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矿灯照度对人生理心理及视觉表现的影响

安全与环境学报 2022年第2期22卷 851-858页

作者：蒋方姜蒙生李波河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

为了研究井下移动光源对人生理、心理及视觉表现的影响,利用MP150多道生理仪、闪光融合频率计和主观问卷,分析作业前后3种矿灯照度对心率、高频、低频及视觉表现的影响。结果表明:作业前后高照度和中照度对心率、高照度对低频、低照度... 详细信息

为了研究井下移动光源对人生理、心理及视觉表现的影响,利用MP150多道生理仪、闪光融合频率计和主观问卷,分析作业前后3种矿灯照度对心率、高频、低频及视觉表现的影响。结果表明:作业前后高照度和中照度对心率、高照度对低频、低照度对高频均有显著影响;作业前心率的平均值随矿灯照度增加而上升(73.74_(低)照度下心率一直保持较高水平;作业前光融合频率临界值的平均值随照度升高而增大(32.13_(低)照度下光融合频率临界值下降且光照环境不舒适度和注意力集中困难程度增加。这表明矿灯不同照度对人的神经活动影响不同,高照度虽能提高神经活动兴奋性和短时视觉水平,但长时间处于该环境中会加快身心疲劳,导致事故发生。

关键词：安全社会工程移动光源照度心率视觉表现

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变照度下的视觉测量系统误差建模

浙江大学学报（工学版） 2020年第10期54卷 1929-1935页

作者：粟序明方成刚潘裕斌吴伟伟李亚萍朱浪南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210000 南京工业大学江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室江苏南京210009 扬州大学机械工程学院江苏扬州225000 华东理工大学化学与分子工程学院上海200237

针对二维视觉在线测量工件时,照度变化因素导致测量误差的问题,提出基于遗传算法优化的最小二乘支持向量机(GA-LSSVM),建立照度误差模型的方法.分析视觉测量系统的误差来源,通过最小二乘法分析照度影响下的误差规律.利用照度变化误差实... 详细信息

针对二维视觉在线测量工件时,照度变化因素导致测量误差的问题,提出基于遗传算法优化的最小二乘支持向量机(GA-LSSVM),建立照度误差模型的方法.分析视觉测量系统的误差来源,通过最小二乘法分析照度影响下的误差规律.利用照度变化误差实验,获得照度和测量系统的误差数据,分别训练GA-LSSVM、支持向量机(SVM)以及BP神经网络,建立照度和测量系统误差模型,对系统测量误差进行预测.结果表明:在变照度测量误差预测模型中,GA-LSSVM模型、SVM模型及BP神经网络模型的预测精度分别为94.90%、90.23%及80.60%.这表明遗传算法优化的最小二乘支持向量机建立的变照度误差模型,在拟合和预测精度上优于传统的BP神经网络.

关键词：视觉测量误差建模遗传算法优化的最小二乘支持向量机照度 BP神经网络

不同照度下煤矸图像灰度及纹理特征提取的实验研究

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煤炭学报 2018年第11期43卷 3051-3061页

作者：王家臣李良晖杨胜利中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 放顶煤开采煤炭行业工程研究中心北京100083 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

研究煤和矸石在不同照度下的响应特性,设计了差异照度煤矸图像采集系统,进行了煤矸图像采集实验,建立了煤矸灰度子图像数据库,对数据库中的子图像的灰度、纹理特征进行了提取,通过定义归一化特征差异指数以及基于支持向量机(SVM)对实验... 详细信息

研究煤和矸石在不同照度下的响应特性,设计了差异照度煤矸图像采集系统,进行了煤矸图像采集实验,建立了煤矸灰度子图像数据库,对数据库中的子图像的灰度、纹理特征进行了提取,通过定义归一化特征差异指数以及基于支持向量机(SVM)对实验数据进行了分析与讨论。结果表明:在同一照度下,煤和矸石在灰度及纹理特征上存在差异,且随着照度的改变,煤和矸石的特征也发生变化,同时两者的变化规律存在显著差异。基于不同特征的SVM分类器的识别正确率不同,照度的变化也会对分类器的识别正确率产生影响;当考虑照度因素后,分类器的识别正确率最大增加了13. 31%,此外基于多特征多照度融合的SVM分类器性能较好,识别正确率为98. 39%。

