亮度均匀度与可见度设计方法研究

为了比较亮度均匀度对可见度水平的影响,深化可见度的设计方法,选取了截光型、半截光型道路照明灯具,以不同的灯具布置方式进行实验研究;利用小目标物可见度计算方法,研究亮度均匀度与计算点可见度水平分布的关系。结果表明,当均匀度较好时,应使路面亮度分布尽可能保持统一,各计算点的可见度水平同为正(或同为负);当均匀度不能保证较好时,可有意降低路面亮度均匀度,并使路面各点的正负可见度增大,从而使整条道路可以得到较高的STV值;在道路照明设计中还需要建立一个限定道路上可见度水平分布的方法。     

建筑物夜景亮度计算模型及修正系数

为了解决国际照明委员会（CIE）推荐的照明计算公式不适合具有混合光反射性质的现代建筑饰面材料的问题,寻找一个能符合现代建筑饰面材料的亮度计算方法,达到建筑节能与城市夜景亮度控制目的。在光度学实验室对30种常用建筑饰面材料不同方向的亮度进行了测量,用测量获得的不同方向亮度值计算出亮度修正系数K（i,β）,还分析了光在传播过程中受大气影响衰减与反射亮度的关系。将K（i,β）值与视看距离、光源种类、灯具利用、材料清洁程度、照明系统维护等作为修正系数补充CIE计算公式,建立一个新的计算模型。通过计算比对,新模型计算的照度值仅为传统公式计算的1/3。     

中间视觉时的光视效能最大值研究

为了获得中间视觉时光视效能最大值表达式,分别利用异色视亮度匹配法和反应时间法,研究了在中间视觉条件下人眼中的锥状感光细胞和杆状感光细胞对视觉效果的贡献程度,获得了中间视觉时的光视效能最大值表达式,提出了用不同的实验方法得到的结果反映人眼的不同视觉特性,在进行照明计算和评价时,应根据不同的应用和目的,选择相应的光视效能最大值表达式的观点,建议在评价夜景照明效果时宜采用异色视亮度匹配法获得的光视效能最大值,对于道路照明设计,宜采用反应时间法确定的光视效能最大值进行计算。     

基于同时亮度对比现象的亮度感知用户模型

基于同时亮度对比的用户认知特点,构建了用户亮度感知的定量模型,为计算机界面设计中的亮度设置提供定量参考依据.在计算机仿真的CIE标准照明体D65照明下,采用仿真Munsell颜色体作为实验刺激,呈现在经过BP神经网络标定的CRT显示器上,仿真实验刺激的色差远小于最小颜色可觉差.基于亮度匹配的实验范式,4名男性用户参与了4（实验表面）×4（匹配背景）的被试者内设计实验,对每种实验条件进行了16次重复测量.重复测量方差分析结果表明,实验表面亮度和匹配背景亮度均对用户的匹配亮度产生了显著影响.用背景亮度作为自变量,匹配亮度和匹配背景亮度的韦伯对比度作为因变量,采用幂函数形式对实验数据进行拟合,在各种实验条件下拟合模型的R方均大于0.99.额外采用5名男性用户进行同样的实验对所构建模型进行验证,在各种实验条件下拟合模型的R方均大于0.95.上述结果表明,拟合模型对用户感知亮度随实验表面亮度和匹配背景改变而变化的趋势进行了高精度描述.     

公路隧道入口环境亮度安全临界阈值分析

在安全运行约束下,为了分析公路隧道照明需求,提出公路隧道环境亮度安全临界阈值.构建模拟隧道环境识别实验,设计动、静2种实验模式,通过对7 020余组人眼识别时间与环境亮度实验数据的统计分析,得出环境亮度与人眼反应时间呈幂指数关系.在此关系基础上,结合驾驶员信息感知识别时间要求,得出公路隧道环境亮度安全临界阈值.选择长、中、短隧道进行实验,结果表明,隧道环境亮度安全临界阈值为5cd/m2,远低于国际照明学会(CIE)隧道适应曲线所推荐的值,可大幅简化和降低公路隧道照明设置,节约照明运营成本.     

