國際標准 ISO 15008

Road vehicles — Ergonomic aspects of transport information and control systems — Specifications and test procedures for in-vehicle visual presentation

道路車輛 - 運輸信息和控制系統的人體工程學方面 - 車載視覺展示的規范和測試程序

 

簡介 

駕駛員和車輛形成一個集成系統，包括環境，主要車輛控制，儀表和運輸信息和控制系統（TICS）。駕駛任務以及人的能力和限制是該系統性能的其他重要因素。

TICS旨在支持駕駛員完成其主要任務，因此預計駕駛員的總體工作量不會受到TICS使用的負面影響，同時性能和舒適性也會提高。

顯示系統的視覺特性只是影響該過程的一組因素。因此，需要結合駕駛環境的其他要素考慮它們以及人的能力。

視覺規格屬於廣泛的環境條件，僅構成充分的性能，舒適性和工作量的必要條件。它們涉及相關的照明條件范圍以及顯示器相對於驅動器的位置。

 

與本國際標准第一版相比，進行了以下重大修改：

⎯擴展范圍，

⎯更新規范性和書目性參考文獻，術語和定義，

⎯設計觀察位置的說明，

⎯參考SAE J1757 / 1：2007的對比度測量方法和角度，

⎯改變照明范圍; 加入黃昏條件，

⎯包含輪廓字符，

⎯排除顏色對比，

⎯改變最小角色高度，

⎯包含中文和日文字符，以及

⎯字符尺寸規范的說明。

 

1、適用范圍

本國際標准規定了包含動態（可變）視覺信息的顯示器的圖像質量和易讀性的最低要求，該信息通過車輛運動時使用的車載運輸信息和控制系統（TICS）呈現給公路車輛的駕駛員。這些要求旨在獨立於顯示技術，同時在必要時包括參考測試方法和評估其符合性的測量。

本國際標准主要適用於視覺信息的感知和一些基本認知組成部分，包括字符易讀性和顏色識別。它不適用於影響性能和舒適度的其他因素，例如編碼，格式和對話特性，或者使用的顯示器

⎯作為符號或圖片信息的一部分呈現的字符，

⎯關於外場的疊加信息（例如平視顯示器），

⎯圖像（例如后視攝像頭），

⎯地圖和地形表示（例如用於設置導航系統的地圖），或

⎯准靜態信息

 

2、規范性參考文獻

以下參考文件對於本文件的應用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，僅引用的版本適用。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用於本標准。

ISO 4513，道路車輛 - 可見性 - 建立駕駛員眼睛位置的眼瞼的方法

CIE 17.4：1987，國際照明詞匯

CIE 85：1989，太陽光譜輻照度

SAE J1757 / 1：2007，車載顯示器的標准計量

 

