一种地面光度测量装置、光度测量系统及测量方法
阅读说明：本技术 一种地面光度测量装置、光度测量系统及测量方法 (Ground luminosity measuring device, luminosity measuring system and measuring method ) 是由 卢菊香 刘天 彭振坚 梁胜龙 吴晓晨 蒋泳涛 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及光度测量装置技术领域,尤其涉及一种地面光度测量装置、光度测量系统及测量方法。一种地面光度测量装置包括安装支架、照度计本体和与照度计本体电连接的照度计探头；安装支架包括水平底盘、伸缩中柱组件和探头安装弹性绳,伸缩中柱组件竖直安装于水平底盘,探头安装弹性绳的两端分别连接于伸缩中柱组件的顶端和水平底盘,探头安装弹性绳、水平底盘和伸缩中柱组件呈三角形布置；多个照度计探头间隔设置于探头安装弹性绳。本发明的一种地面光度测量装置和测量系统,可测量不同高度分布的光度。本发明的一种地面光度测量方法,可实现测量弯曲道路的光度。(The invention relates to the technical field of photometric measurement devices, in particular to a ground photometric measurement device, a photometric measurement system and a photometric measurement method. A ground light measuring device comprises a mounting bracket, a light meter body and a light meter probe electrically connected with the light meter body; the mounting bracket comprises a horizontal chassis, a telescopic center pillar assembly and a probe mounting elastic rope, the telescopic center pillar assembly is vertically mounted on the horizontal chassis, two ends of the probe mounting elastic rope are respectively connected to the top end of the telescopic center pillar assembly and the horizontal chassis, and the probe mounting elastic rope, the horizontal chassis and the telescopic center pillar assembly are arranged in a triangular shape; a plurality of illuminometer probes are arranged on the probe mounting elastic rope at intervals. The ground luminosity measuring device and the ground luminosity measuring system can measure the luminosity distributed at different heights. The ground luminosity measurement method can realize the luminosity measurement of the curved road.)
技术领域
本发明涉及光度测量装置技术领域，尤其涉及一种地面光度测量装置、光度测量系统及测量方法。
背景技术