基于优化MSR的夜间道路图像增强方法

为了提高夜间道路图像质量,提升目标在图像中的可见度及对比度,降低夜间道路图像目标检测难度,提出了一种基于优化多尺度Retinex算法(MSR)的夜间道路图像增强方法.首先,将RGB图像转换到YUV色彩空间;其次,将最小可觉差(JND)的倒数作为MSR算法中入射图像的系数构建优化MSR算法,并利用该优化算法对Y通道进行亮...     

城镇道路照明计算方法探讨

基于城镇道路及其照明的现状,依据照度的定义,讨论了适合城镇道路照明的照度及亮度计算方法。     

夜景亮度及建筑材料光反射特性与照明节能

为了实现城市夜景照明节能,研究了城市夜间区域亮度变化所需的能耗变化。根据功率密度值8．9w／m^2的能耗指标,计算出夜景亮度每提高1cd／m^2将多耗电能0．84W,夜间城市区域亮度提高1～2cd／m^2,在城市亮背景下人的视觉功能难以分辨其效果,但由此增加的电能耗费巨大。在照明条件相同的情况下,建筑饰面材料的光反射特性直接影响景物亮度,通过实验研究了不同建筑饰面材料的光反射特性,并在CIE推荐的漫反射材料照度计算公式的基础上,建立了建筑物照度计算模型。     

锂离子电池简化电化学模型:浓度分布估计

为了降低锂电池电化学模型的计算复杂度,提出基于修正边界条件的简化电化学模型,用于估计锂电池内部的电解液浓度分布.采用Pade逼近技术分析简化电化学模型解析解,可得到降阶的分子-分母型传递函数模型.分别采用19.38A和193.80A的脉冲充放电工况进行仿真对比,结果显示所提出简化模型的最大相对误差分别约为0.867%和8.670%.时域和频域模拟仿真结果表明:相比于传统电化学模型,该简化模型对电池内部电解液相的浓度分布估计具有理想的精度,同时计算复杂度得到显著优化,具备实时应用的能力.     

低亮度下光环境影响因素分析

目的研究亮度、亮度比、光源等因素对照明环境的影响,为照明设计的进一步研究提供参考和依据.方法选取低亮度的典型场景,对比不同色温的光源,设置不同的亮度和亮度比,进行现场实验、测量,并利用Excel软件分析数据.结果初步得到在低亮度光环境下,不同光色、不同亮度和亮度比等物理量对照明效果的影响趋势和影响程度.结论在背景环境亮度较低时,低色温光源的视觉效果更容易满足并达到人们的要求,在一定的照度范围内,对目标的可识别性也要好于色温较高的光源;亮度、亮度比的降低可以提升目标与背景环境之间的融合与协调的关系,尤其在5-10lx之间时,效果最好.     

考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法

驾驶员的视觉适应过程直接影响交通安全。为考虑驾驶员的视觉适应过程,在确定公路隧道入口段亮度时,通过实测得到驾驶员驾车进入隧道过程中的瞳孔大小变化数据,建立了描述驾驶员驾车进入隧道过程中瞳孔面积变化速率最大值与各相关参数之间关系的数学模型。以驾驶员不发生视觉障碍的瞳孔面积变化临界速率为基准,计算得到了驾驶员瞳孔面积变化达到临界速率时,隧道入口段的最低亮度,分析了隧道入口段所需最低亮度与洞外亮度之间的关系,通过回归分析建立了隧道入口段亮度与洞外亮度之间关系的数学模型,得到了考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法。     

