Road vehicles — Ergonomic aspects of transport information and control systems — Specifications and test procedures for in-vehicle visual presentation
道路车辆 - 运输信息和控制系统的人体工程学方面 - 车载视觉展示的规范和测试程序
简介
驾驶员和车辆形成一个集成系统，包括环境，主要车辆控制，仪表和运输信息和控制系统（TICS）。驾驶任务以及人的能力和限制是该系统性能的其他重要因素。
TICS旨在支持驾驶员完成其主要任务，因此预计驾驶员的总体工作量不会受到TICS使用的负面影响，同时性能和舒适性也会提高。
显示系统的视觉特性只是影响该过程的一组因素。因此，需要结合驾驶环境的其他要素考虑它们以及人的能力。
视觉规格属于广泛的环境条件，仅构成充分的性能，舒适性和工作量的必要条件。它们涉及相关的照明条件范围以及显示器相对于驱动器的位置。
与本国际标准第一版相比，进行了以下重大修改：
⎯扩展范围，
⎯更新规范性和书目性参考文献，术语和定义，
⎯设计观察位置的说明，
⎯参考SAE J1757 / 1：2007的对比度测量方法和角度，
⎯改变照明范围; 加入黄昏条件，
⎯包含轮廓字符，
⎯排除颜色对比，
⎯改变最小角色高度，
⎯包含中文和日文字符，以及
⎯字符尺寸规范的说明。
1、适用范围
本国际标准规定了包含动态（可变）视觉信息的显示器的图像质量和易读性的最低要求，该信息通过车辆运动时使用的车载运输信息和控制系统（TICS）呈现给公路车辆的驾驶员。这些要求旨在独立于显示技术，同时在必要时包括参考测试方法和评估其符合性的测量。
本国际标准主要适用于视觉信息的感知和一些基本认知组成部分，包括字符易读性和颜色识别。它不适用于影响性能和舒适度的其他因素，例如编码，格式和对话特性，或者使用的显示器
⎯作为符号或图片信息的一部分呈现的字符，
⎯关于外场的叠加信息（例如平视显示器），
⎯图像（例如后视摄像头），
⎯地图和地形表示（例如用于设置导航系统的地图），或
⎯准静态信息
2、规范性参考文献
以下参考文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅引用的版本适用。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
ISO 4513，道路车辆 - 可见性 - 建立驾驶员眼睛位置的眼睑的方法
CIE 17.4：1987，国际照明词汇
CIE 85：1989，太阳光谱辐照度
SAE J1757 / 1：2007，车载显示器的标准计量
3、术语和定义
就本文件而言，CIE 17.4：1987中给出的术语和定义适用。
3.1适应
调整眼睛对观察视野亮度的敏感度
注意暗适应的发生速率低于光适应。
3.2眨眼
预期的光或视觉信息的亮度的周期性变化，通常从“关”到给定值，通常用于吸引注意力
注：与光度量（例如照度，亮度，亮度对比度和饱和度）相关的术语和定义在CIE 17.4：1987中给出。
3.3亮度
光感觉的主观属性，刺激似乎或多或少强烈或发出或多或少的光
3.4关键镜面反射线CSL
从显示器中心到眼椭圆中心的线
3.5颜色
具有色调或着色，与具有相同亮度的中性灰色看起来质量不同
注意它与视觉刺激的颜色属性有关。
3.6对比C
在“亮”状态下的区域的亮度差Lhigh（例如，在负极性情况下的字符的笔划）减去在其“暗”状态下的相同区域的亮度Llow和 亮度Llow之间的比率
注1：C= Lhigh-Llow/Llow
注2：与光度量（例如照度，亮度，亮度对比度和饱和度）有关的术语和定义见CIE 17.4：1987。
3.7对比度RC
亮度Lhigh和亮度Llow之间的比率
注1：RC=Lhigh/Llow
注2：与光度量（例如照度，亮度，亮度对比度和饱和度）有关的术语和定义见CIE 17.4：1987。
3.8环面椭圆
椭圆体积将驱动器的左右眼椭圆组合成位于它们之间的中心的单个体积
3.9日间条件
具有漫射环境光的条件
3.10阳光直射条件
观察条件主要受来自太阳在显示器表面上的直射光影响的条件
