基于道路照明中间视觉的LED路灯配光模型研究

摘要

全球能源的日益枯竭和交通事故发生的频繁对当前的道路照明提出了更严峻的挑战。选择适用于道路照明的光源，是目前照明领域研究的热点问题之一。论文分析了道路照明标准与人眼视觉结构的光谱光视效率效能适应性，建立基于道路照明中间视觉的LED光源的配光模型。并以人眼反应时间与亮度和色度的关系研究LED白绿光的光视效果和功率密度值，探索以人眼反应时间为评价指标的道路照明安全节能新方法。
　　论文的主要工作如下：
　　(1)依据对各个国家的道路照明标准，对道路照明的亮度进行研究分析，归纳出道路照明理想的亮度范围。通过对人眼视觉结构特点的分析，指出入眼处于灵敏度高的波长范围，并以此对基于道路照明中间视觉理论的光源光谱能量进行了分析。
　　(2)提出了一种中间视觉的LED白绿光配光模型。分析了人眼视觉对色度灵敏度的波长范围，给出了光色成分中含白绿色光谱比例分布在人眼的中间视觉敏感区域，并通过仿真实验验证该配光光源适用于道路照明，且清晰度高。
　　(3)给出了一种机动车辆交通道路照明安全的反应时间评价指标体系。定义了道路照明反应时间的评价指标要求，描述了道路照明光源光效的电光源功率密度值与反应时间之间的对应关系。比较高压钠灯、LED白光和LED白绿光三种光源以同样亮度作为道路照明时的功率密度值，指出了LED白绿光更能实现节能的功效。
　　本文按照道路照明的要求，利用计算机仿真了夜间道路照明的照明环境，研究了人眼在不同光亮度和色度下的反应时间。对实验数据的分析和拟合，结果表明：在道路照明的条件下，从安全和节能的角度出发，LED白绿光的光效更好，有利于保证夜间驾驶员和行人的安全。

目录

文摘

英文文摘

致谢

插图清单

表格清单

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 国内外研究现状

1.2.2 发展趋势

1.3 本课题研究的主要内容及章节安排

1.3.1 本文研究的主要内容

1.3.2 论文的结构安排

第二章 道路照明标准及光度学分析

2.1 道路照明标准与要求

2.2 道路照明光度学分析

2.3 道路照明中的人眼视觉结构分析

2.3.1 人眼视觉的形成

2.3.2 道路照明中间视觉的光谱光视效率分析

2.3.3 道路照明与波长和亮度之间的对应关系

2.4 基于中间视觉理论的LED光谱能量分析

第三章 基于道路照明中间视觉的LED光源配光分析研究

3.1 基于道路照明标准的LED光源配光模型

3.1.1 LED光源的配光模型

3.1.2 基于中间视觉的LED白绿光配光模型图像清晰度的定义

3.1.3 基于中间视觉的LED光源配光模型参数的选择与配置

3.1.4 仿真实验与结果分析

3.2 计算LED白绿光S/P比值

第四章 基于反应时间评价指标的LED配光道路照明安全节能的研究

4.1 机动车交通道路照明安全的反应时间评价指标要求

4.2 道路照明人眼反应时间与亮度和色度的关系分析

4.3 实验原理

4.3.1 实验参数的配置

4.3.2 实验数据

4.4 基于反应时间评价指标的LED配光道路照明的光效评价

4.5 基于反应时间评价指标的LED光源功率密度值及节能分析

4.5.1 道路照明光源LED的亮度对比系数和相对光效的研究

4.5.2 道路照明光源LED的功率密度值研究

第五章 总结与展

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文