非接触式双波长激光路面气象传感方法研究

• 作者: 吴德操 柳朋 罗彬彬 蒲君豪 刘恩华 蒋上海 汤斌 宋涛 赵明富
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 测量 短波红外激光 路面气象 激光传感
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 仪器,测量与计量|Instrumentation,Measurement and Metrology
• 页码范围: 111-117
• 页数: 7页
• 分类号: TL25+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202040.2312004

摘要

道路湿滑程度是表征公路交通安全的重要指标,路面气象传感技术能准确检测道路积水和结冰的情况,进而定量分析临界滑水速度和路面附着系数等湿滑参数,通过实时调整车速甚至封闭道路,可有效预防交通事故.非接触式路面气象传感方法具有精度高、不破坏路基和安装灵活等特点,是目前的研究热点,但核心技术仍被国外垄断,设备价格十分昂贵.基于积水、结冰路面的红外反射光谱特征,利用1310 nm与1550 nm激光的反射光强,研究了一套水膜厚度检测及冰水状态判别的数学模型和探测方法.以此为基础建立了路面气象传感系统,并对系统的光学结构进行了仿真优化.实验结果表明,该系统的测量距离可达3～5 m,水膜厚度在9 mm下的测量误差小于0.1 mm,系统能够精准判别路面干燥、积水和结冰等气象状态,具备良好的实用价值.