PL240699B1

PL240699B1 - Układ do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego

Info

Publication number: PL240699B1
Application number: PL432928A
Authority: PL
Inventors: Jacek DYLAK; Jacek Dylak; Jan Lalek; Mikołaj Przybyła
Original assignee: Gl Optic Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2022-05-23
Also published as: EP3865835A1; PL432928A1

Abstract

Układ do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego, zawierający matrycowy miernik luminancji oraz znaczniki (2) pola pomiarowego, ustawione na obwiedni pola pomiarowego (3), charakteryzujący się tym, że zawiera co najmniej cztery znaczniki (2) pola pomiarowego (3), wysyłające sygnał świetlny do miernika luminacji, który podczas pomiaru oświetlenia zostaje zarejestrowany w obrazie luminancji i wyznacza w tym obrazie obszar pola pomiarowego, przy czym każdy znacznik (2) składa się z płaskiej obudowy, w której zabudowane są: źródło światła, układ optyczny formujący wiązkę świetlną i źródło zasilania w taki sposób, że źródło światła i układ optyczny formujący wiązkę świetlną znajdują się w górnej części obudowy, posiadającej ściany boczne przepuszczalne dla światła.

Description

PL 240 699 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru oświetlenia dużych powierzchni, zwłaszcza oświetlenia drogowego.

Rozwiązanie według wynalazku jest przeznaczone do pomiaru oświetlenia dużych powierzchni, zwłaszcza jezdni drogi, ale także hali boiska i tym podobnych.

W przypadku pomiaru oświetlenia drogowego mierzy się luminancję nawierzchni z odległości 60 metrów w prostokącie zawartym pomiędzy dwoma kolejnymi słupami oświetleniowymi. Odległości pomiędzy słupami może wynosić od około 30 metrów do nawet 100 metrów, a szerokość drogi może wahać się od około 7 metrów do 12 metrów.

Do niedawna pomiar oświetlenia drogowego był wykonywany przy użyciu punktowego miernika luminancji. Pomiar oświetlenia dużej powierzchni tą metodą jest żmudny, obarczony dużym prawdopodobieństwem popełnienie błędu podczas wykonywania pomiaru oraz charakteryzuje się niską powtarzalnością. Wraz z upowszechnieniem się technologii sensorów matrycowych CCD oraz CMOS rozpoczęto wykorzystywać mierniki matrycowe do pomiaru luminancji oświetlenia drogowego. Wykonanie jednego pomiaru przy pomocy miernika matrycowego, pozwala zarejestrować wartość luminancji w wielu punktach pola pomiarowego jednocześnie. Warunkiem jest naniesienie na uzyskany obraz punktów pomiarowych, mieszczących się w określonym polu pomiarowym, spełniających wymagania dokumentów normatywnych, regulujących zasady pomiaru oświetlenia drogowego. Zaznaczenie pola pomiarowego w zarejestrowanym obrazie luminancji wymaga użycia znaczników pola pomiarowego, ze względu na małą ilość światła emitowanego przez nawierzchnię jezdni oraz niewielki kontrast obrazu. Wartości luminancji nawierzchni jezdni jest rzędu kilku kandeli na metr kwadratowy. Wyznaczenie pola pomiarowego w obrazie luminancji bez użycia znaczników wiąże się z wysokim ryzykiem popełnienia błędu.

