【摘要】：本論文的研究內(nèi)容是國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(《LED光度、色度和健康照明研究》(編號：2011AA03A113)和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)《民機(jī)駕駛艙人機(jī)工效綜合仿真理論與方法研究》(編號：2010CB734102)的子課題。道路照明保障了夜間的交通安全,提高交通運(yùn)輸效率,降低夜間的犯罪率,為車輛(包括汽車、摩托車和非機(jī)動(dòng)車輛)以及行人的安全出行提供幫助。隨著交通路網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展,道路照明的能源需求和消耗在不斷增大。道路照明屬于中間視覺范疇,本文旨在提出一種基于中間視覺系統(tǒng)的道路照明評價(jià)方法,一則更符合夜間道路環(huán)境下人眼的視覺特征,二則更有利于道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)。本文首先敘述了我國交通路網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展、前期設(shè)計(jì)不合理等原因造成的道路照明能源消耗不斷增大的現(xiàn)狀,認(rèn)識到道路照明節(jié)能的緊迫性。然后,對道路照明所屬的中間視覺及國際照明委員會(huì)CIE于2010年提出的MES-2系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹。在照度水平較低且辨別需求較高的行人區(qū)域的照明,選擇合適的光源進(jìn)行照明,其照明標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低。為了將中間視覺應(yīng)用于道路照明的評價(jià),首先需要證明光源的SPD確實(shí)會(huì)給夜間道路使用者的視覺表現(xiàn)帶來積極的影響。本文通過系統(tǒng)的文獻(xiàn)總結(jié),分別提取了車輛駕駛員及行人的關(guān)鍵視覺任務(wù)。然后,逐項(xiàng)分析光源的光譜功率分布(SPD)對駕駛員及行人的關(guān)鍵視覺任務(wù)帶來的影響。在總結(jié)光源的光譜特性(SPD)對行人關(guān)鍵視覺任務(wù)的影響時(shí),我們發(fā)現(xiàn)了行人面部識別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不一致：部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為光源的SPD對面部識別實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有顯著性影響,而另一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光源的SPD不會(huì)對面部識別帶來顯著影響。另一方面,將中間視覺理論用于指導(dǎo)機(jī)動(dòng)車道路照明的評價(jià),一個(gè)關(guān)鍵問題是車輛駕駛員視覺適應(yīng)區(qū)域(Visual adaptation field)的定義。CIE的技術(shù)委員會(huì)目前還未能得出公認(rèn)的結(jié)論,此時(shí)還不適合將中間視覺系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車道路照明評價(jià)。因此,本論文重點(diǎn)考察將MES-2中間視覺系統(tǒng)應(yīng)用于行人區(qū)域道路照明的評價(jià)方法。在將中間視覺應(yīng)用于行人區(qū)域的道路照明評價(jià)之前,最急需解決的問題是行人面部識別能力是否受到光源SPD的影響。對此,我們設(shè)計(jì)了實(shí)際道路下的面部識別實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中采用了三種照明光源、兩種實(shí)驗(yàn)任務(wù)、兩個(gè)觀察時(shí)長,以期論證光源SPD是否會(huì)影響面部識別能力,并且分析此前的實(shí)驗(yàn)得到相反結(jié)論的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)了作業(yè)難度的影響：當(dāng)作業(yè)難度較低時(shí),光源SPD的影響不具有顯著性：反之,作業(yè)難度較高時(shí),光源SPD的影響確實(shí)覺有顯著性。在這部分實(shí)驗(yàn)中,作業(yè)難度涉及的變量包括觀察時(shí)長和觀察距離。為了進(jìn)一步研究面部識別相關(guān)作業(yè)難度涉及的變量,我們設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),采用了兩種識別任務(wù)、三個(gè)目標(biāo)亮度及五個(gè)目標(biāo)呈現(xiàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,觀察時(shí)長、目標(biāo)亮度、識別任務(wù)、觀察距離都是影響面部識別作業(yè)難度的關(guān)鍵變量。由此,通過視覺工效實(shí)驗(yàn),論證了光源的SPD對行人的面部識別能力具有顯著的影響。最后,基于MES-2中間視覺系統(tǒng)及我國現(xiàn)行的人行道路照明標(biāo)準(zhǔn),建立了中間視覺條件下光譜、亮度和道路類型等多約束條件下的道路照明評價(jià)方法。應(yīng)用此評價(jià)方法,可在不降低行人夜間視覺表現(xiàn)的前提下,下調(diào)行人區(qū)域道路照明的照度要求,這可為道路照明節(jié)能提供理論依據(jù)。
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【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U491.53

【參考文獻(xiàn)】

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1 周珊;劉望來;;智能道路照明節(jié)電控制終端的設(shè)計(jì)[J];科技通報(bào);2013年07期

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本文編號：2344547