3.11动态信息
具有两个以上变化阶段的信息
3.12眼睛活动范围
驾驶员眼睛范围的椭圆形状，如ISO 4513中所定义
注1：见ISO 4513中第95百分位眼椭圆的定义。注2：它是“眼睛”和“椭圆”这两个词的缩写。
3.13闪烁
通常由显示内容的刷新过程或通过背光亮度的变化产生的视觉刺激的亮度的无意识的感知时间变化
注：与光度量（例如照度，亮度，亮度对比度和饱和度）相关的术语和定义在CIE 17.4：1987中给出。
3.14残疾眩光
明亮的光线产生的炫目或禁用效果
注意这是一种视网膜效应，主要由眼睛中的光散射引起，在视网膜图像上产生发光的面纱，从而降低对比度。
3.15不舒服的眩光
在视野中分散或破坏亮点源的影响
注意这是一种感知效果，会干扰视觉注意和选择。
3.16抖动
图像或其部分的意外周期性移动
3.17易读性
字符或图形表示的可视属性，用于确定可以识别的容易程度
3.18地图
在地球表面的连通部分（特别是道路和交通环境）的特征的平面上的表示，以其代表性的形式，大小和关系表示，符合一些表示惯例
3.19夜情
低环境照度的条件，其中驾驶员的适应水平主要受车辆自身前灯和周围路灯所覆盖的道路部分以及显示器和仪表亮度的影响
注意低环境照度小于50 lx。
3.20像素
显示表面的最小选择性可寻址元件，能够再现整个亮度和颜色范围
注1：“像素”是“图像元素”的缩写。
注2：与光度量（例如照度，亮度，亮度对比度和饱和度）有关的术语和定义见CIE 17.4：1987。
3.21准静态信息
<可配置的显示>具有有限状态数量的信息，其中一个或另一个状态始终显示且不经常更改
示例上午/下午，公里/英里，kPa / PSI，开/关信息。
3.22冗余呈现的信息
通过不同方式或在不同位置并行呈现的信息
示例1速度可以模拟和数字格式显示。
示例2逐向导航可以在中央显示器上显示，也可以在组合仪表中并行显示。
3.23分割
预定义的几何形式，可用于全部或部分创建角色或符号
例行程。
3.24黄昏情况
夜间条件和白天条件之间的条件
注意在黄昏条件下，显示屏照明的设置可能是白天或夜晚设置。
4、要求和测量方法
4.1一般
应遵守以下要求，以确保车载TICS设备中使用的可视显示器上的图像清晰可辨。
所提供图像符合本国际标准规定的要求，应在18°C至28°C的温度范围内进行测试。 在照明达到稳定状态之前，测试不应开始。 这些要求伴随着环境照度和观察者位置的标准测量条件。 对比度测量方法应符合SAE J1757 / 1：2007。
4.2设计观察位置和照明范围
4.2.1设计观看位置
本子条款中的要求适用于其安装的车辆位置的显示器，如根据ISO 4513（仅适用于乘用车）的驾驶员眼睛中的任何一点所见。
如果显示器固定在车辆上，则应从独立眼椭圆的最后点遵守相关要求。 如果显示器的位置是可调节的，则可以调节显示器，以便找到一个位置，其中所有相关要求同时得到遵守。 对于直射阳光条件，对比度要求（见4.3.2）只能在临界镜面反射线（CSL）的方向上实现（见图1）。
可以接受角度（45°/ 30°）的标准默认值作为直接阳光测量的替代方案（参见SAE J1757 / 1：2007）。
4.2.2照明范围
4.2.2.1设计照明范围确定了以下四个条件：
⎯晚上，
⎯黄昏，
—日间有漫射的环境光，和
-阳光直射的一天。
4.2.2.2在黑暗环境中复制夜间条件，使被测物体的最大照度不超过10 lx，相对容差为5％。有关测量程序，请参见SAE J1757 / 1：2007，表1。
4.2.2.3使用SAE J1757 / 1：2007中规定的测量条件复制黄昏条件，
4.1.2.4和表1.在显示器表面（标准漫反射器上）测量的环境光应为250 lx，相对容差为5％。如果将显示设置手动或自动进入夜间设置（例如由前照灯开关或太阳负载传感器触发），则显示的信息应满足夜间设置中4.3.2的黄昏要求。如果驾驶员可以手动将显示器的设置改变为更高的对比度，则可以在该显示设置中进行测量。
4.2.2.4具有漫射环境光的日间条件与环境光一起复制到测量点。在显示器表面（标准漫反射器上）测量的环境光应为5 klx，相对容差为5％。有关测量程序，请参阅SAE J1757 / 1：2007,4.1和表1。