W znanych sposobach pomiaru oświetlenia jezdni przy użyciu matrycowych mierników luminancji, do wyznaczania pola pomiarowego wykorzystuje się różnego rodzaju pasywne znaczniki w postaci białych elementów poziomych lub pionowych, przy czym dostawca sprzętu pomiarowego nie dostarcza użytkownikowi znaczników. Użytkownik urządzenia pomiarowego musi samodzielnie przygotować znaczniki do oznaczenia pola pomiarowego, a następnie ręcznie oznaczyć pole pomiarowe w obrazie zarejestrowanym przy pomocy miernika matrycowego. Powoduje to wydłużenie czasu pomiaru oraz wprowadza niepewność i brak powtarzalności oznaczania pola pomiarowego. Poza tym pasywne znaczniki w postaci białych elementów pionowych lub poziomych słabo wyróżniają się w obrazie luminancji, zarejestrowanym w warunkach niskiego oświetlenia co sprawia, że określenie ich pozycji w obrazie nie jest precyzyjne. Według normy określającej zasady pomiaru oświetlenia drogowego pole pomiarowe wyznacza się pomiędzy dwoma kolejnymi słupami oświetleniowymi, jednakże wykorzystanie słupów oświetleniowych jako znaczników pola pomiarowego nie pozwala na precyzyjne wyznaczenia tego pola w obrazie matrycowego miernika luminancji. Jest to spowodowane faktem, że słupy oświetleniowe znajdują się w pewnej odległości od krawędzi jezdni. Zastosowanie znaczników pionowych o znacznej wysokości może być także powodem dodatkowego błędu w ocenie pola pomiarowego, wynikającego ze znaczącego efektu skrótu perspektywicznego. Chiński patent CN105628194 B ujawnia metodę dynamicznego pomiaru oświetlenia drogowego z wykorzystaniem pionowego znacznika pasywnego i matrycowego miernika luminancji, ale znacznik jest ustawiony poza obszarem pola pomiarowego i służy do określenia pozycji urządzenia pomiarowego, w których rozpoczyna się i kończy ciągły pomiar luminancji.

Próby wykorzystania lamp sygnalizacyjnych lub innych powszechnie dostępnych źródeł światła jako znaczników pola pomiarowego nie dały spodziewanego efektu. Duże natężenie emitowanego przez nie światła i zwykle duże pole świecące powodują, że w obrazie matrycowego miernika luminancji następuje przelanie pikseli matrycy w obszarze znacznika, uniemożliwiając tym samym precyzyjne wskazanie położenia znacznika na zarejestrowanym obrazie.

Celem rozwiązania według wynalazku było opracowanie układu do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego, zawierającego matrycowy miernik luminancji oraz aktywne znaczniki pola pomiarowego, wysyłające sygnał do urządzenia pomiarowego, który umożliwia wyznaczenie pola pomiarowego w obrazie luminancji, zarejestrowanym przez miernik matrycowy.

Układ do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego zawiera matrycowy miernik luminancji oraz znaczniki pola pomiarowego, ustawione na obwiedni pola pomiarowego, charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej 4 znaczniki pola pomiarowego, wysyłające sygnał świetlny do miernika

PL 240 699 B1 luminacji, który podczas pomiaru oświetlenia zostaje zarejestrowany w obrazie luminancji i wyznacza w tym obrazie obszar pola pomiarowego, przy czym każdy znacznik składa się z płaskiej obudowy, w której zabudowane są: źródło światła, układ optyczny formujący wiązkę świetlną i źródło zasilania w taki sposób, że źródło światła i układ optyczny formujący wiązkę świetlną znajdują się w górnej części obudowy, posiadającej ściany boczne przepuszczalne dla światła.

Korzystnym jest, że luminancja źródła światła znacznika przewyższa luminancję innych elementów pola pomiarowego, co pozwala na jednoznaczną identyfikację znacznika w obrazie z miernika luminancji.

Korzystnie jest, gdy źródło światła w znaczniku stanowi dioda LED.

Korzystnie jest, gdy źródło światła w znaczniku ma charakterystykę kierunkową w płaszczyźnie poziomej, w celu zwiększenie efektywności świecenia.

Korzystnie jest, gdy źródło światła w znaczniku ma charakterystykę dookólną w płaszczyźnie poziomej, w celu uniezależnienia wykrywalności znacznika od sposobu jego ułożenia.

Korzystnie jest, gdy źródło światła w znaczniku ma charakterystykę kierunkową w płaszczyźnie pionowej.

Korzystnym jest, że znacznik posiada bateryjne lub akumulatorowe źródło zasilania.

Korzystnym jest, że znacznik posiada manualny lub automatyczny włącznik zasilania, przy czym automatyczny włącznik zasilania aktywuje znacznik natychmiast po wyjęciu z opakowania transportowego i dezaktywuje go po ponownym umieszczeniu w opakowaniu transportowym.

