Ενημέρωση
Νέα
Εκθέσεις
Δελτία Τύπου
Εκδηλώσεις
Περί Φωτός...
Συνεντεύξεις
Εταιρίες
Εκπαίδευση
Έργα Εταιριών
Ανεξάρτητοι Σχεδιαστές
Εργασίες
Άρθρα
Ιδέες & Λύσεις
Τεχνολογίες
Τεχνο - γνωσία
Περιήγηση
Προϊόντα
Επαγγελματικός
Εσωτερικών Χώρων
Εξωτερικών χώρων
LED
Διακοσμητικά
International Posts
Events
News
 
Διαφημιστικά Banner
Naxos island Greece
 
 
Περί φωτός... / Εργασίες
 
Μετρήσεις φωτισμού σε οδούς & σήραγγες  
Δημοσίευση: 13 Νοεμβρίου 2009
 

Σύστημα αυτόματης λήψης και επεξεργασίας εικόνας σε πραγματικό χρόνο με σκοπό τη μέτρηση της λαμπρότητας οδοστρώματος οδών και σηράγγων.

Ο έλεγχος του φωτισμού οδών και σηράγγων αποτελεί σημαντικό παράγοντα τόσο οδικής ασφάλειας όσο και εξοικονόμησης ενέργειας. Τα διεθνή πρότυπα επιβάλουν τον ποιοτικό έλεγχο του φωτισμού με τη διεξαγωγή μετρήσεων της λαμπρότητας του οδοστρώματος. Η παραδοσιακή μέθοδος προβλέπει τη διενέργεια μετρήσεων σε διακριτά σημεία μίας περιοχής του οδοστρώματος σημείο προς σημείο με τη χρήση αναλογικού οργάνου. Η χρονοβόρα αυτή διαδικασία αντικαταστάθηκε εν μέρει τα τελευταία χρόνια με τη χρήση ψηφιακών μηχανών που καταγράφουν εικόνες λαμπρότητας. Και οι δύο μέθοδοι απαιτούν διακοπή της κυκλοφορίας και δυσκολία τόσο στην προετοιμασία όσο και στην επεξεργασία των ληφθέντων εικόνων.

Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε ένα σύστημα (Σχήμα 1) τοποθετημένο σε κινούμενο όχημα, το οποίο πραγματοποιεί αυτοματοποιημένες λήψεις από τη θέση του τυπικού οδηγού (1,5 μ) και το οποίο ελαχιστοποιεί τον χρόνο προετοιμασίας και επεξεργασίας ενώ η χρήση του επιβαρύνει ελάχιστα την οδική κυκλοφορία. Αποτελείται από έναν βαθμονομημένο σε φωτομετρικά μεγέθη ψηφιακό αισθητήρα ο οποίος τροφοδοτεί έναν αλγόριθμο αναγνώρισης της λωρίδας κυκλοφορίας και του οδοστρώματος. Η επεξεργασία την εικόνας οδηγεί σε απευθείας εξαγωγή των χρήσιμων μεγεθών και δεικτών ποιότητας του φωτισμού. Η διαδικασία μέτρησης πληροί τα διεθνή πρότυπα.

Ο αισθητήρας είναι τύπου CCD σε επίπεδο πλακέτας (board level) πάνω στον οποίο προσαρμόστηκε ειδικό φίλτρο V(λ) και φωτογραφικός φακός σταθερού εστιακού μήκους.


Σχήμα 1 – Αναπαράσταση του συστήματος : CCD - 1:πραγματική εικόνα, 2: φακός, 3: φίλτρο V(λ), 4:αισθητήρας CCD, 5:αλγόριθμος επεξεργασίας εικόνας, 6:τελικός πίνακας (εικόνα) φωτομετρικών μεγεθών.

Η χρήση του φωτοπικού φίλτρου V(λ) προσδίδει στον αισθητήρα CCD της φασματική ευαισθησία του ανθρώπινου οφθαλμού κάτι που είναι απαραίτητο για τον υπολογισμό των φωτομετρικών μεγεθών όπως είναι η λαμπρότητα. Για τη βαθμονόμηση του αισθητήρα CCD αναπτύχθηκε μία ειδική μεθοδολογία και χρησιμοποιήθηκαν οι πειραματικές διατάξεις των Σχημάτων 2 και 3.