3、術語和定義

就本文件而言，CIE 17.4：1987中給出的術語和定義適用。

3.1適應

調整眼睛對觀察視野亮度的敏感度

注意暗適應的發生速率低於光適應。

3.2眨眼

預期的光或視覺信息的亮度的周期性變化，通常從“關”到給定值，通常用於吸引注意力

注：與光度量（例如照度，亮度，亮度對比度和飽和度）相關的術語和定義在CIE 17.4：1987中給出。

3.3亮度

光感覺的主觀屬性，刺激似乎或多或少強烈或發出或多或少的光

3.4關鍵鏡面反射線CSL

從顯示器中心到眼橢圓中心的線

3.5顏色

具有色調或着色，與具有相同亮度的中性灰色看起來質量不同

注意它與視覺刺激的顏色屬性有關。

3.6對比C

在“亮”狀態下的區域的亮度差L_high（例如，在負極性情況下的字符的筆划）減去在其“暗”狀態下的相同區域的亮度L_low和 亮度L_low之間的比率

注1：C= L_high-L_low/L_low 

注2：與光度量（例如照度，亮度，亮度對比度和飽和度）有關的術語和定義見CIE 17.4：1987。

3.7對比度R_C

亮度Lhigh和亮度Llow之間的比率

注1：R_C=Lhigh/Llow

注2：與光度量（例如照度，亮度，亮度對比度和飽和度）有關的術語和定義見CIE 17.4：1987。

3.8環面橢圓

橢圓體積將驅動器的左右眼橢圓組合成位於它們之間的中心的單個體積

3.9日間條件

具有漫射環境光的條件

3.10陽光直射條件

觀察條件主要受來自太陽在顯示器表面上的直射光影響的條件

3.11動態信息

具有兩個以上變化階段的信息

3.12眼睛活動范圍

駕駛員眼睛范圍的橢圓形狀，如ISO 4513中所定義

注1：見ISO 4513中第95百分位眼橢圓的定義。注2：它是“眼睛”和“橢圓”這兩個詞的縮寫。

3.13閃爍

通常由顯示內容的刷新過程或通過背光亮度的變化產生的視覺刺激的亮度的無意識的感知時間變化

注：與光度量（例如照度，亮度，亮度對比度和飽和度）相關的術語和定義在CIE 17.4：1987中給出。

3.14殘疾眩光

明亮的光線產生的炫目或禁用效果

注意這是一種視網膜效應，主要由眼睛中的光散射引起，在視網膜圖像上產生發光的面紗，從而降低對比度。

3.15不舒服的眩光

在視野中分散或破壞亮點源的影響

注意這是一種感知效果，會干擾視覺注意和選擇。

3.16抖動

圖像或其部分的意外周期性移動

3.17易讀性

字符或圖形表示的可視屬性，用於確定可以識別的容易程度

3.18地圖

在地球表面的連通部分（特別是道路和交通環境）的特征的平面上的表示，以其代表性的形式，大小和關系表示，符合一些表示慣例

3.19夜情

低環境照度的條件，其中駕駛員的適應水平主要受車輛自身前燈和周圍路燈所覆蓋的道路部分以及顯示器和儀表亮度的影響

注意低環境照度小於50 lx。

3.20像素

顯示表面的最小選擇性可尋址元件，能夠再現整個亮度和顏色范圍

注1：“像素”是“圖像元素”的縮寫。

注2：與光度量（例如照度，亮度，亮度對比度和飽和度）有關的術語和定義見CIE 17.4：1987。

3.21准靜態信息

<可配置的顯示>具有有限狀態數量的信息，其中一個或另一個狀態始終顯示且不經常更改

示例上午/下午，公里/英里，kPa / PSI，開/關信息。

3.22冗余呈現的信息

通過不同方式或在不同位置並行呈現的信息

示例1速度可以模擬和數字格式顯示。

示例2逐向導航可以在中央顯示器上顯示，也可以在組合儀表中並行顯示。

3.23分割

預定義的幾何形式，可用於全部或部分創建角色或符號

例行程。

3.24黃昏情況

夜間條件和白天條件之間的條件

注意在黃昏條件下，顯示屏照明的設置可能是白天或夜晚設置。

 

4、要求和測量方法

4.1一般

應遵守以下要求，以確保車載TICS設備中使用的可視顯示器上的圖像清晰可辨。

所提供圖像符合本國際標准規定的要求，應在18°C至28°C的溫度范圍內進行測試。 在照明達到穩定狀態之前，測試不應開始。 這些要求伴隨着環境照度和觀察者位置的標准測量條件。 對比度測量方法應符合SAE J1757 / 1：2007。

 

4.2設計觀察位置和照明范圍

4.2.1設計觀看位置

本子條款中的要求適用於其安裝的車輛位置的顯示器，如根據ISO 4513（僅適用於乘用車）的駕駛員眼睛中的任何一點所見。

如果顯示器固定在車輛上，則應從獨立眼橢圓的最后點遵守相關要求。 如果顯示器的位置是可調節的，則可以調節顯示器，以便找到一個位置，其中所有相關要求同時得到遵守。 對於直射陽光條件，對比度要求（見4.3.2）只能在臨界鏡面反射線（CSL）的方向上實現（見圖1）。

