HUD測試系統(tǒng)OTS-20D
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抬頭顯示器(Head up display)
早期用于航空器上的飛行輔助儀器，目前已逐步應(yīng)用于汽車上，可以減 少駕駛者低頭查看儀表的頻率，這樣就會避免駕駛者注意力中斷從而減少事故發(fā)生的概率。
雙目成像色度計OTS - 20D
雙鏡頭、雙光圈的設(shè)計，鏡頭間距離為65mm,模擬人眼實際的觀察效果?？蓪崿F(xiàn)HUD亮度、色度信息及成像質(zhì)量的精確測量
硬件參數(shù)
規(guī) 格 | |
主要應(yīng)用 | HUD, AR,智能車大燈等新型顯示測試 |
CCD 分辨率(像素) | 5472 x 3648 |
總像素 (pix) | 2000萬 |
系統(tǒng)動態(tài)范圍 ( 單次曝光，每個像素) | 61.4 dB (1 x 1 binning), 73.4 dB (2 x 2 binning) |
高動態(tài)范圍(多次曝光) | >1,000,000 : 1 |
亮度(最小) | 0.01 cd/㎡ ，更低亮度范圍可定制 |
亮度(最大) | 50000cd/㎡，配置ND濾光片可擴(kuò)展至更大亮度范圍 |
系統(tǒng)精度 | 亮度 (Y) ± 3%(A光源)； 色坐標(biāo) (x,y) ± 0.005(100cd/㎡亮度A光源下) |
重復(fù)性 | 亮度 (Y) ± 0.1%；色坐標(biāo) (x,y) ± 0.0005 |
鏡頭類型/可用焦距 | 8mm、25mm、50mm、75 mm |
視 場 (全角，H x V 度)
| 8 mm 78.7° x 57.4° |
25 mm 29.4° x 19.8° | |
50 mm 14.9° x 10° | |
200 mm 10° x 6.68° | |
最小測量時間
| 50 mm 0.8 秒 -亮度 |
200 mm 3.2 秒 -色度 | |
空間測量功能 | 亮度、CIE色坐標(biāo)、L*a*b*色標(biāo)、相關(guān)色溫(CCT)、主波長 |
單位 | cd/m2、CIE (x, y) 和 (u', v')、(CCT) |
通信接口 | 千兆網(wǎng)卡 |
電源 | 100-240 V、50-60 Hz、24Watts |
尺寸(高 x 寬 x 深) | 120 mm x 172 mm x 64 mm |
重量 | 1.5 kg |
工作溫度 | 0 - 45° C |
工作濕度 | 20 - 80% 非冷凝 |
軟件功能
功 能 | 是否實現(xiàn) |
亮 度 | 是 |
顏色(色坐標(biāo)，色溫等) | 是 |
均勻性(亮度，顏色) | 是 |
對比度 | 是 |
虛像長寬 | 是 |
視場角 | 是 |
虛像距離 | 是 |
清晰度 | 是 |
重 影 | 是 |
傾斜角 | 是 |
畸 變 | 是 |
下視角 | 是 |
測試原理
1. HUD虛像距離的測量
系統(tǒng)采用雙目相機(jī)，分別測量空間點(diǎn)陣(3*3或更大奇數(shù)點(diǎn)陣)在雙目相機(jī)上的成像位置。軟件通過光源識別算法給出每個亮點(diǎn)在雙目相機(jī)上成像的幾何中心。根據(jù)兩個相機(jī) 成像位置的差異可以得到虛像面每個點(diǎn)的空間距離和三維坐標(biāo)。
2.亮度及均勻性測試
雙目相機(jī)檢測系統(tǒng)采用了雙光圈的設(shè)計，主相機(jī)采用大光圈可實現(xiàn)0.1cd/m^2-50000cd/m^2的量測范圍。副相機(jī)采用小光圈設(shè)計可以解決HUD顯示器 高亮度下閃爍對測量結(jié)果的影響。雙相機(jī)的亮度精度在A光源下均可達(dá)到3%以內(nèi)。對 SAE J1757-2標(biāo)準(zhǔn)中定義的均勻性測量，不僅支持九點(diǎn)均勻性，同樣支持13點(diǎn)、25點(diǎn) 、136點(diǎn)均勻性等的測量。
3. 虛像對比度測試
針對虛像對比度測試，軟件提供了5*5棋盤格測試圖像。雙目相機(jī)通過一次拍攝獲取整個棋盤格圖像的亮度信息，分別計算每個白色區(qū)域和黑色區(qū)域的平均亮度，根據(jù)SAE定義的對比度公式計算相應(yīng)的結(jié)果。
4. 焦距輔助調(diào)整功能
