中间视觉道路照明光视效能最大值研究

本文给出了在中间视觉道路照明条件下光视效能最大值模型。在人眼驾驶行为反应时间模拟系统中选取若干受测者进行实验,通过实验数据推导出基于反应时间的光源主波长和中间视觉背景亮度关系模型。并以该关系模型为基础,给出了中间视觉条件下,基于背景亮度和光源主波长的光视光效能最大值模型。利用最大值模型探讨了光源的节电性能,得出基于中间视觉光视效能最大值的照明功率密度关系函数以及528 nm主波长照明光源的节能性最佳的结论,并结合实验验证了此结论的正确性。     

中间视觉条件下的道路照明反应时间

道路照明中的亮度水平应属中间视觉范畴.而世界各国的现行道路照明标准均是在明视觉条件下确定的,这与中间视觉效果差别很大,由此带来的问题将造成照明质量的评价误差.为此,通过反应时间来研究中间视觉条件下的道路照明已成为该学科国际上的前沿研究课题.对此,文章介绍了采用自行研制的中间视觉反应时间测试系统进行光源光效的研究.该系统以不同光源形成中间视觉光环境,用变化的光斑模拟夜间行车道路前方可能出现的障碍物,并分别在不同背景亮度、视标对比度和视标偏心角的条件下,利用电子快门记录受测人员确认光斑的反应时间.通过对大量实测数据的回归分析,拟合出不同实验条件下反应时间与背景亮度的函数表达式,从而得出金卤光源视觉功效高于钠灯光源的结论.文中对测试系统的构造、工作原理、实验方法及数据处理结果进行了分析与讨论.该项研究成果对创建中间视觉条件下的可见度模型提供了实验依据,为中国道路照明工程的具体实施和实际改进有很好的借鉴意义.     

考虑驾驶员年龄的公路隧道照明小目标可见度

人口老龄化环境下中老年驾驶人群数量逐步增加，对现有公路隧道光环境要求更高。本文借助阈限亮度对比实验探讨了驾驶员年龄对公路隧道照明条件下小目标可见度的影响作用。采用定值刺激法通过计算机模拟，得到了青年组和中老年组实验样本在正负亮度对比、小目标物呈现时间2 s条件下的阈限亮度对比实验数据。经过统计分析并依据观察者年龄修正系数、小目标物正负亮度对比修正系数和小目标物呈现时间修正系数得到不同年龄组实验样本的阈限亮度差。最后，建立不同年龄组实验样本的阈限亮度差与小目标可见度水平之间的数学模型。结果表明：相同隧道光环境条件下青年组实验样本的小目标可见度高于中老年组。可见中老年组对隧道内光环境的视觉要求比青年组的更高，因此为了满足行车安全等目的，隧道照明设计必须考虑驾驶员的年龄因素。     

基于中间视觉的道路照明特性研究及应用

道路照明属于中间视觉范围,基于中间视觉下的人眼敏感性程度研究对道路照明应用设计有着指导性的意义。文章首先分析了中间视觉下人眼敏感性的特征,依据国家道路照明标准,选取满足不同亮度要求的敏感光谱波长,通过基于RGB配色的HSI调光模型,设计了一个可配色可调光的白绿色LED路灯。仿真结果表明,该方法可以较好地应用在道路照明中。     

道路照明常用光源在中间视觉条件下的光效

因为道路照明亮度水平一般在中间视觉范围内,所以目前依据明视觉光谱光视效率函数确定光源在道路照明条件下光效的方法是不合适的.为了得到道路照明常用光源在中间视觉条件下的光效,正确选择道路照明光源和使道路照明设计达到节能要求,采用中间视觉的实用模型和国内外利用多种方法得到的实验数据,研究高压钠灯和金属卤化物灯(镝灯)这2种道路照明常用光源在中间视觉条件下的光学特性,计算出了这2种光源在中间视觉条件下的光效,分析了在中间视觉条件下的光效随适应亮度水平变化而变化的规律,并提出应根据道路照明所需要的亮度水平选择合适的照明光源.     