可以接受角度（45°/ 30°）的標准默認值作為直接陽光測量的替代方案（參見SAE J1757 / 1：2007）。

  

4.2.2照明范圍 

4.2.2.1設計照明范圍確定了以下四個條件：

⎯晚上，

⎯黃昏，

—日間有漫射的環境光，和

-陽光直射的一天。

4.2.2.2在黑暗環境中復制夜間條件，使被測物體的最大照度不超過10 lx，相對容差為5％。有關測量程序，請參見SAE J1757 / 1：2007，表1。

4.2.2.3使用SAE J1757 / 1：2007中規定的測量條件復制黃昏條件，

4.1.2.4和表1.在顯示器表面（標准漫反射器上）測量的環境光應為250 lx，相對容差為5％。如果將顯示設置手動或自動進入夜間設置（例如由前照燈開關或太陽負載傳感器觸發），則顯示的信息應滿足夜間設置中4.3.2的黃昏要求。如果駕駛員可以手動將顯示器的設置改變為更高的對比度，則可以在該顯示設置中進行測量。

 

4.2.2.4具有漫射環境光的日間條件與環境光一起復制到測量點。在顯示器表面（標准漫反射器上）測量的環境光應為5 klx，相對容差為5％。有關測量程序，請參閱SAE J1757 / 1：2007,4.1和表1。

 

4.2.2.5在標准測量條件下復制直射陽光條件。測量點的照度應為45 klx，相對容差為5％。有關測量程序，請參閱SAE J1757 / 1：2007,4.1和表1。

 

4.2.2.6對於按照SAE J1757 / 1：2007測量程序的日照和直射日照以及黃昏條件，光照類型與CIE 85：1989，表4（20％）類似的人工照明系統應使用。應避免光譜中具有大尖峰的光源（例如熒光燈）;金屬鹵化物燈由於它們在光譜的藍色部分的能量而更合適。色溫是此問題的次要因素。

 

4.3、顯示照度，最小對比度，亮度和極性

4.3.1顯示照明

由於確定駕駛員適應水平的環境照明范圍非常廣泛，顯示器照明應具有亮度控制，允許在合適的范圍內進行調節。

4.3.2最小對比度

4.3.2.1要求

符號與背景之間的最小對比度應為

⎯5：1適用於夜間條件，

⎯3：1適用於黃昏條件，

⎯3：1為日間條件，和

⎯2：1適用於陽光直射條件。

如果字符接近維度的最低要求，則這一點尤為重要（參見4.5）。 應排除較低的對比度，除非故意灰色陰影或去飽和的顏色表示某些非活動狀態。

 

4.3.2.2字符概述

如果不能提供角色與其背景之間的足夠對比（例如，具有動態背景），則應采用其他手段。 這可以是圍繞角色的輪廓，在這種情況下，應在角色/未填充區域的主體與其輪廓之間提供最小對比度。

對於帶有襯線的字符，輪廓的字符高度比的筆划寬度應小於0.04，對於沒有襯線的字符，小於0,08。 如果字符的大小太小以至於輪廓的筆划寬度小於0.35 mm，則應避免使用輪廓以確保可讀性（參見圖2）。

 

                       圖2 - 概述字符

按鍵

1人物/未填充區域的主體

2大綱

3邊界

4背景區域

 

不應使用以輪廓填充的未填充字符（透明體）字體書寫的單詞或短語。

 

4.3.2.3改變背景

如果文本或符號周圍的背景在亮度或顏色方面發生空間變化，則應在與文本或符號相鄰的區域中以最壞情況背景達到最小對比度。對比度應根據顯示器不同區域的至少兩次測量來計算。如果背景是動態的，則應在字符周圍應用額外的邊界線以提供足夠的對比度（參見圖2）。在這種情況下，應在輪廓和邊界線之間測量對比度。

