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技术应用 // 测试技术
双点点光源点亮CMS中的“前照灯”
  • 研鼎商城
    • 2024-01-02
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一、什么是电子后视镜(CMS)?

电子后视镜,是一种基于摄像头和显示器的产品组合。它取代了传统后视镜,可以增强驾驶员对车辆周围及侧后方的视觉感知,进一步增强驾驶安全性和舒适性。新版GB15084标准称之为“摄像机-监视器系统(camera-monitor system)”,简称CMS。随着技术成熟,各国出台了相关标准允许CMS取代传统后视镜,很多车企开始使用CMS系统。奔驰2019年6月推出全球第一款标配CMS的卡车,顶级跑车阿斯顿马丁采用了CMS系统,全球最大的倒车镜厂家麦格纳也有成熟的CMS系统,已选用研鼎的全套CMS测试方案。

技术难点

新技术的成功往往要克服许多难点,CMS 系统的技术难点主要有延迟性、图像质量、功能安全等能力要求。

1) 系统延迟尽可能低:CMS 系统延迟是指从事件发生、到被 Sensor 感知、并经过 ISP 处理、送到显示屏上显示的全过程的时间消耗。GB15084 国标要求 CMS系统延迟要小于 200ms,这个可以算作最低标准。实际主流车厂的 CMS系统延迟都要比 200ms 小,这样才能保证人眼视觉流畅性。   

2) 图像成像质量尽可能高:图像成像质量和前处理以及后处理有关,前处理主要由镜头(Lens)和Sensor 的性能决定,后处理和ISP 能力。ISP(图像信号处理)算法,也就是把原始摄像头原始数据调成人眼看起来清晰舒服的图像的一些列算法,需要通过芯片中的 ISP 模块上计算。CMS 系统会遇到弥散/漏光、眩光、景深、光晕、畸变等问题,需要厂商有较强能力在前处理和后处理环节去解决上述问题。   

3)功能安全:国标要求 CMS 系统要达到 ASIL-B 功能安全等级(备注:汽车功能安全最高等级是 ASIL-D)。  

二、现阶段而言,电子外后视镜方案的成本以及实际性能表现还需要进一步完善

在镜头和图像处理方面,白天的时候,太阳光会造成屏幕可视性降低,在夜间驾驶时,后方车辆的大灯会导致炫光鬼影等现象,导致亮度溢出、降低动态范围等,影响成像质量以及行车安全性。

关于眩光和鬼影问题:

镜头是由多个透镜、光圈和对焦环组成。当环境中存在强光源时(比如太阳或大功率灯光),强光源的光线到达镜头的时候,发生反射,反射光线到达不同的镜头部件、光圈或传感器上,由此引起杂散光。散杂光会在图像中产生出光斑或光晕等非预期的效果,造成图像质量的降低。一般情况下有两种常见的杂散光,即鬼影和眩光。   

鬼影 Ghost

鬼影的表现形式为伪像,这是一种在强光进入镜头后一排晕开的光斑的现象。最后在物镜焦面上形成了鬼像。鬼影是透镜表面反射而在光学系统焦面附近产生的附加像,一般与原像错开,亮度不会很高。

眩光 Lens Flare

眩光主要是指图像中从亮区扩散出来的暗区的光,表现为成像视野中出现不正常的亮度分布,当镜头对在逆光强光源拍摄时,图像传感器所捕捉到的图像中会形成十分刺眼的强光团,出现极端的亮暗对比,导致高光溢出降低整体的对比度。同时强度较弱的眩光很容易会被误认为是来自图像本身的信号,导致错误的动态范围测量。因此,对于CMS 的测试并不能简单的等同于分别对摄像头+监视器的测试。而为解决此类问题,研鼎推出了LS-PLS2  CMS PLS双点光源。

