[發(fā)明專利]一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210483543.4
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102997994A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈國瑞;張超;趙慧潔
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10;G01N21/25
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于，它包含以下步驟：

（1）利用MODTRAN輻射傳輸模型計算天空光的光譜特性；

（2）選擇金屬鹵化物光源作為400nm-2500nm范圍內(nèi)天空光光譜的主要模擬光源；

（3）分段分析金屬鹵化物光源光譜與天空光光譜的異同；

（4）使用大功率固體照明元件LED作為400nm-600nm范圍內(nèi)的光譜補償光源；

（5）選擇相應濾光片，對600nm-2500nm范圍內(nèi)的金屬鹵化物光源光譜進行修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于：在步驟（1）中所述的“利用MODTRAN輻射傳輸模型計算天空光的光譜特性”，其含義說明如下：輸入?yún)?shù)設(shè)置為中緯度夏季，即北緯45°，7月，/鄉(xiāng)村氣溶膠模型VLS=23km/太陽高度角70°/天頂角45°/相聯(lián)系位角45°，然后利用大氣輻射傳輸方程計算大氣中氣體分子和氣溶膠顆粒對光線的散射和吸收，從而獲得天空光的光譜數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于：在步驟（2）中所述的“選擇金屬鹵化物光源作為400nm-2500nm范圍內(nèi)天空光光譜的主要模擬光源”，其含義說明如下：金屬鹵化物光源的光譜范圍為400nm-2500nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于：在步驟（3）中所述的“分段分析金屬鹵化物光源光譜與天空光光譜的異同”，其含義說明如下：分段分析主要是針對400nm-600nm范圍內(nèi)金屬鹵化物光源的相對光譜能量所占的百分比較低，600nm-2500nm范圍內(nèi)金屬鹵化物光源的相對光譜能量所占的百分比較高，根據(jù)兩者的不同，以600nm為分割點，將400nm-2500nm分為400nm-600nm和600nm-2500nm兩個波段范圍進行分段分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于：在步驟（4）中所述的“使用大功率固體照明元件LED作為400nm-600nm范圍內(nèi)的光譜補償光源”，其含義說明如下：LED光譜補償光源的中心波長使用曲線分峰擬合的方法進行計算，其計算過程如下：由于LED的光譜曲線近似認為符合高斯分布，因此分峰擬合的過程中，使用高斯函數(shù)作為LED的光譜分布曲線，假設(shè)v是光譜頻率，則目標光譜Y（v）是由單峰譜線相互疊加所形成，分峰擬合的任務是求解一組單峰譜線X_i（v）（i=1，2，...n），使得下式成立：

Y(v)=∑X_i(v)

但在實際情況下，上式兩邊不可能達到嚴格相等，在實際計算過程中，使目標光譜Y（v）與擬合光譜∑X_i(v)之間的誤差在400nm-600nm范圍內(nèi)最小。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造光源的天空光光譜模擬方法，其特征在于：在步驟（5）中所述的“選擇相應濾光片，對600nm-2500nm范圍內(nèi)的金屬鹵化物光源光譜進行修正”，其含義說明如下：濾光片的選擇分兩步完成，首先計算經(jīng)步驟（4）補償后的金屬鹵化物光源相對光譜能量分布與MODTRAN計算的標準天空光相對光譜能量分布在600nm-2500nm范圍內(nèi)的比值，再根據(jù)計算所得的濾光片透過率曲線選擇相應的濾光片進行光譜修正。