汽車自由曲面前照燈設(shè)計(jì)及照明效果模擬.pdf

1、汽車前照燈的照明質(zhì)量對(duì)于汽車的行車安全至關(guān)重要。自由曲面前照燈是最具發(fā)展?jié)摿Φ那罢諢糁?。自由曲面前照燈是一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，其反射器是無(wú)法用數(shù)學(xué)方程來(lái)描述的自由曲面。自由曲面反射器的設(shè)計(jì)一直是前照燈設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)，本文試圖用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行自由曲面前照燈的設(shè)計(jì)。 本文研究的內(nèi)容主要包括光源建模、自由曲面反射器的設(shè)計(jì)和前照燈照明效果模擬三大部分。 在分析汽車前照燈光源的特點(diǎn)之后，采用了將圓柱狀光源簡(jiǎn)化為一列點(diǎn)光源的

2、方法。點(diǎn)光源發(fā)出的光在空間連續(xù)分布，這樣的狀態(tài)很難用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述，論文的解決辦法是，認(rèn)為光源發(fā)出若干條光線，假定每條光線帶有一定的光通量，則在空間連續(xù)分布的光通量就可以轉(zhuǎn)化為離散的若干條光線。這樣便將實(shí)際光源轉(zhuǎn)化為抽象的數(shù)學(xué)模型。 自由曲面反射器的設(shè)計(jì)采用了光線追蹤算法的原理。論文詳細(xì)闡述了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自由曲面設(shè)計(jì)的原理和具體實(shí)現(xiàn)方法。論文最終提供的設(shè)計(jì)方法是，首先建立一張拋物面作為基礎(chǔ)面，然后將此基礎(chǔ)面細(xì)分為若干小單元，則

3、每一個(gè)小單元可以近似看作一個(gè)小平面。考慮任一小平面，光線經(jīng)該小平面反射后的走向是容易確定的，即小平面在25米投影屏上的像可以求出。用這個(gè)方法可得到整個(gè)反射面的成像。設(shè)計(jì)過(guò)程所要做的就是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整相應(yīng)的反射面區(qū)域的曲面形狀，使總的成像最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。論文給出了設(shè)計(jì)實(shí)例結(jié)果并進(jìn)行了分析。 為了檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的前照燈是否符合要求，首先建立了道路的空間模型，然后通過(guò)檢查障礙物上的照度評(píng)估前照燈是否符合標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所設(shè)計(jì)的前照燈在道路