LED路灯路面照度测量及中间视觉的研究

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近年来,对道路照明应用的研究开始侧重于选择合适的夜间照明光源,来获得更为安全而舒适的驾驶环境,并且达到绿色环保节能的目的。根据各国城市道路照明设计的标准,道路照明的路面平均亮度范围在0.3~2.0cd/m2之间,属于人眼的中间视觉范围。至今为止还没有一个国际上一致认可的中间视觉光度学系统,而现有的光度测量仪器都是基于明视觉光谱光视效率函数而研制的,其在夜间道路照明的条件下测量的结果并不令人满意。因此本文研究了LED路灯照明下的路面照度测量方法,提出了中间视觉等效照度的修正系数,为研制出符合人眼视觉特性的中间视觉光度测量仪器而提供了理论基础。具体工作内容如下:首先,根据现有的中间视觉实用模型并结合其测量的实验数据,推导了中间视觉照度和明视觉照度的转换公式,提出了不同光源在中间视觉下的照度修正系数。通过中间视觉等效照度修正系数的计算,就可以简单准确地对现有明视觉照度计所测量的照度值进行修正,并计算得出不同色温光源在中间视觉下的等效照度值。同时,通过两部分主观评价实验,将人眼的主观感受与物理参数测量相结合,测量得到的结果也基本符合理论计算的结果,验证了中间视觉等效照度修正系数的准确性与实用性。其次,通过对不同色温LED路灯的等效照度的计算与实验分析得出,在相同亮度水平下,随着LED白光光源色温的提高,照度修正系数值B不断增大,所得到的中间视觉等效照度值也不断增大。这表明在相同的照度水平(明视觉)下的道路照明或是住宅小区内的照明,使用色温较高的光源将会起到更好的视觉效果。同时,高色温的光源可以提高大脑的兴奋程度,从而增快对瞬态事件的反应速度。最后,设计了一种探测不同色温的荧光粉类LED路灯在中间视觉环境下的照度测量方法,并通过两个实施例来进行描述和分析,为中间视觉照度计的研制提供了理论基础,使中间视觉照度值的测量更符合人眼的视觉特性。
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