关键词：照度煤矸图像灰度特征纹理特征支持向量机

不同噪音照度环境下航空维修人员认知绩效评价研究

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不同噪音照度环境下航空维修人员认知绩效评价研究

作者：张凡中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

民航安全是航空发展的首要问题,在航空维修工作中存有安全隐患,航空维修基地内的作业环境会影响航空维修人员的认知加工能力,降低维修效率,延长维修周期,因此对航空维修人员认知绩效的研究有重要意义。日常航空维修工作中,噪音、照度对... 详细信息

民航安全是航空发展的首要问题,在航空维修工作中存有安全隐患,航空维修基地内的作业环境会影响航空维修人员的认知加工能力,降低维修效率,延长维修周期,因此对航空维修人员认知绩效的研究有重要意义。日常航空维修工作中,噪音、照度对航空维修人员的影响最直接,因此论文通过认知加工模拟实验测试,结合SRK认知模型与维修工作特点,通过主观评价法、认知实验法和数据统计分析,主要研究噪音、照度工作环境对航空维修人员生理心理、认知加工能力和认知绩效的影响以及分析它们之间的影响关系。研究内容如下:(1)收集整合维修工作中的噪音、照度信息。以SRK认知模型为依据设计认知加工实验,筛选典型维修工作设计认知实验任务(技能型、规则型、知识型认知模式任务)。选用维修基地中最常见的噪音、照度作为环境变量(85d B、60HZ,85d B、500HZ,200lx,800lx),组成4个实验组别。将警觉性、注意力集中程度和执行能力作为认知加工实验的评价指标,引入关键绩效指标KPI对被试的认知绩效进行评价。(2)依据SRK认知模型设计认知加工实验,招募24名具有航空维修基础知识的被试进行认知加工实验测试。要求被试分别在60HZ-200lx,60HZ-800lx,500HZ-200lx,500HZ-800lx工作环境下,完成认知加工实验测试,实验全程佩戴眼动仪与脑电仪,并在每次实验开始前后填写KSS嗜睡量表、实验环境调查问卷和NASA-TLX量表。对实验数据进行分析和讨论。实验结果表明:在高频段高照度的工作环境下被试的警觉性明显上升,在低频段低照度的工作环境下被试警觉性有波动但表现不明显;根据访谈和问卷结果、实验数据分析,都显示高频段高照度的工作环境下被试的积极情绪降低,消极情绪提高;高频段高照度工作环境下被试完成任务的正确率都有明显下降,抑制了被试的执行能力;被试的KPI会随着噪音频段和照度强度的增加而降低;由眼动数据分析结果显示,被试的注意力集中程度与KPI有显著相关性,噪音照度对技能型认知模式任务的影响较小,对知识型认知模式任务的影响较大。由脑电数据分析可得:在ERSP成像图中显示,在受到噪音、照度工作环境的刺激下,被试的Beta波都会存在,而且Beta波在的时候,Alpha、Theta波很少呈现出能量来,说明被试在进行实验测试时,警觉性一直在高度警惕中。综合认知绩效与生理数据的对比分析发现:并且在60HZ、800lx工作环境下,被试的KPI、主效应值表现显著,工作效率最高。将主观评价法、认知实验法、眼动脑电生理数据分析三种研究方法结合起来,采用CRITIC权重法,构建一个基于心理状态—认知加工—生理反应多指标融合的认知绩效评价模型,对后续有关维修基地人员认知绩效的研究提供有效的参考经验。

