[發(fā)明專利]一種光誘LED矩形集魚燈照度建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010098614.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN111414673A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李非;朱清澄;花傳祥;張衍棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

1.一種光誘LED矩形集魚燈照度建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、確定模型參數(shù)，根據(jù)集魚燈外形尺寸和燈珠排布情況，計(jì)算任意相鄰兩列燈珠的橫向間距d和任意相鄰兩行燈珠的縱向間距f；

S2、建立模型坐標(biāo)系，依據(jù)漁船上LED集魚燈架設(shè)方式，建立空間直角坐標(biāo)系，并建立集魚燈中LED燈珠和光接收面間的聯(lián)系；

S3、建立照度模型；

在步驟S3中，非理想朗伯型LED光源發(fā)光強(qiáng)度分布是散射角θ的余弦函數(shù)，由下式光強(qiáng)分布函數(shù)確定：

I_θ＝I₀·cos^mθ (1)

式(1)中：θ為某已知LED燈珠光軸的發(fā)光角度，I_θ為該燈珠在θ方向的發(fā)光強(qiáng)度，I₀為燈珠在光軸方向的發(fā)光強(qiáng)度；

另，m為與LED芯片有關(guān)的郎伯系數(shù)，由下式(2)計(jì)算：

式(2)中：視場(chǎng)角θ_0.5為影響燈具光發(fā)散程度的參數(shù)；

以燈珠P為研究對(duì)象，其發(fā)出的光在接收面內(nèi)任意Q點(diǎn)的照度E_PQ為：

式(3)中：PQ表示燈珠P與被照點(diǎn)Q間距離；

另，

式(4)中：Z_P為燈珠P在z方向的豎坐標(biāo)；

由余弦公式和三角函數(shù)變換可得：

式中：PQ、PM、QM表示燈珠P、被照面內(nèi)Q點(diǎn)和M點(diǎn)間的相互距離；

將式(1)和式(4)代入式(3)中，得到任意單顆燈珠P對(duì)被照點(diǎn)Q的照度E_PQ：

其中，C為集魚燈板面中心，得到：

v＝d·sinα (7)

u＝d·cosα (8)

式(7)和式(8)中d為同列相鄰燈珠的燈芯距離，v為d在z方向的垂直距離，u為d在x方向的水平距離，α為集魚燈架設(shè)傾角；

基于集魚燈中心點(diǎn)C的坐標(biāo)，依據(jù)相鄰排或列間相等的橫向間距d和縱向間距f，由式(7)和式(8)可得到集魚燈內(nèi)所有燈珠的空間坐標(biāo)；

根據(jù)LED光的可疊加性對(duì)各燈珠的照度進(jìn)行疊加，則集魚燈對(duì)被照點(diǎn)Q的總照度E_{_total}為：

式(9)中，Z_p(i,j)表示任意燈珠P(i，j)在z方向的豎坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘LED矩形集魚燈照度建模方法，其特征在于，在上述S2步驟中，以板面中心點(diǎn)C在光接收面的垂直投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過中心點(diǎn)C的長(zhǎng)軸在光接收面內(nèi)的投影線為x方向，短軸投影線為y方向，豎直向上為z方向；在集魚燈內(nèi)任意選定燈板上第i行和第j列所對(duì)應(yīng)的燈珠P(i，j)，并在光接收面內(nèi)任選定被照點(diǎn)Q。定義燈珠P在光接收面內(nèi)的垂直投影點(diǎn)為P’，燈珠光軸延長(zhǎng)線在被照面內(nèi)的交點(diǎn)為M，PQ連線與燈珠光軸間夾角為散射角θ，PQ與Q點(diǎn)處法線間夾角為δ。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光誘LED矩形集魚燈照度建模方法，其特征在于，在S3步驟前，定義LED集魚燈滿足以下假設(shè)條件：

1)集魚燈內(nèi)任意相鄰兩行或兩列燈珠在基板內(nèi)的安裝間距相等；

2)各燈珠間的光學(xué)特性無顯著性差異；

3)不考慮集魚燈透鏡、光接收面及周圍物體的遮擋和光反射現(xiàn)象，并忽略周圍背景光的影響。