前照燈夜間靜態(tài)評(píng)價(jià)方法探究

楊文昌，陸云峰，李鼎

(北京福田戴姆勒汽車有限公司技術(shù)中心，北京101400)

0 引言

前照燈對(duì)汽車的重要性相當(dāng)眼睛之于人，其性能的優(yōu)劣直接影響到行車安全。盡管前照燈作為主動(dòng)安全件必須通過國家的強(qiáng)制性認(rèn)證，但是依據(jù)光源類型不同也僅限于滿足GB 4599-2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》、GB 21259-2007《汽車用氣體放電光源前照燈》以及GB 25991-2010《汽車用LED前照燈》。國家標(biāo)準(zhǔn)僅是產(chǎn)品的最低要求，且只能對(duì)前照燈配光合格與否進(jìn)行定性判斷，而無法對(duì)前照燈照明效果的優(yōu)劣進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。為有效彌補(bǔ)法規(guī)的不足，下面就前照燈夜間靜態(tài)主觀評(píng)價(jià)方法進(jìn)行探討。

即使配光合格的產(chǎn)品，也容易出現(xiàn)照明視野狹窄、照射距離過短、照度不均勻、視覺落差較大，有足夠的照度也會(huì)造成駕駛員視覺疲勞。根據(jù)以上配光檢測(cè)方法的不足以及實(shí)際路面照射效果的要求，某司根據(jù)研發(fā)驗(yàn)證的需要，對(duì)前照燈夜間靜態(tài)主觀評(píng)價(jià)方法做了探索性試驗(yàn)。下面就對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)試驗(yàn)方法的不足進(jìn)行探討。

1 評(píng)價(jià)方法介紹

1.1 評(píng)價(jià)條件及評(píng)價(jià)準(zhǔn)備

為了排除外界環(huán)境的干擾，充分顯現(xiàn)前照燈在路面的照射效果，主觀評(píng)價(jià)場(chǎng)地要求至少寬10 m、長(zhǎng)200 m，場(chǎng)地要盡量平整，環(huán)境背景光照度值小于0.2 lx;夜間無雨無霧天氣，濕度小于90%;氣溫0～30℃，風(fēng)速不大于3 m/s;評(píng)價(jià)人員具備汽車專業(yè)知識(shí)，視力4.8以上，無弱視、色盲。

此評(píng)價(jià)方法里的前照燈并沒有采取臺(tái)架形式，而是以實(shí)車搭載的形式，將待測(cè)前照燈安裝在匹配的車輛上進(jìn)行試驗(yàn)，主要是為了真實(shí)有效地反映前照燈裝車時(shí)實(shí)際路面照射效果。

試驗(yàn)前需對(duì)試驗(yàn)車輛胎壓、燃油、機(jī)油進(jìn)行檢查，在符合GB/T 17348-1988《道路車輛會(huì)車光束傾斜角》規(guī)定下，確保樣品配光性能合格，樣品的光色和色度特性符合GB 4785規(guī)定。正確安裝試驗(yàn)燈具至相應(yīng)位置，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查燈光，試樣功能應(yīng)正常。保持發(fā)動(dòng)機(jī)以 (700±50)r/min連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15 min(蓄電池處于充電狀態(tài))，測(cè)試燈具端電壓。同時(shí)測(cè)量實(shí)車遠(yuǎn)近光燈的離地高度和燈間距，為10 m屏調(diào)光做準(zhǔn)備。

1.2 10 m屏調(diào)光

主觀評(píng)價(jià)前需要對(duì)前照燈進(jìn)行調(diào)光，調(diào)光的目的主要是為了保證裝車的前照燈的光束照射位置滿足GB 7258《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中8.5.3的要求，此外也是為了保證不同車型或燈具是在同樣調(diào)光狀態(tài)進(jìn)行的試驗(yàn)。按GB 7258給定的范圍在表1所示參數(shù)范圍內(nèi)調(diào)光，盡管法規(guī)給定光束位置的范圍，但在實(shí)際調(diào)光中要避免左右近光的明暗截止線的轉(zhuǎn)角在范圍的兩端或者中間的極端情況，影響前照燈打在路面的照射效果。遠(yuǎn)光的調(diào)光也同樣如此，為了減少近光可能的眩目情況，調(diào)光可以適當(dāng)調(diào)至范圍右側(cè)。

表1 光束調(diào)光范圍 mm

1.3 主觀評(píng)價(jià)評(píng)分

按GB 7258《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》調(diào)節(jié)前照燈遠(yuǎn)近光的光束位置后，將車輛停放到滿足評(píng)價(jià)條件的場(chǎng)地，為方便評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)前照燈的照射效果有參考依據(jù)的點(diǎn)，按GB 4599《汽車用燈絲燈泡前照燈》中圖1配光屏幕折算成道路俯視圖，并在特征點(diǎn)擺放路樁，如圖2所示。

路樁擺放完畢后，先安排具備汽車燈光專業(yè)知識(shí)的評(píng)價(jià)人員到B50L處評(píng)價(jià)近光是否眩目，然后依次到車輛駕駛位置對(duì)前照燈路面效果進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。除了對(duì)明暗截止線、燈光是否閃爍等基本指標(biāo)做出評(píng)價(jià)之外，還重點(diǎn)對(duì)燈光均勻性、發(fā)光強(qiáng)度、照射范圍、照射距離等重點(diǎn)照明效果的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。以對(duì)近光的評(píng)價(jià)為例，見表2。