关键词：航空维修噪音照度认知绩效

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宽动态范围微光照度源的设计与性能测试

光子学报 2023年第8期52卷 172-182页

作者：李越袁银麟叶英杰孔德垚肖岚翟文超郑小兵中国科学技术大学环境科学与光电技术学院合肥230026

为满足微光像增强器等微光传感器的高精度辐射定标需求,设计了宽动态范围微光照度源。该微光照度源由子积分球、母积分球、可调光阑和圆筒光阑组成。调节可调光阑面积,改变子积分球导入母积分球的辐射通量,实现了光源照度6个量级的调节... 详细信息

为满足微光像增强器等微光传感器的高精度辐射定标需求,设计了宽动态范围微光照度源。该微光照度源由子积分球、母积分球、可调光阑和圆筒光阑组成。调节可调光阑面积,改变子积分球导入母积分球的辐射通量,实现了光源照度6个量级的调节功能,且保证了光源色温不变。圆筒光阑是具有双微孔光阑和消杂光挡板的筒状结构,可以将积分球亮度光源转化为均匀的照度光源。母积分球上设置了集成了半导体制冷片的硅光电二极管监视探测器,可实现光源照度的监测与设置。开展了宽动态范围微光照度源性能测试,测试结果表明:微光照度源的照度覆盖3.8×10^(-6) lx~12 lx,非稳定度小于0.001 8%。

关键词：微光光源积分球照度亮度定标光电探测器

LED光源照度与色温对佩伯尔幻象展陈效果的作用趋势

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中国光学（中英文） 2023年第2期16卷 339-347页

作者：林嘉源邹念育梁静贺晓阳慕雨凡黄霞何启鹏大连工业大学光子学研究所辽宁大连116034 贵州致富光谷投资管理有限光创服务中心贵州毕节551700

随着数字化展示技术的不断发展,展陈方式也发生了改变。佩伯尔幻象的展陈空间的光环境在保证效果的同时,还具有较好的视觉舒适性。为探寻光环境对佩伯尔幻象展示效果的影响,搭建了虚拟成像展示空间,研究了影响成像效果的因素与趋势。研... 详细信息

随着数字化展示技术的不断发展,展陈方式也发生了改变。佩伯尔幻象的展陈空间的光环境在保证效果的同时,还具有较好的视觉舒适性。为探寻光环境对佩伯尔幻象展示效果的影响,搭建了虚拟成像展示空间,研究了影响成像效果的因素与趋势。研究设定12组不同照度和色温组合的LED光照参数,选取25名观察者进行心理物理学实验,以分析不同光环境对佩伯尔幻象展陈效果的影响。通过实验可知:色温对幻象中的色彩真实度、细节表现力、立体感表现力评价影响较低;照度对色彩真实度评价未产生显著影响,对它的细节表现力、立体感表现力具有显著性影响,在色温为3 500 K,照度为10 lx的光环境下,展示效果中的细节表现力、立体感表现力相对较高,在色温为2 500 K、照度为10 lx时视觉舒适度较好。

关键词：佩伯尔幻象照度色温心理物理实验

考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性研究

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考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性研究

作者：李炜聪青岛理工大学

学位级别：硕士

海底隧道有效缩短海峡两岸区域交通运输距离,为两岸交通互通提供了极大便利。由于其独特的结构形式,海底隧道成为一种纵向空间高度有限、车道宽度较公路窄、具有一定纵坡坡度与曲面弯度的相对封闭的交通空间环境。隧道交通安全运行需人... 详细信息

