專利名稱：視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于公路交通工程設(shè)施領(lǐng)域，特別涉及一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的 視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
公路光環(huán)境條件對(duì)于保障車輛、行人交通安全，提高公路運(yùn)輸運(yùn)力具有重要的意 義，尤其是在夜間、黃昏、隧道和惡劣氣象情況等低或無(wú)日照條件下，由照明設(shè)施提供的人 工照明條件已成為交通運(yùn)營(yíng)安全、暢通的重要保證，并在公路建設(shè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著公路照明設(shè)施應(yīng)用和研究的深入，以及光源、燈具種類的多樣化，如何合理的 選擇照明設(shè)施，降低能耗，同時(shí)提高公路使用者的視認(rèn)性能已備受公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等 各方面的關(guān)注。公路隧道為半封閉式構(gòu)造物，人工照明對(duì)于保障行車安全和駕駛?cè)藛T的視 覺(jué)舒適性具有非常重要的影響光源顯色性和色溫，路面照明的亮度、均勻度，都對(duì)駕駛?cè)藛T 路況判斷、障礙物識(shí)別能力具有顯著的影響，而識(shí)別的難易程度則直接表現(xiàn)為駕駛員反應(yīng) 時(shí)間，即視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間。車輛制動(dòng)距離是衡量異常情況下交通事故發(fā)生概率、嚴(yán)重程度的重 要指標(biāo)，其制動(dòng)距離除了與道路狀況、車輛性能有關(guān)外，駕駛?cè)藛T對(duì)異常情況的視認(rèn)反應(yīng)時(shí) 間也是一個(gè)重要的影響因素。不考慮人體行為反應(yīng)時(shí)間個(gè)體差異的情況，在目標(biāo)物狀態(tài)一 定的條件下，駕駛?cè)藛T視野范圍內(nèi)的(人工/自然)照明背景條件的不同，使人眼對(duì)目標(biāo)物 的視覺(jué)感知能力存在巨大的差異，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)距離、安全性的差異。在缺乏相應(yīng)研究設(shè)備的條件下，由于足尺實(shí)物實(shí)驗(yàn)所需場(chǎng)地、被試人員，照明設(shè)施 的數(shù)量、安裝等條件成本及其高昂，以往的研究基本局限于理論研究和計(jì)算機(jī)模擬，相關(guān)驗(yàn) 證試驗(yàn)也具有模型簡(jiǎn)單、參數(shù)單一的不足，無(wú)法涵蓋種類繁多的照明設(shè)施、復(fù)雜的使用者需 求，難以開展系統(tǒng)、有效的分析驗(yàn)證工作。以上情況導(dǎo)致相關(guān)研究工作進(jìn)展緩慢，尤其是LED 照明燈具、無(wú)極燈等在公路照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由于白光LED燈具產(chǎn)品相比于傳統(tǒng)的鈉 燈、汞燈等具有發(fā)射光譜、色溫、顯色性等可調(diào)的特點(diǎn)，一方面為改善照明質(zhì)量提供了更多 的選擇，另一方面也帶來(lái)了已有公路照明標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)方法的滯后問(wèn)題，已成為制約相關(guān)行業(yè) 和產(chǎn)品深化發(fā)展的一大瓶頸。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種測(cè)試觀察者對(duì) 視覺(jué)作業(yè)視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間的視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案是一種視覺(jué)環(huán)境光照條件 可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，包括視覺(jué)環(huán)境生成模塊、觀察暗箱、視覺(jué)作業(yè)生成模塊和控制 /計(jì)時(shí)模塊；所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊用于將光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在屏幕上形成均勻 的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；所述觀察暗箱內(nèi)設(shè)有屏幕，所述觀察暗箱的箱體上設(shè)有觀察孔；[0009]所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊能夠在屏幕上投射出形狀、大小、亮度、顏色和位置能夠調(diào) 節(jié)的視覺(jué)作業(yè)圖像；所述觀察暗箱一側(cè)設(shè)有所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊，另一側(cè)設(shè)有所述視覺(jué)作業(yè)生成模 塊；所述控制/計(jì)時(shí)模塊用于控制視覺(jué)作業(yè)生成模塊向屏幕投射預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作 業(yè)，同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)。