基于虚拟现实技术的隧道内光源色温对 司驾安全的影响

基于虚拟现实（VR）技术建立公路隧道内环境智能辅助决策系统，在不同色温的主灯照明下进行驾驶模拟试验，构建注意力增长率和光源色温之间的度量模型，并给出反应时间的分布规律。结果表明：在隧道入口和出口处，驾驶人的注意力增长率较高，行驶约1 200 m时驾驶人注意力达到最低值；不同的光源色温对驾驶人注意力影响差异显著，色温约6 300 K时最利于注意力的集中；低色温下（2 000~ 4 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.78 s，而中高色温下（5 000~8 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.58 s。     

隧道照明光源光色对驾驶员视觉功效的影响

目前,各国以及CIE的隧道照明设计规范和标准在隧道照明研究中都只考虑隧道路面的亮度或者照度水平,对于色温、显色性和光谱分布等因素对视觉效果的影响考虑不足,导致对隧道照明质量的评价不够科学。笔者从隧道照明光源光色对于驾驶员视觉功效的影响出发,选择两个隧道进行了小目标识别现场实验和不同色温反应时间测试实验,分析了驾驶员视觉功效受隧道照明光源的显色性和色温的影响情况。结果表明：隧道照明光源显色指数越高,驾驶员的视觉功效越好;对于光谱能量分布相似的光源,背景亮度相同时,含有短波成分多的光源照明效果更好,驾驶员的视觉功效也更好。     

极低照度下彩光LED对人体心电图的影响

基于生物节律因子的理论,运用控制变量的实验方法,使用低照度彩光LED照射被测试人员,记录人体心电图数据,研究非视觉生物效应中低照度下不同颜色LED灯对人体生理作用的影响,发现:低照度下光源对于人体的心电图有一定影响;照明光源的波长影响人体心脏心电图参数,蓝光明显加快人体心率,红光和绿光对心室除极与复极的时间影响较大;3种光源下心室除极与复极时间校正值均有所增加.     

室内静坐状态下影响皮肤温度的环境因素

在人工舱中以环境温度、湿度、风速为变量,考虑服装热阻的条件下,对多名静坐受试者的皮肤温度进行了测量.实验结果显示:环境温度与皮肤温度呈线性相关,可用于预测人体的皮肤温度;随着环境温度的升高,人体皮肤间的温差减小,皮肤温度均匀度增加;环境湿度对皮肤温度的影响取决于人体的出汗状态;环境风速增大加快对流与蒸发散热,皮肤温度随风速增大而降低.     

织物对人体皮肤血流量的影响

激光多普勒技术是目前惟一能够连续测定人体组织血液灌注量的方法,它可以用来记录皮肤表面毛细血管内血流量的动态反应以及人体在热调节过程中血液流量的变化.采用DRT4激光多普勒血流仪对人体前臂皮肤分别与棉织物和毛织物接触后其血流量和温度的变化情况进行了测试分析.通过对棉织物和毛织物影响的对比分析,发现在较为干冷的环境中,织物的力学刺激对于皮肤血流量和温度具有较大的影响.同时,通过具有不同表面性质的两种毛织物对皮肤血流量的影响对比,反映了织物手感和柔软度等织物外观性质对皮肤血流量和温度有着显著影响.     

不同色温白光LED对人体昼夜节律的影响

随着现代人类生活节奏的加快,生物节律被打乱,眼睛的非视觉神经通路对人体昼夜节律的影响作用越来越引起人们关注.本实验着重研究在相同照度(2 000 lx)下,不同色温(2 700 K,4 500 K,9 000 K)的白光对人体昼夜节律的影响.实验是通过分析唾液中褪黑素含量的变化,掌握不同色温白光对人体褪黑素的影响作用.通过实验数据的分析得到如下结论：C场景(9 000 K)下对人体褪黑素的抑制最为显著,达到40.81%,同时褪黑素的相位延迟也最为明显,达到了44 min.与以往实验不同,本次实验全部采用LED光源.结果表明,人体昼夜节律对高色温的白光LED比较敏感.与国外文献对比分析,其中差异可能是实验条件以及人种不同造成.     

精密视觉测量中照明对图像质量的影响

为了达到自动控制光源、保障测量精度的目的,研究了视觉检测系统中不同光源照明方式与照度对图像质量的影响规律,探明了图像质量与测量精度的内在关系.通过实验,对不同照明方式下的图像质量评价系统进行了建模,并提出了一种评价图像质量的方法,即在透射照明方式下,以图像对比度为评价指标;在反射照明方式下,以图像低频分量比为评价指标,通过计算图像对比度和低频分量比是否达到一定阈值来评价图像质量,并以此控制光源照度,保证测量精度在允许范围.     