公布号为CN106767779的专利申请公开了一种道路照明照度自动测量装置及测量方法，该装置及方法主要提供了自动测量、自动导航、精准定位等技术方案，但是存在的问题是，其无法适用于曲线道路且只能测量固定高度的光度，无法测量不同高度分布的光度，因此有必要提供一种可测量不同高度分布光度的地面光度测量装置，及一种可适用于曲线道路测量的光度测量系统及测量方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种地面光度测量装置、光度测量系统及测量方法，可测量不同高度分布的光度，可适用于测量曲线道路的光度。
为实现上述目的，本发明的一种地面光度测量装置，包括安装支架、照度计本体和与照度计本体电连接的照度计探头；安装支架包括水平底盘、伸缩中柱组件和探头安装弹性绳，伸缩中柱组件竖直安装于水平底盘，探头安装弹性绳的两端分别连接于伸缩中柱组件的顶端和水平底盘，探头安装弹性绳、水平底盘和伸缩中柱组件呈三角形布置；多个照度计探头间隔设置于探头安装弹性绳。
优选的，还包括用于支撑所述探头安装弹性绳的伸缩滑杆，伸缩滑杆包括第一滑管和第二滑管，第一滑管的一端铰接于水平底盘，第二滑管的一端铰接于伸缩中柱组件的顶端，第一滑管的一另端和第二滑管的一另端相对滑动连接；照度计探头滑动设置于伸缩滑杆。
优选的，还包括探头安装滑台和滑接件，探头安装滑台设置有套管部和水平支台，水平支台可转动设置于套管部，套管部滑动设置于所述伸缩滑杆，所述照度计探头水平安装于水平支台；第一滑管和第二滑管的管体设置有滑槽，探头安装弹性绳穿设于第一滑管和第二滑管的管腔，滑接件滑动设置于滑槽，探头安装滑台通过滑接件固定连接于探头安装弹性绳。
优选的，所述探头安装弹性绳和伸缩滑杆各设置有两个，两个探头安装弹性绳分别设置于伸缩中柱组件的两侧且和水平底盘呈等腰三角形布置；还包括用于维持水平支台保持水平的连接伸缩杆，连接伸缩杆的两端分别枢接于位于同一高度且分别连接于所述两个探头安装弹性绳的两个水平支台。
优选的，所述伸缩中柱组件包括第一中柱、第二中柱、螺杆和电动机，第一中柱和第二中柱均为中空管体，第一中柱固定于水平底盘，第二中柱滑动设置于第一中柱的一端，第二中柱的一端设置有与螺杆传动连接的内螺纹部，探头安装弹性绳连接于第二中柱的另一端；螺杆可转动设置于水平底盘且布置于第一中柱和第二中柱的中空管腔，电动机驱动螺杆转动且设置于水平底盘。
为实现上述目的，本发明的一种地面光度智能测量系统，包括上位机、路径信息采集无人机和移动光度测量车，移动光度测量车设置有地面光度测量装置，所述路径信息采集无人机和移动光度测量车均设置有无线电通讯模块，移动光度测量车和路径信息采集无人机分别与上位机通过无线电信号连接；所述路径信息采集无人机设置有机器视觉成像模块，所述移动光度测量车设置有转向伺服电机和GPS导航模块。
为实现上述目的，本发明的一种地面光度测量方法，利用一种地面光度智能测量系统，包括以下测量步骤：
A.利用路径信息采集无人机飞过待测量的弯曲道路采集道路图像信息传输至上位机；
B.上位机将步骤A采集的图形信息进行灰度识别，生成道路两侧边缘的模拟道路曲线图形信息；
C.将移动光度测量车置于待测量的道路的起点，测量移动光度测量车距离道路两侧边缘的垂直距离A1、A2生成起点坐标A(A1、A2)，将A(A1、A2)坐标信息传输至上位机，上位机将起点坐标按起点距待测量的道路两侧边缘的相对位置模拟至步骤B生成的模拟道路曲线图形信息中生成模拟起点O(X0、Y0)，上位机参照模拟起点距模拟道路两侧边缘曲线的相对位置并参照起点的经纬度数据生成导航路径；
D.GPS导航模块时时测量移动光度测量车所处经纬度数据传输至上位机，上位机比对经纬度数据与模拟导航路径信息的差距，控制移动光度测量车沿着步骤C生成的导航路径移动，照度计探头测量所经过区域的光度生成照度数据。
为实现上述目的，本发明的一种室内地面光度测量方法，利用定位系统和移动光度测量车，移动光度测量车设置有地面光度测量装置，定位系统包括第一基站、第二基站、第三基站和放置在移动光度测量车的第一移动标签，第一基站设置有支架和设置于支架且相互垂直布置的横向激光测距装置、纵向激光测距装置，横向激光测距装置、纵向激光测距装置与上位机通讯连接；移动光度测量车设置有与第一移动标签电信号连接的STM32微处理控制器，包括以下测量步骤：