所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊包括光源、光源的光線依次通過(guò)的集光器、積分球、光闌和 透鏡組I ；所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊包括投影裝置和透鏡組II，所述投影裝置投射的影像經(jīng) 透鏡組II后投射在屏幕上；所述控制/計(jì)時(shí)模塊包括微機(jī)、與微機(jī)相連的計(jì)時(shí)終止按鍵，所 述微機(jī)用來(lái)調(diào)整投影裝置投射在暗室屏幕上形成視覺(jué)作業(yè)的形狀、大小、顏色、亮度和投影 位置。本實(shí)用新型測(cè)試儀還包括定位下頌托架。本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是本實(shí)用新型解決了公路照明設(shè)施產(chǎn)品效果及理 論研究缺乏有效實(shí)驗(yàn)分析、驗(yàn)證手段的問(wèn)題，具有仿真度高、視覺(jué)環(huán)境光照條件變量多樣， 視覺(jué)作業(yè)信息豐富、系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，利用本實(shí)用新型可開展有關(guān)照明質(zhì)量對(duì)人體視認(rèn)、反應(yīng)功 能影響的測(cè)試。本實(shí)用新型也適用于其它條件下有關(guān)環(huán)境光學(xué)指標(biāo)與人體、設(shè)備反應(yīng)/響 應(yīng)時(shí)間的測(cè)試。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀設(shè)備構(gòu)成圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型 的限定。實(shí)施例1本實(shí)用新型第一實(shí)施例提出了一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試 儀，其結(jié)構(gòu)如圖ι所示，包括視覺(jué)環(huán)境生成模塊103、觀察暗箱102、視覺(jué)作業(yè)生成模塊101 和控制/計(jì)時(shí)模塊105 ；視覺(jué)環(huán)境生成模塊103用于將光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在屏幕上形成均勻 的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；觀察暗箱102內(nèi)設(shè)有屏幕，觀察暗箱102上設(shè)有觀察孔；視覺(jué)作業(yè)生成模塊101能夠在屏幕上投射出形狀、大小、亮度、顏色和位置能夠調(diào) 節(jié)的視覺(jué)作業(yè)圖像；觀察暗箱102 —側(cè)設(shè)有視覺(jué)環(huán)境生成模塊103，另一側(cè)設(shè)有視覺(jué)作業(yè)生成模塊 101 ；控制/計(jì)時(shí)模塊105用于控制視覺(jué)作業(yè)生成模塊向屏幕投射預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作 業(yè)，同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)。實(shí)施例2
4[0026]本實(shí)用新型第二實(shí)施例提出了一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試 儀，是在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，即除第一實(shí)施例所述的視覺(jué)環(huán)境生成模塊103、觀察暗箱102、視覺(jué)作業(yè)生成模塊 101和控制/計(jì)時(shí)模塊105之外，還包括定位下頌托架。定位下頌托架可以幫助使用者將 頭部定位在預(yù)設(shè)位置，以使觀察者可以準(zhǔn)確的進(jìn)行觀察。其中，所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊103包括光源的光線依次通過(guò)的集光器、積分球、光 闌、透鏡組I ；所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊101包括投影裝置，所述投影裝置投射的影像經(jīng)透鏡 組II后投射在屏幕上；所述控制/計(jì)時(shí)模塊105包括微機(jī)、與微機(jī)相連的計(jì)時(shí)終止按鍵，所 述微機(jī)用來(lái)調(diào)整投影裝置投射在暗室屏幕上形成視覺(jué)作業(yè)的形狀、大小、顏色、亮度和投影 位置。實(shí)施例3本實(shí)用新型第三實(shí)施例提出了一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試 方法，其可以通過(guò)如前述的第一、第二實(shí)施例的設(shè)備對(duì)視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試步驟具 體為(1)視覺(jué)環(huán)境生成模塊103從屏幕一側(cè)投射光源，光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后， 在觀察暗箱102的屏幕上形成均勻的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；(2)在控制/計(jì)時(shí)模塊105的控制下視覺(jué)作業(yè)生成模塊101從屏幕的另一側(cè)投射 預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作業(yè)到觀察暗箱102的屏幕上，此時(shí)控制/計(jì)時(shí)模塊105同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)；(3)觀察者104位于視覺(jué)作業(yè)生成模塊一側(cè)，觀察孔中心位于屏幕中心法線方向 上，觀察者104的人眼正對(duì)觀察孔，在觀察者104清晰視認(rèn)視覺(jué)作業(yè)后，觀察者104即時(shí)觸 發(fā)計(jì)時(shí)終止按鍵，反應(yīng)時(shí)間計(jì)時(shí)截止，最后通過(guò)微機(jī)計(jì)算出相應(yīng)視覺(jué)環(huán)境和作業(yè)條件下的 觀察者本次測(cè)試的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間。