1月12日，柯尼卡美能達(中國)投資有限公司(以下簡稱“柯尼卡美能達”)一直以來立足于光學和影像技術,致力于解決各行業用戶痛點需求,提供相應的產品解決方案,助力其加速實現數字化轉型。

為更好賦能用戶推進數字化轉型,柯尼卡美能達已連續開設多節線上直播課,分享數字技術應用干貨。在新一期欄目中,柯尼卡美能達產品經理邵煒宇先生就“電子后視鏡系統(CMS)的測量方案”進行了詳盡分享。

CMS的應用優勢

隨著汽車電子技術的發展,部分車企已經開始使用電子攝像頭和顯示屏來取代傳統后視鏡,以此增加車型的視覺效果,提升產品附加值。但CMS的優勢不僅僅是吸引眼球的科技堆疊,還在行車安全、駕駛輔助ADAS亦或是節能減排等方面,均有非常豐富的現實意義。

以商用重卡領域為例,后視鏡往往又大又重,為減少盲區,甚至一輛半掛卡車的后視鏡可以多達5塊或以上。CMS的出現可以大大降低傳統后視鏡的體積和重量,從而減少風阻和行車油耗。從安全行駛角度看,當在雨霧天氣、汽車轉彎變道、夜晚黃昏環境下,CMS都可以幫助司機減少盲區、提高環境可視度。

CMS的應用難點

然而,因為客觀條件限制,CMS目前尚不能實現大規模的應用普及。首先,對于電子系統來說要預防失效問題,從成像角度來看,圖像的質量、色彩的還原程度、在極端高對比度和低照度環境下,攝像頭和顯示設備是否仍然可以正常工作,對車輛安全尤為重要。

因此,CMS作為和行車安全息息相關的技術,必須通過車輛強制3C認證。目前,國家也在制定相對應的標準,國際上也有ISO16505以及聯合國UN-R46標準對這項技術進行進一步地規范。

CMS的檢測方案

由于CMS是由攝像頭、顯示器件以及背后的電子處理系統組成,其測試是系統性的,反映的是整體系統特性,而非單個元件,這也意味著CMS整套系統的測試對于測量環境的搭建要求較高。遵循ISO-16505和UN-R46的標準,車企用戶需要搭建出各種照明環境以模擬仿真出不同光照條件下的真實效果,因此CMS系統測試中需要運用各種點光源和面光源。在測試圖像方面,CMS主要采用攝像頭拍攝標準圖卡的形式來呈現出測量圖像,而圖卡本身也需要放置在不同的光照條件下進行測量。最后用成像式亮度計和對應匹配的鏡頭,來捕捉顯示器件上的圖像,從而進一步分析光學、亮色度和成像質量。

而柯尼卡美能達所推出的Radiant Vision Systems的成像色度計可實現高效準確的CMS測試,包括方向均勻性、橫向均勻性、亮度對比度分級、顏色分級、高光溢出和耀斑、點光源以及銳利度/景深等測試內容。

●方向均勻性

方向均勻性的采樣方式與傳統測試方式有所不同,通過觀察各個方向的屏幕亮度,最終得到的均勻性評估結果。在標準里,這個方向是有明確的定義,其區分為標準視野和延展視野。中心視野為CMS顯示屏設計的中心觀察為止,其上下左右偏離法線方向一定角度(上下各6度左右各7度)即得到了標準視野,在標準視野上再向外偏移5度,即得到了延展視野。

●橫向均勻性

橫向均勻性采用的是9點法,點位分布間隔是2:3:3:2。由于CMS的顯示器件未必是規整的幾何形狀,其可能是圓角、R角、劉海、平行四邊形甚至于弧形邊緣,因而通過是找到預期邊緣相切的最小的規整矩形或四邊形,然后再進行布點。

●亮度對比度分級

在瑞淀的TrueTest軟件中,會提示用戶選擇一個黑色方塊和一個白色方塊,隨即生成采樣點集,并自動進行對比度分析。并且按照標準定義,需要搭建晴天、多云、黃昏以及夜晚不同的光照條件,進行其對比度判斷。在圖卡中的12個灰階色塊,相鄰的灰階色塊delta L*需要大于3.0。瑞淀的TrueTest軟件同樣會指引用戶進行取點,并自動進行點集的分布以及delta L*的計算與判定。

●顏色分級

操作邏輯與灰階分級類似,瑞淀的TrueTest軟件同樣會指引用戶進行取點,并自動進行點集的分布以及delta L*的計算與判定。圖卡的照明光源為6500k+/-1500k,顯示器件需要在暗室環境,Ev小于0.02lx。

●偽像測試:高光溢出和耀斑

其測試需要使用點光源,模擬極端高對比度的環境,分析攝像頭產生的一些成像不良。其主要計算亮態區域與暗態區域的比例,高亮區域不能占整個畫面25%以上。在測試時需要根據軟件提示手動劃定顯示屏幕的理論發光區域,然后軟件會自動計算并分析結果。

●點光源

這測試項目按照標準的表述需要2個距離1.3米、發光強度為1750cd的點光源,并距離CMS攝像頭250m進行拍攝。其場景模擬的是夜間行車后方車輛開啟近光燈的現實場景,要求CMS系統能夠清晰區分后車的車燈輪廓,并區分兩個車燈。再根據TrueTest軟件的自動抓取發光區域,可對PLS項目進行分析,并給出PLSDF和PLSCF兩個檢測因子的計算結果。

●銳利度/景深

車企用戶可根據TrueTest軟件提示手動選擇需要評估的色塊橫邊或者豎邊,軟件會自動抓取邊界區域進行slantedge MTF的計算。并給出計算結果。車企用戶還可根據拍攝圖形,在TrueTest軟件中選取線對喇叭口的兩端,隨后軟件會自動分析P值的極限位置。

以上即為柯尼卡美能達與瑞淀光學提供的CMS電子后視鏡光學和影像相關測試方案。未來,隨著產品技術的持續發展和測量技術的不斷革新,相關測試方案也將進一步完善和優化。堅持深耕市場需求,專注光學影像技術的創新,柯尼卡美能達始終致力于為各行各業用戶提供切實有效的產品與解決方案,助力用戶提升商業價值和競爭力,靈活應對日益變化的市場趨勢!

新聞背景

柯尼卡美能達是柯尼卡美能達株式會社在中國的100%子公司,于2005年2月在上海設立,注冊資本為3500萬美元。旗下計量計測事業部專注于“測量光與顏色的標準”,憑借柯尼卡美能達特有的光學與影像技術,為企業客戶提供對顏色的精準測量以及全流程數字化色彩管理解決方案。面向未來,柯尼卡美能達將堅守初心,不斷優化產品與服務,為客戶創贏全新商業價值。（海文）