A.将第一基站放置于测试场所的起始位置，测量激光测距装置的高度H，横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射激光；
B.将第二基站、第三基站分别沿着横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射的激光放置，横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射激光测量距第二基站、第三基站的距离X、Y，传递至上位机生成第二基站、第三基站的坐标(X，0，H)、(0，Y，H)；
C.上位机生成第一基站、第二基站、第三基站和坐标(X，Y，H)限制形成的测量区域，手动输入或上位机自动生成多个位于该测量区域内的路面测试目标点；
D.将移动光度测量车放置于步骤C所述的测量区域；
E.上位机生成第一移动标签的位置坐标，上位机将第一移动标签的位置坐标与路面测试目标点进行逐个比较并利用算法计算差距，控制移动光度测量车移动至所述多个路面测试目标点，照度计探头(3)测量路面测试目标点的照度传输至上位机。
进一步的，定位系统还包括第四基站，第四基站设置有支架和设置于支架且相互垂直布置的横向激光测距装置、纵向激光测距装置，在所述步骤B后，依次放置第四基站在测量区域内的障碍物处，沿着横向、纵向移动第二基站、第三基站配合第四基站测量障碍物处的坐标传输至上位机；所述步骤C生成路面测试目标点时规避障碍物处的坐标。
进一步的，所述定位系统还包括第二台移动光度测量车和设置在第二台移动光度测量车的第二移动标签，利用第二台移动光度测量车和第一台移动光度测量车同时测量。
本发明的有益效果：本发明的一种地面光度测量装置，伸缩中柱组件可在竖直方向改变高度，伸缩中柱组件发生伸展时，拉动探头安装弹性绳受拉力发生均匀的弹性形变，可改变照度计探头在竖直方向的位置，以便于测量不同高度分布的光度。本发明的一种地面光度测量装置，可测量不同高度分布的光度。
本发明的一种地面光度智能测量系统，可通过路径信息采集无人机采集路径信息，通过无线电通讯模块传输至上位机生成模拟导航路径信息，上位机控制转向伺服电机实现调控移动光度测量车的移动方向，GPS导航模块时时测量移动光度测量车所处经纬度数据，上位机比对经纬度数据与模拟导航路径信息的差距，控制移动光度测量车沿着模拟导航路径移动，实现测量不同位置、不同高度的光度。
本发明的一种地面光度测量方法，可利用图形采集识别生成弯曲道路的模拟道路曲线图形信息，利用上位机生成导航路径同时控制测量移动光度测量车沿着导航路径移动，实现测量弯曲道路的光度。
本发明的一种室内地面光度测量方法，可在无卫星导航的环境下自动测量待测区域的坐标信息，并实现自动导航测量路面测试目标点的照度数据。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的剖视结构示意图。
图3为图1中A处的局部放大结构示意图。
附图标记包括：
1—安装支架
11—水平底盘 12—探头安装弹性绳
13—伸缩滑杆 131—滑槽
14—连接伸缩杆
15—探头安装滑台 151—套管部 152—水平支台
2—伸缩中柱组件
21—第一中柱
22—第二中柱 23—螺杆 24—电动机
3—照度计探头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1～3所示，本发明的一种地面光度测量装置，包括安装支架1、照度计本体和与照度计本体电连接的照度计探头3；安装支架1包括水平底盘11、伸缩中柱组件2和探头安装弹性绳12，伸缩中柱组件2竖直安装于水平底盘11，探头安装弹性绳12的两端分别连接于伸缩中柱组件2的顶端和水平底盘11，探头安装弹性绳12、水平底盘11和伸缩中柱组件2呈三角形布置；多个照度计探头3间隔设置于探头安装弹性绳12。本发明的一种地面光度测量装置，伸缩中柱组件2可在竖直方向改变高度，伸缩中柱组件2发生伸展时，拉动探头安装弹性绳12受拉力发生均匀的弹性形变，可改变照度计探头3在竖直方向的位置，以便于测量不同高度分布的光度。本发明的一种地面光度测量装置，可测量不同高度分布的光度。