Korzystnym jest, że obudowa znacznika jest wykonana z ciemnego PVC, anodowanego aluminium lub innego materiału zapewniającego ochronę przed wpływem niekorzystnych warunków atmosferycznych.

Korzystnym jest, że punkty położenia znaczników, zarejestrowane w obrazie z miernika luminancji można połączyć ręcznie w oprogramowaniu w celu wyznaczenia pola pomiarowego.

Korzystnym jest, że punkty generowane przez znaczniki w obrazie z miernika luminancji mogą zostać połączone automatycznie przez oprogramowanie w celu wyznaczenia pola pomiarowego.

Rozwiązanie według wynalazku ma przede wszystkim tę zaletę, że użytkownik wraz z obrazowym miernikiem luminancji otrzymuje komplet akcesoriów potrzebnych do wykonania pomiaru. Źródło światła w znaczniku pola pomiarowego jest umieszczone na małej wysokości, co ogranicza błąd pozycjonowania wynikający ze skrótu perspektywicznego. Ponadto fabryczne dopasowanie jasności znaczników do charakterystyki miernika zapewnia doskonałą widoczność znaczników zarówno podczas pomiaru, jak i w rejestrowanym obrazie z miernika luminancji. Umożliwia to precyzyjną lokalizację położenia znacznika w zarejestrowanym obrazie, a tym samym poprawne określenie pola pomiarowego. Korzystny wpływ na precyzję lokalizacji obrazu znacznika w obrazie matrycowego miernika luminancji mają także niewielkie rozmiary obrazu źródła światła w zarejestrowanym obrazie. Niewielkie gabaryty znaczników według wynalazku ułatwiają transport do i z miejsca pomiaru. Możliwość automatycznego wyznaczania pola pomiarowego przez oprogramowanie, bez konieczności angażowania użytkownika, ułatwia obsługę miernika oraz istotnie skraca czas wykonania pomiaru.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok układu do pomiaru oświetlenia w trakcie pomiaru, fig. 2 p rzedstawia widok usytuowania znaczników pola pomiarowego z pozycji miernika luminancji, fig. 3 przedstawia perspektywiczny widok znacznika pola pomiarowego, fig. 4 przedstawia płytkę PCB, w widoku od góry, fig. 5 przedstawia widok górnej części znacznika pola pomiarowego w przekroju poprzecznym wzdłuż linii AA, fig. 6 przedstawia płytkę PCB, w widoku od dołu, fig. 7 przedstawia widok przekroju poprzecznego znacznika pola pomiarowego z zaznaczonym katem świecenia w osi pionowej, a fig. 8 przedstawia znacznik pola pomiarowego w widoku od góry z zaznaczonymi kątami świecenia w płaszczyźnie poziomej.

Układ do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego zawiera matrycowy miernik luminancji 1 oraz znaczniki 2 pola pomiarowego 3, usytuowane na obwiedni tego pola. Jak pokazano na fig. 1, znaczniki 2 zostały ustawione w narożnikach prostokątnego pola pomiarowego 3, na krawędziach powierzchni jezdni 4, na wysokości sąsiadujących słupów oświetleniowych 5 w taki sposób, aby były dobrze widoczne z pozycji pomiarowej. Znaczniki 2 pola pomiarowego, wysyłają sygnały świetlne do miernika luminancji 1, które podczas pomiaru oświetlenia zostają zarejestrowane w obrazie luminancji. Przez połączenie w zarejestrowanym obrazie punktów odpowiadających sygnałom świetlnym emitowanym przez znaczniki 2, zostaje wyznaczone pole pomiarowe w tym obrazie. Operacja wyznaczenia pola pomiarowego w obrazie z miernika luminancji 1 jest wykonywana w oprogramowaniu miernika ręcznie