一种道路照明光源的光视光效模型研究

文章依据视觉功效法建立基于中间视觉道路照明的行车视觉行为反应时间测试系统,获取受测试数据集;根据人眼对光谱敏感度适应效应理论,对实验测试数据进行分析处理,构建了基于行车视觉行为反应时间的光视光效模型,获得了中间视觉下光视光效率曲线;采用建立的模型给出了基于反应时间的光源节能性评价计算分析方法,并对道路照明传统白色和黄白色光源与设计的白绿色光源进行了光视光效性能分析与节能评价。结果表明,在中间视觉下设计的白绿色光源光视性能更好,且光视效能更高。     

可见度模型的探讨及其在道路照明中的应用

系统地研究了在常用道路照明亮度水平下,反应日寸间随背景照度,照明光谱（s／p值）,视标张角,视标对比度和视标偏心角的变化规律,在定量分析的基础上,初步探讨了大视野范围内可见度模型的建立及对夜间道路照明设计的指导意义．     

基于安全视认的夜间公路隧道入口段光环境研究

为使驾驶员在夜间安全舒适驶入隧道,对驾驶员驾驶车辆从隧道外暗环境驶入隧道内明环境的照明需求进行了理论与试验研究.分析了夜间隧道入口段由暗到明的光环境变化与交通安全的关系.设计不同运行速度情况下的目标物视认试验,采集了隧道的光环境信息、驾驶员的视认信息与车辆的运行状态信息,并建立了视认距离与隧道内外亮度差的关系模型,计算出不同设计速度下夜间隧道入口段的亮度差阈值.      

基于反应时间的道路照明功率密度确定方法

由于金卤(MH)灯和发光二极管(LED灯)作为道路照明光源时,其照明功率密度(LPD)没有标准可依,为此,选取色温为2 000 K的高压钠灯(HPS)、色温为4 800 K的MH灯和色温为7 200 K的LED灯作为照明光源。利用道路照明反应时间测试装置分别进行反应时间实验,得到道路照明亮度水平下MH灯和LED灯相对于HPS灯的亮度对比系数,确定其相对HPS灯的相对光效,并在此基础上计算得到MH灯和LED灯作为道路照明光源时的照明功率密度标准值。研究结果表明:将4 800 K的MH灯作为道路照明光源时,所需LPD为HPS灯的1.3倍左右,将7 200 K的LED灯作为道路照明光源时,所需LPD为HPS灯的47%~89%。     

用视觉功效法探究适用于道路照明的新型光源

应用视觉功效法,采用自行研制的"道路照明反应时间测定仪",分别对高压钠灯(HPS)、发光二极管(LED)及电磁感应灯(LVD)三种光源进行了中间视觉下的反应时间和间接的光谱能量分布实测.并根据实测结果,计算出LED和LVD对HPS的亮度对比系数、相对光效及折算光效,由此得出了LED照明安全及节能效果优于HPS和LVD的结论.对光谱能量分布实测结果进行了分析,指出了三种光源光谱特性的内在关系及异同点,为进一步的理论研究提供了实验依据.     

视觉功效法及其在道路照明安全研究中的应用

基于司辰视觉理论和中间视觉理论,研究了高压钠灯和金属卤化物灯在不同亮度条件下的发光效率,进行了反应时间实验,根据实验结果计算出在中间视觉条件下金属卤化物灯对高压钠灯的亮度对比系数。结果表明,金属卤化物灯的司辰视觉发光效率是高压钠灯发光效率的3倍多;当亮度大于3 cd/m2时高压钠灯的发光效率高于金属卤化物灯,当亮度在0.01~3 cd/m2时金属卤化物灯的发光效率高于高压钠灯;在道路照明条件下,金属卤化物灯照明的反应时间效果比高压钠灯好。     

