照明设计讲堂:影响道路照明质量的要素都有哪些?(二)
发布时间:2015-1-19 消息来源:天琢照明
同时由于人眼对物体与背景间的亮度差别,比颜色差别更容易区别。所以引出了亮度对比度这一概念,其定义为:
式中:
C—亮度对比度
Lb—背景亮度
Lo—物体亮度
如果物体比背景暗,这个对比度可称之为负对比度,反之则称为正对比度,道路照明一般产生负对比度。因为在明亮背景上的一个黑影,比暗背景上的一个明亮物体更容易被发现,驾驶员只要能看到障碍物的轮廓并判断其方向就行了,并不需要了解细节。路面上一个物体的亮度Lo与它表面漫反射率RO和它垂直面上的照度Ev的乘积成正比。在亮度为Lb的道路上,一个为Lo的物体在视觉上可能出现下列三种情况:
A、 Lo<Lb,可以明亮的背景上看到黑影;
B、 Lo=Lb,二者融合,不能区别;
C、 Lo>Lb,可以看到明亮的影子。
显然,第二种情况应该避免。道路照明通常以满足Lo<Lb为原则。因为Lo>Lb则Ev值必然高,Ev值高就很容易引起眩光。由此可见,增加背景亮度或减少垂直面照度,能提高亮度对比度。从而影响视功能。在控制垂直照度的条件下,路面的平均亮度Lav就可以作为评价道路照明质量的一个重要参数。
2、 均匀度:
为满足驾驶员的视功能需求,不仅要有一定的路面平均亮度,而且要求路面亮度分布要有一定的均匀度。这就是影响照明质量的第二个参数——亮度总均匀度Uo,其定义为:
式中:
Uo—亮度总均匀度
Lmin—路面最小亮度
Lav—路面平均亮度
在一般情况下,最差的对比度往往出现在路面亮度低的区域,以致不易识别出在这些区域里的障碍物。同时,当驾驶员观察道路较暗的部分时,较亮的部分作为眩光源也会对视功能产生影响。因此需要确定路面最小亮度和平均亮度之间的比值,即亮度总均匀度Uo,这对视觉可靠性来说同样是十分重要的参数。
3、 眩光:
眩光作用会导致识别能力下降,这是由于光在人眼里发生散射所造成的。在没有眩光时,位于驾驶员视野正方向上景物的影像,清楚的聚焦在眼睛的视网膜上,这时的视觉灵敏度与景物的亮度成正比。若在偏离视野正方向的位置上有一眩光源,这个眩光源的光线也会进入眼睛,但这部分光线不会被聚焦,会在眼睛里部分的散射。这部分散射光落到视网膜上,就好像在原来清晰的影像上叠加了一层光亮的幕。
这层幕的亮度称为等效光幕亮度,可用如下公式求得:
式中:
Lv—等效光幕亮度
K—年龄因素(平均值=10)
Ei—第i个眩光源在眼睛(与视线相垂直的平面)上产生的照度
θi—从第i个眩光源来的光线方向与视线方向间的夹角
由于这层光幕的存在,导致识别能力降低。这是因为在原来的两个亮度(Lo和Lb)上,每个都加上了等效光幕亮度Lv,形成了新的对比度。