文/馮欽 陳星

【機動車專欄】

以標準化為基石開拓創(chuàng)新測試技術
——以眼點模擬儀的自主研制為例

文/馮欽 陳星

眼點模擬儀是模擬人眼進行汽車后視鏡及內視鏡測量的必用設備，為了滿足最新頒布的GB15084－2013《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》標準對于測量設備發(fā)光量及視野等要求，解決原有測量設備體積較大、重量較大、定位精度低、使用不便等問題，自主研制了一種新型的、功能更加齊全的、工作穩(wěn)定性更高的眼點模擬儀。

GB 15084－2013眼點模擬儀間接視野

標準不斷持續(xù)更新，所對應的檢測設備若不能適應新標準時，通過設備的簡化、優(yōu)化以提升其操作性、測試重復性等的工作，是新方法標準化的重要組成部份。眼點模擬儀的自主研制案例，就是依據(jù)GB 15084－2013展開的標準化創(chuàng)新工作。

以用途劃分，外后視鏡反映機動車后側方，下后視鏡反映機動車前下方，內后視鏡反映機動車后方及車內情況。它們起著“第三只眼睛”的作用，擴大了駕駛者的視野范圍。因此，它們是否達到標準的視野范圍對確保行車安全很重要。用來檢測其視野是否達到規(guī)范要求的裝置之一——眼點模擬儀是模擬人眼進行汽車后視鏡及內視鏡測量的必用設備。它的定位精度、光速強度、可操作性等直接影響檢測結果。

一、機動車視鏡測試眼點模擬儀存在的問題

新發(fā)布的GB 15084－2013標準對機動車各類后視鏡的數(shù)量和視野在2006版基礎上提出了新要求。眼點模擬儀安裝在假人H點裝置上，模擬人的眼部功能；同時，利用光線反射功能在暗室中投射到廣角外后視鏡和補盲外后視鏡后在車輛側面及后部形成明顯的可見區(qū)域；最后，對這些區(qū)域進行測量即可得到相關后視鏡的視野范圍。

原眼點模擬儀測量設備是根據(jù)GB 15084－1994《機動車輛后視鏡的性能和安裝要求》自行研制開發(fā)的一款專用檢測設備。在2013版標準中，增加了M、N類廣角外后視鏡（IV類）及補盲外后視鏡（V類）數(shù)量及視野要求。標準要求：試驗中眼點發(fā)出的光束通過廣角外后視鏡和補盲外后視鏡在車輛側面及后部有明顯的可見區(qū)域，可見區(qū)域面積較大，而原眼點模擬儀測量設備在發(fā)光強度、安裝方式、光束角度等方面已不能適應新標準要求。

按照新版GB15084－2013標準要求，對原來的眼點模擬儀進行了局部改造。經試驗后，測試效果不是很理想，存在測試時光束散光不明顯，測試人員不容易看清楚光影，測量效率低，重復性差，設備重量較大，安裝使用不便，精度差，燈泡及燈罩設計不合理，分辨率較低等缺點。因此，為嚴格實施新版標準要求，自主研制了一款新型的、功能更加齊全的、工作穩(wěn)定性更高的眼點模擬儀。

二、新型眼點模擬儀特性

原眼點模擬儀功率只有2.5 W左右，發(fā)光強度較弱，光束成線束，成像為點狀。改進后的眼點模擬儀發(fā)光方式是眼點采用高發(fā)光強度LED發(fā)光光源，大功率的LED發(fā)光燈泡，使反射光在暗室中能清楚地投射在廣角外后視鏡和補盲外后視鏡在車輛側面及后部有明顯的可見區(qū)域，內設棱鏡進行聚光，使光源形成的光斑能完全覆蓋在后視鏡上。試驗裝置利用了光路可逆性原理，即當光逆著反射光線的方向入射時，則反射光將逆著原來入射光線的方向傳播。這如同在日常反射鏡中觀測到的景物，是由于景物所發(fā)出的光線經后視鏡反射，入射瞳孔后成像所形成的，故用光路可逆性原理，把人眼看作是點光源，它所發(fā)出的光束通過后視鏡所“照亮”的部分就是可見范圍。圖1、圖2分別為原來和新研制的眼點模擬儀眼點。