實(shí)施例4本實(shí)用新型第四實(shí)施例提出了一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試 方法，是在前述的第三實(shí)施例的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，即第三實(shí)施例的方法還包括所述觀察 者通過(guò)調(diào)節(jié)定位下頌支架使人眼正對(duì)觀察孔。利用本實(shí)用新型實(shí)施例的測(cè)試儀有效解決了公路照明設(shè)施產(chǎn)品效果及理論研究 缺乏有效實(shí)驗(yàn)分析、驗(yàn)證手段的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例具有仿真度高、視覺(jué)環(huán)境光照條件 變量多樣，視覺(jué)作業(yè)信息豐富、系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。下面通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明參見(jiàn)圖1，觀察暗箱102—側(cè)設(shè)有視覺(jué)作業(yè)生成模塊101，另一側(cè)設(shè)有視覺(jué)環(huán)境生 成模塊103，觀察暗箱102中部設(shè)有漫反射的半透明屏幕，觀察暗箱102的箱體上設(shè)有觀察 孔，被試觀察者104的觀察目標(biāo)為觀察暗箱102的屏幕，視覺(jué)環(huán)境生成模塊103從屏幕背面 投射光源到觀察暗箱102的屏幕上，在屏幕的另一側(cè)，視覺(jué)作業(yè)生成模塊101從屏幕正面投 射光源到觀察暗箱102的屏幕上，觀察者104與視覺(jué)作業(yè)生成模塊101位于同一側(cè)，在控制 /計(jì)時(shí)模塊105的控制下視覺(jué)作業(yè)生成模塊101向屏幕投射預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作業(yè)，控制/計(jì) 時(shí)模塊105同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)，觀察者104在視覺(jué)環(huán)境條件下清晰視認(rèn)視覺(jué)作業(yè)后即時(shí)觸發(fā)計(jì) 時(shí)終止按鍵后中斷計(jì)時(shí)，即通過(guò)控制/計(jì)時(shí)模塊105可獲得相應(yīng)視覺(jué)環(huán)境和作業(yè)條件下的 觀察者104本次測(cè)試的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間。
5[0039]視覺(jué)環(huán)境生成模塊103用于將光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在屏幕上形成均勻 的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；視覺(jué)環(huán)境生成模塊103的模擬光源以可更換不同的照 明用燈具光源模擬環(huán)境光照條件，通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在觀察暗箱102的半透明屏 幕上形成均勻的、亮度可調(diào)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；觀察暗箱102內(nèi)的屏幕是視覺(jué)環(huán)境和視覺(jué)作業(yè)信息的主要載體，也是被試觀察者 的觀察目標(biāo)，觀察暗箱102用以隔離環(huán)境光對(duì)測(cè)試的干擾；視覺(jué)作業(yè)生成模塊101能夠投射出的形狀、大小、亮度、顏色和位置可調(diào)視覺(jué)作業(yè) 圖像，視覺(jué)作業(yè)圖像通過(guò)透鏡組II后投射在屏幕上，由于投射光束和屏幕法線夾角導(dǎo)致的 作業(yè)圖像失真，可通過(guò)軟件對(duì)投射角度的計(jì)算，在程序編制階段予以修正；觀察者104位于視覺(jué)作業(yè)生成模塊101 —側(cè)，觀察孔中心位于屏幕中心法線方向 上，輔以上下、前后可調(diào)的定位下頌托架對(duì)觀察者104的觀察位置予以固定。參見(jiàn)圖2，符合測(cè)試需要的照明光源202由穩(wěn)壓電源201供電工作，經(jīng)集光器203 將光源202發(fā)散的光束匯聚至積分球204的光輸入口，由積分球204漫反射均勻的光束通 過(guò)光輸出口經(jīng)光闌205 (衰減片組)、透鏡組1206后在觀察暗箱內(nèi)的半透明屏幕301上形成 亮度可調(diào)的均勻視覺(jué)環(huán)境；微機(jī)501根據(jù)測(cè)試需要，由操作者手動(dòng)或自動(dòng)向投影裝置402發(fā) 送視覺(jué)作業(yè)的影像信息，同步觸發(fā)反應(yīng)時(shí)間計(jì)時(shí)開始，投影裝置402投射的影像經(jīng)透鏡組 II401后投射在暗室屏幕上形成視覺(jué)作業(yè)，其形狀、大小、顏色、亮度和投影位置均可由微機(jī) 501控制調(diào)節(jié)，投影裝置402優(yōu)選為投影儀；觀察孔設(shè)置在和屏幕平行且與視覺(jué)作業(yè)生成模 