汽车LED尾灯与自适应尾灯——技术、标准和应用

   2016-09-29 照明微能量41920
核心提示:车辆的尾灯系统包括转向灯、倒车灯、刹车灯、高位刹车灯、后雾灯等多种信号灯,它们在车辆行驶时提供了非常重要的有关驾驶行为的信息。

车辆的尾灯系统包括转向灯、倒车灯、刹车灯、高位刹车灯、后雾灯等多种信号灯,它们在车辆行驶时提供了非常重要的有关驾驶行为的信息。为了增加汽车在道路上行驶的安全性,无论是在白天还是夜晚,尾灯的功能信号都应该被清楚地识别,并且要避免产生眩光。许多研究表明尾灯在近距离时更加容易产生眩光,比如在车辆等待红灯时或者道路拥堵时,因此对自适应尾灯如何进行光照强度的调节的研究具有重大意义。

LED的许多优势使其在汽车尾灯中得到的广泛应用,例如反应速度快(<1ms)、安全性能高、使用寿命长(大于车辆使用年限)、提高照明系统的可靠性、低功率、体积小、可减小车辆尾灯的体积、可实现自由光学设计等。本文研究的对象即为LED尾灯和自适应尾灯。查阅欧标法规,我们能够找到关于尾灯允许的发光强度范围的信息,但我们无法了解到尾灯与其他信号灯应如何关联,同样也无法找到关于其他因素对尾灯产生影响的规定,比如前面提到的距离对尾灯眩光的影响。而目前对自适应尾灯的研究的基本方向是通过传感器测量当前的能见度条件,调节尾灯信号功能的强度。除了技术上的要求,最重要的是对视觉能见度的感知,然而目前的研究缺乏统一有效的评价能见度的光度学标准,因此本文了实验研究。在如图室外试车跑道上静止的两车相距一定的距离,后面车辆中的被试对前面车辆尾灯的光强进行1-9分的评价。实验设置了两个变量:一是前车尾灯的光强,我们总共设置了5种光强(3%,11%,28%,57%,100% of 173cd);二是两车的距离,我们设置了4种距离(5m,20m,50m,100m)。

实验被试共22人(男性5人、女性17人),图中显示的是不同的尾灯光强下被试对光强的评分结果,不同颜色的线表示不同的车辆间距。实验发现对尾灯光强的评分不仅与尾灯光强有关,还与车辆间的距离有关。

评分量表中5分表示最理想的光强,4分和6分表示较理想的光强。图中显示不同距离下,观测尾灯在最理想光强范围内时实际尾灯光强和车辆距离的关系。欧标法规规定的最小光强值是60cd,从表中可以看到,特别是在车里距离较小时,理想的尾灯光强实在60cd的范围内。

由上述结果可以得出结论:根据环境条件进行自动调节的自适应尾灯系统非常有必要。在车距较小时,比如红灯或堵车的情况下,尾灯的发光强度可以减小至法规允许的最小发光强度60cd,这样既保证了道路中车辆行驶的安全性,能使后方车辆清晰地识别尾灯的信号;同时保证了后方车辆驾驶员的视觉舒适度,不会产生眩光影响正常驾驶。另外,由于光强的降低,能耗也可以相应地减小,计算可得降低光强可降低约66%的能耗。由此可见此项研究的意义和重要性。在进一步的研究中,我们希望能在两车都运动时对光强进行更准确的评价,并且结合实际天气、道路状况进行综合考虑。由于自适应尾灯希望能确保信号的准确传递,而光强的增加一般被认为是距离的减少,因此考虑改变光强传递刹车等尾灯的功能信号是一种高效传递信号的方式,具有非常深远的实际应用价值。

 
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