海底隧道有效缩短海峡两岸区域交通运输距离,为两岸交通互通提供了极大便利。由于其独特的结构形式,海底隧道成为一种纵向空间高度有限、车道宽度较公路窄、具有一定纵坡坡度与曲面弯度的相对封闭的交通空间环境。隧道交通安全运行需人、车、路及环境等多重因素相互协调、相互配合,任一因素环节出现问题,皆有可能导致交通事故的发生。为了降低海底隧道交通事故发生率,以海底隧道平纵线形路段、出入口段为研究对象,分析考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性,对于降低海底隧道事故发生几率、提高通行效率与行车安全性具有重要研究价值与实际意义。本研究总结了国内外在隧道平纵线形、车辆运动状态、驾驶人视觉特性与交通安全方面研究现状,分析了海底隧道交通安全因素及驾驶人视觉特性。利用模糊综合评价法选取坡度、曲线半径作为平纵线形指标;车速、纵向加速度、横向加速度作为车辆运动参数指标;眨眼频率、眼睑闭合度、PERCLOS参数作为视觉特性指标。通过海底隧道实车实验采集24位驾驶人指标数据,并对实验数据进行预处理及异常值检验。分别对照度及平纵线形耦合作用下车辆运行状态及驾驶人视觉特性变化规律进行了分析,运用Pearson法对车辆运动状态参数进行相关性分析;利用Pearman法对照度、平纵线形与驾驶人视觉特性指标进行了显著性检验。根据相关性分析结果,构建了考虑照度与平纵线形的海底隧道车辆运行状态拟合模型,量化了照度、平纵线形与车辆运动参数间的关系。同时,基于指标数据间的显著性关系,利用高斯拟合,构建了基于出入口照度的驾驶人视觉特性拟合模型,量化了照度与驾驶人视觉特性指标间的关系;利用ploy2D非线性曲面拟合,构建了基于平纵线形的驾驶人视觉特性拟合模型,定量分析了照度、平纵线形与驾驶人视觉特性间的关系。拟合结果表明:左线车速随着照度的增加先上升后下降,右线出口段车速先下降再上升,在曲线半径为1300m路段,车速值最低,下坡坡度接近-4%时,车速值最高;纵向加速度与照度成正比,与坡度成反比。横向加速度随着曲线半径的增大而减小,左线最大横向加速度出现在R1200路段,右线最大横向加速度出现在曲线半径为1300m路段。海底隧道出口段眨眼频率随着照度的增加先增加后降低,平纵线形对驾驶人眨眼频率影响显著,下坡坡度越大,曲线半径越小,眨眼频率越高。眼睑闭合度与照度成正比,与上坡坡度呈正相关,与曲线半径呈负相关。入口段PERCLOS与照度成正比,出口段随着照度的增加先降低后增大,左线PERCLOS值最大值出现在R4000段,右线R4945段PERCLOS值最大,疲劳度最高。由拟合显著性检验结果可知,拟合优度判定系数均大于0.5,拟合模型较好地量化了照度及平纵线形与车辆运动状态及驾驶人视觉特性关系,为海底隧道后续管理与优化提供参考。

关键词：海底隧道照度平纵线形车辆运行状态驾驶人视觉特性

照度与纵坡耦合作用下V形海底隧道驾驶人心电及皮电信号变化规律研究

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照度与纵坡耦合作用下V形海底隧道驾驶人心电及皮电信号变化规律...

作者：泮海涛青岛理工大学

学位级别：硕士

随着国民经济的持续快速发展,人们对跨海跨江交通的需求越来越大。海底隧道作为跨海交通的一种有效设施,带来巨大的交通便利和经济效益。但是由于隧道内外环境的较大差异以及海底隧道独特的“V”形结构,也给交通和运营安全带来了一定的... 详细信息