表2 _車近光燈評(píng)價(jià)記錄表

參評(píng)人員除了根據(jù)表2進(jìn)行評(píng)分之外，同時(shí)還會(huì)對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行文字性描述，后期再對(duì)評(píng)分及文字性描述結(jié)果進(jìn)行整理。主觀評(píng)價(jià)的難度不在于參評(píng)人員對(duì)前照燈實(shí)際路面效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)在能與實(shí)際路面測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)起來并互相驗(yàn)證，增強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果的可信度。

1.4 照度測(cè)試

為進(jìn)一步的驗(yàn)證主觀評(píng)價(jià)的評(píng)分結(jié)果，需要測(cè)試前照燈在路面的照度。在試驗(yàn)場(chǎng)地準(zhǔn)備過程中，已經(jīng)在GB 4599《汽車用燈絲燈泡前照燈》中配光屏幕折射到路面圖的基礎(chǔ)上，增加了特征點(diǎn)的布點(diǎn)。對(duì)于近光而言，基本是將車前50 m、左右5 m范圍內(nèi)分成3個(gè)區(qū)，區(qū)域按小照度要求劃分。等照度曲線已經(jīng)按照度要求劃分成5個(gè)等級(jí)，每個(gè)曲線等級(jí)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)不同，而且每個(gè)點(diǎn)有特定的照度要求，根據(jù)實(shí)際測(cè)試點(diǎn)的照度值與相應(yīng)曲線等級(jí)符合性來判定前照燈相應(yīng)的等級(jí)。

從上述試驗(yàn)來看，照度測(cè)試的特征點(diǎn)分布在車前150 m、左右5 m的范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的等級(jí)不同，相應(yīng)的照射范圍和特征點(diǎn)的分布也不相同。圖3是近光燈等照度曲線1級(jí)的特征點(diǎn)和區(qū)域布置，根據(jù)特征點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果和每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的照度要求，對(duì)實(shí)際路面效果進(jìn)行定級(jí)。表3、4是主觀評(píng)價(jià)得分和曲線定級(jí)匯總。

表3 前照燈1主觀評(píng)價(jià)得分及等級(jí)

表4 前照燈2主觀評(píng)價(jià)得分及等級(jí)

由表3、4的得分情況，非常直觀地對(duì)比了兩組燈具的優(yōu)劣，另一方面也驗(yàn)證了主觀評(píng)價(jià)得分與路面照度值測(cè)量等級(jí)的一致性。在具體的試驗(yàn)分析過程中，還會(huì)對(duì)單項(xiàng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，如對(duì)照射范圍、照射距離等進(jìn)行分析評(píng)估并指導(dǎo)設(shè)計(jì)改進(jìn)。

上述試驗(yàn)方法已構(gòu)成了基本的試驗(yàn)框架，但對(duì)采集到的照度數(shù)據(jù)處理不足，照度數(shù)據(jù)只是作為等級(jí)判定處理，數(shù)據(jù)之間構(gòu)成的聯(lián)系并沒有深入挖掘，也就不能直觀地從圖形的角度反映前照燈路面的照射效果，這也就有必要對(duì)采集的數(shù)據(jù)處理做進(jìn)一步的分析。

2 方法探討

在試驗(yàn)中，實(shí)際拍攝的照片能真實(shí)地反映路面照射效果，如果采集到的數(shù)據(jù)真實(shí)有效，根據(jù)采集到的照度數(shù)據(jù)繪制成的等照度曲線圖同樣也能反映路面照射效果。圖4、5即是通過數(shù)據(jù)處理后形成的等照度曲線圖，橫坐標(biāo)是以車中心正前10 m位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，呈兩側(cè)分布，縱坐標(biāo)為車前距離。從圖中也可以看出:同樣是滿足GB 4599《汽車用燈絲燈泡前照燈》要求的前照燈，其實(shí)際路面效果有明顯的差異。

除了在照度測(cè)試方面對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之外，在主觀評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方面還有進(jìn)一步深入挖掘的空間。參考CIE TC4-45的研究報(bào)告，在照射寬度、照射距離、照射范圍方面可以采用一定反射率的參考物將指標(biāo)量化，當(dāng)然照射寬度需要考慮直道、彎道、行人探測(cè)照射距離，光束寬度也要考慮交岔路口、彎道的情況。在試驗(yàn)過程中，照度數(shù)據(jù)采集點(diǎn)布置在路面，由此形成了實(shí)際路面照射效果圖，但駕駛員關(guān)心的是行車過程可能出現(xiàn)的行人和障礙物，這就涉及到離地一定高度時(shí)的照射效果，這些都是在后期試驗(yàn)開展過程中需要考慮的。

3 小結(jié)

隨著前照燈評(píng)價(jià)試驗(yàn)的不斷開展，試驗(yàn)方法也得到了不斷的優(yōu)化，也形成了一套成熟的試驗(yàn)規(guī)范，但整體試驗(yàn)過程中也發(fā)現(xiàn)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化程度不夠，在數(shù)據(jù)采集和處理方面還有很大的發(fā)展空間，這為后期的試驗(yàn)開展提供了方向。

【1】全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 4599-2007汽車用燈絲燈泡前照燈［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

【2】公安部道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 7258-2012機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

【3】CIE TC 4-45 Draft NO.4［R］.CIE，2009:20 －34.