射表r(e，丫），并根據(jù)不同的所述球坐標(biāo)下的路面反射表Γ(β，丫）轉(zhuǎn) 換為對應(yīng)的所述直角坐標(biāo)下的路面反射表r (X，y)。
[0016] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S2還包括步驟:根據(jù)所述直角坐標(biāo)下的路面 反射表r(x，y)畫出路面的所述直角坐標(biāo)下的路面反射表r(x，y)的3D曲線圖。
[0017] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S2還包括步驟:取所述3D曲線圖中對應(yīng)車道 的2D曲線圖，并根據(jù)所述2D曲線圖分析對應(yīng)車道在車道延伸方向前后的燈光亮度衰減情 況。
[0018] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S3還包括步驟:S31、計算單個燈具對道路亮 度分布的貢獻;S32、計算單個車道的道路亮度分布;S33、計算整個道路的道路亮度分布。
[0019] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S31還包括:根據(jù)公式：8:::燃郵音，將燈的極 坐標(biāo)下的強度分布Ι(θ)轉(zhuǎn)換為燈的直角坐標(biāo)下的強度分布I(x);其中θ為光線與燈具法線 反向的夾角，Η為燈具安裝高度。
[0020] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S32還包括:單車道的亮度正比于反射系數(shù)和 光強的乘積;所述單車道的亮度分布的計算公式為:L(x)= Σ0 · (r(x，0) · Ι(χ))/Η2。
[0021] 于本發(fā)明的一實施方式中，所述步驟S33還包括:所述整個道路的亮度分布的計算 公式為：L(x，y)=IC· (;r(x，y) · I(x，y))/H2;其中，作為初級近似計算， 乃―= 戶，C為常數(shù)。
[0022] 如上所述，本發(fā)明具有W下有益效果:方便地計算單個車道和整個道路的亮度分 布，大大有利于分析給定燈具時道路的亮度如何分布，W及如何設(shè)計等亮度分布的燈具等。
【附圖說明】
[0023] 圖1顯示為路面反射的角度關(guān)系示意圖。
[0024] 圖2顯示為本發(fā)明采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例的流程方框圖。
[0025] 圖3顯示為本發(fā)明采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例的路面r(x，y)表的3D曲線圖。
[0026] 圖4顯示為圖3中y = 0時的2D曲線圖。
[0027] 圖5顯示為本發(fā)明采用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例的R系列沿路方向的反射系數(shù)示意圖。
[0028] 圖6顯示為本發(fā)明采用直角坐標(biāo)路面下的反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例的R系列垂直道路方向的反射系數(shù)示意圖。
[0029] 圖7顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)路面下的反射表計算道路亮度分布的方法一實施例 極坐標(biāo)下的強度分布圖。
[0030] 圖8顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施例 轉(zhuǎn)換后直角坐標(biāo)下的強度分布圖。
[0031] 圖9顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施例 單車道上單個燈具貢獻的亮度分布圖。
[0032] 圖10顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例單車道上單個燈間距內(nèi)的由五個燈具引起的各自的的亮度貢獻圖。
[0033] 圖11顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例單車道上單個燈間距內(nèi)的亮度分布圖。
[0034] 圖12顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例整個單車道的亮度分布圖。
[0035] 圖13顯示為本發(fā)明用直角坐標(biāo)下的路面反射表計算道路亮度分布的方法一實施 例整個車道的3D亮度分布圖。
【具體實施方式】
[0036] W下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人