首先,鏡頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)出與Ansys Zemax OpticStudio。
使用OpticStudio對(duì)攝像頭的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),鏡頭設(shè)計(jì)是一個(gè)廣角光學(xué)系統(tǒng),廣角視野是停車輔助場(chǎng)景所必需的,整個(gè)視野是200度。
在OpticStudio中,使用“Export Reduced Order Model to Speos ”工具將當(dāng)前系統(tǒng)的降階模型(ROM)寫入一個(gè)*.OPTDistortion的文件,Speos可讀的該格式文件,文件包含傳感器上的每個(gè)采樣點(diǎn)輸出的有關(guān)光線方向、起點(diǎn)、發(fā)射率、聚焦和距離的信息,由于系統(tǒng)輸出降階模型數(shù)據(jù)的行為是在樣本值之間插值的,所以添加的樣本點(diǎn)越多,模型的精度就越好。輸出的*.OPTDistortion文件將在Speos中定義camera sensor傳感器,計(jì)算到達(dá)光學(xué)傳感器的光能量圖。使用ROM代替完整的光學(xué)系統(tǒng)將更快得到Speos仿真的結(jié)果。此外,值得強(qiáng)調(diào)的是,由于鏡頭的幾何形狀和屬性沒(méi)有存儲(chǔ)在ROM中,因此鏡頭系統(tǒng)供應(yīng)商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP可以得到保護(hù)。ROM中考慮的光學(xué)效應(yīng)包括幾何像差(畸變、場(chǎng)曲率)、色差、視場(chǎng)(FOV)、景深(DOF)等。
其次,鏡頭系統(tǒng)集成與Ansys Speos
現(xiàn)在使用Ansys Speos將攝像頭集成到停車環(huán)境中的車輛上。使用FMVSS111法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的停車場(chǎng)景,為了符合規(guī)則測(cè)試,汽車模型必須停在與場(chǎng)景幾何圖形的精確距離處,以評(píng)估停車輔助攝像頭的視場(chǎng)。
分別設(shè)置Camera.Geometric幾何類型攝像頭,在交互式模擬中用于投影攝像頭的視場(chǎng),和Camera.Photomrtric光度攝像頭,用于逆向模型生成曝光圖,并且光度攝像頭和幾何攝像頭都配備了OpticStudio設(shè)計(jì)的ROM降階模型。
評(píng)估位于車輛后部的攝像頭是否成功通過(guò)FMVSS 111標(biāo)準(zhǔn),真正的測(cè)試是檢查用戶是否能從儀表板上看到障礙物,位于場(chǎng)景后面的5個(gè)障礙物必須完全可見(jiàn),而前面的兩個(gè)障礙物必須部分可見(jiàn)。Speos光學(xué)仿真結(jié)果與視場(chǎng)投影一致,可以清楚地看到前面的2個(gè)障礙以及后面的5個(gè)障礙,該光學(xué)系統(tǒng)滿足FMVSS111標(biāo)準(zhǔn)視場(chǎng)要求。
最后,Speos傳感器系統(tǒng)SSS生成傳感器圖像
使用最后的光度學(xué)模擬結(jié)果來(lái)生成攝像頭產(chǎn)生的實(shí)際圖像,可應(yīng)用于儀表板上顯示的圖像。為此,使用Speos傳感器系統(tǒng)SSS工具,這是一個(gè)后處理工具,可以將Speos的輻照度和曝光映射轉(zhuǎn)換為原始映射,并使用光學(xué)傳感器的降階模型處理RGB圖像。本文使用索尼IMX226 RGB CMOS傳感器,該文件包含傳感器線性表征的EMVA-1288標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),根據(jù)索尼技術(shù)文檔中檢索到的IMX226的技術(shù)信息創(chuàng)建。SSS可以處理模擬實(shí)際攝像頭傳感器如何將該信息轉(zhuǎn)換為電子,并考慮可能影響圖像質(zhì)量的所有相關(guān)噪聲,甚至可以生成電子圖和噪聲圖,這對(duì)于了解傳感器在各種照明條件下的性能至關(guān)重要。
后處理完成后,可以在SSS文件夾中找到結(jié)果文件,包含傳感器在進(jìn)行任何處理之前捕獲的所有Raw圖數(shù)據(jù),這些Raw數(shù)據(jù)是無(wú)價(jià)的,可以對(duì)傳感器的屬性有最清晰的了解,這個(gè)Raw圖像也可以被開(kāi)發(fā)成最終格式,可以根據(jù)需要用于不同的應(yīng)用程序。以下是經(jīng)過(guò)可視化、色彩準(zhǔn)確性和整體美感優(yōu)化的后處理的最終儀表板顯示圖像。
Speos還能夠通過(guò)多頻仿真,生成多真仿真結(jié)果,最終以視頻方式呈現(xiàn)。以下視頻以3倍增益拍攝,每幀積分時(shí)間為60毫秒,以每秒35幀的標(biāo)準(zhǔn)速率播放。這是駕駛員通過(guò)停車輔助攝像頭看到的實(shí)時(shí)圖像。圖像清晰,動(dòng)作流暢,表明該系統(tǒng)非常適合實(shí)時(shí)應(yīng)用。
這個(gè)動(dòng)畫場(chǎng)景不僅驗(yàn)證了Speos傳感器設(shè)置,還提供了停車輔助系統(tǒng)的操作體驗(yàn)。Speos的設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)際應(yīng)用的集成,已經(jīng)為汽車行業(yè)的部署做好了充分的準(zhǔn)備。
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