基于视觉阈值的结构相似度图像质量评价算法

针对空间域结构相似度测量(image measure of structural similarity,SSIM)没有考虑人类视觉系统亮度掩蔽和对比度掩蔽对视觉感知的影响,提出基于人类视觉阈值理论的结构相似度图像质量评价算法(visibility threshold SSIM,VTSSIM).通过计算局部标准方差,将图像分为平坦区域、细节区域和一般区域;基于图像视觉阈值的临界可视误差分布,确定平坦区域中的亮度掩蔽极端区域和细节区域中的对比度掩蔽极端区域;分别对这两个极端区域及其他区域进行视觉阈值加权处理,得到整幅图像的质量评价.结果表明,VTSSIM比SSIM更符合人眼视觉特性,尤其适合评价失真较小的图像.     

立体图像对亮度差异对立体视融合的影响研究

针对具有亮度差异的立体图像对如何影响立体融合,提出了对不同亮度差异的立体图像对识别融合的影响范围。通过8名被试对亮度差异分别为0,10,20,30,40,50,60,70,80,90的立体图像对融合识别的反应时和正确率进行分析,给出了亮度差异对立体视融合的定量影响范围。结果表明:反应时随着亮度差异的增大逐渐增加,但识别正确率逐渐降低。亮度差异为20以下,立体识别可达到较好的识别效果,反应时较短并且正确率很高。当亮度差异介于20~60之间,反应时急剧增加,正确率稍有降低。但当亮度差异达到60以上,不仅反应时急剧增加,而且正确率急剧降低,达到很难识别的程度。     

公共建筑节能改造节能量修正计算方法

针对当前公共建筑节能改造节能量确定方法尚不完善的现状,提出了一种新的节能量修正计算方法,即以改造前建筑为基准的节能量修正模型,包括4个修正系数和3个计算式,4个修正系数分别为气象修正系数、室内热环境修正系数、内部负荷修正系数和运行时间修正系数,3个计算式为采暖节能量计算、空调节能量计算和总节能量计算。以天津市某大型办公建筑节能改造项目为例,采用节能量修正模型,得到修正节能量,此节能量保证了比较条件的一致性。通过比较修正节能量与改造前后能耗直接相减的节能量,修正节能量计算方法引起10.23%的节能量差别,从而证明了修正的必要性。通过与模拟软件计算结果的对比,差别为3.03%,在10%的可接受范围内,验证了该节能量修正计算方法的准确性。     

教室照明的设计计算

介绍了教室照明照度的计算公式及灯具的维修率；通过实例具体阐明了教室照明的设计计算．     

实测确定公路隧道洞外景物亮度的方法

分析比较了查表法、环境简图法和黑度法3种确定洞外亮度的方法,发现3种方法均未完全考虑隧道所处区域的环境和光气候条件。为了能快速准确地确定隧道洞外景物亮度,以从莞高速公路的7座隧道为测量对象,通过现场实测,建立了洞外景物亮度与水平面照度之间的关系。在对当地光气候数据进行统计分析的基础上,确定隧道洞外景物亮度标准值、东莞地区隧道洞外典型景物亮度设计参考值,并得到了东莞地区4个朝向隧道洞外典型景物亮度值。     

天空亮度分布研究

本文提出了似阴天空亮度分布表达式,经验证表明,它与天空亮度实测结果吻合较好。在本文中还采用一个式子表示了各类天空亮度分布,这对于垂直面照度计算等无疑是方便的。     

基于面元网格化的空间目标光学特性计算方法

为实现复杂结构空间目标光学特性的工程化计算,基于计算几何的面元网格化思想,提出了一种空间目标光学特性计算方法.建立了空间目标标准几何结构、面元网格划分、面元遮挡、面元照度计算的数学模型,设计开发了空间目标光学特性计算软件.针对不同的卫星目标,进行了光学特性的计算,并将计算结果分别与解析法计算结果和试验测量结果进行比较分析,结果表明面元网格化的计算精度优于解析方法,且与试验结果相比其计算偏差小于一个视星等,满足工程应用的要求.