随着国民经济的持续快速发展,人们对跨海跨江交通的需求越来越大。海底隧道作为跨海交通的一种有效设施,带来巨大的交通便利和经济效益。但是由于隧道内外环境的较大差异以及海底隧道独特的“V”形结构,也给交通和运营安全带来了一定的隐患。海底隧道内一旦发生交通事故,疏散困难,救援难度大且损失惨重。为减少隧道内交通事故的发生,探究海底隧道照度与纵坡耦合作用对驾驶人心电、皮电及驾驶行为的影响,从而进一步研究这种耦合作用对海底隧道交通安全影响,具有重要的研究意义和实际价值。本文总结了隧道内驾驶人生理特性及视觉特征的研究现状,选取青岛胶州湾海底隧道为实验隧道,采集并筛选后得到了22名驾驶人在上午和下午非交通高峰时段通过胶州湾海底隧道接近段、入口段、下坡段、中间段、上坡段、出口段和离去段时的心电、皮电以及车速数据,分析了海底隧道不同行车段驾驶人心电、皮电及行为特征与照度和纵坡之间的关系。运用SPSS软件,采用单因素方差分析方法,详细分析了不同行车段驾驶人心电、皮电及行为特征的差异性,并采用最小显著性差异法具体比较了不同坡度范围对驾驶人心电、皮电及车速影响差异是否显著。运用Origin软件构建了海底隧道照度、坡度与驾驶人生理及行为指标的关系模型,定量分析了海底隧道隧道各行车段驾驶人心电、皮电及车速的变化规律。结果表明:驾驶人在海底隧道各行车段行驶时,照度变化率对驾驶人心率增长率、窦性心搏R-R间期标准差(SDNN)以及皮肤电导水平(SCL)存在显著影响,而对车速影响不显著,照度变化率与驾驶人心率增长率和SCL值存在明显的正相关性,与SDNN值存在明显的负相关性;不同范围上、下坡坡度对驾驶人心率增长率、SDNN值及SCL值的影响存在显著差异,在海底隧道上、下坡段行驶时,随着坡度的增大,驾驶人心率增长率值增大,SDNN值减小,SCL值增大,但变化规律存在差异;在海底隧道上、下坡段行驶时,驾驶人SDNN值的最小值以及心率增长率、SCL值最大值均出现在3.5%-4%范围下;与上坡段相比,在海底隧道下坡段驾驶人心率增长率更大,SDNN值更小,SCL值更大,说明驾驶人在海底隧道行车时,在下坡段行驶时比在上坡段行驶的心理负荷更大;不同范围上、下坡坡度对驾驶人车速影响存在显著差异;运用Origin软件,采用数据拟合方法,构建了海底隧道照度、坡度与心率增长率、SDNN值关系模型,量化了照度、坡度与驾驶人心率增长率和SDNN值之间的关系;构建了海底隧道照度、坡度与SCL值关系模型,量化了照度、坡度与驾驶人SCL值之间的关系;构建了海底隧道坡度与车速关系模型,量化了坡度与驾驶人车速之间的关系;基于驾驶人在不同照度及坡度下生理及行为指标变化规律,提出了海底隧道段安全管理建议,为海底隧道段安全管理提供了理论依据。

关键词：照度纵坡耦合作用海底隧道心电皮电行车速度

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CCD图像灰度与照度的转换标定方法

仪器仪表学报 2015年第3期36卷 639-644页

作者：秦莉董丽丽许文海吴厚德大连海事大学信息科学技术学院大连116026

本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程,即应用CCD摄像机... 详细信息

本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程,即应用CCD摄像机进行照度测量前,标定CCD图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程,即通过CCD摄像机拍摄图像,将图像灰度代入已定的转换模型,获得测量对象的照度值。其中,灰度与照度转换模型的标定是利用CCD摄像机实现照度测量的基础和关键,文中主要讨论了该模型的推导过程以及标定方法。具体为:首先通过理论推导获得图像灰度与CCD传感器感应的相对辐照度的关系,然后借助以均匀光源搭建的实验系统标定CCD传感器相对辐照度与物面实际照度之间的关系,进而获得图像灰度与物面实际照度的转换关系。在转换过程中讨论了曝光时间、增益以及CCD相机与照度测量点之间的距离和角度对转换模型的影响,为CCD摄像机照度测量法的实际应用奠定了基础。实验结果表明本测量及标定方法适用于摄像机任意曝光和增益条件,经过本方法标定后,应用CCD摄像机进行照度测量,测量结果的相对误差在4.5%以内。

关键词： CCD摄像机相对辐照度照度灰度