 

4.3.2.4對比度測量

所有對比度測量應在環形眼橢圓的中心點進行，如圖1所示。對於台式測量，角度標准值（45°/ 30°）可用於直射陽光測量（參見SAE J1757 / 1：2007）。

對於矩陣顯示器，應在覆蓋至少（3×3）像素的收集區域上進行測量（參見圖3）。如果測量區域小於（3×3）像素，測量精度將降低。如果要測量的字符區域不包含至少（3×3）個像素或者光度計光斑尺寸大於字符區域，則在字符上找到至少具有（33）的更大區域像素和視覺上看起來具有相同的亮度。測量這個區域。

對於分段顯示，測量應在單個分段內進行。 收集區域的直徑應小於待測段的相關尺寸的80％。

在對比度測量期間，顯示亮度應在夜間條件下調整為“夜間最大”，在日光或直射陽光條件下調整為“最大亮度”。 在黃昏條件下，當前照燈/停車燈處於“開”（或激活）狀態時，應提供滿足規定要求的至少一個顯示照明設置（例如日/夜設置）。

對於向駕駛員和乘客提供不同圖像的普通顯示器，駕駛員圖像的對比度應使用全白和全黑的乘客圖像進行測量。 在較差的條件下應滿足所需的對比度。

注意任何來自動態串擾的重影都不在本國際標准范圍內。

 

                      圖3 - 矩陣顯示器上的對比度測量

 

按鍵

1收集區域（光度計測量點）

2像素處於明亮狀態

3像素處於黑暗狀態下

 

4.3.3顯示模式

如果顯示器在深色背景上顯示亮符號，則稱為負顯示模式; 如果在淺色背景上顯示暗符號，則稱為正顯示模式。 已知兩種顯示模式都能提供令人滿意的性能。 選擇取決於經常按順序查看的那些區域的平均亮度。 因此，應在夜間條件下使用負顯示模式。 在白天條件下，可以使用任一種，同時考慮車輛（例如儀表板）中顯示器的通常黑暗的直接環境。 對於非遮蔽顯示器，應使用正顯示模式來降低反射的可見度。

 

4.4顏色組合

無論符號或字符與其背景之間的顏色和顏色組合如何，都應提供最小亮度對比度（見4.3.2）。

出於生理和心理原因，並非所有符號/背景顏色組合都是可接受的。因此，在全色顯示中選擇顏色時，應選擇某些符號/背景顏色組合。有關顏色組合的信息，請參閱附錄B.

 

4.5、字母數字字符尺寸

 

4.5.1一般

有關字符尺寸的定義和測量的更多信息，請參見附錄A.

 

4.5.2高度

對於字母數字字符，字符高度H應使用字符“H”作為參考來測量（見圖A.1）。它應作為從獨眼橢圓的最后點開始的對向角測量，並應符合表1的規定。

如果字體滿足大寫字母“H”的上述要求，則也可以使用與該字體相關聯的所有其他字符，例如較小的下標和上標。

嵌入符號的字母應排除在高度要求之外。

 

表1 - 字符高度

 

對角度尺寸		適用性水平
in arc minutes	in radians a
W 20	W 5,815 ´ 10-3	推薦
W 16	W 4,652 ´ 10-3	可接受
W 12	W 3,489 ´ 10-3	最小值b
a         如果乘以觀察距離，則給出（以相同單位）實際字符高度。. b         在准確性和讀取速度要求適中的情況下.

