以标准化为基石开拓创新测试技术——以眼点模拟仪的自主研制为例

文/冯钦 陈星

【机动车专栏】

以标准化为基石开拓创新测试技术
——以眼点模拟仪的自主研制为例

文/冯钦 陈星

眼点模拟仪是模拟人眼进行汽车后视镜及内视镜测量的必用设备，为了满足最新颁布的GB15084－2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》标准对于测量设备发光量及视野等要求，解决原有测量设备体积较大、重量较大、定位精度低、使用不便等问题，自主研制了一种新型的、功能更加齐全的、工作稳定性更高的眼点模拟仪。

GB 15084－2013眼点模拟仪间接视野

标准不断持续更新，所对应的检测设备若不能适应新标准时，通过设备的简化、优化以提升其操作性、测试重复性等的工作，是新方法标准化的重要组成部份。眼点模拟仪的自主研制案例，就是依据GB 15084－2013展开的标准化创新工作。

以用途划分，外后视镜反映机动车后侧方，下后视镜反映机动车前下方，内后视镜反映机动车后方及车内情况。它们起着“第三只眼睛”的作用，扩大了驾驶者的视野范围。因此，它们是否达到标准的视野范围对确保行车安全很重要。用来检测其视野是否达到规范要求的装置之一——眼点模拟仪是模拟人眼进行汽车后视镜及内视镜测量的必用设备。它的定位精度、光速强度、可操作性等直接影响检测结果。

一、机动车视镜测试眼点模拟仪存在的问题

新发布的GB 15084－2013标准对机动车各类后视镜的数量和视野在2006版基础上提出了新要求。眼点模拟仪安装在假人H点装置上，模拟人的眼部功能；同时，利用光线反射功能在暗室中投射到广角外后视镜和补盲外后视镜后在车辆侧面及后部形成明显的可见区域；最后，对这些区域进行测量即可得到相关后视镜的视野范围。

原眼点模拟仪测量设备是根据GB 15084－1994《机动车辆后视镜的性能和安装要求》自行研制开发的一款专用检测设备。在2013版标准中，增加了M、N类广角外后视镜（IV类）及补盲外后视镜（V类）数量及视野要求。标准要求：试验中眼点发出的光束通过广角外后视镜和补盲外后视镜在车辆侧面及后部有明显的可见区域，可见区域面积较大，而原眼点模拟仪测量设备在发光强度、安装方式、光束角度等方面已不能适应新标准要求。

按照新版GB15084－2013标准要求，对原来的眼点模拟仪进行了局部改造。经试验后，测试效果不是很理想，存在测试时光束散光不明显，测试人员不容易看清楚光影，测量效率低，重复性差，设备重量较大，安装使用不便，精度差，灯泡及灯罩设计不合理，分辨率较低等缺点。因此，为严格实施新版标准要求，自主研制了一款新型的、功能更加齐全的、工作稳定性更高的眼点模拟仪。

二、新型眼点模拟仪特性

原眼点模拟仪功率只有2.5 W左右，发光强度较弱，光束成线束，成像为点状。改进后的眼点模拟仪发光方式是眼点采用高发光强度LED发光光源，大功率的LED发光灯泡，使反射光在暗室中能清楚地投射在广角外后视镜和补盲外后视镜在车辆侧面及后部有明显的可见区域，内设棱镜进行聚光，使光源形成的光斑能完全覆盖在后视镜上。试验装置利用了光路可逆性原理，即当光逆着反射光线的方向入射时，则反射光将逆着原来入射光线的方向传播。这如同在日常反射镜中观测到的景物，是由于景物所发出的光线经后视镜反射，入射瞳孔后成像所形成的，故用光路可逆性原理，把人眼看作是点光源，它所发出的光束通过后视镜所“照亮”的部分就是可见范围。图1、图2分别为原来和新研制的眼点模拟仪眼点。

图1 原眼点模拟仪眼点

图2 新研制的眼点模拟仪眼点

眼点采用LED光源，具有以下优点：

①相比传统的灯泡光源，LED光源体积小，更适合模拟人眼“瞳孔”。

②采用了最新的XM－L LED光源，光通量可以达到400 lm以上，比传统光源亮度更高（传统灯泡要达到如此亮度，体积将是该LED光源的数10倍），所成光型也更清晰。

③LED光源功耗低，可采用锂电池供电，并能保持数小时的续航能力。

④LED光源反应速度快，在电子电路控制下，除了可以进行线性的亮度调节，还可以进行闪烁等多种点亮方式，且相较传统光源，不会影响寿命。在试验时可以通过即时调节光源的亮度和闪烁方式，以区分左、右灯各自的照亮范围。

此外，还可以配上不同颜色的滤镜以适应地面颜色，使光型更为清晰。

按照GB 15084－2013标准对眼点测试装置的要求，在设计整个测量设备时，通过驾驶员乘坐位置中心作一与汽车纵向基准面平行的平面，从该平面内的驾驶员座椅R点向上635 mm作垂直于该平面的一条直线段，在直线段与该平面交点的两侧各32.5 mm（总距离65 mm）作两个点，即为模拟驾驶员眼点。原来的眼点模拟仪由于加工方式的局限，两眼间总距离及两眼与中心线距离有一定的误差。新研制的眼点模拟仪采用了3D设计，利用高精度数控机床加工，加工后通过计量检定，两眼间总距离、两眼与中心线距离误差很小，完全满足标准使用要求。

原眼点模拟仪的眼点最大转角为120°左右，对于M、N类广角外后视镜（IV类）及补盲外后视镜（V类）视野范围有障碍，新研制的眼点模拟仪则采用两眼联动方式（见图3所示），使之更符合实际情况，最大转角达到140°左右，完全满足新标准的要求。

图3 眼点联动方式

通过可调三脚支架及红外线激光仪与标尺分辨率（1 mm）结合，解决了三维H点测量装置R点向上635 mm标尺每格为5 mm、分辨率较低、眼点模拟仪安装精度差、测量重复性不理想等方面的问题（见图4、图5）。

利用防滑动及双保险锁紧装置来固定眼点模拟仪，保证其定位后不会发生滑动，从而提高了设备可靠性。

图4 三维H点测量定位装置

图5 红外线激光仪定位装置

三、后语

依据新标准，对相应的检测设备进行优化，使其具有更好的操作性、测试重复性等，将提升检测水平。本文中新型眼点模拟仪的自主研制是一次适应新检测方法的标准化实践收获。新研发的眼点模拟仪从根本上解决了原来的眼点模拟仪在安装使用、测量效率和精度等方面存在的缺点；采用了该设备后故障率下降，试验稳定性增强，设备维修费用明显降低；通过设备的自行设计和开发，不仅使设备的性能上了一个台阶，同时更重要的是提高了技术人员解决问题的能力。

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

（作者单位：上海机动车检测中心）