塊投影方向同側(cè)的觀察暗箱的箱子壁上，觀察孔中心位置位于該箱子壁的幾何中心處，并 位于屏幕中心法線方向上，觀察者104通過(guò)調(diào)節(jié)定位下頌支架601使人眼正對(duì)觀察孔，在清 晰視認(rèn)視覺(jué)作業(yè)后觀察者104按下按鍵502，此時(shí)觸發(fā)反應(yīng)時(shí)間計(jì)時(shí)截止，按鍵502與微機(jī) 501相連，通過(guò)微機(jī)502計(jì)算出視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間；通過(guò)影像式亮度計(jì)701測(cè)試視覺(jué)環(huán)境和視覺(jué) 作業(yè)的色溫、顯色性、亮度平均值、亮度均勻性等信息，這些信息結(jié)合視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間即獲得 一定光學(xué)條件下的單次反應(yīng)時(shí)間結(jié)果。本實(shí)用新型采用視覺(jué)環(huán)境中背景光照條件可調(diào)的模擬方法，通過(guò)測(cè)試不同模擬光 照環(huán)境和目標(biāo)物情況下的視覺(jué)作業(yè)視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間，來(lái)尋求照明燈具的最佳光學(xué)指標(biāo)要求， 以完善、修訂現(xiàn)行公路照明標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方法，保障行車安全和提高公路安全通行能力。以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，其特征在于包括視覺(jué)環(huán)境生成模塊、觀察暗箱、視覺(jué)作業(yè)生成模塊和控制/計(jì)時(shí)模塊；所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊用于將光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在屏幕上形成均勻的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；所述觀察暗箱內(nèi)設(shè)有屏幕，所述觀察暗箱的箱體上設(shè)有觀察孔；所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊能夠在屏幕上投射出形狀、大小、亮度、顏色和位置能夠調(diào)節(jié)的視覺(jué)作業(yè)圖像；所述觀察暗箱一側(cè)設(shè)有所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊，另一側(cè)設(shè)有所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊；所述控制/計(jì)時(shí)模塊用于控制視覺(jué)作業(yè)生成模塊向屏幕投射預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作業(yè)，同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，其特征在于所述視覺(jué)環(huán)境生成模塊 包括光源、光源的光線依次通過(guò)的集光器、積分球、光闌、透鏡組I ；所述視覺(jué)作業(yè)生成模塊 包括投影裝置和透鏡組II，所述投影裝置投射的影像經(jīng)透鏡組II后投射在屏幕上；所述控 制/計(jì)時(shí)模塊包括微機(jī)、與微機(jī)相連的計(jì)時(shí)終止按鍵，所述微機(jī)用來(lái)調(diào)整投影裝置投射在 暗室屏幕上形成視覺(jué)作業(yè)的形狀、大小、顏色、亮度和投影位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，其特征在于還包括定位下頌托
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種視覺(jué)環(huán)境光照條件可調(diào)的視認(rèn)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，包括視覺(jué)環(huán)境生成模塊、觀察暗箱、視覺(jué)作業(yè)生成模塊和控制/計(jì)時(shí)模塊；視覺(jué)環(huán)境生成模塊用于將光源通過(guò)光學(xué)器件組的調(diào)整后，在屏幕上形成均勻的、亮度能夠調(diào)節(jié)的被測(cè)視覺(jué)環(huán)境；觀察暗箱內(nèi)設(shè)有屏幕；視覺(jué)作業(yè)生成模塊能投射出形狀、大小、亮度、顏色和位置能夠調(diào)節(jié)的視覺(jué)作業(yè)圖像在屏幕上；視覺(jué)環(huán)境生成模塊和視覺(jué)作業(yè)生成模塊位于觀察暗箱的兩側(cè)；控制/計(jì)時(shí)模塊控制視覺(jué)作業(yè)生成模塊向屏幕投射預(yù)設(shè)的被試視覺(jué)作業(yè)，同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)。本實(shí)用新型仿真度高、視覺(jué)環(huán)境光照條件變量多樣，視覺(jué)作業(yè)信息豐富、系統(tǒng)。利用本實(shí)用新型可開展有關(guān)照明質(zhì)量對(duì)人體視認(rèn)、反應(yīng)功能影響的測(cè)試。
文檔編號(hào)A61B5/16GK201642049SQ20102015735
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者朱傳征, 李偉, 楊豐艷, 楊勇 申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究所;北京中交華安科技有限公司