<质者见质>CMS摄影机显示器系统检测这些项目最具挑战



2018年6月4日 | 交通运输

      

 

以摄影机-显示器系统(Camera Monitor System,CMS)取代传统镜面的无镜面间接视野系统,已经在许多车厂推行。其中最大的优势为: 摄相头安装可增加驾驶者的视野范围,减少传统镜面的视觉死角;以及减少行车时的切面截面积,降低风阻提升行车效能。

尽管有以上优势,但CMS系统也会面临传统镜面没有的风险,如:锐利度不足、强烈光源引起的假象、影像色度失真、或是影像延迟等。为了确保CMS系统能够满足车辆行车安全的要求,欧洲经济委员会 (ECE, Economic Commission of Europe) 参考ISO 16505 Road vehicles – Ergonomic and performance aspects of Camera Monitor Systems — Requirements and test procedures,制订并更新相关的认证来加以规范。现行的UNECE R46已经将CMS各项测试纳入法规之中,以下为针对CMS部分测项的简介。

 

CMS系统的锐利度 (Sharpness)

能让驾驶快速察觉画面显示的内容,而景深 (Depth of field) 则让不同距离内的物体,在成像上都具备足够的细节。此两项测试以MTF (Modulation Transfer Function) (调制转换函数)来表示。MTF试验原理是将CCD扫描黑白相间的条纹(如图1),如影像与原条纹完全相同,MTF为100%;条纹逐渐变细後,若影像条纹消失成为单一灰色,MTF则为0%。锐利度与景深就是用MTF的测试方式,来确保镜头在各个角度与距离,都能提供足够的影像细节。

(图1 – MTF测试图样)

 

等向性 (Isotropy)

测试用以确认面板在驾驶用不同角度观测时都能满足其光学需求,测试包含特定方向均一性 (Directional uniformity) 和横向均一性 (Lateral uniformity)。测试方式先将显示器以70%灰阶画面启动,比较其特定方向 (θ, φ) 的亮度,与白色亮度的差值。如下公式所示:

(图2 – 等向性计算公式)

 

在显示器上常出现的Smear (漏光)、 Blooming (高光溢出) 等伪像 (Artefacts) 也是CMS需要消除的Noise。额外的测项还包含点光源(Point light sources) 测试:以两个1750cd光源模仿后方来车近光灯,CCD扫描后显示器中的波峰与波谷需要有足够差距,以免造成驾驶人误判。

(图3 – 点光源中显示的波峰与波谷)

 

色彩还原的测项

包含灰阶级数 (Grey scale rendering) 以及演色性 (Colour rendering)。CCD扫描特定色阶的灰阶级数背板,认证视野系统是否具备能力辨别不同深浅的灰阶。演色性则是扫描特定色度的图卡,认证视野系统显示的红绿蓝黄色域可否落在色座标的规范范围内。

(图4-用以扫描的灰阶级数背板)

 

专门针对显示器的测项,包含一般面板的测试如帧率、影像形成时间、系统延迟、闪烁 (Flicker) 等等。除了以上繁琐的光学测试外,间接视野系统还需要进行UNECE R10 EMC检测,以及传统镜面後视镜的尺寸、外型、碰撞测试。

 

#敲黑板,划重点#

依据过往经验,伪像 (Artefacts) 测试对产品的要求较高;在道路行驶上,突发的强光造成传感器接收过多光能,导致电荷溢出至周边画面像素,使旁边像素在处理光子的过程中感光过度。本项测试除了改善CCD的硬件能力,建议也可设定Filter来过滤这些过量的强光。

TÜV莱茵集团是一个拥有超过140年经验的独立认证机构,目前可以协助申请E-mark认证的欧洲发证国家包含德国(E1)、荷兰(E4)、卢森堡(E13)、爱尔兰(E24)、以及拉脱维亚(E32)等。 除此之外,TÜV莱茵科隆实验室和大阪实验室,都有完整的光学检测设备来提供CMS检测服务给需要的客户。

 

质者介绍

王正夫

德国莱茵TÜV大中华区交通服务型式认证工程师 | 负责零部件与摩托车E-mark认证服务