4.2.2.5在标准测量条件下复制直射阳光条件。测量点的照度应为45 klx，相对容差为5％。有关测量程序，请参阅SAE J1757 / 1：2007,4.1和表1。
4.2.2.6对于按照SAE J1757 / 1：2007测量程序的日照和直射日照以及黄昏条件，光照类型与CIE 85：1989，表4（20％）类似的人工照明系统应使用。应避免光谱中具有大尖峰的光源（例如荧光灯）;金属卤化物灯由于它们在光谱的蓝色部分的能量而更合适。色温是此问题的次要因素。
4.3、显示照度，最小对比度，亮度和极性
4.3.1显示照明
由于确定驾驶员适应水平的环境照明范围非常广泛，显示器照明应具有亮度控制，允许在合适的范围内进行调节。
4.3.2最小对比度
4.3.2.1要求
符号与背景之间的最小对比度应为
⎯5：1适用于夜间条件，
⎯3：1适用于黄昏条件，
⎯3：1为日间条件，和
⎯2：1适用于阳光直射条件。
如果字符接近维度的最低要求，则这一点尤为重要（参见4.5）。 应排除较低的对比度，除非故意灰色阴影或去饱和的颜色表示某些非活动状态。
4.3.2.2字符概述
如果不能提供角色与其背景之间的足够对比（例如，具有动态背景），则应采用其他手段。 这可以是围绕角色的轮廓，在这种情况下，应在角色/未填充区域的主体与其轮廓之间提供最小对比度。
对于带有衬线的字符，轮廓的字符高度比的笔划宽度应小于0.04，对于没有衬线的字符，小于0,08。 如果字符的大小太小以至于轮廓的笔划宽度小于0.35 mm，则应避免使用轮廓以确保可读性（参见图2）。
图2 - 概述字符
按键
1人物/未填充区域的主体
2大纲
3边界
4背景区域
不应使用以轮廓填充的未填充字符（透明体）字体书写的单词或短语。
4.3.2.3改变背景
如果文本或符号周围的背景在亮度或颜色方面发生空间变化，则应在与文本或符号相邻的区域中以最坏情况背景达到最小对比度。对比度应根据显示器不同区域的至少两次测量来计算。如果背景是动态的，则应在字符周围应用额外的边界线以提供足够的对比度（参见图2）。在这种情况下，应在轮廓和边界线之间测量对比度。
4.3.2.4对比度测量
所有对比度测量应在环形眼椭圆的中心点进行，如图1所示。对于台式测量，角度标准值（45°/ 30°）可用于直射阳光测量（参见SAE J1757 / 1：2007）。
对于矩阵显示器，应在覆盖至少（3×3）像素的收集区域上进行测量（参见图3）。如果测量区域小于（3×3）像素，测量精度将降低。如果要测量的字符区域不包含至少（3×3）个像素或者光度计光斑尺寸大于字符区域，则在字符上找到至少具有（33）的更大区域像素和视觉上看起来具有相同的亮度。测量这个区域。
对于分段显示，测量应在单个分段内进行。 收集区域的直径应小于待测段的相关尺寸的80％。
在对比度测量期间，显示亮度应在夜间条件下调整为“夜间最大”，在日光或直射阳光条件下调整为“最大亮度”。 在黄昏条件下，当前照灯/停车灯处于“开”（或激活）状态时，应提供满足规定要求的至少一个显示照明设置（例如日/夜设置）。
对于向驾驶员和乘客提供不同图像的普通显示器，驾驶员图像的对比度应使用全白和全黑的乘客图像进行测量。 在较差的条件下应满足所需的对比度。
注意任何来自动态串扰的重影都不在本国际标准范围内。
图3 - 矩阵显示器上的对比度测量
按键
1收集区域（光度计测量点）
2像素处于明亮状态
3像素处于黑暗状态下
4.3.3显示模式
如果显示器在深色背景上显示亮符号，则称为负显示模式; 如果在浅色背景上显示暗符号，则称为正显示模式。 已知两种显示模式都能提供令人满意的性能。 选择取决于经常按顺序查看的那些区域的平均亮度。 因此，应在夜间条件下使用负显示模式。 在白天条件下，可以使用任一种，同时考虑车辆（例如仪表板）中显示器的通常黑暗的直接环境。 对于非遮蔽显示器，应使用正显示模式来降低反射的可见度。
4.4颜色组合
无论符号或字符与其背景之间的颜色和颜色组合如何，都应提供最小亮度对比度（见4.3.2）。
出于生理和心理原因，并非所有符号/背景颜色组合都是可接受的。因此，在全色显示中选择颜色时，应选择某些符号/背景颜色组合。有关颜色组合的信息，请参阅附录B.
