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。     

白绿色LED道路光源小目标可见度研究

小目标可见度是衡量驾驶安全性的重要指标,但夜间驾驶处于中间视觉的复杂环境,导致作为可见度水平的重要参数的阈限亮度差难以被准确评价。本文通过中间视觉环境下建立的背景亮度/敏感波长关系模型,对道路照明光源进行基于敏感波长的阈限亮度差研究,以实现对白绿色LED光源不同主波长的可见度研究。从负对比修正系数Kf和识别时间修正系数Kt出发,建立中间视觉阈限亮度差修正模型,提升可见度算法精确度,准确衡量照明光源安全性。利用小目标可见度算法在RP-8-00标准建议的夜间驾驶视看条件(视张角7.45′、驾驶员年龄60岁、识别时间0.2 s)下,对机动车道路面照明亮度环境(0.75-3.0 cd/m~2)中的照明灯具进行评价,得出在此视看环境下以528 nm作为主波长的白绿色LED光源可见度最高的结论,并通过道路平均亮度和反应时间验证了该光源相比传统照明光源安全性更好。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

教室照明条件下瞳孔大小变化规律

为研究教室照明条件下学生瞳孔大小随亮度水平的变化规律,选择3位大学生作为被试者,采用iView X眼动仪,通过模拟教室照明条件的教室照明瞳孔大小测量系统实验,对3种教室常用色温(2 700 K,4 000 K,6 500 K)荧光灯光源提供的5种背景亮度下的瞳孔面积变化值进行测量.结果显示,3种色温荧光灯下的瞳孔面积与背景亮度呈负指数函数关系;在教室照明条件下人眼瞳孔面积随背景亮度的变大而减小,并逐渐趋于稳定;在相同背景亮度下,色温越高的荧光灯照明时瞳孔面积越小.