基于行车视觉行为反应时间的中间视觉道路照明节能性分析及显色性能研究

摘要

当前，电气照明设计是我国道路照明研究的重点课题之一，如何选择高效节能的绿色道路照明光源已成为国内外的研究热点。本文针对人眼中间视觉条件下的道路照明环境，通过构建的基于人眼驾驶行为的反应时间模拟测试系统进行测试实验，建立道路照明光视光效实验模型，分析评价道路照明光源的安全节能性能。基于色度学原理研究显色指数与道路照明光源不同主波长点的关系，给出道路照明光源显色性评价计算方法。力图为提高道路照明的节能性与显色性研究设计提供了计算方法和依据。
　　本论文主要工作如下:
　　1、基于构建的基于人眼驾驶行为的反应时间模拟测试系统，进行了人眼中间视觉条件下的行车视觉行为的测试实验。通过对实验数据的统计分析，获得中间视觉条件下的道路照明光视光效曲线，建立了人眼中间视觉条件下的道路照明光视光效模型。该模型与前人研究的道路照明光视光效整体趋势一致，可为道路照明光源节能性的迸一步研究提供了理论依据和研究基础。
　　2、通过人眼中间视觉条件下的光视光效模型，建立了任意光源色度及光源亮度的光谱光视效率函数。对光源的照明功率密度LPD影响因素的分析，给出了基于照明功率密度LPD的照明光源节能性评价方法。通过实验仿真分析得出，在人眼中间视觉道路照明背景亮度范围条件下，道路照明光源主波长为540nm的白绿色相对传统道路照明光源可更节能。
　　3、从色度学理论出发，给出了基于CIE（L*u*v*）均匀颜色空间的道路照明光源的显色性能评价计算分析方法，探讨了不同主波长道路照明光源色度的相对光谱功率分布变化对显色性能的影响。建立了光源主波长与显色指数的函数关系表达式，获得了显色指数与光源颜色各个波长点的关系。通过实验仿真分析可知，在人眼中间视觉条件下的道路照明光源以548.5nm（白绿色光）作为主波长时，显色性能最佳。
　　4、对根据上述节能性方法和显色性方法得出的分析结论，进行了人眼反应时间模拟测试实验和道路照明图像清晰度计算实验验证。依据道路照明光源安全性能要求，对测试的实验数据分析与计算结果表明，在中间视觉条件下，白绿色道路照明光源相对于其它传统道路照明光源光视光效性能最佳，且以540-550nm作为主波长的白绿色道路照明光源的节电性能和显色性能最佳。验证了上述节能性分析方法和显色性计算方法是可行与有效的。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题的研究背景及意义

1．2 本课题在国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 道路照明国内外研究现状

1．2．2 未来发展趋势及研究难点

1．3 课题来源

1．4 本课题研究的主要内容及章节安排

1．4．1 本文研究的主要内容

1．4．2 论文的结构安排

第二章 基于人眼驾驶行为反应时间的中间视觉条件下道路照明研究

2．1 道路照明中的人眼视觉结构分析

2．1．1 人眼视觉的形成

2．1．2 中间视觉与道路照明关系

2．2 道路照明亮度标准

2．3 道路照明中间视觉下行车视觉的反应时间

2．4 照明光源光视光效模型的构建及分析

2．4．1 照明光源光视光效模型

2．4．2 基于人眼驾驶行为反应时间的光视光效模型的构建

2．5 本章小结

第三章 中间视觉条件下道路照明光源的节能性分析

3．1 道路照明光源的节电性能概述

3．1．1 照明功率密度(LPD)限值定义

3．1．2 影响照明功率密度的因素及节能措施

3．2 中间视觉条件下的道路照明功率密度LPD构建

3．3 中间视觉条件下道路照明节能措施的分析研究

3．4 本章小结

第四章 中间视觉条件下道路照明光源的显色性能分析

4．1 道路照明显色性及CIE显色指数简介

4．2 CIE显色指数及道路照明光源的色差计算

4．2．1 CIE-Yxy颜色空间简介

4．2．2 基于CIE(L*u*v*)颜色空间的色差计算方法

4．3 基于显色指数的中间视觉条件下照明光源显色性能研究

4．4 本章小结

第五章 中间视觉条件下道路照明节能性及显色性效果分析

5．1 基于人眼驾驶行为的中间视觉条件下反应时间模拟测试系统

5．1．1 实验条件与相关参数

5．1．2 实验步骤与实验结果

5．2 基于人眼驾驶行为反应时间的中间视觉条件下照明光源节能性与显色性实验

5．3 基于清晰度的中间视觉条件下照明光源性能分析

5．3．1 人眼视觉系统模型建立

5．3．2 一种基于人眼视觉特性的清晰度评价方法与计算

5．4 基于中间视觉条件下道路照明光源的实验与分析计算

5．4．1 道路照明清晰度的人的主观感受评价实验

5．4．2 人眼视觉特性的清晰度评价值计算

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况