4.5、字母数字字符尺寸
4.5.1一般
有关字符尺寸的定义和测量的更多信息，请参见附录A.
4.5.2高度
对于字母数字字符，字符高度H应使用字符“H”作为参考来测量（见图A.1）。它应作为从独眼椭圆的最后点开始的对向角测量，并应符合表1的规定。
如果字体满足大写字母“H”的上述要求，则也可以使用与该字体相关联的所有其他字符，例如较小的下标和上标。
嵌入符号的字母应排除在高度要求之外。
表1 - 字符高度
|
对角度尺寸 |
适用性水平 |
|
|
in arc minutes |
in radians a |
|
|
W 20 |
W 5,815 ´ 10-3 |
推荐 |
|
W 16 |
W 4,652 ´ 10-3 |
可接受 |
|
W 12 |
W 3,489 ´ 10-3 |
最小值b |
|
a 如果乘以观察距离，则给出（以相同单位）实际字符高度。. b 在准确性和读取速度要求适中的情况下. |
||
4.5.3宽高比
字母数字字符宽高比应在0.6和0.8之间。 可以使用从0.5到1的更宽范围，特别是如果诸如线长度或比例间距的因素是重要的。
4.5.4行程宽高比
如果字体使用不同的笔划宽度S，则应使用平均笔划宽度。 平均行程宽度SAVG可以通过对一个字符的最大行程宽度SMAX和最小行程宽度SMIN求平均值来求出，对于大写字母“A”进行测量。 字母数字字符的笔划宽度与字符高度比应在0.08和0.2之间。 应使用字符“H”作为参考进行测量（见图A.1）。 对于某些字体，可以使用更高的值。
4.5.5间距
对于具有彼此相邻的平行线的相邻字符，最小距离P为一个最小行程
应保持宽度，SMIN。对于没有相邻平行线的字符彼此相邻，应在其最近点之间保持0.5,5SMIN的最小可感知距离M.
在单词之间应保持一个字符的最小宽度WMIN，小写字母“o”。
线间距应保持在一个平均行程宽度的最小值。文本行间距T由当前文本行的下降行与下一行文本行的上升行之间的距离定义。
4.6、像素矩阵字符格式
4.6.1字母数字字符的大小写
（5×7）像素（宽度高度）字符矩阵应是字母数字字符的最小值。
如果单个字母数字字符的易读性对于任务很重要，则（79）像素（宽度高度）字符矩阵应该是最小值。
如果使用带有下伸的字符，则（7×11）像素（宽度高度）字符矩阵应该是最小值。
（4×5）像素（宽度高度）字母数字字符矩阵应为最小值
⎯下标和上标，
⎯以单字符位置显示的分数的分子和分母，和
⎯与任务无关的信息（例如版权符号，❥）。
下标或上标不必延伸到主字符的下方或上方（见图4）。
4.6.2汽车符号
对于符合ISO 2575或类似标准的汽车符号，（32×32）像素矩阵应最小。较小的矩阵，例如如果显示器具有灰色阴影，则可以使用（24×24）个像素。
像素数应通过在一组合适的字符和符号上计算来确定。
4.6.3中文和日文字符
（16×16）像素（宽度高度）字符矩阵应该是汉字（繁体和简体）和日文字符的最小值。
注1：（16×16）像素矩阵的例子可以在JIS X 9051中找到。
如果单个中文字符或日文字符的易读性是解释消息的关键，则（24×24）像素（宽度高度）字符矩阵应该是最小值，或者应该使用字符修改。
注2：（24×24）像素矩阵的例子可以在JIS X 9052中找到。
如果仅使用有限且预定义的字符集，并且这些字符可清楚地彼此区分，则可使用较小的像素矩阵。
4.7、反射和眩光
应尽量减少驾驶员可见的反射和眩光。如果使用额外的反射和眩光降低或对比度增强技术，则不应使显示器偏离本国际标准的要求。
4.8、陈述的特征
4.8.1图像不稳定
图像应该没有时间不稳定性（闪烁）和空间不稳定性。
空间不稳定的一个因素是显示器内图像几何位置的峰 - 峰变化（抖动）：这不应超过0,000 2 d，其中d是独眼眼椭圆的中心与观察距离之间的距离。显示器的中心。
注：有助于空间图像稳定性的其他因素，例显示车辆产生的振动，在本国际标准中不予考虑。