雙目相機(jī)的操作軟件提供了鏡頭焦距對焦輔助調(diào)整的功能。HUD虛像調(diào)整到白圖，軟件通過自動計算圖像邊緣到圖像內(nèi)部200個像素左右區(qū)域的亮度變化，得到邊緣亮度的斜率信息。圖像越模糊，斜率越小，圖像越清晰，斜率越大。當(dāng)斜率在90左右時即可認(rèn)為焦距調(diào)整完成。
雙目相機(jī)需要在測量前調(diào)整一次焦距即可，在進(jìn)行虛像空間距離的測量時無需自動調(diào)整焦距和光圈。在相關(guān)設(shè)置完成后，即可實現(xiàn)對軟件的自動化控制。
5. MTF調(diào)制傳遞函數(shù)的測量
光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的好壞往往用MTF(modulation transfer function)來評價。軟件提供了不同標(biāo)準(zhǔn)間隔的明暗條紋用于分析HUD虛像的MTF。軟件通過測量明暗條 紋橫向和縱向之間的亮度變化得到相應(yīng)的MTF結(jié)果。光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的好壞往往用 MTF(modulation transfer function)來評價。軟件提供了不同標(biāo)準(zhǔn)間隔的明暗條 紋用于分析HUD虛像的TF。軟件通過測量明暗條紋橫向和縱向之間的亮度變化得到相應(yīng)的MTF結(jié)果。
MTF圖像上五個圓點(diǎn)用于軟件實時判斷虛像在相機(jī)成像面上橫向、縱向以及軸向的傾斜角度。
6. 虛像畸變測量
對虛像畸變和鬼影的測量是通過采用雙目相機(jī)測量虛像上的規(guī)則點(diǎn)陣來實現(xiàn)的。軟件支持奇數(shù)行列的測量。當(dāng)虛像存在畸變時，在雙目相機(jī)上的成像點(diǎn)陣會呈不規(guī)則變化 ，根據(jù)SAE的標(biāo)準(zhǔn)計算橫向和縱向的畸變。由于HUD成像系統(tǒng)不可能完美成像為一個平面，實際的虛像為空間曲面，根據(jù)雙目鏡頭計算得到的空間點(diǎn)陣的三維信息得到虛像的曲面特征。
7. 虛像傾斜測試
當(dāng)虛像存在傾斜時，點(diǎn)陣在主相機(jī)上成像的位置同樣存在傾斜，根據(jù)雙目相機(jī)測量得到的點(diǎn)陣的三維空間坐標(biāo)，計算每一行點(diǎn)陣與相機(jī)水平方向上的夾角以及每一列點(diǎn)陣與相機(jī)數(shù)值方向上存在的計算，計算水平方向和數(shù)值方向的傾斜角度。
8. 虛像尺寸和視場角
由雙目相機(jī)計算得到的規(guī)則點(diǎn)陣的空間三維坐標(biāo)，分別計算點(diǎn)陣中間一行第一個點(diǎn)到 最后一點(diǎn)的距離，計算點(diǎn)陣中間一列第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離，根據(jù)點(diǎn)陣長寬所占特 征點(diǎn)整圖像尺寸的比例，計算實際的虛像尺寸，根據(jù)點(diǎn)陣中間點(diǎn)的虛像計算、虛像尺 寸計算虛像在水平方向和豎直方向的視場角。
9. 虛像鬼影測試
由于前擋風(fēng)玻璃較厚，主畫面成像時玻璃內(nèi)測面反光造成的疊影與主畫面重疊產(chǎn)生的鬼影。鬼影測量時，虛像采用規(guī)則圓形或矩形矩陣，軟件通過閾值處理算法識別主畫面以及疊影區(qū)域。分別計算主畫面和疊影區(qū)域的幾何中心和像素面積，根據(jù)所占面積的差異 確定鬼影的偏差像素。進(jìn)而根據(jù)SAE的標(biāo)準(zhǔn)計算實際的鬼影距離。
10. 虛像下視角測量
軟件識別點(diǎn)陣每個亮點(diǎn)的幾何中心，根據(jù)系統(tǒng)校正的水平視線中心，計算每個點(diǎn)的下視角。
軟件拓展性
(1) 軟件提供了相應(yīng)的開發(fā)接口，用戶可以根據(jù)自己的需求集成到現(xiàn)有的測試系統(tǒng)中。
(2) 軟件可以根據(jù)客戶的需求提供定制化服務(wù)，增加測試項目。
校準(zhǔn)及后期維護(hù)
(1) 在上海設(shè)有光學(xué)校準(zhǔn)實驗室，能對亮度，顏色，距離進(jìn)行標(biāo)定。
(2) 出廠測試數(shù)據(jù)溯源NIM，也可以提供蘇州計量院或者廣州計量院的計量證書。
(3) 客戶購買產(chǎn)品后，我方提供校準(zhǔn)方法，方便客戶自校修正。
