基于小目標(biāo)可見度STV的LED路燈視覺研究.pdf

1、本論文主要是基于小目標(biāo)可見度概念，研究LED在道路照明中應(yīng)用基礎(chǔ)。本論文主要內(nèi)容是：首先進(jìn)行了基于單色光小目標(biāo)可見度視覺實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上建立了閾值亮度差光源光譜模型；然后以鈉燈與LED為背景光，進(jìn)行小目標(biāo)可見度視覺比較實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場視覺評價(jià)實(shí)驗(yàn)；并根據(jù)道路照明小目標(biāo)可見度標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行LED自由曲面反射器光學(xué)設(shè)計(jì)。
　　 在大量調(diào)研光源小目標(biāo)可見度和LED道路照明國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，提出采用投影法進(jìn)行小目標(biāo)可見度視覺實(shí)驗(yàn)。小目標(biāo)可

2、見度實(shí)驗(yàn)與其它視覺實(shí)驗(yàn)的主要不同點(diǎn)是小目標(biāo)可見度要求視覺目標(biāo)持續(xù)時(shí)間為0.2s，也就是視覺目標(biāo)出現(xiàn)0.2s后消失。以前實(shí)驗(yàn)大都采用較長時(shí)間的刺激或靜態(tài)刺激。投影法小目標(biāo)可見度實(shí)驗(yàn)解決了觀測時(shí)間和位置移動難題。投影法實(shí)驗(yàn)是通過電腦軟件編程控制視覺目標(biāo)持續(xù)時(shí)間、出現(xiàn)時(shí)間、對比度、背景亮度、背景光譜等參數(shù)，記錄受測人員的反應(yīng)，從而研究這些參數(shù)對小目標(biāo)可見度影響。投影法更符合小目標(biāo)可見度標(biāo)準(zhǔn)，也符合道路照明中，駕駛員視覺的真實(shí)情況。
　　

3、 本論文進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室小目標(biāo)可見度視覺實(shí)驗(yàn)。首先利用窄帶濾色片與投影儀組合，在屏幕上形成單色視覺目標(biāo)和背景，研究探測幾率和反應(yīng)時(shí)間受背景亮度、對比度、背景光譜等參數(shù)的影響。利用上述單色光譜視覺功效實(shí)驗(yàn)與中間視覺理論，提出小目標(biāo)可見度閾值亮度差光源光譜模型，并采用此模型對鈉燈和LED燈具視覺實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修正，結(jié)果表明此模型可以修正光源光譜對小目標(biāo)可見度的影響。
　　 根據(jù)道路照明亮度標(biāo)準(zhǔn)和小目標(biāo)可見度標(biāo)準(zhǔn)，利用非成像光學(xué)理論進(jìn)行了

4、自由曲面反射器設(shè)計(jì)。首先根據(jù)非成像理論建立了反射器自由曲面的偏微分方程組，由于方程組比較復(fù)雜，將矢量偏微分方程組簡化并代入柱面極坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)值求解。將方程數(shù)值解導(dǎo)入3D軟件生成自由曲面，并將其導(dǎo)入到光學(xué)軟件進(jìn)行光學(xué)模擬。
　　 本論文在上述實(shí)驗(yàn)室視覺實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了小目標(biāo)可見度場地實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)將鈉燈和LED燈具照明效果進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)采用灰色和彩色視覺目標(biāo)，由觀測者觀察視覺目標(biāo)并做出視覺效果評價(jià)，從而比較光源光譜對小目標(biāo)可見度的影

5、響。實(shí)驗(yàn)得到鈉燈和LED燈具灰色視標(biāo)視覺評價(jià)值與小目標(biāo)可見度關(guān)系曲線，并對兩種光源對灰色和彩色視標(biāo)可見度的影響進(jìn)行了比較。
　　 論文的創(chuàng)新之處在于：
　　 1)提出閾值亮度差光源光譜(TLLS)模型，采用單色光的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)將中間視覺與小目標(biāo)可見度相關(guān)聯(lián)后，使小目標(biāo)可見度能夠更準(zhǔn)確的適用于各種道路照明光源。
　　 2)設(shè)計(jì)了小目標(biāo)可見度標(biāo)準(zhǔn)的自由曲面反射器，利用非成像光學(xué)理論，進(jìn)行LED自由曲面反射器設(shè)計(jì)，反射器在