圖1 原眼點模擬儀眼點

圖2 新研制的眼點模擬儀眼點

眼點采用LED光源，具有以下優(yōu)點：

①相比傳統(tǒng)的燈泡光源，LED光源體積小，更適合模擬人眼“瞳孔”。

②采用了最新的XM－L LED光源，光通量可以達到400 lm以上，比傳統(tǒng)光源亮度更高（傳統(tǒng)燈泡要達到如此亮度，體積將是該LED光源的數(shù)10倍），所成光型也更清晰。

③LED光源功耗低，可采用鋰電池供電，并能保持數(shù)小時的續(xù)航能力。

④LED光源反應速度快，在電子電路控制下，除了可以進行線性的亮度調節(jié)，還可以進行閃爍等多種點亮方式，且相較傳統(tǒng)光源，不會影響壽命。在試驗時可以通過即時調節(jié)光源的亮度和閃爍方式，以區(qū)分左、右燈各自的照亮范圍。

此外，還可以配上不同顏色的濾鏡以適應地面顏色，使光型更為清晰。

按照GB 15084－2013標準對眼點測試裝置的要求，在設計整個測量設備時，通過駕駛員乘坐位置中心作一與汽車縱向基準面平行的平面，從該平面內的駕駛員座椅R點向上635 mm作垂直于該平面的一條直線段，在直線段與該平面交點的兩側各32.5 mm（總距離65 mm）作兩個點，即為模擬駕駛員眼點。原來的眼點模擬儀由于加工方式的局限，兩眼間總距離及兩眼與中心線距離有一定的誤差。新研制的眼點模擬儀采用了3D設計，利用高精度數(shù)控機床加工，加工后通過計量檢定，兩眼間總距離、兩眼與中心線距離誤差很小，完全滿足標準使用要求。

原眼點模擬儀的眼點最大轉角為120°左右，對于M、N類廣角外后視鏡（IV類）及補盲外后視鏡（V類）視野范圍有障礙，新研制的眼點模擬儀則采用兩眼聯(lián)動方式（見圖3所示），使之更符合實際情況，最大轉角達到140°左右，完全滿足新標準的要求。

圖3 眼點聯(lián)動方式

通過可調三腳支架及紅外線激光儀與標尺分辨率（1 mm）結合，解決了三維H點測量裝置R點向上635 mm標尺每格為5 mm、分辨率較低、眼點模擬儀安裝精度差、測量重復性不理想等方面的問題（見圖4、圖5）。

利用防滑動及雙保險鎖緊裝置來固定眼點模擬儀，保證其定位后不會發(fā)生滑動，從而提高了設備可靠性。

圖4 三維H點測量定位裝置

圖5 紅外線激光儀定位裝置

三、后語

依據(jù)新標準，對相應的檢測設備進行優(yōu)化，使其具有更好的操作性、測試重復性等，將提升檢測水平。本文中新型眼點模擬儀的自主研制是一次適應新檢測方法的標準化實踐收獲。新研發(fā)的眼點模擬儀從根本上解決了原來的眼點模擬儀在安裝使用、測量效率和精度等方面存在的缺點；采用了該設備后故障率下降，試驗穩(wěn)定性增強，設備維修費用明顯降低；通過設備的自行設計和開發(fā)，不僅使設備的性能上了一個臺階，同時更重要的是提高了技術人員解決問題的能力。

Eye point generator is the required equipment which used to simulate human eye to measure through automotive rear view mirrors and endoscopes.In order to meet the requirements of GB 15084-2013“Motor vehicle indirect vision device performance and installation requirements”for measurement equipment in terms of luminous quantity and vision field,etc., and to solve the issues of the original equipment for measurement,such as too large and too heavy,low positioning accuracy,not user friendly,etc.,the article reports an independently developed new model of eye point generator which has more comprehensive functions and higher working stability.

GB15084-2013；Eye point Generator；Indirect vision

（作者單位：上海機動車檢測中心）