[发明专利]光照布局仿真方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真系统，特别涉及一种光照布局仿真方法及系统。

背景技术

人们在进行照明系统整体设计时，都是将白炽灯、汞灯、钠灯、金卤灯等传统电光源简单地视为点光源或线光源，其光照强度(以下简称照度)分布不均，一般都应用于光照分布要求不高的场合。

随着人们环保、节能意识的不断提高，人们对照设计提出了更高的要求。以路灯为例：以前人们只要求路灯只要足够亮就行，经常用“灯光通明、如同白昼”等词语形容城市的繁华景象；而现在人们已经认识到路灯的照射强度过大，不但浪费电能，严重的还会构成光污染；照射强度小了，路人看不清路面，又容易造成交通事故。

加之各种新型电光源，如节能灯，无极灯，冷阴极灯，LED灯等大量涌现，在节能、环保、耐用性等方面远超过传统电光源，可以说近几年来，照明技术的进步几乎都是围绕这些新型灯具展开的，并以这些新型电光源的具体应用技术为主。

新型电光源中：节能灯多设计成U管型、多U管组合型，螺旋管等管型，多U管组合型，螺旋管等形状；低频无极灯为环状管发光，高频无极灯为球体发光；LED为点阵组合。这些新型电光源多形状特异，已经不能简单地视为点光源或线光源，在设计照明系统时，如何将这些形状各异的新型电光源的搭配组合，难度很大，如果还要为新型电光源设计反光件(如反光板)或折光件(如折光透镜)，难度更大，往往需要多次试制实验、耗费大量经费，才能最终定形，严重阻碍了新型光源的应用与推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种快捷、方便、仿真度高、可为照明设计提供实时、廉价、准确的指导的光照布局仿真方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明光照布局仿真方法包括下述步骤：

①、为每个电光源——至少为每个电光源的发光部位，绘制三维模型；电光源的三维模型可以采用专用的模具设计工具(或软件)，如：AutoCAD、Pro/E、UG等。通过系统的文件导入功能，选择设计好的模具文件。

②、在三维模型的发光部位的表面上设定均匀、密布的点，并自每个点出发，沿法线方向(相对于该点所在面)向外设置一条射线，所有射线构成电光源的光线模型。

③、根据待照射面的形状(不限于平面)及其与电光源之间的相对位置，在所述光线模型的相应位置上截取相应截面，每根被截取的射线在所述截面上形成一个截点。其中截面形状、位置与待照射面相对应。

如此设计，所述截面各区域上的截点密度，与电光源在待照射面的相应区域的实际光照强度成正比，所述截面各区域上的截点密度，可以反映、量化待仿真对像在待照射面的相应区域照射强度。

作为优化，其还包括下述步骤：

④、通过实验测定电光源，在待照射面某一区域上的实际照射强度，找出该区域实际照射强度与步骤③所得截面的相应区域的截点密度的比例关系，利用该比例关系，通过步骤③所得截面其他区域的截点密度，推算出电光源在待照射面相应区域的照度。

如此设计，可以建立仿真系统与实际照明系统的直接换算关系，使仿真系统更加准确。

作为优化，其还包括下述步骤：

⑤、依照步骤④推算出的照度，与实际照度要求之间的差距，调整步骤②所述电光源的光线模型的数量、种类、位置、角度及组合方式，然后，重复第③、④步，直至依照步骤④推算出的照度与实际照度要求相符。

如此设计，可在仿真设计中反复调整，直至得出符合规定的仿真模型，然后，再按照符合规定的仿真模型进行量产。这样企业不必再作试验性模具生产，节省资金和时间。

作为优化，为所述电光源设计折光件(如折光透镜)或反光件(如反光板等)，相应地在第①步中，应为每个折光件或反光件——至少为其工作面建立相应的三维模型；在第②步所述射线与前述工作面相遇时，也相应地发生折射或反射，这些射线，与未发生折射或反射的射线共同组成电光源的光线模型。如此设计，还可在仿真设计中为电光源设计折光件或反光件。

作为优化，为所述电光源设计折光件和反光件，相应地在第①步中，应为每个折光件和每个反光件——至少为其工作面建立相应的三维模型；在第②步所述射线与前述工作面相遇时，也相应地发生折射或反射，这些射线，与未发生折射或反射的射线共同组成电光源的光线模型。如此设计，还可在仿真设计中为电光源设计折光件和反光件。