[发明专利]一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法

权利要求书

1.一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于，它包含以下步骤：

（1）利用MODTRAN辐射传输模型计算天空光的光谱特性；

（2）选择金属卤化物光源作为400nm-2500nm范围内天空光光谱的主要模拟光源；

（3）分段分析金属卤化物光源光谱与天空光光谱的异同；

（4）使用大功率固体照明元件LED作为400nm-600nm范围内的光谱补偿光源；

（5）选择相应滤光片，对600nm-2500nm范围内的金属卤化物光源光谱进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于：在步骤（1）中所述的“利用MODTRAN辐射传输模型计算天空光的光谱特性”，其含义说明如下：输入参数设置为中纬度夏季，即北纬45°，7月，/乡村气溶胶模型VLS=23km/太阳高度角70°/天顶角45°/相联系位角45°，然后利用大气辐射传输方程计算大气中气体分子和气溶胶颗粒对光线的散射和吸收，从而获得天空光的光谱数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于：在步骤（2）中所述的“选择金属卤化物光源作为400nm-2500nm范围内天空光光谱的主要模拟光源”，其含义说明如下：金属卤化物光源的光谱范围为400nm-2500nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于：在步骤（3）中所述的“分段分析金属卤化物光源光谱与天空光光谱的异同”，其含义说明如下：分段分析主要是针对400nm-600nm范围内金属卤化物光源的相对光谱能量所占的百分比较低，600nm-2500nm范围内金属卤化物光源的相对光谱能量所占的百分比较高，根据两者的不同，以600nm为分割点，将400nm-2500nm分为400nm-600nm和600nm-2500nm两个波段范围进行分段分析。

5.根据权利要求1所述的一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于：在步骤（4）中所述的“使用大功率固体照明元件LED作为400nm-600nm范围内的光谱补偿光源”，其含义说明如下：LED光谱补偿光源的中心波长使用曲线分峰拟合的方法进行计算，其计算过程如下：由于LED的光谱曲线近似认为符合高斯分布，因此分峰拟合的过程中，使用高斯函数作为LED的光谱分布曲线，假设v是光谱频率，则目标光谱Y（v）是由单峰谱线相互叠加所形成，分峰拟合的任务是求解一组单峰谱线X_i（v）（i=1，2，...n），使得下式成立：

Y(v)=∑X_i(v)

但在实际情况下，上式两边不可能达到严格相等，在实际计算过程中，使目标光谱Y（v）与拟合光谱∑X_i(v)之间的误差在400nm-600nm范围内最小。

6.根据权利要求1所述的一种基于人造光源的天空光光谱模拟方法，其特征在于：在步骤（5）中所述的“选择相应滤光片，对600nm-2500nm范围内的金属卤化物光源光谱进行修正”，其含义说明如下：滤光片的选择分两步完成，首先计算经步骤（4）补偿后的金属卤化物光源相对光谱能量分布与MODTRAN计算的标准天空光相对光谱能量分布在600nm-2500nm范围内的比值，再根据计算所得的滤光片透过率曲线选择相应的滤光片进行光谱修正。