GB/T 43249-2023对车载被动红外探测系统的要求

1. 什么是被动红外探测技术

2. GB/T43249对被动红外探测的要求

3. GB/T43249对被动红外探测的测试

1. 什么是被动红外探测技术

       前文“小白到小强”系列文章中讲了什么是红外探测技术、红外探测技术的分类、应用场景、相关法规要求以及发展趋势。

更多红外探测相关内容，详见前文：

自动驾驶从小白到小强53～红外探测技术

      被动红外探测系统PIRDS（Passive Infrared Detection System）：通过红外光学系统、红外焦平面探测器及电子处理单元，将物体表面红外热辐射转换成可分辨的图像信号的设备。

        白热模式：将较高的红外热辐射能映射为高亮，将较低的红外热辐射能映射为低亮进行显示的模式。

        黑热模式：将较高的红外热辐射能映射为低亮，将较低的红外热辐射能映射为高亮进行显示的模式。

       单位冻结时间：系统输出的图像不随目标场景变化而变化的时间。

        冻结时间间隔：系统连续两次冻结之间的时间间隔。

        热响应时间：系统对于固定热福射的目标物以响应开始至响应完全结束的时间间隔。
        开机稳定时间：从系统上电到显示出稳定图像的时间间隔。
        开机成像时间：从系统上电到显示出图像的时间间隔。

2. GB/T43249对被动红外探测的要求

2.1 外观与结构要求
       系统外观应无明显机械损伤、涂覆层剥落、锈蚀、倒刺等现象。镜头无气泡、划痕、裂纹、异物等缺陷。
       零部件应装配牢固，紧固部位无松动，连接可靠。结构尺寸应符合系统说明书中的规定。

2.2 功能要求       系统的显示模式应至少具备白热模式或黑热模式中的一种。

        系统应具备自动亮度和对比度调节功能。
        系统应具备窗口加热功能，并在环境温度低于低温阈值（建议 2°C）时自动开启，在高于高温阈值（建议7°C）时自动关闭。
       系统应具备防高温灼烧功能，探测器在高温灼烧后可自行恢复。

2.3 图像性能要求
        系统分辨率不小于 640×512 像素。
        系统采样帧频率不低于 25Hz。

       水平和垂直方向的 MTF50P 值应符合如下要求：
           中心区域：

           H≥320，V≥320（17μm 像元间距）；

           H≥300，V≥300（12μm 像元间距）。
            70%视场区域：

           H≥300，V≥300（17μm 像元间距）；

           H≥280，V≥280（12μm 像元间距）。

       调制传递函数MTF（Modulation Transfer Function）：本质是衡量光学系统“传递细节”的能力。简单来说，它用数学曲线告诉你：这台红外摄像头，能看清多小的目标？对比度还剩多少？（就像评价一个人视力是5.0还是5.2，外加是否散光！）          红外探测器若MTF低，画面就像打了马赛克： 自动驾驶中可能把塑料袋看成野猫（误刹车的罪魁祸首）； 夜视系统里分不清树影和行人（恐怖片既视感）。

       水平视场角不应小于 24°，垂直视场角不应小于 18°，视场内应无坏点出现。

      在环境温度 23℃±5℃时，噪声等效温差NETD不应大于 80mK。

        噪声等效温差NETD：系统观察一个低空间频率的圆形或方形靶标时，当其视频信号的信噪比为1时，目标与背景之间的温差。（噪声等效温差是评价系统探测目标灵敏程度和噪声大小的客观参数。）

        在环境温度 23°C±5°C时，最小可分辨温差MRTD不应大于 500mK。

        最小可分辨温差MRTD：在特定的空间频率下，观察者刚好能分辨出四杆靶上目标与背景间的温差。（最小可分辨温差是综合评价系统温度分辨力与空间分辨力的特征参量，包括观察者的主观影响。）

       开机稳定时间不应大于 10秒，其中开机成像时间不应大于5秒。        系统应能在不小于110米处识别出直立侧向静止假人目标，且目标在成像区域像素点不小于12个。       在-40℃～80℃的环境温度范围内，系统的观测范围应覆盖规定的阴影区域。