Claims

PL 240 699 B1 lub automatycznie. Każdy znacznik 2 składa się z płaskiej, cylindrycznej, dwuczęściowej obudowy 6, w której są zabudowane: dioda LED jako źródło światła 8, układ optyczny 9 formujący wiązkę świetlną, źródło zasilania 10 i wyłącznik 11. Dolna część obudowy 6 stanowi podstawę 6a znacznika 2, natomiast górna część stanowi jego pokrywę 6b. Podstawa 6a i pokrywa 6b obudowy 6 są połączone w sposób zapewniający szczelność i odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne. W centralnej części pokrywy znajduje się cylindryczne wybrzuszenie 12, którego boczne ściany są przepuszczalne dla światła. W cylindrycznym wybrzuszeniu 12 pokrywy 6b jest zabudowana płytka PCB 7 z zamontowaną na jej górnej powierzchni diodą LED, stanowiącą źródło światła 8 i układ optyczny 9 formujący wiązkę świetlną. Luminancja źródła światła 8 przewyższa luminancję innych elementów pola pomiarowego, co pozwala na jednoznaczną identyfikację znacznika 2 w obrazie z miernika 1 luminancji. Na dolnej powierzchni płytki PCB 7 jest zamontowana bateria, stanowiąca źródło zasilania 10 układu elektronicznego oraz włącznik zasilania 11. Przystępując do pomiaru oświetlenia drogowego znaczniki 2 wyjmuje się z opakowania transportowego, załącza źródło światła 8 przy pomocy włącznika 11 i ustawić w narożnikach pola pomiarowego, tak aby były dobrze widoczne z pozycji miernika luminancji 1. W przypadku znaczników 2 z automatycznym włącznikiem 11, znacznik jest aktywowany w chwili wyjęcia z opakowania transportowego i dezaktywuje się po ponownym umieszczeniu go w opakowaniu transportowym.

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ do pomiaru oświetlenia, zwłaszcza oświetlenia drogowego zawierający matrycowy miernik luminancji oraz znaczniki pola pomiarowego, ustawione na obwiedni pola pomiarowego, znamienny tym, że zawiera co najmniej cztery znaczniki (2) pola pomiarowego (3), wysyłające sygnał świetlny do miernika luminacji (1), który podczas pomiaru oświetlenia zostaje zarejestrowany w obrazie luminancji i wyznacza w tym obrazie obszar pola pomiarowego, przy czym każdy znacznik (2) składa się z płaskiej obudowy (6), w której zabudowane są: źródło światła (8), układ optyczny (9) formujący wiązkę świetlną i źródło zasilania (10) w taki sposób, że źródło światła (8) i układ optyczny (9) formujący wiązkę świetlną znajdują się w górnej części obudowy (6), posiadającej ściany boczne przepuszczalne dla światła.
2. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że luminancja źródła światła znacznika (2) przewyższa luminancję innych elementów pola pomiarowego (3).
3. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło światła (8) w znaczniku (2) stanowi dioda LED.
4. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło światła (8) w znaczniku (2) ma charakterystykę kierunkową w płaszczyźnie poziomej.
5. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło światła (8) w znaczniku (2) ma charakterystykę dookólną w płaszczyźnie poziomej.
6. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło światła (8) w znaczniku (2) ma charakterystykę kierunkową w płaszczyźnie pionowej.
7. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że znacznik (2) posiada bateryjne lub akumulatorowe źródło zasilania (10).
8. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że znacznik (2) posiada manualny lub automatyczny włącznik (11) zasilania, przy czym automatyczny włącznik (11) aktywuje znacznik (2) natychmiast po wyjęciu z opakowania transportowego i dezaktywuje po ponownym umieszczeniu znacznika (2) w opakowaniu transportowym.
9. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa (6) znacznika (2) jest wykonana z ciemnego PVC, anodowanego aluminium lub innego materiału zapewniającego ochronę przed wpływem niekorzystnych warunków atmosferycznych.
10. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że punkty położenia znaczników (2), zarejestrowane w obrazie z miernika luminancji (1), można połączyć ręcznie w oprogramowaniu miernika (1) w celu wyznaczenia pola pomiarowego.
11. Układ do pomiaru oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że punkty generowane przez znaczniki (2) w obrazie z miernika luminancji (1) mogą zostać połączone automatycznie przez oprogramowanie miernika luminancji (1), w celu wyznaczenia pola pomiarowego.