联系北鹭|在线留言|网站地图|官方微博

欢迎来到北鹭载带官方网站!!

北鹭北鹭电子载带——不变形、不断带领跑载带行业15年

全国销售热线:400-677-8641 075528990624

全国热线:400-677-8641 075528990624

热门关键词:

LED载带
当前位置:首页 » 资讯中心 » 技术支持 » >首页 > 学术交流 > 学术论文 >正文 基于主观评价实验的汽车前照灯配光性能评估方法研究

>首页 > 学术交流 > 学术论文 >正文 基于主观评价实验的汽车前照灯配光性能评估方法研究

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-06-20 09:02:00

 世界各国对汽车前照灯的配光有严格的要求。我国采用 ECE 体系的标准, 从 1993 年起陆续制定了汽车灯光国家强制标准[1]。 根据光源类型, 目前我国有3 个汽车前照灯配光相关的国家标准, 分别是 GB 4599—2007 《汽车用灯丝灯泡前照灯》、 GB21259—2007 《汽车用气体放电光源前照灯》 以及GB 25991—2010 《汽车用 LED 前照灯》[2 -4]。 这几个国家标准的原理是定义汽车在安全制动距离内的照度范围。 因此, 按照国标进行前照灯的配光性能检测, 只能对前照灯配光合格与否进行定性判断,而无法对前照灯照明效果的优劣进行定量评价。

  2010 年, 国际照明委员会 (CIE) 第四分部 (照明 与 光 信 号 分 部) 发 布 了 188 号 技 术 报 告“ Performance Assessment Method for Vehicle Headlighting Systems” (机动车前照灯系统性能评估方法, 在本文中简称 CIE188 报告), 详细介绍了一套用于机动车前照灯系统配光性能评估的计算方法[5] 

  这套方法从路面照明程度及眩光控制两方面, 分别对前照灯的配光性能进行定量评价。 因此, 按照此方法可以实现不同前照灯系统之间的配光性能比较。但是, 由于国内外并没有开放的能按照 CIE188报告中规定的计算方法进行计算的专用软件。 采用手工计算的方式不仅低效, 而且容易出现错误。 开发配套的计算软件对研究的开展极其必要。 因此,本研究开发了一套专用的前照灯配光性能计算软件,用于实现 CIE188 报告中对前照灯的各个计算功能。此外, 由于国内还未有研究结果表明此方法在中国的适用性, 本文还开展了一系列主观评价试验, 研究使用 CIE188 报告中规定的方法计算得到的配光性能结果与被试主观评价结果之间的相关性

1 研究方法

  1.1 实验设置

  本文的研究分为两部分。 第一部分为软件精度的验证。 通过将软件输出的地面照度值与 LMT 公司全自动灯具配光分析系统模拟的地面照度值进行对比, 达到软件的精度的验证。 在第二部分, 本文对 4 套前照灯系统 (分别称为 A、 B、 C、 D 系统, 光型图如图 1 所示) 进行主观评价实验, 并将主观评价实验结果与按照 CIE188 报告中的客观计算结果进行相关性分析, 从而验证 CIE 188 报告中前照灯配光性能评估方法的适用性。

  1.2 前照灯配光性能计算软件的功能

  实验室内现有一套 LMT 公司的全自动灯具配光检测设备, 为国内外许多检测机构使用的专用灯具配光扫描设备, 如图 2 所示。 该设备可以根据事先设定的扫描精度, 获取在前照灯前方 25 米处垂直面上的照度值, 具有高精度 (U rel =5%, k =2)。 在CIE188 报告中规定了如图 3 所示的前照灯配光数据的扫描方式。

 

图 1 待评估前照灯光型图

Fig.1 Plan view of the headlamps

按照此扫描方式, 在前照灯前方 25 米处的垂直配光屏幕上, 每只近光灯 (或远光灯) 的左灯 (或右灯) 的原始扫描数据为 111185 个照度值。 利用这些原始数据, 本研究通过前照灯配光性能计算软件完成以下计算步骤:

图 2 LMT 全自动灯具配光分析系统

Fig.2 LMT photometric testing system

  (1) 利用左灯和右灯各自的原始扫描数据, 计算并合并成左右两灯同时点亮时在前方 25 米处的垂直配光屏幕上的照度数据;

  (2) 将前照灯在 25 米处垂直配光屏幕上的照度值转换为路面和离地任意高度水平面上的垂直照度值;

  (3) 利用插值方法, 找到路面和离地任意高度水平面上的 1lx、 3lx 和 5lx 照度点, 并绘制成 1lx、3lx 和 5lx 等照度曲线;