人体热舒适客观评价指标

在人体、动物实验基础上,对有可能作为人体热舒适客观评价指标的重要生理参数进行探讨.人体热反应实验在人工气候室内进行,对不同环境温度下受试者的生理参数和主观感觉同时进行测量.研究结果表明:受自主性体温调节活动影响的生理参数如人体皮肤温度、心率变异性、新陈代谢率、脑电波、肌电、排汗率与人体热舒适具有较好的生理相关性,并且在人体处于热舒适与不舒适状态时差异显著,具备作为人体热舒适客观评价指标的生理基础;平均皮肤温度反映热舒适程度的灵敏性较高,具备较高的可靠性,而且其测量与计算较为简单,可作为一个有效的客观指标来评价稳态热环境下的人体热舒适程度.     

-10℃～5℃低温环境下体育锻炼人员人体热反应关键参数的实验研究

低温环境中,人体热反应规律研究是人员热安全与热舒适评价的基础。现有研究的对象尚局限于低运动强度的低温暴露人员,缺少针对冬季体育锻炼人员的研究。为研究体育锻炼人员在低温环境下的人体热反应规律及其影响机理,该文在环境舱中开展人体实验,考虑5、 0、-5和-10℃的低温条件及2.57 clo和1.34 clo两种冬季运动着装条件,对6名体育锻炼男性青年的皮肤温度、核心温度、热感觉等热反应关键参数进行了测量。结果表明：人体平均皮肤温度及局部皮肤温度受到环境温度的线性影响,拟合斜率随服装保暖性能的提升而减小;人体核心温度变化速率与人体热积累速率成线性关系,拟合斜率随服装保暖性能的提升而增大;人体热感觉在中低运动强度下受到环境温度与着装影响,而在高运动强度下影响不显著;且体育锻炼人员的热感觉未表现出与生理温度间的统计相关性。基于实验结果为低温环境下体育锻炼人员的服装选择提出了建议。该研究可为体育锻炼人员的热安全、热舒适、运动能力及服装性能评价提供参考。     

在线图像可视铁谱LED阵列反射光源设计与实现

针对在线图像可视铁谱(on-line visual ferrograph,OLVF)反射光源亮度低、照明不均匀影响铁谱成像质量的问题,提出了一种用于OLVF探头的LED阵列反射光源。该反射光源为圆环形LED阵列结构,由8颗0.1W小功率LED组成。基于照明均匀性理论与仿真分析,确定了反射光源结构参数、安装高度及均匀照明区域大小;利用TracePro仿真计算了光源在磨粒沉积区域的照度均匀性。实验结果表明:圆环形LED阵列反射光源的照明均匀性较好,磨粒沉积区域的辐照度分布为130~150W/m2,其光通量为56.64lm,显色指数为82.6,色温为6 376K,功率为0.336 1W,符合OLVF的低功耗、高亮度、均匀性照明等要求,铁谱成像质量得到了提高,有利于磨粒形貌观测与视觉特征信息提取。     

不同LED照明参数对老年人心电生理响应的影响

光的非视觉生物效应与人体健康密切相关,随着LED在室内照明中的广泛应用,LED照明与人体生理健康的关系也日益重要.心电图(ECG,electrocardiograph)是生理参数的主要表征之一.针对LED照明,以3种色温(3000、5000、6500 K)、5种照度(300、500、750、1000、1500 lx)为主要变量,研究不同光照时长(10、20 min)下,老年人心电指标对光响应的情况.结果显示,照度、色温等光照参数的主效应对老年人的ECG无显著影响,但照度和色温的交互作用对老年人的ECG影响显著.其中,3000 K和10001x的交互作用对P波时间和T波时间影响最大;6500 K和15001x的交互作用影响最小;5000 K和7501x的交互作用对PR间期影响最大,6500 K和5001x的交互作用影响最小.但较短光照时长下,老年人的ECG变化不明显.因此,有必要探讨更长时间(1h及以上)光照下,老年人的心电生理响应情况,从而为老年人健康照明参数的确定提供依据.     

低温作业环境下应急救援人员局部冷损伤预测评价

为评价应急救援人员在低温环境下开展救援活动时遭受的冷损伤情况,对传统人体热生理模型进行改进,将人体模型拓展为20个分区,增加了脸部、肩部等部位,每个部位包括4层：核心、动脉、静脉、皮肤,动、静脉的血流参数由128段血管模型计算获得。基于改进的人体热生理模型,计算分析了多种低温环境工况下应急救援人员局部皮肤温度的变化规律,主要探讨分析了环境温度、风速、防护程度对手部和脸部皮肤温度的影响程度。结果表明：风速对低温环境工况人体局部皮肤温度影响显著,但随着风速的增加,影响程度会降低;较好的局部低温防护能提高人体该部位皮肤温度10℃以上;手部较脸部更容易遭受冷损伤。该研究能为低温环境下作业人员冷损伤评估提供技术支持,对低温冷损伤防控具有重要应用价值。     

