中间视觉下LED透雾性与光度特性实验研究

摘要

LED被誉为新一代节能光源,其独特的优势将逐步取代现有道路照明和汽车信号灯传统光源。随着环境的污染,雾霾等恶劣天气越来越频繁,不同光源透雾性的差异直接影响道路交通安全。
　　为了研究LED与传统光源在透雾性方面的差异,本文以实验为基础,在暗箱中人工起雾,使用光谱仪测量了不同光源不同雾浓度下的光谱,并且考虑了夜晚道路情况下人眼光谱光视效率的变化,用中间视觉MES2模型进一步分析不同光源透雾性和光度特性的差异。
　　本文的工作主要分为三个方面。第一,使用光谱仪测量光源光谱并引入中间视觉研究光源的透雾性,消除了由人眼光谱光视效率变化产生的偏差,实验结果具有一定的准确性,同时也避免了采用人眼主观评价法导致的实验结果受主观因素影响较大且不具可重现性等缺点。第二,研究不同颜色光源透雾性时专门针对汽车信号灯,考虑到汽车信号灯作为一种指示灯,其颜色代表着特定的信息,所以本文在研究汽车信号灯透雾性的基础上深入研究了透雾前后汽车信号灯颜色的漂移,实验结果具有一定的实用性。第三,研究了不同光源玻璃透过率随波长的变化,为灯具设计提供理论依据。本文的主要结论如下:
　　1.LED、白炽灯、金卤灯和高压钠灯四种光源透雾率随环境亮度的变化均不超过％,其中白炽灯的透雾性最佳,LED的透雾性最差;雾浓时金卤灯的透雾性优于高压钠灯,雾稀时高压钠灯的透雾性优于金卤灯,由于四种光源光谱功率分布的差异,随着亮度水平的降低,LED、白炽灯、金卤灯中间视觉下实际照度都增大而高压钠灯实际照度减小。
　　2.汽车信号灯透雾率随环境亮度的变化均小于2%,实际照度随亮度的降低而减小,在不同雾浓度下其色坐标沿着斜率为-1的直线漂移。
　　3.同种频率的光,不管其发光机理如何,玻璃透过率都相同。不同频率的光透过光学玻璃时透过率不发生变化,而透过普通玻璃时透过率随波长的增加先增大后减小。
　　本课题的研究对LED路灯和汽车信号灯光源的设计与检测具有重要意义,对提高实际道路驾驶安全有一定的理论与实际意义。

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本研究课题的来源及主要研究内容

第2章 视觉与中间视觉

2.1 人眼视觉构造

2.2 光谱光视效率

2.3 中间视觉特性

2.4 常见的中间视觉模型

2.5 中间视觉应用

2.6 本章小结

第3章 LED原理及应用

3.1 LED发光原理

3.2 LED应用

3.3 我国LED发展存在的问题

3.4 LED未来发展趋势

3.5 本章小结

第4章 实验硬件与软件设计

4.1 实验设计

4.2 暗箱内雾场模拟

4.3 实验方案与设计

4.4 实验装置

4.5 实验步骤

4.6 计算软件

4.7 本章小结

第5章 实验数据及分析

5.1 雾浓度计算

5.2 中间视觉下道路照明光源透雾性和照度变化研究

5.3 中间视觉下汽车信号灯透雾性和光度特性研究

5.4 不同光源玻璃透过率研究

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

附 录