道路照明条件下驾驶员瞳孔大小变化规律

为了研究道路照明条件下驾驶员瞳孔大小随亮度水平的变化规律,采用道路照明反应时间测试装置和iView X眼动仪,对4位被测者在分别由高压钠灯(HPS)、金卤灯(MH)和LED灯作为光源提供的13种背景亮度下的瞳孔面积进行测量。结果表明,在道路照明条件下,人眼瞳孔与背景亮度之间基本呈负指数关系,人眼瞳孔面积随背景亮度的变大而减小,且减小的速度随背景亮度的变大而减小,瞳孔大小在达到某背景亮度水平后逐渐趋于稳定;对于实验所用的3种光源,人眼瞳孔大小在背景亮度为0.7～1.2cd/m2的范围内会出现波动。     

基于视亮度的LED筒灯照明评价方法研究

LED筒灯与传统光源筒灯相比,在安装与光效等方面具有较大的优越性,已被广泛应用于各个领域。然而其除了影响视觉效果外,还会影响人体的生理功能。论文基于视亮度方法,针对不同色温下LED筒灯照明进行了评价研究。研究成果有望为实现更加人性化、舒适化的LED筒灯照明提供实用性的理论支持。     

汽车LED照明灯驱动系统的设计与仿真

随着科学技术的发展,全世界的汽车工业的研发部门都在努力开发智能化的辅助驾驶系统,以减轻驾驶员的负担,并进一步提高汽车行驶的安全性和舒适度。在汽车照明方面,人们也在开发智能的汽车照明系统,LED照明提供了更时尚的选择,可实现＂即时＂照明,并允许0～100%的功率进行亮度控制。采用LED的优点包括更快达到设定亮度、更高的效率、更长的使用寿命以及很细小的红光LED阵列更易于设计和安装,LED照明正以势不可挡的优势风靡全球汽车生产的照明。本文就汽车LED照明驱动系统的设计与仿真做简要的介绍。     

浅谈LED在建筑照明设计中的应用

LED光源由于具有绿色节能作用在建筑领域方面应用飞速发展,本文分析了LED与建筑及环境结合,在分析LED照明技术基础上,分别就室内和室外两种LED照明设计进行讨论,体现了LED灯在建筑环境的格调,营造环保的绿色光环境。     

道路照明光源选择依据的探讨

采用10度视场条件下,与不同亮度水平相对应的8个光谱光视效率函数,计算了金属卤化物灯(MH)、高压钠灯(HPS)和高压汞灯(HPM)三种高强度气体放电光源(HID),在暗视觉到明视觉(10-5～102cd·m-2)亮度范围内对应不同亮度水平时的有效光效,并提出了有效光效系数LEC(luminousefficacycoefficient)来剖析和评价不同光源在道路照明中不同应用条件下的适宜性.LEC值可为道路照明设计时选择适宜的光源提供有益的参考.实验结果证实在道路照明条件下,LEC值大的光源更有利于周边探测.     