 

4.5.3寬高比

字母數字字符寬高比應在0.6和0.8之間。 可以使用從0.5到1的更寬范圍，特別是如果諸如線長度或比例間距的因素是重要的。

 

4.5.4行程寬高比

如果字體使用不同的筆划寬度S，則應使用平均筆划寬度。 平均行程寬度SAVG可以通過對一個字符的最大行程寬度SMAX和最小行程寬度SMIN求平均值來求出，對於大寫字母“A”進行測量。 字母數字字符的筆划寬度與字符高度比應在0.08和0.2之間。 應使用字符“H”作為參考進行測量（見圖A.1）。 對於某些字體，可以使用更高的值。

 

4.5.5間距

對於具有彼此相鄰的平行線的相鄰字符，最小距離P為一個最小行程

應保持寬度，SMIN。對於沒有相鄰平行線的字符彼此相鄰，應在其最近點之間保持0.5,5SMIN的最小可感知距離M.

在單詞之間應保持一個字符的最小寬度WMIN，小寫字母“o”。

線間距應保持在一個平均行程寬度的最小值。文本行間距T由當前文本行的下降行與下一行文本行的上升行之間的距離定義。

 

4.6、像素矩陣字符格式

 

4.6.1字母數字字符的大小寫

（5×7）像素（寬度高度）字符矩陣應是字母數字字符的最小值。

如果單個字母數字字符的易讀性對於任務很重要，則（79）像素（寬度高度）字符矩陣應該是最小值。

如果使用帶有下伸的字符，則（7×11）像素（寬度高度）字符矩陣應該是最小值。

（4×5）像素（寬度高度）字母數字字符矩陣應為最小值

⎯下標和上標，

⎯以單字符位置顯示的分數的分子和分母，和

⎯與任務無關的信息（例如版權符號，❥）。

下標或上標不必延伸到主字符的下方或上方（見圖4）。

 

4.6.2汽車符號

對於符合ISO 2575或類似標准的汽車符號，（32×32）像素矩陣應最小。較小的矩陣，例如如果顯示器具有灰色陰影，則可以使用（24×24）個像素。

像素數應通過在一組合適的字符和符號上計算來確定。

 

4.6.3中文和日文字符

（16×16）像素（寬度高度）字符矩陣應該是漢字（繁體和簡體）和日文字符的最小值。

注1：（16×16）像素矩陣的例子可以在JIS X 9051中找到。

如果單個中文字符或日文字符的易讀性是解釋消息的關鍵，則（24×24）像素（寬度高度）字符矩陣應該是最小值，或者應該使用字符修改。

注2：（24×24）像素矩陣的例子可以在JIS X 9052中找到。

如果僅使用有限且預定義的字符集，並且這些字符可清楚地彼此區分，則可使用較小的像素矩陣。

 

4.7、反射和眩光

應盡量減少駕駛員可見的反射和眩光。如果使用額外的反射和眩光降低或對比度增強技術，則不應使顯示器偏離本國際標准的要求。

 

4.8、陳述的特征

 

4.8.1圖像不穩定

圖像應該沒有時間不穩定性（閃爍）和空間不穩定性。

空間不穩定的一個因素是顯示器內圖像幾何位置的峰 - 峰變化（抖動）：這不應超過0,000 2 d，其中d是獨眼眼橢圓的中心與觀察距離之間的距離。顯示器的中心。

注：有助於空間圖像穩定性的其他因素，例顯示車輛產生的振動，在本國際標准中不予考慮。

對於僅具有連續亮度分布的像素的顯示器，可以使用具有至少20的放大率的測量顯微鏡測量抖動。通過顯微鏡光標或比較器掩模版與質心的極端位置的視覺對准來確定移動，或者在觀察期間角色或測試對象的邊緣。

對於任何顯示類型，可以使用特殊的顯示測量設備。該設備應用於逐個掃描地確定字符或測試對象的相對位置。如果使用的設備分別確定沿水平軸和垂直軸的移動，則抖動的范圍應定義為最大水平和垂直差的平方和的平方根。

觀察應至少持續4秒。

 

4.8.2圖像閃爍

圖像閃爍應該僅用於吸引注意力並告知需要立即采取行動的關鍵條件。為了引起注意，應使用1 Hz至5 Hz的單個閃爍頻率，占空比為50％。如果需要顯示信息內容的易讀性，則應使用1/3 Hz至1 Hz的單個閃爍率，占空比為70％。

