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硕士论文-汽车自由曲面前照灯设计及照明效果模拟 江苏大学硕士学位论文汽车自由曲面前照灯设计及照明效果模拟姓名:易勇申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:刘延山;王霄20040601要摘关键词:自由曲面,前照灯,光源,汽车照明,光线追踪汽车前照灯的照明质量对于汽车的行车安全至关重要。自由曲面前照灯是最具发展潜力的前照灯之一。自由曲面前照灯是~个复杂的光学系统,其反射设计中的一个难点,本文试图用计算机辅助设计来进行自由曲面前照灯的设计。本文研究的内容主要包括光源建模、自由曲面反射器的设计和前照灯照明效果模拟三大部分。在分析汽车前照灯光源的特点之后,采用了将圆柱状光源简化为愎源的方法。点光源发出的光在空间连续分布,这样的状态很难用数学方法来描述,论文的解决办法是,认为光源发出若干条光线,假定每条光线带有一定的光通量,则在空间连续分布的光通量就可以转化为离散的若干条光线。这样便将实际光源转化为抽象的数学模型。自由曲面反射器的设计采用了光线追踪算法的原理。论文详细阐述了利用计算机进行自由曲面设计的原理和具体实现方法。论文最终提供的设计方法是,首先建立一张抛物面作为基础面,然后将此基础面细分为若干小单元,则每一个小单元可以近似看作一个小平面。考虑任一小平面,光线经该小平面反射后的走向是容易确定的,即小平面在米投影屏上的像可以求出。用这个方法可得到整个反射面的成像。设计过程所要做的就是根据标准要求,调整相应的反射面区域的曲面形状,使总的成像最终达到标准的要求。论文给出了设计实例结果并进行了分析。为了检验所设计的前照灯是否符合要求,首先建立了道路的空间模型,然后通过检查障碍物上的照度评估前照灯是否符合标准,对所设计的前照灯在道路模型中的照明效果进行了模拟,并对模拟结果进行了分析。前照灯的设计有越来越自由化的趋势,这要求新的反射器设计系统应当是一个基于光线仿真的系统,因此道路照明模拟在以后将不再只是一个检验的环节,而是整个设计中不可或缺的部分。器是无法用数学方程来描述的自由曲面。自由曲面反射器的设计一直是前照灯江苏大学硕士学位论文,瑃瑃.,.江苏大学硕士学位论文瓵.,.,.琱琹,,甌琣琩琣甌.,.,:劫睁耭学位论文作者签名:岛鹑不保密回位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,瓦保密囫,在三年解密后适用本授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论丑定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复目电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以攫用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于签字日期:砸午年耭学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电话:邮编:独创性声明学位论文作者签名:岛熟本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。曰期:勾眸年‘,它给我们的生活带来了便利,也带来了问题。其中最突出的就是安全问题,尤其是夜间的安全。全世界每年发生的汽车交通事故不计其数。汽车的安全性,是汽车运行中一个极为重汽车灯具担负着照明和信号两种功能,是重要的安全部件。汽车的照明质量直接影响着行车安全。尽管夜间路上的行人比白天少,事故数据显示,不包括驾驶者在内的事故数目仍以夜间为多:导致行人致命伤害的事故有%发生在夜间。世界汽车安全事故统计资料表明:夜间发生交通事故的概率是白天的三倍,照明状况不良时的事故率又是照明状况良好时的三倍。【可见汽车灯具对于汽车的安全至关重要。、汽车灯具按其作用可分为两大类:照明装置彰鞯和光信号装置号灯U彰鞯频墓δ埽窃诤诎祷肪持姓樟疗敌惺磺***铰访妗P藕诺圃蚴窍其它道路使用者表明本车的存在,以及本车将要转向某一方向或正在制动减速等等,以引起其它道路使用者对本车的特别关注。在各种汽车灯具中,前照灯的重要性尤为突出。前照灯是汽车在夜间或雨天、雾天行驶时,用来照明道路、辨认前方障碍物的汽车照明装置。前照灯就好比汽车的双眼,是汽车最主要的外部照明灯具,它的主要功能是确保驾驶者对前方场景有良好的视认性,而同时又不能给迎面来车的驾驶者造成眩光。因此对于前照灯的空间光强分布,业内有着十分精确的标准。前照灯近光的光分布完全不对称,中间是一个高光强区,主要照亮汽车正前方的路面;光束在水平方向有所扩散,兼顾整个路面及路边的情况:在前照灯灯光所产生的明区与要的性能。暗区之间有一条清晰的截止线纸缦。正是由于前照灯的重要性和复杂性,前照灯的设计~直是汽车工业关注的重点之一。⒄估