一種路面結冰檢測裝置製造方法
2023-10-23 12:24:52 2
一種路面結冰檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種路面結冰檢測裝置，它包括裝置殼體（1），裝置殼體（1）內設有一個入射角為45°的LED光源（2）以及位於殼體內部上方的一個反射角為0°的反射光傳感器一（3）和一個反射角為45°的反射光傳感器二（4）；它還設有至少一個用於記錄兩個反射光傳感器接收的反射光強度信號的數據記錄儀（5），數據記錄儀（5）的輸出端連接有數據處理模塊（6）。本實用新型的裝置採用光學方法，通過LED光源對路面發射一定頻率的可見光信號，檢測不同路面狀況下鏡面反射光線強度與漫反射光線強度，當接受返回的兩種光信號強度比值處於給定的閾值區間時，給出路面積水、結冰、積雪等信息。
【專利說明】—種路面結冰檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於傳感【技術領域】，涉及一種路面結冰探測傳感裝置，用於道路路面積水、結冰、積雪等狀況的監測。
【背景技術】
[0002]隨著現代交通的發展，人們對道路交通安全越來越重視，而道路的路況對道路交通安全的影響十分重要，尤其是冬季雨雪天氣，路面積水、結冰、積雪都會顯著降低車輛與路面的摩擦力，易引發惡性交通事故，給道路交通安全帶來了極大隱患。為了降低交通事故發生率，減少車輛駕駛的危險性，人們從技術上進行了許多的嘗試，比如通過安裝車載路面狀況傳感器可以實時監測路面狀況，及時捕捉路面結冰信息，對駕駛員發出預警信號是十分必要的。但現有技術中的路面結冰檢測裝置主要是採用的埋入式傳感器和非接觸式傳感器，多固定於路中或路旁，不適合安裝在車輛上，無法隨著車輛行駛為駕駛員提供實時路面狀況信息。因此，設計一種安裝在車輛上的路面結冰檢測裝置是亟需的。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於，提供一種結構簡單、造價低廉、易於車輛安裝的路面結冰檢測裝置，能夠探測路面積水、結冰、積雪等狀態信息，為駕駛人員及時提供路面安全行駛狀況。
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]本實用新型的這種路面結冰檢測裝置，包括裝置殼體，裝置殼體設有一個入射角為45。的LED光源，還設有一個位於殼體內部上方的反射角為0°的反射光傳感器一和一個反射角為45°的反射光傳感器二，以及用於記錄兩個反射光傳感器接收反射光強度信號的數據記錄儀，數據記錄儀的輸出端連接有數據處理模塊。
[0006]前述裝置中，所述裝置殼體是用可拆卸式保溫板拼裝而成的箱體，箱體其它面封閉，只留底部未封閉，以便遮擋外部自然光線，降低外部光信號對反射光線檢測的幹擾。
[0007]前述裝置中，所述LED光源由一個可見光發光二極體和發射投鏡組成，形成以45°的入射角平行照射目標物路面的入射可見光線，通過電源模塊控制LED燈的開關持續時間得到頻率為5Hz的光信號，以減少外部自然光線對反射光線檢測的影響。
[0008]前述裝置中，所述反射角為0°和45°的兩個反射光傳感器即反射光傳感器一和反射光傳感器二均由接收透鏡、光電二極體、前置放大器組成，分別接收LED光源照射路面的漫反射光線和鏡面反射光線，用於檢測不同路面狀況下的反射光強度信號變化。
[0009]前述裝置中，所述數據記錄儀以1Hz的採樣頻率分別記錄兩個反射光傳感器接收的光強度信號，通過數據處理模塊對接收返回的光信號處理，當鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值處於給定的閾值區間時，給出路面積水、結冰、積雪等信息。所述的閾值區間是路面積水、結冰、積雪等不同狀況下反射光傳感器接收鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值區間。
[0010]前述裝置中，所述裝置殼體由一塊隔板分隔為上下兩層，所述LED光源、反射光傳感器一和反射光傳感器二位於裝置殼體下層，所述數據記錄儀和數據處理模塊位於裝置殼體上層。
[0011]前述裝置中，數據處理模塊設置於裝置體內，並安裝於一個電路板上，LED光源的電源模塊也安裝於該電路板上。
[0012]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0013](I)本實用新型結構簡單、造價低廉、易於車輛安裝，實用性強；
[0014](2)利用光學方法，通過LED光源對路面發射一定頻率的可見光信號，檢測不同路面狀況下鏡面反射光線強度與漫反射光線強度，根據兩種反射光強度信號的比值判斷路面狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0016]附圖標記說明:1-裝置殼體、2-LED光源、3-反射光傳感器一、4_反射光傳感器二、5-數據記錄儀、6-數據處理模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型的這種路面結冰檢測裝置包括裝置殼體1，裝置殼體I內設有一個入射角為45°的LED光源2，位於殼體內部上方的一個反射角為0°的反射光傳感器一 3和一個反射角為45°的反射光傳感器二 4，用於記錄兩個反射光傳感器接收反射光強度信號的數據記錄儀5，數據記錄儀5的輸出端連接有數據處理模塊6。
