[发明专利]一种光诱LED矩形集鱼灯照度建模方法

权利要求书

1.一种光诱LED矩形集鱼灯照度建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定模型参数，根据集鱼灯外形尺寸和灯珠排布情况，计算任意相邻两列灯珠的横向间距d和任意相邻两行灯珠的纵向间距f；

S2、建立模型坐标系，依据渔船上LED集鱼灯架设方式，建立空间直角坐标系，并建立集鱼灯中LED灯珠和光接收面间的联系；

S3、建立照度模型；

在步骤S3中，非理想朗伯型LED光源发光强度分布是散射角θ的余弦函数，由下式光强分布函数确定：

I_θ＝I₀·cos^mθ (1)

式(1)中：θ为某已知LED灯珠光轴的发光角度，I_θ为该灯珠在θ方向的发光强度，I₀为灯珠在光轴方向的发光强度；

另，m为与LED芯片有关的郎伯系数，由下式(2)计算：

式(2)中：视场角θ_0.5为影响灯具光发散程度的参数；

以灯珠P为研究对象，其发出的光在接收面内任意Q点的照度E_PQ为：

式(3)中：PQ表示灯珠P与被照点Q间距离；

另，

式(4)中：Z_P为灯珠P在z方向的竖坐标；

由余弦公式和三角函数变换可得：

式中：PQ、PM、QM表示灯珠P、被照面内Q点和M点间的相互距离；

将式(1)和式(4)代入式(3)中，得到任意单颗灯珠P对被照点Q的照度E_PQ：

其中，C为集鱼灯板面中心，得到：

v＝d·sinα (7)

u＝d·cosα (8)

式(7)和式(8)中d为同列相邻灯珠的灯芯距离，v为d在z方向的垂直距离，u为d在x方向的水平距离，α为集鱼灯架设倾角；

基于集鱼灯中心点C的坐标，依据相邻排或列间相等的横向间距d和纵向间距f，由式(7)和式(8)可得到集鱼灯内所有灯珠的空间坐标；

根据LED光的可叠加性对各灯珠的照度进行叠加，则集鱼灯对被照点Q的总照度E_{_total}为：

式(9)中，Z_p(i,j)表示任意灯珠P(i，j)在z方向的竖坐标。

2.根据权利要求1所述的一种光诱LED矩形集鱼灯照度建模方法，其特征在于，在上述S2步骤中，以板面中心点C在光接收面的垂直投影点为坐标原点O，过中心点C的长轴在光接收面内的投影线为x方向，短轴投影线为y方向，竖直向上为z方向；在集鱼灯内任意选定灯板上第i行和第j列所对应的灯珠P(i，j)，并在光接收面内任选定被照点Q。定义灯珠P在光接收面内的垂直投影点为P’，灯珠光轴延长线在被照面内的交点为M，PQ连线与灯珠光轴间夹角为散射角θ，PQ与Q点处法线间夹角为δ。

3.根据权利要求1所述的一种光诱LED矩形集鱼灯照度建模方法，其特征在于，在S3步骤前，定义LED集鱼灯满足以下假设条件：

1)集鱼灯内任意相邻两行或两列灯珠在基板内的安装间距相等；

2)各灯珠间的光学特性无显著性差异；

3)不考虑集鱼灯透镜、光接收面及周围物体的遮挡和光反射现象，并忽略周围背景光的影响。