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光的偏振特性在汽车车灯视觉系统的应用 第5页

更新时间:2016-9-25:  来源:毕业论文
图 3   部分偏振光入射
部分偏振光透射光特性:
    由(10)式我们可以知道,透射光的强度与有关,因此,当我们旋转偏振片时,其透射光强会发生变化。当=0、或时,透射光的强度达到最大值,其值为;当=或时,透射光的强度最小,其值为。一般情况下的透射光不会出现“消光”现象。由此可得,当我们把偏振片转动一周时,则透射光的强度依次出现:极小值—极大值—极小值—极大值,两极值相隔的角度[9]。
2. 对光的偏振特性在汽车车灯上的应用的理论分析
从上述讨论中,我们可以看到常规的几种偏振态的光波,在入射到偏振片时,其透射出来的光强均发生了变化。为了减少由于汽车车灯炫目而引起的大量的交通事故,解决汽车在使用灯光方面所存在的困难,基于我对光的偏振的熟练掌握,利用偏振光的这个特性,在夜晚行车的过程中,为了很好地避免受到对面行驶车辆的远程灯光的炫目的影响[10],我设计的将偏振片应用于汽车车灯视觉系统中可得到以下4种方案。
2.1 第一种方案
对面行驶车辆的车前灯的玻璃罩上没装偏振片,其强光直接照射到司机眼中的情况,如图4所示,从图中可以观察出,车灯光线具有很强的炫目作用,令夜晚行车的司机相当的疲劳,更有甚者难以辨别路面与周围环境的状况,严重危及到行车的安全。双方司机都只能关闭远光灯,只打开近光灯并且放慢行车速度小心地通过,以免因为判断错误,发生撞车或翻车的事故。

图4   汽车远光灯发出的强光
2.2 第二种方案
在汽车的挡风玻璃和汽车前灯的玻璃罩上分别装上偏振片,而且同时规定它们的偏振方向均沿着同一个方向并和竖直方向成45°角,司机只能看到自己的车前灯发出的远程光,而看不到对面汽车车灯的强光。这样的话,汽车在夜晚行驶时就不需要频繁的关闭和开启远光灯了。但这种做法的不足之处在于白天驾驶汽车时,因为汽车的挡风玻璃为偏振片,由上述讨论可知:自然光入射到汽车挡风玻璃的偏振片上时,透射出来的光强会发生变化,不论是线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光、自然光还是部分偏振光、其光强都会有不同程度的折损、尤其是遇上雨天、阴天和下雪天气,白天行车的能见度会大大降低,由此危及到汽车行驶的安全。而且,这种较大面积的偏振片也不易制作,同时这种偏振片的使用还受到有效孔径角的限制,在工程和效用上都不会是理想的选择。由于摩托车没有挡风玻璃,因此此法对摩托车无效。
2.3 第三种方案
对面行驶汽车的前灯的玻璃罩上没装偏振片,但是司机却通过戴上偏振片眼镜来期望尽量避免对面的行驶车辆的灯光影响到其驾驶的视野范围。司机朋友戴偏振眼镜后,在驾驶过程中可以不必反复的变换远光灯。但是因为夜晚汽车远光灯发出的光与白天太阳照射下,路面或周围建筑物反射过来的散射光不同,它具有很强的透射性、单色性和聚焦性,这是为了汽车在做高速行驶时,尽可能的增加路面能见度的距离,以保证司机行驶安全而设计的。只戴偏振眼镜的做法并不能有效的解决远光灯的强光产生的炫目问题,入射的强光在射入偏振片时,其透射的光强虽然有所减弱,但是对眼睛的影响没有明显的减轻。因此,仅仅通过一副偏振眼镜,是不能避免夜晚行车时远光灯炫目影响的。而戴一副偏振眼镜可在一定程度上挡住太阳光的部分散射光,但是企图消除夜晚对面汽车远光灯的炫目作用是不可能的。所以,戴上偏振眼镜后,司机看到的自己车灯发出的光线,其能见度不会发生明显的改变,也不会影响到对行车路面和周围的物体能见程度的识别。所以,只戴偏振眼镜驾驶,也会影响到夜晚汽车的安全驾驶。本文来自优*文^论(文&网,毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324'9114找源文
2.4 第四种方案
对面行驶汽车的前灯的玻璃罩上装上了偏振片,而司机朋友又戴上了偏振眼镜,通过偏振眼镜观察对面行驶车辆的灯光的情况。这样对面行驶车辆的灯光光强会发生明显的变化—光的强度大大地减弱了。减弱了的光强,不会对夜晚行车的司机造成严重炫目的影响,从而可以有效地保证汽车夜晚行驶的安全性。这时自己的车辆发出的光,即使在戴了偏振眼镜以后,其视野的光强,也不会感觉到明显得减弱。此种方案所设计的汽车车灯视觉系统是这样的:一部分是,用两个偏振片加工成一副偏振片眼镜,眼镜的两个镜片的偏振方向必须沿同一方向,我们把它规定为同时和竖直方向成45°角。另一部分是,在汽车车前灯的玻璃罩上安装偏振片,其偏振方向也是必须沿同一种方向且规定为和竖直方向成45°角,如图5中的(B)。

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