民机驾驶舱在恶劣光环境下的飞行员视觉工效研究

科学合理的光环境设计可以优化驾驶舱人机工效、提高飞机的安全可靠性,尤其对飞行员视觉、心理等方面,起到积极的指导作用。驾驶舱光环境在大型飞机人机工效综合设计研究中有重要的地位和意义,该报告首先指出了航空视觉问题的特殊性及其与人—机—环境系统的交互作用。然后从光亮度范围、光色的选择、辅助照明、眩光控制、亮度水平与易读性的关系等方面阐述了驾驶舱光环境设计的研究的意义和现状,并展望了民机驾驶舱光环境的研究方向。其次,介绍了相关的视觉理论,并从视觉工效学和实验心理学角度分析了视锐度的定义及测试手段,以及反应时间的特征及其影响因素。针对闪电、太阳直射等恶劣光环境下飞行员视觉功能受到的影响以及应对措施进行了视觉工效学研究。总结了恶劣自然光环境对飞行员视觉功能的影响,将"雷暴雨"和"穿云层"两种典型恶劣光环境的视觉特点抽象为脉冲型和阶跃型的亮度变化,以不同光环境为自变量,视锐度、反应时间和判读准确率为因变量,在全尺寸模拟驾驶舱中对10名被试进行了视觉工效学实验。以判读准确率作为参数,对视锐度和反应时间进行了速度-准确性平衡修正。数据分析结果表明,两种典型的恶劣光环境对视锐度有显著的负面影响;阶跃型光环境变化场景下的反应时间会显著增加,而脉冲场景下的反应速度会所有提高。这些影响都可以被雷暴雨灯提供的背景亮度所消除。两两对比分析后,建议飞行员应该在遇到恶劣光环境之前打开雷暴灯,这样其视觉功能将始终不受光环境突变的影响。针对夜间飞行眩光对飞行员视觉绩效的影响展开研究,选取探测驾驶舱外界目标的反应时间、对于显示器出现视标的探测和识别的阈值尺寸3个因变量作为视觉绩效的评价指标,研究了眩光源亮度、眩光源立体角,背景亮度3个变量对于反应时间的影响以及眩光源表面亮度、显示器视标亮度两个变量对于显示器视标识别绩效的影响。实验结果显示,眩光源表面亮度的提高会增大显示器视标的探测和识别阈值尺寸,但该增量会随着视标亮度的提高而减小,而视标亮度的升高则会减小对于视标的探测和识别阈值尺寸,当视标亮度大于9 cd/m2,阈值尺寸随眩光源表面亮度和视标亮度的变化率趋近于0。该实验结果可以对驾驶舱和飞机场照明的防眩光设计提供一定的理论依据。     

发光亮度随环境改变的LED照明

高亮度白光LED的发明,使照明领域发生了重大变化.白光LED以其节能、环保和长寿命的特点成为了最有前途的照明灯.在照明领域白光LED成为增长最快的市场之一.文中介绍了LED的发展及其在照明领域的应用,LED在使用时的电流与电压变化情况,以及驱动和连接的方法.在使用白光LED灯照明时,由于环境中其他光源的影响,被照亮区域的照度不稳定,使人们容易视觉疲劳,本设计要达到的目的就是能够让白光LED灯可以自动调节亮度从而使被照亮区域的照度值稳定.所以设计了发光亮度可随环境改变的白光LED照明灯.采用反馈电路实现白光LED的自动调节,通过电位器实现对稳定照度的调节.制作出了满足此设计要求的白光LED的驱动和反馈控制电路,并对其性能进行测试和分析.     

日常三基色荧光灯光源对夜间褪黑激素抑制评估

不当的夜间光照会引起褪黑激素抑制,抑制率与光的色温、强度关系密切。基于夜间光照对褪黑激素抑制效果的量化计算方案,文章对3种生活中常见的三基色荧光灯光源进行了安全性评估,评估结果为在同等辐照强度下,低色温光源为相对较为安全的照明光源。研究结果可为室内安全光照环境的设计提供较为简单的计算方法,并可为光污染控制、夜间安全环境照明标准制定等方面提供参考。     

基于驾驶视认需求的隧道入口段光环境研究

为实现安全舒适的隧道入口段光环境,从驾驶员视觉功能及需求出发,提出了基于驾驶安全视认的隧道入口段光环境评价方法.以色温5 700K、显色指数70的隧道入口段光环境为研究对象,对小客车驾驶员进行不同运行速度的实车视认试验,得到驾驶员动态视认特性规律;采用驾驶员驾驶过程中对小目标物的视认距离作为入口段光环境安全视认评价指标,应用MATLAB数学统计软件建立了不同运行速度下视认距离与入口段亮度折减系数定量逻辑关系模型;最终得到不同设计速度下能够满足驾驶视认需求的亮度折减系数阈值,与现行规范值相比略高.研究方法和结论可为实际隧道入口段光环境设置、监控及运行管理提供技术参考.