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%。     

基于室内对流换热人体热反应模型的生理参数预测

为了在不同对流换热方式的室内环境中对皮肤温度、核心温度等人体生理参数进行有效的预测,基于Fiala模型,综合考虑不同对流方式对人与环境换热量的影响,尤其是通过修正不同对流方式的对流换热系数、平均辐射温度以及服装热阻等,建立了室内对流环境中的人体热反应模型。通过将模拟值与文献实验值进行对比来验证所建模型的有效性,结果表明两者高度吻合。在自然对流、混合对流环境下,平均皮肤温度预测误差以及受迫对流环境下人体大部分部位局部温度预测误差均小于1℃。所建模型可用于各种对流空调环境下的人体生理参数预测,为新型对流空调系统设计、评估以及规范修正等提供参考。     

视觉诱发电位在人体视觉舒适性研究中的应用

建筑室内色温水平会影响人员的工作效率、视觉舒适性等。收集了不同色温水平下15名受试者的图像翻转视觉诱发电位(pattern reversal visual evoked potential, PRVEP)数据和主观调查投票数据,采用模糊熵分析方法对客观生理参数进行分析,并基于PRVEP模糊熵与主观调查之间存在的极强相关性和生理上反应的相似性建立二者的数理关系,以使用客观生理指标预测主观感受,更加准确地实现对人体主观视觉舒适度的预测。研究发现在不同色温下人体PRVEP模糊熵和刺激程度投票值都随着色温的增大而逐渐增大,而眼部疲顿度则呈现出先减小后增加的变化趋势。高色温的冷色调环境下人体PRVEP模糊熵和主观调查值最大,应对刺激时的生理反应最强烈,舒适性不佳。而在4 000 K左右的中性色温环境下PRVEP模糊熵和刺激程度会略微增加但眼部疲顿度会减小,更适宜的色温工作环境有助于提高舒适感和工作效率。     

高温空气燃烧技术改造均热炉方案研究

系统研究了高温空气燃烧技术改造均热炉的各种方案 .提出这种新型燃烧技术必须充分考虑系统布置、炉膛结构、炉内烟气流动及传热过程、工件加热工艺过程等因素 .通过大量的数值模拟试验 ,发现在各种改造方案的入炉热量与原均热炉相等的情况下 ,当空气、燃气温度分别被预热到 12 73K和 10 73K时 ,炉内的最高温度相对较低 ,而炉内平均温度相对较高 ;温度分布不均匀系数Rtu从 33.18降到了 18.0 0左右 .在空气预热温度相同情况下 ,燃气预热温度越高 ,NOx 排放量越大 .最后 ,提出了均热炉燃烧系统的改造方案 ,并进行了非稳态燃烧过程数值模拟研究 .     

复杂动态背景中的人脸检测

针对复杂动态背景中的人脸检测问题，提出了一种基于差影运算和肤色识别的检测算法。该算法首先通过改进的差影运算初步确定人脸区域，然后建立一个人脸肤色模型进一步进行肤色匹配．从而实现由粗到细的人脸检测。实验证明，该算法可以适应不同的光照环境，不受人脸大小和朝向的限制。其运算速度和精度均达到实用要求。     

Analyses on the air and snow temperatures near ground with observations of an AWS at Dome A, the summit of Antarctic Plateau

As the summit of the Antarctic Plateau, Dome A has been received international attentions.In this paper, observational data of an automatic weather station (AWS) at Dome A in 2005–2007 were used to analyze the seasonal variations of air temperatures near the ground and snow temperatures within a depth of 10 m. Analyses on the air temperatures show a typical feature of the coreless winter, and strong inversion maintains during the long winter. Accordingly the stratification near the ground is dominated by th...     

计算机视觉系统的二步法颜色恒常性

理论研究表明 ,三色视觉系统在单视野条件下 ,三维颜色恒常性的计算问题只有在一些约束下才能解决。约束选择的合理与否和后续的任务密切相关。针对不同环境光照条件下的人体肤色分割的具体任务 ,提出了一个新的关于三色系统颜色恒常性问题的物理模型 :1 )将视觉系统所获得的原始信息分裂为亮度信息和颜色信息。 2 )将传统的颜色恒常性问题分解为基于亮度的亮度恒常性和基于颜色信息的颜色恒常性 ,并用二维描述子描述等亮度彩色图像中物理表面的颜色特征。该描述子具有颜色恒常的特性。基于颜色的图像分割实验结果表明 ,二步法颜色恒常性技术是一种非常有效的方法。