《电子技术应用》
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红外光布局结构与头盔视野测试性能的关系研究
集成电路应用
许吕华,章璐,周鹏
浙江方圆检测集团股份有限公司
摘要: 头盔视野的检测是所有头盔性能检测项目的前置条件,目前行业内对头盔视野快速、准确的检测需求日益增长。但是现有的头盔视野测试设备仍有一定的缺陷,如试验效率低、在特定情况下误差较大,无法满足日益增长的检测需求。对于检测机构而言,视野项目的测量精度与检测效率十分重要,该研究提出了一种在测试头模内嵌红外光源,并结合外部光束进行视野范围标定的新设计,该设计将测试光源内嵌于测试头模,用以模拟人眼的真实视野,以减少光线遮挡以及护目镜光学干扰带来的测量偏差。研究表明,采用经优化的内嵌式设计,结合精密的角度标定技术,可以使头盔视野测试装置达到较高的测试精度,也能满足头盔标准的技术要求。该设计为头盔视野项目的高效精准测量提供了理论依据,对带有护目镜且结构较复杂的头盔样品,也提供了一种创新的技术思路,该设计方案将具有显著的推广和应用价值。
中图分类号:TN402,TN407文献标识码:ADOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.01.011
中文引用格式:许吕华,章璐,周鹏. 红外光布局结构与头盔视野测试性能的关系研究[J].集成电路应用,2026,43(01):71-75.
英文引用格式:Xu Lyuhua, Zhang Lu, Zhou Peng. Research on the relationship between infrared light layout structure and helmet field of vision testing performance[J].Application of IC,2026,43(01):71-75.
Research on the relationship between infrared light layout structure and helmet field of vision testing performance
Xu Lyuhua, Zhang Lu, Zhou Peng
Zhejiang Fangyuan Testing Group Co., Ltd.
Abstract: Helmet field of vision testing is a prerequisite for all helmet performance testing projects. Currently, there is a rapidly increasing demand for rapid and accurate helmet field of vision testing within the industry. However, the existing helmet field of vision testing equipment still has certain deficiencies, such as low test efficiency and large errors in specific situations, which cannot meet the increasing testing requirements. For testing institutions, the measurement accuracy and testing efficiency of the vision project are very important. This study proposes a new design that embeds an infrared light source in the test head mold and combines external light beams for field of vision range calibration. This design embeds the test light source inside the test head mold to simulate the real field of vision of the human eye, reducing measurement deviations caused by light obstruction and optical interference of the protective glasses. This study shows that by using the optimized embedded design combined with precise angle calibration technology, the helmet field of vision testing device can achieve high testing accuracy and also meet the technical requirements of the GB 811—2022 standard [1]. This design provides a theoretical basis for the efficient and precise measurement of helmet field of vision projects and offers an innovative technical idea for helmet samples with protective glasses and complex structures. This design has significant promotion and application value.
Key words : helmet field of vision testing; infrared light; embedded layout; GB 811—2022; testing accuracy

引言

2023年实施的《摩托车、电动自行车乘员头盔》(GB 811—2022)国家标准[1],对摩托车及电动车头盔产品的防护项目提出了更多、更高的要求,也使得相关的检测任务量大幅增加。视野项目作为评价头盔是否妨碍佩戴者观察能力的首要强制性检验项目,其检测结果的可靠性是后续所有碰撞冲击、佩戴装置强度等安全测试项目的基础前提。标准明确规定了头盔在佩戴状态下,其垂直及水平方向的最小视野范围。

当前,国内检测机构普遍使用的视野测试设备,多数采用固定角度的机械量规或外部红外光投射装置。前者需要手动调节、效率低、适配性差,且无法对佩戴护目镜的头盔进行有效检测;后者虽为外部光源的非接触性测量,但因红外光从头模外部射向头盔内部时,其红外光路容易被头模本身的曲面阻挡或改变,难以确保光束精确通过标准定义的视野顶点(如L、K点),导致测量基准存在原理性偏差,在测量105°水平视野时误差尤其显著。一个更精确但较为复杂的视野测量方案是构建大型的主动式视野测量系统,例如“大口径视野测量系统,主体结构球形穹窿。球窿放置发光二极管。通过计算机控制发光二极管随机发光”[2],该方法虽能精确获取真实视野,但系统庞大、成本高昂且测试流程复杂,难以适用于头盔产品的快速批量检测环境与需求。

目前行业内对于头盔的视野检测项目,存在着检测效率低下与头盔视野区域难界定的两大难题。我们观察到,行业内现有的视野检测设备,是将做成固定角度的金属件安装在可调节距离的杆上,根据不同头模来调节金属块距离,以此实现对视野项目的检测。此方法在配置护目镜的头盔上,需要将护目镜摘下进行试验,因此由护目镜结构或形状导致的视野不合格的情况无法被准确判定。在遇到此类问题时,实验室需要配合头盔定点保护区测试设备上的红外线激光功能进行辅助判定,红外线激光由外部向头盔发射,因被头模外形弧线挡住,由红外线激光和头盔上的特定连线形成的角度无法测量,因此左、右105°视野无法准确测量,视野项目检测结果误差较大。

为此,我们提供了一种不同的测量方式:在测试头模中内嵌发射式光源,将红外光源精密集成于测试头模的内部,使其从测试头模的“人眼”点位模拟人眼的入射光路来逆向发射光线,该设计方案能减少因头盔样品及其护目镜等外部结构对测量本身带来的误差。


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作者信息:

吕华,章璐,周鹏

(浙江方圆检测集团股份有限公司,浙江杭州310018)

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