原文:Glare Assessment of Daytime Running Lamps Based on Modeling

作者:Yan Liang, Dylan Michaël V Vandamme, Ru Li, Abdeslam Bayhi, Jan Audenaert, Valéry Ann Jacobs

简介:随着汽车造型设计的日益革新,日间行车灯(DRL)已不仅仅是满足法规的安全件,更成为了彰显车辆个性的重要元素。当前,市场对极具未来感的“贯穿式”单一长条形DRL的需求呈爆发式增长。然而,相比传统的双侧分布式布局,这种连续发光的大面积光源是否会给对向驾驶员带来更严重的不适眩光(Discomfort Glare)?这成为了行业关注的焦点。本文通过四种经典眩光模型的仿真与实验对比,深入探讨了不同DRL布局下的眩光风险差异,旨在为新一代汽车灯光设计提供理论依据与数据支撑。

关键词: 日间行车灯(DRL)、眩光评估、贯穿式车灯、Schmidt-Clausen模型、汽车照明安全

编译:复旦大学林燕丹课题组 王皓

指导:林燕丹

应用场景

日间行车灯(DRL)的主要功能是在日间行车时提高车辆的被辨识度(Conspicuity),从而降低交通事故率 。根据ECE R87等法规标准,传统的DRL设计通常要求两侧灯具间距至少保持600mm,这种“双侧分布式”布局是目前道路上最常见的形式 。

 

然而,随着LED技术的进步和消费者审美偏好的转变,汽车前脸设计正向着一体化、科技化方向发展,连续单条带状(贯穿式)DRL应运而生 。虽然这种设计极具视觉冲击力,但在实际道路应用中,它面临着一个核心矛盾:如何在提升车辆可见度的同时,避免因光源集中或面积增大而对迎面驾驶员造成暂时的视觉不适甚至视力受损 。这种不适眩光不仅影响驾驶舒适性,更可能通过分散驾驶员注意力而埋下安全隐患。因此,评估并量化这种新型布局的眩光风险,是当前车灯工程应用中亟待解决的实际问题。

图1 DRL的示意图(左)和物理示意图(右)

研究目标

本研究的核心目标主要集中在以下两个维度:

布局对比评估:定量分析“连续单条DRL”与“传统双侧DRL”在相同光通量水平下,对人眼产生的眩光指数差异,以此判断贯穿式设计是否在安全性上存在先天劣势。
 
模型适用性验证:引入CIE 243:2021中定义的四种视觉不适计算模型,验证这些原本多基于夜间头灯开发的模型,在评估日间行车灯(DRL)眩光问题时的适用性与敏感度。

研究方法和主要结论

1.实验构建与数据采集

研究团队选取了Hella的LED日行灯模组作为测试对象(DUT)。为了实现公平对比,实验构建了两种物理模型:

  • 连续单条DRL系统:
     由4个灯具单元紧密拼接,共24个LED模块,模拟贯穿式设计(总发光面积191.5 cm²)。
  • 分离式双侧DRL系统:
     由2个灯具单元组成,共12个LED模块,间距满足法规要求(总发光面积95.7 cm²)。

实验构建的两种DRL系统物理样机,连续单条DRL(左),分离式双侧DRL(右)

在数据采集方面,研究采用了“近场实测 + 远场计算”的混合策略。模拟场景设定为两车交会,观察者眼点高度1.2m,灯具安装高度0.8m,横向间距2.5m。

  • 5m - 10m 近距离:在暗室中利用光谱仪和成像亮度计(ILMD)直接测量照度和亮度。
  • 15m - 50m 远距离:基于灯具的光强分布数据,利用平方反比定律计算观察者眼位的照度。

模拟对向会车的3D空间几何布局

图4 左右两图均为暗室内的近场测量实验现场

多模型仿真分析结论

 

研究分别代入了四种模型进行详细计算,主要结论如下:

Schmidt-Clausen and Bindels 模型分析 该模型重点考察背景亮度(L_b)与眩光的关系。结果显示,随着背景亮度从黄昏(50 cd/m²)提升至晴天(5000 cd/m²),眩光指数显著降低,说明环境光越强,人眼对车灯眩光的耐受度越高

 
结论:在5m-50m的测试范围内,单条DRL与双侧DRL的计算结果差异微乎其微。

图5 展示了不同背景亮度下,单条(左)与双侧(右)DRL的de Boer眩光评分随距离变化的趋势

Lehnert 模型分析 该模型侧重于光脉冲持续时间(t)的影响,模拟驾驶员扫视或动态会车的场景。

结论:较短的暴露时间(如0.125s)带来的眩光不适感较低。在该模型下,单条DRL的眩光指数在短时间内略高于双侧DRL,暗示在快速动态交会瞬间,贯穿式设计可能带来稍强的视觉冲击,但整体仍在可接受范围内。

图6 反映了光脉冲持续时间对眩光指数的影响,时间越长,眩光感越强

Alferdinck 模型分析 该模型是唯一将“光源发光面积”作为核心变量的模型。理论上,单条DRL面积是双侧的两倍,应产生不同结果。

 
结论: 令人意外的是,仿真曲线显示两者几乎重合。这表明在DRL的应用工况下,单纯增加发光面积(在一定范围内)并未显著恶化眩光水平。

图7 显示Alferdinck模型下,尽管发光面积不同,但两条眩光指数曲线高度重合

Voelker 模型分析 针对B50L关键点进行的评估,结合了亮度图像分析。

结论:两种配置的眩光评级(Rg)均在8.8-9.1的高分区间(分值越高代表眩光越小),再次印证了两者在产生不适眩光方面没有显著区别

图8 连续单条DRL的亮度伪彩色分布图,用于提取Voelker模型所需的亮度参数

设计指导和工程应用

基于上述研究,我们可以为汽车照明工程师和造型设计师提供以下指导建议:

贯穿式设计的安全性确认:综合所有模型结果,连续单条(贯穿式)DRL设计在产生不适眩光方面,并不比传统的双侧DRL更危险 。设计师可以更放心地采用贯穿式前脸造型,而不必过分担心其在眩光法规合规性上的劣势。
 
近距离眩光控制:所有模型均显示,在5m至10m的近距离范围内,眩光指数达到峰值(眩光最强) 。工程开发中应重点关注这一距离下的光强分布控制,例如通过透镜设计优化大角度下的出光柔和度,以改善城市拥堵跟车或会车时的视觉体验。
 
模型的工程参考价值:尽管目前的眩光模型多基于夜间场景开发,但本研究表明它们在日间工况下依然具有参考价值。其中,Schmidt-Clausen模型适合评估不同天气环境下的表现,而Lehnert模型则更适合评估动态驾驶场景下的瞬态眩光。
 
亮度与面积的平衡:Alferdinck模型的分析结果提示我们,在设计大面积发光的DRL时,无需过度担忧面积增加带来的眩光惩罚,光通量和光强分布依然是决定眩光水平的核心参数 。

参考文献:

[1] Liang, Y., Vandamme, D. M. V., Li, R., Bayhi, A., Audenaert, J., & Jacobs, V. A. (2025). Glare Assessment of Daytime Running Lamps Based on Modeling. In *Proceedings of the 13th International Forum of Automotive Lighting (IFAL 2025)* (pp. 167–188).

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文章来源 IFAL 公众号

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