Με τη χρήση πρότυπης πηγής λαμπρότητας (Σχήμα 2) και επαναληπτικές μετρήσεις σε διάφορα επίπεδα λαμπρότητας μετρήθηκε η έξοδος του αισθητήρα και υπολο-γίστηκε το δυναμικό του εύρος. Επίσης υπολογίστηκε και διορθώθηκε η περιφερειακή σκίαση που δημιουργεί ο φακός. Με τη δεύτερη πειραματική διάταξη (Σχήμα 3) μετρήθηκε η απόκλιση των μετρήσεων σε στόχους που φωτίζονται από φωτεινές πηγές διαφορετικής φασματικής κατανομής και υπολογίστηκαν οι κατάλληλοι συντελεστές διόρθωσης. Η διαδικασία βαθμονόμησης παρήγαγε τους κατάλληλους πίνακες μετασχηματισμού των εικόνων του αισθητήρα σε εικόνες λαμπρότητας.


Σχήμα 2 – Πειραματική διάταξη βαθμονόμησης αισθητήρα CCD


Σχήμα 3 – Πειραματική διάταξη βαθμονόμησης αισθητήρα CCD

Από την άλλη ο αλγόριθμος αναγνώρισης οδοστρώματος χρησιμοποιεί ένα αντίγραφο την αρχικής εικόνας και το επεξεργάζεται σε πραγματικό χρόνο ώστε να απομονώσει το κομμάτι του οδοστρώματος στο οποίο πρέπει να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις. Στην αρχική εικόνα (4α) εφαρμόζονται φίλτρα τόνωσης την οξύτητας και αναγνώρισης των ακμών (4β). Με τη μέθοδο αναγνώρισης ευθειών Hough αναζητούνται οι ευθείες στην εικόνα ενώ επιλέγονται αυτές που αντιστοιχούν στην λωρίδα κυκλοφορίας στην οποία στοχεύει το σύστημα λήψης (4γ). Στη συνέχεια υπολογίζεται η επιθυμητή απόσταση των μετρήσεων (60 μέτρα από το σημείο λήψης σύμφωνα με τα πρότυπα) και το μήκος της περιοχής μέτρησης. Το επιθυμητό "τραπέζιο" του οδοστρώματος (4δ) απομονώνεται από την πρωτότυπη εικόνας λαμπρότητας και με τη χρήση αυτής υπολογίζονται όλοι οι προβλεπόμενοι δείκτες ποιότητας του φωτισμού όπως μέση, ελάχιστη και μέγιστη λαμπρότητα, διάφορες ομοιομορφίες κλπ.


Σχήμα 4 – Αναπαράσταση του αλγόριθμου επεξεργασίας εικόνας.

Καθώς το όχημα, στο οποίο είναι τοποθετημένο το σύστημα, κινείται πραγματοποιείται ταυτόχρονα και η μέτρηση και ανάλυση των εικόνων που αφορούν το εκάστοτε κομμάτι του δρόμου. Για παράδειγμα σε μία οδική σήραγγα με ένα πέρασμα του οχήματος εξάγεται σε πραγματικό χρόνο το προφίλ του φωτισμού κατά μήκος της και υπολογίζονται οι δείκτες ποιότητάς του σύμφωνα με τα πρότυπα.

K.A. Μπαρούσης, Α.Ι. Τραυλού-Σούλτ, Φ.Β. Τοπαλής
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Εργαστήριο Φωτοτεχνίας

Downolad Poster A0 - Road and tunnel lighting measurements using an imaging system

 

Σχετικές Δημοσιεύσεις:

Αναζήτηση
Newsletter
 
 
Διαφημιστικά Banner
 
Facebook Group
 
 
Popular Articles
 
 
All rights reserved Copyright © 2004-2010 Όροι Χρήσης Powered by GREED PROMO.