最新发布《SGS电子后视镜GB 15084:2022》 测试难点解析

备受关注的国内电子后视镜(CMS)强制国家标准GB 15084:2022在2022年12月29日发布了，将于2023年7月1日实施。也就意味着，7月1日开始， 国内的乘用车和商用车都可以配备独立的电子后视镜系统合法上市了，完全替代传统的镜子后视镜。

电子后视镜测试中的技术难点

■难点：

   ● 测试角度易计算错误

   ● 如何确保各个不同的空间测试角度可以精确定位

本测试可以说是所有测试中最可能通不过的测试，它的目的是确保驾驶员在自由活动空间内， 从不同角度看CMS屏幕时，屏幕的亮度差异不会太大。

测试方法比较直接，就是以额定的驾驶员观看屏幕的空间角为中心，再调整到各个其它的测试角度，分别测量屏幕亮度。如下图，线段2是屏幕的中心垂直线，线段3是驾驶员观看屏幕的额定空间角。

本测试有以下步骤都容易出错，下面分别介绍并给出正确方法指引：

(1) 先确认清楚额定的司机观看屏幕的空间角， 这个角度由两个参数组成：倾斜角θ_monitor/D 和 方位角Ф_monitor/D，如下图所示：

(2) 把额定倾斜角θ和方位角Ф转为水平倾斜角θ_monitor/hor和垂直倾斜角θ_monitor/ver

(3) 按照标准要求的测试偏移量，算出位置编号1-4和6-9的测试水平倾斜角θ_monitor/hor和垂直倾斜角θ_monitor/ver

(4) 再把每个测试位置的水平倾斜角θ_monitor/hor和垂直倾斜角θ_monitor/ver转化为倾斜角θ和方位角Ф

(5) 使用可高精定位倾斜角θ和方位角Ф的测试平台来进行亮度测量，建议此平台的角度调节精度至少有0.1°

■ 难点: 

这个CMS的几何畸变测试的测量方法和Camera测量常用的测量方法完全不一样， Camera的畸变测量通常用ISO 17850中的Local畸变方法或Line畸变方法，这两种方法都很简单。但CMS的这个畸变方法的测量和计算过程都非常复杂，camera测试的主流软件如Imatest或iQ-Analyzer都不支持CMS这个畸变的测量计算。

具体测量和计算步骤，详解如下：

(1) 首先不要被误导为是测水平和垂直方向的畸变，应该测量对角线方向的畸变。虽然标准里给的图例是水平方向的，标准里有特别提醒

“the distortion characteristic is measured along the entire diagonal orientation, instead of measuring along the centre horizontal line. But example given hereinafter is described for a measurement to the horizontal line.”

(2) 先测量如下图的X轴方向上每点的数据，只要测出棋盘格卡在CMS显示屏上中心处在水平方向上一格的长度，例如为8mm，然后X轴方向每点的间隔都为8mm，如0点向右第1点的X轴数据为8，第2点的X轴数据为16，第3点的X轴数据为24，依此类推。

(3) 测量图中Y1轴每点的数据，它是CMS显示屏上棋盘格的每个格子的对角线方向的距离， (注意，标准里给的这个图例较为夸张，是比较明显的枕形畸变)

(4) 根据测量每点的X轴数据和Y1轴数据，就可以绘制出如图中的A曲线，然后使用相关工具如Python的Numpy拟合出A曲线的3次或5次多项式方程。

(5) 针对此多项式方程进行一次求导，得到如图的虚线B。

(6) 针对每个点，把A曲线对应的Y1数值减去B虚线对应的Y1数值，即为每个点的畸变数值。用它的绝对值来判断是否<=0.2。

(7) 图中的C曲线是每个点的畸变数值加上1以后的曲线，对应Y2轴，此曲线仅为参考用。

■ 难点：

   ● 亮度测量仪器的采样频率能至少达到2048Hz

   ● 计算过程复杂

此测试在GB 15084中的描述比较简略，要准确执行测试需要看到此测试依据的原始标准ISO 13406-2的附录B，然后把以下几点弄清楚， 此测试就可准确执行和计算：

(1) 此测试的核心步骤是对亮度数据的傅里叶变换，要进行傅里叶变换首先要确定至少需要采样多少次。这就要看回ISO13406-2的B.2.2章节，里面给出了具体的要求：屏幕基准频率的2的z次方，z最小为6。另外，按照ISO 13406-2中建议的基准频率30Hz来计算的话，采样频率应为 30*2^6 = 1920次。然后考虑到傅里叶变换计算都是用FFT的方式，而FFT的频率要求都是2的n次方，找到能涵盖1920次的2的n次方的最小值，就是2048。所以亮度测量的采样频率至少要达到2048Hz。

(2) 然后把采样得到的时域亮度数据用FFT转化为频域数据，这些数据都是复数格式a + bi，计算每个复数的绝对值√((a^2+b^2 ) )。

(3) 后面的计算就相对简单了，按照标准的公式和参数带入计算即可。

■ 难点: 

   ● 计算过程复杂, 容易出错

平均放大倍数是一项要求，但不是测试得出的，而是计算得到的结果。这项要求出现不通过的情况也比较常见。要准确的计算出平均放大倍数，以下要点要注意：

(1) 测试的基本公式如下，这是水平方向的，垂直方向的同理。

(3) 其中α_monitor/hor是CMS的Camera的视场角裁剪到显示屏以后的视场角，要注意是裁剪后的数据。

(4) 到此，主要计算过程完成了，后面就是注意要区分驾驶员侧和乘客侧的不同要求，I，II， III，IV类CMS的不同要求了。

■难点: 

   ● 非常容易算错

MTF10_MIN本身不是个测试项目，但这个值会直接影响分辨率，锐度和景深3个测试的结果。MTF10_MIN如果计算错误，可能导致分辨率等3个测试的结论错误。MTF10_MIN的计算过程较复杂，详细说明如下：

(1) 如果CMS的畸变非常小，则用下面的简单公式计算，其中α_monitor/hor为CMS系统的FOV角度，M_mirror/avg和V_eye/min可查ISO 16505第三章节中对应的固定值，不同等级CMS，驾驶员侧和乘客侧对应的数值会不一样：

(2) 以上计算的是CMS屏幕长宽比为1:1的情况，通常屏幕长宽不会是1:1，这时还要根据ISO 16505的附录D.4中的条件和公式来进行换算到MTF10_MIN(W;H)。

(3) 如果CMS有明显可视的畸变，那么应该按照下面原始的公式计算，这里的α_{mirror/hor/min}需要按照ISO 16505的附录B.2的对应公式进行计算，W_{monitor/hor/min}需要按照定义进行实际测量，这两个参数都相对复杂，计算和测量时一定要细心确保不出错。同理，按照下面公式计算完以后，也要进行长款比例的换算。