优选的，还包括用于支撑所述探头安装弹性绳12的伸缩滑杆13，伸缩滑杆13包括第一滑管和第二滑管，第一滑管的一端铰接于水平底盘11，第二滑管的一端铰接于伸缩中柱组件2的顶端，第一滑管的一另端和第二滑管的一另端相对滑动连接；照度计探头3滑动设置于伸缩滑杆13。本发明的一种地面光度测量装置，伸缩滑杆13用于为探头安装弹性绳12提供良好支撑，减少或避免照度计探头3发生晃动，保证光度测量的准度；伸缩中柱组件2发生伸展时带动伸缩滑杆13发生伸展，可在探头安装弹性绳12发生伸展时为其提供良好支撑。
优选的，还包括探头安装滑台15和滑接件，探头安装滑台15设置有套管部151和水平支台152，水平支台152可转动设置于套管部151，套管部151滑动设置于所述伸缩滑杆13，所述照度计探头3水平安装于水平支台152；第一滑管和第二滑管的管体设置有滑槽131，探头安装弹性绳12穿设于第一滑管和第二滑管的管腔，滑接件滑动设置于滑槽131，探头安装滑台15通过滑接件固定连接于探头安装弹性绳12，以保证探头安装弹性绳12发生伸展时探头安装滑台15可同步滑动。本发明的一种地面光度测量装置，水平支台152可转动设置于套管部151以便于调节水平支台152的角度，照度计探头3水平安装于水平支台152以便于其接受光照，保证光度测量准度。
优选的，所述探头安装弹性绳12和伸缩滑杆13各设置有两个，两个探头安装弹性绳12分别设置于伸缩中柱组件2的两侧且和水平底盘11呈等腰三角形布置；还包括用于维持水平支台152保持水平的连接伸缩杆14，连接伸缩杆14的两端分别枢接于位于同一高度且分别连接于所述两个探头安装弹性绳12的两个水平支台152。本发明的一种地面光度测量装置，照度计探头3分布广，采集光照数据效率高；伸缩中柱组件2发生伸展时，连接伸缩杆14同步发生伸展且可始终保持水平，同时可使枢接于连接伸缩杆14两端的水平支台152始终保持水平，本发明的一种地面光度测量装置，在照度计探头3的高度位置发生变化时其始终保持水平。
优选的，所述伸缩中柱组件2包括第一中柱21、第二中柱22、螺杆23和电动机24，第一中柱21和第二中柱22均为中空管体，第一中柱21固定于水平底盘11，第二中柱22滑动设置于第一中柱21的一端，第二中柱22的一端设置有与螺杆23传动连接的内螺纹部，探头安装弹性绳12连接于第二中柱22的另一端；螺杆23可转动设置于水平底盘11且布置于第一中柱21和第二中柱22的中空管腔，电动机24驱动螺杆23转动且设置于水平底盘11。本发明的一种地面光度测量装置，电动机24驱动螺杆23转动，螺杆23转动推动第二中柱22发生上下移动以实现改变伸缩中柱组件2的高度，本发明的一种地面光度测量装置，结构稳定，易于调整伸缩中柱组件2的高度。
本发明的一种地面光度智能测量系统，包括上位机、路径信息采集无人机和移动光度测量车，所述路径信息采集无人机和移动光度测量车均设置有无线电通讯模块，移动光度测量车和路径信息采集无人机分别与上位机通过无线电信号连接；所述路径信息采集无人机设置有机器视觉成像模块，所述移动光度测量车设置有转向伺服电机和GPS导航模块。本发明的一种地面光度智能测量系统，可通过路径信息采集无人机采集路径信息，通过无线电通讯模块传输至上位机生成模拟导航路径信息，上位机控制转向伺服电机实现调控移动光度测量车的移动方向，GPS导航模块时时测量移动光度测量车所处经纬度数据，上位机比对经纬度数据与模拟导航路径信息的差距，控制移动光度测量车沿着模拟导航路径移动，实现测量不同位置、不同高度的光度。具体的，无线电通讯模块可以是2.4G通讯机、蓝牙通讯机或近场通讯wifi模块。
本发明的一种地面光度测量方法，利用一种地面光度智能测量系统，包括以下测量步骤：
A.利用路径信息采集无人机飞过待测量的弯曲道路采集道路图像信息传输至上位机；
B.上位机将步骤A采集的图形信息进行灰度识别，生成道路两侧边缘的模拟道路曲线图形信息；