对于仅具有连续亮度分布的像素的显示器，可以使用具有至少20的放大率的测量显微镜测量抖动。通过显微镜光标或比较器掩模版与质心的极端位置的视觉对准来确定移动，或者在观察期间角色或测试对象的边缘。
对于任何显示类型，可以使用特殊的显示测量设备。该设备应用于逐个扫描地确定字符或测试对象的相对位置。如果使用的设备分别确定沿水平轴和垂直轴的移动，则抖动的范围应定义为最大水平和垂直差的平方和的平方根。
观察应至少持续4秒。
4.8.2图像闪烁
图像闪烁应该仅用于吸引注意力并告知需要立即采取行动的关键条件。为了引起注意，应使用1 Hz至5 Hz的单个闪烁频率，占空比为50％。如果需要显示信息内容的易读性，则应使用1/3 Hz至1 Hz的单个闪烁率，占空比为70％。
应使用针对位于显示中心的闪烁像素（即像素或片段）的亮度计测量闪烁率。仪表应能够提供时变亮度值，其低通截止频率至少是要测量的最高频率的10倍。应使用带有足够带通的示波器或类似仪器处理信号，以获得“ON”和“OFF”持续时间。
为了测量“ON”和“OFF”持续时间（图5中的点1和2），建立切换时间（图5中的点3,4和5），亮度等于两者之间的平均亮度。最小和最大亮度值（图5中的Llow和Lhigh）。 “ON”持续时间是点3和4之间的时间，“OFF”持续时间是点4和5之间的时间。
图5 - 闪烁频率测量
键
1“ON”持续时间L亮度
2“OFF”持续时间La平均亮度
3接通时间Lhigh最大亮度
4关闭时间Llow最小亮度
5下一个接通时间t时间
等效频率（以赫兹为单位）应从持续时间（以秒为单位）获得。 对于脉冲宽度调制的背光，应考虑背光变化的影响（例如，触发示波器）。 或者，应使用连续稳定的背光进行这些测量。
4.9、显示冗余信息
如果在多个显示器中显示相同的信息，则至少一个信息显示器应满足本国际标准的要求。 其他冗余的信息显示也应符合本国际标准的要求。
附件A.（规范性附录）
字符维度的定义和测量
A.1字符尺寸
从指定的观察点看，所有角色尺寸都以角度值测量，作为特征的对向角度（例如，高度或宽度）。
以弧度表示的角度值来自线性值，如下所示：
αR=x/d
如下：
αR是角度尺寸，以弧度为单位;
x是字符的线性尺寸（例如高度或宽度），投影在垂直于观察方向的平面上;
d是从独眼椭圆的后质心观察距离。
x和d都应以均匀单位（例如毫米）表示。
以弧分钟（1arcmin1°/ 60）表示的角度尺寸A是以弧度为单位的尺寸，如下所示：
（A.2）
实际使用时，公式（A.2）可写如下：
（A.3）
字符尺寸应如图A.1中所定义，使用字符“H”和“A”。如果可以使用普通字体和粗体字体，则字符尺寸取自普通字体。
A.2字符大小测量
特定字符字体的字符高度应测量为该字体的基线和上限线之间的距离，如图A.1所示。字符“H”应该用于定义字符高度。
特定字符字体的字符宽度应测量为字符“H”的适当平行边缘之间的距离，如图A.1所示。
出于尺寸而非光学测量的目的，字符边缘被定义为延伸到字符和背景之间50％亮度差的点。通过测量字符亮度分布确定50％点。测量设备应能够可靠地测量角色的最小均匀区域。
字符的尺寸也可以通过基于字符字体的尺寸，显示规格和抗锯齿规范的计算来确定。
图A.1 - 字符尺寸
键
1上升线
2下降线
3帽线
4基线
H字符高度
W字符宽度
SMIN最小行程宽度
SMAX最大行程宽度
P最小字符距离; 对于具有平行线的相邻字符，PSMINWMIN字距; 小写字母宽度“o”
M最小可感知距离，M0.5SMINT文本行空间，T0.5（SMINSMAX）
注：使用公式（A.1），（A.2）或（A.3）将尺寸H转换为角度值。 字符高度，H，字符宽度W和笔划宽度S的线性值用于获取以下派生量：
⎯平均行程宽度：SAVG=0.5*（SMIN + SMAX）
⎯字符宽高比：W / H.
⎯行程宽度按字符高度比：S / H.
附件B.（资料）
颜色组合
表B.1提供了符号颜色和背景颜色组合的指导。