應使用針對位於顯示中心的閃爍像素（即像素或片段）的亮度計測量閃爍率。儀表應能夠提供時變亮度值，其低通截止頻率至少是要測量的最高頻率的10倍。應使用帶有足夠帶通的示波器或類似儀器處理信號，以獲得“ON”和“OFF”持續時間。

為了測量“ON”和“OFF”持續時間（圖5中的點1和2），建立切換時間（圖5中的點3,4和5），亮度等於兩者之間的平均亮度。最小和最大亮度值（圖5中的Llow和Lhigh）。 “ON”持續時間是點3和4之間的時間，“OFF”持續時間是點4和5之間的時間。

 

                                         圖5 - 閃爍頻率測量

鍵

1“ON”持續時間L亮度

2“OFF”持續時間La平均亮度

3接通時間Lhigh最大亮度

4關閉時間Llow最小亮度

5下一個接通時間t時間

 

等效頻率（以赫茲為單位）應從持續時間（以秒為單位）獲得。 對於脈沖寬度調制的背光，應考慮背光變化的影響（例如，觸發示波器）。 或者，應使用連續穩定的背光進行這些測量。

 

4.9、顯示冗余信息

如果在多個顯示器中顯示相同的信息，則至少一個信息顯示器應滿足本國際標准的要求。 其他冗余的信息顯示也應符合本國際標准的要求。

 

附件A.（規范性附錄）

字符維度的定義和測量

 

A.1字符尺寸

從指定的觀察點看，所有角色尺寸都以角度值測量，作為特征的對向角度（例如，高度或寬度）。

以弧度表示的角度值來自線性值，如下所示：

α_R=x/d

如下： 

α_R是角度尺寸，以弧度為單位;

x是字符的線性尺寸（例如高度或寬度），投影在垂直於觀察方向的平面上;

d是從獨眼橢圓的后質心觀察距離。

x和d都應以均勻單位（例如毫米）表示。

 

以弧分鍾（1arcmin1°/ 60）表示的角度尺寸A是以弧度為單位的尺寸，如下所示：

 （A.2）

實際使用時，公式（A.2）可寫如下：

 （A.3）

字符尺寸應如圖A.1中所定義，使用字符“H”和“A”。如果可以使用普通字體和粗體字體，則字符尺寸取自普通字體。

 

A.2字符大小測量

特定字符字體的字符高度應測量為該字體的基線和上限線之間的距離，如圖A.1所示。字符“H”應該用於定義字符高度。

特定字符字體的字符寬度應測量為字符“H”的適當平行邊緣之間的距離，如圖A.1所示。

出於尺寸而非光學測量的目的，字符邊緣被定義為延伸到字符和背景之間50％亮度差的點。通過測量字符亮度分布確定50％點。測量設備應能夠可靠地測量角色的最小均勻區域。

字符的尺寸也可以通過基於字符字體的尺寸，顯示規格和抗鋸齒規范的計算來確定。

  

                                          圖A.1 - 字符尺寸

鍵

1上升線

2下降線

3帽線

4基線

H字符高度

W字符寬度

SMIN最小行程寬度

SMAX最大行程寬度

P最小字符距離; 對於具有平行線的相鄰字符，PSMINWMIN字距; 小寫字母寬度“o”

M最小可感知距離，M0.5SMINT文本行空間，T0.5（SMINSMAX）

 

注：使用公式（A.1），（A.2）或（A.3）將尺寸H轉換為角度值。 字符高度，H，字符寬度W和筆划寬度S的線性值用於獲取以下派生量：

 

⎯平均行程寬度：S_AVG=0.5*（SMIN + SMAX）

⎯字符寬高比：W / H.

⎯行程寬度按字符高度比：S / H.

 

附件B.（資料）

顏色組合

表B.1提供了符號顏色和背景顏色組合的指導。