C.将移动光度测量车置于待测量的道路的起点，测量移动光度测量车距离道路两侧边缘的垂直距离A1、A2生成起点坐标A(A1、A2)，将A(A1、A2)坐标信息传输至上位机，上位机将起点坐标按起点距待测量的道路两侧边缘的相对位置模拟至步骤B生成的模拟道路曲线图形信息中生成模拟起点O(X0、Y0)，上位机参照模拟起点距模拟道路两侧边缘曲线的相对位置并参照起点的经纬度数据生成导航路径；具体的，A1与A2的比值等于X0与Y0的比值。具体的，导航路径上点O1(X1、Y1)、O2(X2、Y2)满足，X1与Y1的比值等于X2与Y2的比值等于X0与Y0的比值。
D.GPS导航模块时时测量移动光度测量车所处经纬度数据传输至上位机，上位机比对经纬度数据与模拟导航路径信息的差距，控制移动光度测量车沿着步骤C生成的导航路径移动，照度计探头3测量所经过区域的光度生成照度数据。
本发明的一种地面光度测量方法，可利用图形采集识别生成弯曲道路的模拟道路曲线图形信息，利用上位机生成导航路径同时控制测量移动光度测量车沿着导航路径移动，实现测量弯曲道路的光度。同时，上位机可控制电动机24调整伸缩中柱组件2的高度以调整照度计探头3在竖直空间的分布，实现对待测区域进行立体空间的光度测量。具体的，上位机包括STM32微处理控制器。
本发明的一种室内地面光度测量方法，利用定位系统和移动光度测量车，移动光度测量车设置有地面光度测量装置，定位系统包括第一基站、第二基站、第三基站和放置在移动光度测量车的第一移动标签，第一基站设置有支架和设置于支架且相互垂直布置的横向激光测距装置、纵向激光测距装置，横向激光测距装置、纵向激光测距装置与上位机通讯连接；移动光度测量车设置有与第一移动标签电信号连接的STM32微处理控制器，包括以下测量步骤：
A.将第一基站放置于测试场所的起始位置，测量激光测距装置的高度H，横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射激光；
B.将第二基站、第三基站分别沿着横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射的激光放置，横向激光测距装置、纵向激光测距装置发射激光测量距第二基站、第三基站的距离X、Y，传递至上位机生成第二基站、第三基站的坐标(X，0，H)、(0，Y，H)；
C.上位机生成第一基站、第二基站、第三基站和坐标(X，Y，H)限制形成的测量区域，手动输入或上位机自动生成多个位于该测量区域内的路面测试目标点；
D.将移动光度测量车放置于步骤C所述的测量区域；
E.上位机生成第一移动标签的位置坐标，上位机将第一移动标签的位置坐标与路面测试目标点进行逐个比较并利用算法计算差距，控制移动光度测量车移动至所述多个路面测试目标点，照度计探头(3)测量路面测试目标点的照度传输至上位机。
本发明的一种室内地面光度测量方法，可在无卫星导航的环境下自动测量待测区域的坐标信息，可手动输入多个位于该测量区域内的路面测试目标点，并实现自动导航测量路面测试目标点的照度数据。可应用于隧道、地下室等空间的照度测量。
进一步的，定位系统还包括第四基站，第四基站设置有支架和设置于支架且相互垂直布置的横向激光测距装置、纵向激光测距装置，在所述步骤B后，依次放置第四基站在测量区域内的障碍物处，沿着横向、纵向移动第二基站、第三基站配合第四基站测量障碍物处的坐标传输至上位机；所述步骤C生成路面测试目标点时规避障碍物处的坐标。本发明的一种室内地面光度测量方法，可在无卫星导航的环境下自动测量待测区域的坐标信息，并实现自动导航测量路面测试目标点的照度数据。可应用于隧道、地下室等空间的照度测量，并可规避固定的柱子、地面的深坑、桌子等障碍物。
进一步的，所述定位系统还包括第二台移动光度测量车和设置在第二台移动光度测量车的第二移动标签，利用第二台移动光度测量车和第一台移动光度测量车同时测量。本发明的一种室内地面光度测量方法，可同时使用两台移动光度测量车进行测量提高测量效率。
综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。