综合试验射击靶道照明技术研究

论文摘要

随着人们健康理念的不断提高,以及光学技术、电气技术、计算机技术的不断发展,靶道照明技术以健康、节能、环保为目标,引起了越来越广泛的研究。靶道的照明是功能性照明,要求为射手提供一个舒适、愉快的视觉环境。视觉环境的设计,既要注重照明的物理参数,还要重视人对照明效果的感受,分析人对视觉环境的接受程度和人与环境之间的相互作用。本文首先从人的视觉特征角度分析靶道照明和环境设计的一些原则,为建立良好的靶道照明质量打下了坚实的基础。优良的照明质量不但要有合适的照度,还要求有较高的照度均匀度;不但要求光源有较好的显色性和色温,还要达到较低的眩光指数。本文通过近距离最佳照度试验,确定了近距离的最佳照度为1500lx-2000lx,因为在100m范围内,大气衰减对视觉效果的影响很小,所以把100m处对应的靶位区的合适照度确定为2000lx,以此为基准,分别计算了不同射击位对应的靶位区及过度区照度,计算结果的正确性由试验得以验证。为了使靶位区达到较高的照度均匀度,设计了广角灯具,该灯具可以使反射光线形成的照度与直射光线形成的照度互补,保证了叠加之后的照度近似均匀分布。针对靶位区的照度均匀度要求较高的问题,提出了准正弦型粒子群算法（QSPSO）,应用该算法对靶位区的照明进行设计,优化的光源布局使靶位区的照度均匀度达到0.9以上。由于过度区的照度均匀度要求不高,为了缩短研发时间,本文采用DIALux完成了过渡区的照明设计,得到了良好的等照度图和三维效果图。作者经过大量的市场调研,选择的光源同时满足了色温与显色性的要求。为了有效地减少了靶道眩光指数,所有的光源都采用嵌入式安装。最后,作者采用配有鱼眼镜头的数码相机与软件相结合的方法测试了靶道的眩光指数和亮度分布;利用数字式照度计测量了靶位区的照度及靶道墙壁、顶棚和地面的反射系数,所有测量结果都满足设计指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的与意义
• 1.1.1 课题研究的目的
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 综合试验射击靶道的国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 弹道靶道技术的国内、外发展状况
• 1.2.2 照明工程的国内、外发展状况及发展趋势
• 1.2.3 国内、国际射击馆照明现状
• 1.3 本论文研究的主要内容及技术要求
• 1.3.1 靶道尺寸与环境条件
• 1.3.2 靶道照明系统相关要求
• 1.3.3 论文主要研究内容
• 1.3.4 主要技术指标
• 第二章 靶道照明设计基本理论
• 2.1 概述
• 2.1.1 照明的定义
• 2.1.2 照明工程学与照明技术
• 2.1.3 照明与能源和环境的关系
• 2.2 靶道照明与视觉功效
• 2.2.1 视觉的形成
• 2.2.2 视觉对颜色的感觉特性
• 2.2.3 靶道的视觉环境与光空间
• 2.3 光通量的计算
• 2.3.1 配光及配光曲线
• 2.3.2 光通量计算
• 2.4 点光源的照度计算
• 2.4.1 点光源点照度的计算
• 2.4.2 点光源水平面和垂直面照度的计算
• 2.4.3 点光源倾斜面照度的计算
• 2.4.4 多光源下的点照度计算
• 2.5 利用系数法的平均照度计算
• 2.5.1 一般照明方式与利用系数法
• 2.5.2 影响利用系数的各项因素
• 第三章 靶道照明系统中的试验与广角灯具的设计
• 3.1 近距离的最佳照度试验
• 3.1.1 环境照度与工作效率、视觉疲劳程度的关系
• 3.1.2 环境照度与工作绩效、视觉疲劳程度的试验分析
• 3.1.3 试验结论
• 3.2 不同射击位对应的靶位区照度的计算
• 3.2.1 大气衰减对视觉效果的影响分析
• 3.2.2 各靶位照度计算
• 3.2.3 各过渡区照度计算
• 3.2.4 靶道入口照度计算
• 3.3 不同射击位对应的靶面照度的试验
• 3.3.1 试验1
• 3.3.2 试验2
• 3.3.3 试验3
• 3.3.4 影响靶道照明质量的因素分析
• 3.4 光源的选择及灯具、电子镇流器的设计
• 3.4.1 光源的选择
• 3.4.2 广角灯具的设计
• 3.4.3 大功率电子镇流器的设计
• 第四章 基于准正弦粒子群算法的靶位区光源优化布局设计
• 4.1 基本粒子群算法
• 4.1.1 算法原理
• 4.1.2 基本实现步骤
• 4.2 准正弦型粒子群算法
• 4.2.1 准正弦型结构设计
• 4.2.2 粒子排序
• 4.2.3 多样性函数的确定
• 4.2.4 增减粒子的方法
• 4.3 靶位区光源优化布局设计
• 4.3.1 光源数量的计算
• 4.3.2 光源布局与接收功率的关系
• 4.3.3 光源布局设计
• 第五章 靶道照明系统的数字化设计
• 5.1 基于DIALux的靶道照明设计过程
• 5.2 过度区4中6m×6m×200m段的照明设计及结果分析
• 5.3 过度区4中10m×10m×315m段的照明设计及结果分析
• 5.4 靶位区的照明设计及结果分析
• 第六章 靶道照明系统的质量评价
• 6.1 照度均匀度的测量
• 6.1.1 照度的测量方法
• 6.1.2 测量结果分析
• 6.2 眩光指数的测量
• 6.2.1 眩光指数的测量方法
• 6.2.2 测量结果与分析
• 6.3 亮度均匀度的测量
• 6.3.1 测量原理
• 6.3.2 测量结果分析
• 6.4 反射系数的测量
• 6.4.1 测量原理及方法
• 6.4.2 测量结果分析
• 第七章 结论与展望
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 论文的主要创新点
• 7.3 应用前景与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录