  (4) 利用步骤 (2) 和 (3) 中获得的数据和图形, 按照 CIE188 报告中介绍的配光性能计算方法, 完成待测前照灯各个配光性能评估指标的计算。

区域 1 和区域 3: 水平方向为 0.2°, 垂直方向为 0.5°

区域 2: 水平方向为 0.2°, 垂直方向为 0.1°

图 3 前照灯配光数据扫描精度

Fig.3 Zones of test point matrices

  1.3 主观评价实验任务

  实验在天黑之后进行, 从十九时持续到约次日凌晨一时。 实验中将场地周围可控的照明灯具全部关闭, 确保实验的环境照度小于 0.1lx。 实验场地为一片模拟真实道路的 6 车道道路 (车道左右两边各有部分空地), 如图4 所示。 每车道宽为3 米, 长约为200 米。 由于场地尺寸限制, 远光灯实验不便开展, 本实验仅对近光灯进行研究。 实验过程中将近光灯按照实际装车参数安装在实验固定平台上, 以

模拟前照灯在整车上的实际照明效果, 并固定在中间某一车道的中央 (左右近光灯纵轴线通过车道),如图5 所示。

图 4 实验场地图 (左图拍摄于 14: 00, 右图拍摄于 20: 00)

Fig.4 Test site

  1.3.1 实验任务一: 近光灯照射距离评估

  如图 6 所示为近光灯照射距离评估示意图。 实验任务为被试对指定轴线上视觉目标的探测 (此处“探测” 指被试可以发现视觉目标)。 实验中所使用

图 5 实验中前照灯在车道上的摆放位置

Fig.5 The position of the headlamps on the road

  的视觉目标为深灰色的立方体, 表面反射率为 5%,边长为400mm。 视觉目标出现位置在车道右侧边线及车道纵轴线上。 实验中采用由远及近逐步推进的方式, 从离车灯 100 米处开始让被试进行辨认; 若不能辨认, 则将视觉目标向前推进 10 米继续辨认,直至被试可以探测到目标。 该目标与车灯的距离作为该近光灯的照射距离。 为避免预期效应, 箱子推进过程中用挡板遮住被试视线。

图 6 近光灯照射距离评估示意图

Fig.6 Passing beam range evaluation

  为了固定被试的观测眼位, 整个实验过程中被试需通过一块观察屏左侧矩形方孔辨认前方视觉目标。 观察屏放置在车灯固定平台后方 0.5m 处。 观察屏尺寸如图7 所示。

图 7 近光灯照射距离宽度评估实验观察屏

Fig.7 View screen arrangement used for range and width evaluation

  1.3.2 实验任务二: 近光灯照射宽度评估

  如图 8 所示为近光灯照射宽度评估示意图。 实验任务为被试对指定距离处车道两侧视觉目标的探测。 被试对前照灯前方 10m、 20m、 30m、 40m 和50m 处车道两侧的视觉目标进行辨认, 可探测到的视觉目标离车道纵轴线的距离作为该灯在此距离处的光束照射宽度。 视觉目标和观察屏尺寸与实验任务一中相同。

图 8 近光灯照射宽度评估示意图

Fig.8 Passing beam width evaluation

  1.3.3 实验任务三: 近光灯迎面眩光评估

  如图 9 所示为近光灯迎面眩光评估示意图。 被试站在离车灯 50m 处的左侧车道中央, 通过屏幕观察放置于离车灯 10m 处左侧车道中央的视觉目标,并按照 De Bore 评估量表 (如表 1 所示), 评价在此观测条件下车灯带来的眩光感受。 考虑到普通轿车、SUV 车型和卡车等三种典型车辆驾驶员眼位的高度, 实验中将观察孔设置成三排不同高度的孔, 离地高度分别为 950mm、 1150mm 和 1500mm, 如图10 所示。

表 1 De Bore 评估量表

Table 1 De Bore rating

3.2 客观计算结果与主观评价结果的相关性

  本文的主要目的是通过以中国人为被试的主观评价试验, 验证 CIE188 技术报告中介绍的前照灯配光性能评估方法在中国的适用性。 虽然 CIE 技术报告中的方法介绍了前照灯各项评估指标的计算方式,但未规定通过多个评估指标得到综合分数的方法。因此, 本文的研究也未给每套前照灯一个综合分数。但是, 依靠统计方法, 仍然可以根据多个指标分数,总体评价四套灯的配光性能的优劣。 同理, 主观评价实验结果也可通过统计方法, 为四套灯的配光数据得分比较提供依据。本文结果显示, 四套灯的配光数据, 在未结合眩光分数的情况下, 两种方法下的配光性能排序一致。 但进一步的相关性分析结果没有表明这两种方法的结果之间具有显著的相关性。 究其原因, 可能与本文所采用的样本量较小有关。 在后续的研究中,应增加样本量, 做进一步分析。

  4 结论

  本文开发的前照灯配光性能软件, 可以用于CIE188 技术报告中介绍的前照灯配光性能方法的计算, 且能保证结果的精确性。 此外, 通过本文实验,证明了 CIE188 技术报告中的前照灯配光性能计算方法可以用于不同前照灯配光性能的比较。 此方法得到的比较结果与人对前照灯配光性能进行主观评价的结果一致。 但两种结果之间的相关性不显著, 仍然需要通过增加样本量, 进一步验证此结果。

www.szbeilu.com

 

 

 

文件名称:不存在