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LS-PLS2 双点光源

三、PLS双点光源——可用于测模拟汽车前照灯的测试

CMS PLS双点光源是一种特殊的光源设备由两个独立点光源组成,能够模拟汽车前照灯的光束分布和光照强度。设备包含双点光源主机和控制系统。

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双点光源可以根据ISO 16505标准的要求,调整光照强度、光束分布和角度等参数,以模拟不同工况下的前照灯性能。这种测试方法可以帮助汽车制造商和照明系统供应商评估其产品的性能,分析相机的强光抑制功能、炫光表现等,确保其前照灯符合相关的法规和标准要求。    

四、主要测试以下性能

1)可见性和反射率:通过调节光源的亮度和位置,可以评估后视镜在不同光照条件下的可见性和反射率。 

2)抗眩光性能:通过模拟其他车辆的车灯照射,可以评估后视镜的抗眩光性能,确保驾驶员在夜间或有强光照射时仍能清晰看到后方的情况。   

3)视角和图像质量:通过改变光源的位置和角度,可以测试后视镜的视角范围和图像质量,确保驾驶员能够获得清晰准确的后方视图。  

4)动调节功能:对于具备自动调节功能的后视镜,双点光源可以模拟不同光照条件下的变化,测试后视镜是否能够自动调节亮度和角度。

通过以上测试项目,它可以模拟不同的灯光条件,以确保后视镜在各种情况下的可见性和功能正常。确保在ISO 16505标准下汽车电子后视镜在各种光照条件下的可见性。    

产品优势

1)光源亮度可达到27.5万 cd/m2   

2)光源色温范围6500±1500K     

相关法规

ISO 16505:2019 Road vehicles — Ergonomic and performance aspects of Camera Monitor Systems — Requirements and test procedures.

参数规格

1)产品型号:LS-PLS2 V2.5   

2)亮度:常用27.5万[cd/m2 ]   

3)相关色温: 6500±1500[K]   

4)点光源寿命:10,000[h] (从出厂到照度衰到70%的时间)   

5)稳定性:亮度:点亮30分钟后,∆L≤2% 色温:点亮30分钟后,∆K≤100

 五、测试方法

点光源模拟器是模拟位于 250 m 距离处的一套车辆近光前照灯,实验室测试中通常会通过相关换算来在10m内进行测试。从摄像机到点光源模拟器的距离αPLS应在 CMS摄像机景深范围内。确保在监视器定义尺寸的中间显示点光源,测量监视器上再现的点光源的亮度。

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根据如下两图分别计算出点光源发现系数PLSDF与点光源对比度系数PLSCF。

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摄像头侧

1)将双点光源置于摄像头前方,打开双点光源,调整双点光源亮度为25-30万cd/m2  

2)调整摄像头,使摄像头光轴垂直于双点光源  

3)根据双点光源出光口间距,调整摄像头与光源的距离(对于出光口间距为1.3cm的双点光源,拍摄距离为2.5m)

屏幕侧

1)调整显示屏以及参考摄像头使参考摄垂直于显示器  

2)关闭其它的光源,使显示器侧环境亮度低于10lx  3)使用二维成像仪拍摄图片

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六、分析软件

RIQA-CMS图像质量分析软件,是汽车电子后视镜CMS的重要图像分析软件全球首款完全针对ISO16505/UNR46/GB15084等国内国际CMS标准测试进行开 发的分析软件,支持成像亮度计调焦、并进行屏幕测试。
支持图像二维画面的分析,提供方向均匀性,横向均匀性,亮度对比度,灰度等级,色彩还原,弥散,眩光,双点光源,锐度,景深,几何畸变,闪烁测试,帧率,成像时间,系统延时等测试项。同时还提供CMS放大倍数,MTF10mini等等CMS需求的计算工具;支持输出CMS测试及屏幕数据的总报告及分项报告。采用全中文界面,分析结果准确,测试流程简单,极大的提高了行业的测试效率。

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GB15084测试项分析截图

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参数设置界面

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方向均匀性   

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横向均匀性

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亮度对比度复现  

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灰度等级复现

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色彩还原   

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弥散

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光晕和镜头眩光    

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点光源

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锐度    

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景深

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几何畸变/放大倍数

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闪烁    

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分辨率

上海研鼎可以为您提供整套关于电子后视镜(CMS)测试方案,详情请咨询Sales@rdbuy.com。

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