[0019]如圖1所示，本實用新型實施時，這種路面結冰檢測裝置是安裝在汽車上，主要是汽車底部區域，使裝置殼體I貼近目標物路面，LED光源2自動開啟時間為0.2秒和關閉時間0.2秒，即以5Hz的開關頻率發射平行可見光線到目標物路面上，反射光傳感器一 3接收路面反射回來的漫反射光線，反射光傳感器二 4接收路面反射回來的鏡面反射光線，數據記錄儀5以1Hz的採樣頻率記錄兩個反射光傳感器接收的反射光強度信號，通過數據處理模塊6對接收返回的光信號處理，該處理方法採用的是光傳感領域的常規現有技術。當鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值在設定的閾值區間時，給出路面積水、結冰、積雪等信息，並及時上傳到控制中心，以提醒駕駛員安全小心駕駛。
[0020]設計時，依據反射光傳感器一 3接收的漫反射光強度信號電壓值Vtl和反射光傳感器二 4接收的鏡面反射光強度信號電壓值V45,鏡面反射光強度與漫反射光強度比值的計算步驟如下:
[0021]①Rd = V0
[0022]式中，Rd為漫反射光強度。
[0023]②Rs = V45 — V0
[0024]式中，Rs為鏡面反射光強度。
[0025]③Y SD = Rs/Rd = (V45 — V。) /Vo
[0026]式中，Ysd為鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值。
[0027]設定的閾值區間如下:當路面乾燥時，鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值Ysd為O?0.1 ;當路面出現積雪時，鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值Ysd小於
0.1?0.4 ;當路面出現黑冰時，鏡面反射光強度與漫反射光強度的比值Ysd為0.5?1.0。
[0028]當然，以上只是本實用新型的具體應用範例，本實用新型還有其他的實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種路面結冰檢測裝置，其特徵在於:它包括裝置殼體(1)，裝置殼體(I)內設有一個入射角為45°的LED光源(2)以及位於殼體內部上方的一個反射角為0°的反射光傳感器一(3 )和一個反射角為45 °的反射光傳感器二( 4);它還設有至少一個用於記錄兩個反射光傳感器接收的反射光強度信號的數據記錄儀(5)，數據記錄儀(5)的輸出端連接有數據處理模塊(6)。
2.根據權利要求1所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述裝置殼體(I)是用可拆卸式保溫板拼裝而成的箱體。
3.根據權利要求2所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述裝置殼體(I)除底部以外的其它面均封閉，以便遮擋外部自然光線，降低外部光信號對反射光線檢測的幹擾。
4.根據權利要求1或3所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述LED光源(2)由一個可見光發光二極體和發射投鏡組成，形成以45°的入射角平行照射目標物路面的入射可見光線，通過電源模塊控制LED燈的開關持續時間得到頻率為5Hz的光信號，以減少外部自然光線對反射光線檢測的影響。
5.根據權利要求1或3所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述反射光傳感器一(3 )和反射光傳感器二( 4 )均由接收透鏡、光電二極體、前置放大器組成。
6.根據權利要求5所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述反射光傳感器一(3)和反射光傳感器二(4)分別接收LED光源照射路面的漫反射光線和鏡面反射光線，用於檢測不同路面狀況下的反射光強度信號變化。
7.根據權利要求1或3所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述裝置殼體(I)由一塊隔板分隔為上下兩層，所述LED光源(2)、反射光傳感器一(3)和反射光傳感器二(4)位於裝置殼體(I)下層，所述數據記錄儀(5 )和數據處理模塊(6 )位於裝置殼體(I)上層。
8.根據權利要求7所述的路面結冰檢測裝置，其特徵在於:所述數據處理模塊(6)安裝於一個電路板上，所述LED光源(2)的電源模塊也安裝於該電路板上。
【文檔編號】G01V8/10GK204009103SQ201420210199
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】向一鳴, 張 林, 漆貴榮, 朱承全, 曾慶展, 龍萬學, 杜鑌, 凌桂香, 譚捍華 申請人:貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司