车灯灯丝长度优化设计的数学模型和数值模拟

本文对在车灯反射光满足一定设计规范的前提下优化车灯灯丝长度的问题建立了基于光线跟踪和基于反射点 轨迹分析的两类优化模型,并对模型的数值模拟和数值求解进行了讨论。本文还对出现的其他模型进行了评 述。     

车灯线光源的优化设计

采用对线光源及反光面的微元分割方法建立模型，用反射光的亮点分布确定光线强度。从而建立了问题1的数学模型，对于问题2，采用与对称轴垂直的平面与抛物面的相交成的不同的反射圆，线光源上不同的点经反射圆反射到屏幕上形成不同的亮线的叠加，再对不同的反射圆叠加，从而得到了亮区。     

基于遗传算法的车灯线光源优化设计

采用遗传算法建立了遗传算法曲面反射点搜索模型,将其用于特殊反射点的寻找。经过多次试验确定遗传算法中所涉及参数的值,最终找出抛物面上的特殊反射点,建立线光源发光功率(P)和线光源长度(L)的函数关系,求出最低功率时线光源的长度。实验表明,该模型算法准确,速度快,收敛性好,适应性强,适用于非规则的,任意曲面点的搜索。     

基于遗传算法优化的线光源节能排列方式研究

目前室内灯管多以空间面积大小为基准进行均匀对称排列,这样虽保证了空间的美观程度,但因为缺少科学的采光排列方式和合理的节能评价方法,从而造成因灯管数量过多而引起不必要浪费。通过对线光源进行数学建模,构造使工作平面上各点照度均匀且适当的评价函数,采用遗传算法对线光源进行优化布局,并从样本点入手引入节能评价指标,运用Matlab仿真节能指标最优时的房间线光源排列方式构建线光源的节能排列模型,实现线光源的高效利用。     

车灯线光源设计中有关参数的计算

在进行车灯线光源的优化设计时，需要计算有关的参数．在标准情形下，计算了直射光总功率与反射光总功率之比和测试屏上直射光的亮区，并绘出亮区图形；计算了测试屏上反射光（只考虑一次反射）的亮区，并绘出其图形．给出了计算过程，并用MATLAB软件计算出结果，绘出图形．     

高等数学在车灯线光源计算中的应用

本文应用微分几何、积分法、模拟搜索法,特征值法等许多运算方法,建立了合理的线形光源计算的数学模型.     

双圆柱聚光腔的几何设计

聚光腔是固体激光器中的一个重要部件。聚光腔的形状是多种多样的。对于一般固体激光器，目前常用的是单、双圆柱或椭圃柱聚光腔。大量的实践表明，双圆柱聚光腔与双椭圆柱聚光腔在聚光效率上是相近的，因为实际的光源如直管氙灯不是一线光源而是一体光源，所以两种腔都有自己聚光的弥散范围。     

车灯线光源的优化设计问题

本文依据反射定律讨论了从光源上一点发出的光线能反射到B点或C点的条件，比较准确地确定了反射点的个数。本文的另一个优点是简洁、明确地给出了问题中求解最优光源长度的数学模型（优化模型），并给出了相应的算法。本文的不足之处是没有考虑光线照度的余弦定律，并且没有考虑到反射面到接收屏之间光照面积的变化。本文针对车灯优化设计问题，在指定的测试方案下，给出了计算线光源长度2l的方法。首先我们利用光学知识和Mathematica计算得到B，C两点的光强EB，EC与线光源长度2l的关系，结合测试方案的要求，即EB≥2E0，EC≥E0，且使线光源功率最小，由于eB(x)和eC(x)的显式式无法给出，故我们用数值方法求得最优线光源长度2l=3.7mm。其次，我们使用计算机模拟技术作出了测试屏的亮区。最后，在对测试方案进行综合评价时发现，题设所给出测试方案有一定的优点，但仍有许多有待改进之处。     

车灯线光源的优化设计模型

本文首先研究了车灯线光源上各点有效投射点集合变化的规律，进行了合理的区域划分；在此基础上，建立了问题的最小化模型，然后通过数形结合的方法，解得线光源最佳长度1＝3.8mm和相应最小功率Pmin=7210。在此最佳长度下，利用平面镜成像原理和Matlab软件，采用“模拟散斑”的方法，给出了反射光的亮区图形。该模型简单直观，亦可推广应用于太阳能热水器、电视机接收天线等相似领域。     

机器视觉系统中的LED线光源设计

针对传统线光源所存在的光学效率偏低、设计复杂以及成本相对较高等问题,结合 LED光源在体积、效率、稳定性以及使用寿命方面的优势,设计了一套可应用于机器视觉系统的LED线光源,该线光源主要由LED恒流驱动模块和聚光单元模块两部分组成,利用聚光透镜等少量光学元件将多颗LED灯珠的发散光汇聚成所需的线型光场,具有结构简单、亮度可控和性价比高等特点。样机测试结果表明,所设计的线光源亮度高且照度均匀,而且照度均匀度达85％以上,满足机器视觉系统的实际需求。