[发明专利]一种基于配光优化的非对称LED路灯的设计方法

权利要求书

1.一种基于配光优化的非对称LED路灯的设计方法，其特征在于，该设计方法包括如下步骤：

步骤1)确定街道构成的基本参数，设定各项道路照明评价指标，根据道路使用功能和道路等级，确定其照明标准值；

步骤2)以一段道路上相邻两根灯杆之间的路面为目标面进行配光优化，计算出每个路灯在目标面上的照度分布值和亮度分布值，通过每个路灯在目标面上的照度分布值和亮度分布值计算出各项道路照明评价指标；

步骤3)以各项照明标准值为优化条件，能量利用系数为优化目标，求解目标路面照度，获得路灯的配光分布；其中，L_av为路面平均亮度，E_av为路面照度平均照度；

步骤4)以LED光源中心为原点，建立直角坐标系和球坐标系，根据能量守恒定律，由直角坐标系表示的目标面上的区域分布和由球坐标系表示的出射光线光能的分布相等，通过目标面上的照度分布值建立出射光线与目标面上的小矩形区域一一对应关系；

步骤5)根据折射定律和步骤4)中的出射光线与目标面上的小矩形区域的能量关系，计算出出光面特征点的表面法线矢量；利用给定出光面上任一点的直角坐标和出光面特征点的表面法线矢量，计算出所有出光面上特征点的坐标值；

步骤6)将出光面上的特征点直角坐标拟合为曲面，在机械仿真软件中构建出LED配光透镜的初始结构模型；通过光学仿真软件中进行光学仿真，得到目标面照度的模拟值，若目标面照度的模拟值与目标面的照度分布值存在偏差，则需要通过优化反馈函数进行优化反馈，以最终优化得到的目标面的照度分布值，重复步骤4)和步骤5)，得到配光优化非对称LED路灯出光面特征点的坐标值，完成基于配光优化的非对称LED路灯的设计方法。

2.如权利要求1所述的一种基于配光优化的非对称LED路灯的设计方法，其特征在于，步骤1)街道构成的基本参数包括：LED路灯到路面的距离h，路灯间距L，机动车道宽度W₁，人行道宽度W₂，路面简化亮度系数r。

3.如权利要求1所述的一种基于配光优化的非对称LED路灯的设计方法，其特征在于，步骤2)道路照明评价指标包括：路面平均亮度L_av、路面亮度总均匀度U₀、路面亮度纵向均匀度U_L、路面照度平均照度E_av、路面照度均匀度E₀、眩光限制阈值增量TI和环境照度比SR。