        系统的热响应时间不应大于 80ms，系统的单位冻结时间应小于 350ms。画面稳定后，系统冻结时间间隔不应小于3分钟。

2.4 车规环境评价要求        系统功能状态分为 A-E 五个等级，A级最优，E级最差：

          A：全部功能满足设计要求，图像上没有目视可见的延迟和拖影，且不能觉察有损伤和干扰，图像清晰。
          B：试验过程中或施加干扰时，全部功能满足设计要求，图像上有目视可见的轻微延迟和拖影，图像明暗出现轻微变化或有轻微的噪点、水波纹、斜纹，图像较清晰且可明显识別。试验结束后或撒销干扰，所有功能能自动恢复到正常运行，图像恢复正常。
          C：试验过程中或施加干扰时，允许部分功能失效，图像允许有目视可见的延迟和拖影，图像上有明显的噪点、花屏、水波纹以及轻微的闪屏、滚屏、画面抖动、能恢复的黑屏或白屏等现象，图像较清晰。试验结束后或撤销干扰，所有功能能自动恢复到正常运行，图像恢复正常。
          D：试验过程中或施加干扰时，允许多数功能失效，图像上出现卡滞、明显的闪屏、滚屏、花屏、长时间能恢复的黑屏或白屏、画面抖动，图像不清晰、影响观看。试验结束后或撤销干扰，需手动操作上电或重启，所有功能和图像才能恢复正常。          E：试验过程中或施加干扰时，允许多数或全部功能失效，图像上出现严重损伤或严重干扰、长时间不能恢复的黑屏或白屏，不能观看，甚至硬件损坏，需要维修或更换器件，所有功能及图像才能恢复正常。

        过电压、叠加交流电压、供电电压缓降和缓开、瞬态变化等试验中，系统的功能状态应达到相应等级。

       系统应通过机械振动、机械冲击、自由跌落、碎石冲击、镜头耐磨等试验，试验后功能状态应达到A级。
       系统应通过低温、高温、温度梯度、温度循环、湿热、冰水冲击、耐盐雾腐蚀、太阳光辐射等试验，试验后功能状态应达到A级。
        车辆外部的部件防尘防水等级应达到IP67、乘客舱内的部件防尘防水等级应达到IP52。

电器件的外壳防护等级IP解读

       系统应通过化学负荷试验，表面不应有起泡、龟裂、脱落、锈蚀和机械损伤。
       系统应满足静电放电、传导和耦合引起的电骚扰抗扰性、电磁辐射等试验要求。

2.5 耐久性要求
        高温耐久性：安装在乘客舱内太阳直射处的系统，试验持续时间为 1407 小时；其他位置的系统，试验持续时间为 1200 小时。

        温度交变耐久性：安装在乘客舱内太阳直射处的系统，试验循环时间为 135 分钟，循环次数为 543 次；其他位置的系统，试验循环时间为 132 分钟，循环次数为 325 次。

3. GB/T43249对被动红外探测的测试

3.1 试验条件

环境条件：

         环境温度：23°C±5°C。
        相对湿度：25%～75%。
        大气压力：86kPa～106kPa。试验电压：
         12V 系统：14±0.2V。         24V 系统：28±0.2V。
试验设备：        平行光管系统、四杆靶、刃边靶等。

3.2 外观与结构检查        在 800lx±80lx 的照明条件下，以300mm 左右的视距进行目测和手感检查。

3.3 功能试验
        显示模式试验：使用监视器或网络连接 DUT 的视频主输出接口．查看输出图像。
        图像调节试验：观察同一环境温度下不同温度物体的图像亮度和对比度是否自动调节。
       窗口加热试验：将系统置于温箱中，检查窗口温度是否在规定时间内提升。
       防高温灼烧试验：将系统对准高温黑体，检查图像是香恢复正常。

3.4 图像性能试验
       分辨率试验：使用视频分析设备对输出的视频信号进行测试。
       采样帧频率试验：使用视频分析设备对输出的视频信号进行测试。
       MTF 试验：使用斜边测试靶标，按照ISO 12233 标准进行测试。

        视场角试验：使用四杆靶标，测量水平和垂直视场角。
       噪声等效温差 （NETD）试验：使用黑体和图像采集卡，计算NETD值。

       最小可分辨温差 (MRTD）试验：使用四杆靶标，测最 MRTD 值。

        图像坏点试验：对准不同温度的黑体，检查坏点。
        开机稳定时间试验：记录从供电开始到输出稳定视频信号的时间。

         识别距离试验：在规定条件下，测量识别假人目标的距离。
          观测范围试验：在不同温度下，检查观测范围。
         热响应时间试验：使用转盘和高温目标，测量热响应时间。
         单位冻结时间试验：使用转盘和高温目标，测量冻结时间。
         冻结时间间隔试验：使用转盘和高温目标，测量冻结时间间隔。

3.5 环境评价试验
        电气性能试验：直流供电电压、过电压、叠加交流电压．供电电压缓降和缓升、瞬态变化等试验。
        机械性能试验：机械振动、机械冲击、自由跌落、碎石冲击、镜头耐磨、线束拉脱力等试验。
        环境耐候试验：低温、高温、温度梯度、温度循环、湿热、冰水冲击、耐盐雾腐蚀、太阳光辐射等试验。
         防尘防水试验：防尘、防水试验。
         化学负荷试验：化学试剂暴露试验。
        电磁兼容性试验：静电放电、传导和耦合引起的电骚扰抗扰性、电磁辐射等试验。