空间解析的测量技术在汽车内饰及车厢光环境测试中的应用

空间解析的测量技术在汽车内饰及车厢光环境测试中的应用光做科技股份有限公司，中国ＴｅｃｈｎｏＴｅａｍＧｍｂＨ，Ｇｅｒｍａｎｙ刘小波ＵｄｅＫｒＵｇｅｒ关键词：空洲解析的光、色测试，１内饰设计，环境光普遍使用的平均亮度、色度阻及均匀性测试进行简介空问解析的光及柑关物理量测量，无论在汽说明，Ｆ‘步．将说明如何通过图像处理（算泣得到稳定、可蓖复的测试结果。辛研发还是产品质量控制领域．都有广泛的应用。在ＩＳＡＬ２００５，作者ＵｄｏＫｒｕｇｅｒ曾虽介绍了空问解析的光、色测试技术的原理以及在汽乍背光显３１光度学参数评价光度学评价主要包括亮度、色度值及均匀性此外，线宽、位置（包括亮度中心、质心），以及亮度蛀大值、最小值对应的位置都是可能需要评测的项目。示及汽车照明中的测试应用。扯本文中，从硬件和软件两方面描述了自¨町应用谚技术更人的满足汽车工业尤其内饰设计的测试需求。２图像解析测试技术原理ＴｅｅｈｎｏＴｅａｍ公叫应用圈像解析的光色测试技术趟过２０多年，刚１足工作原理。Ａ§融蛰２．转移色表ｍ亮礁韵高骶．（１ｑ标注的是最小亮度点曲位景．｛１砷袅ｍ冠高亮度点的位墨ｔ自试来角接担＾亮馥＊钧璃略进行两试．蕊试点镌＾小日自定姻测试结果．目１‘ＬＭＫ９８系Ⅻ舡像式亮礁．色碹计鸹试镕Ｂｍ§∞进行色彩测量，我们使用６个滤光片其中的４个，另外２个可用于专用测试，例如牛珲雌配强８蜃小值最大值１１２４ｍ／ｄｃ３ｅｄ／ｍ７８％２非均匀性测试（ｃａｄｉａｎｍａｔｃｈｉｎｇＣ（＾）．错误ｌ未找到引用对于ｓｙｍｂｏｌｓ测试而言，自适应的阐值算法对于分离发光区域和背景区域非常必要。这种算源。）及夜视条件下的暗视觉测试。也可以使用特殊滤光片进行相应测试。具体请参考【３】Ｈ】３汽车内饰测量无论是研发还是产品质量控制，对汽车内饰中的指示及功能照明的ｓｙｍｂｏｌｓ进行测试者｜ｉ是基法需要锁定一个最佳的背景亮度闺值，对于亮度值高于该背景闽值的像素，通过分析其相邻像亮度值比较来确定其属于发光区域或属于发光边缘（中间区域）。对于所有亮度区域的像素，同时考虑其亮度值及与发光边缘区域的亮度值偏差，得到蛀佳的测试结果。对于亮度最大值、最小值本的要求。Ｓｙｍｏｂｏｌｓ通常是一些甲字符、线条组合或包含复杂结构的小国标。本空主要对行业及其惶置，使用模拟点亮度计功能．在发光区域运点扫描计算，来消除单一像素对测试结果的影－－４ｒＪ澈值．可以计算出所需的色度值，如Ｌ，ｘ．Ｙ，响。这样就可以得到稳定的、重复性高的测试结果。主波长以及其它数据。由于窄带光源ＬＥＤ广泛使用．ｓｙｍｂｏｌ与Ｓｙｍｂｏｌ之间的主波长值变化很大，因此在研发及生产过程中都需要对主波长值３２色度学评估采用图像解析的色度测试技术，可以在对进行测试。图像解析技术的色度测试技术同时可以提供一个分光辐射度计的功能，可咀得到发光光谱，进而计算色度值、主波长等，此外，该测试技术可以同时对多个Ｓｙｍｂｏｌｓ进行亮度、色度测试。Ｓｙｓｍｂｏｌｓ进行测试的同时完成对色度值的测试。基于上节描述的对像素分类的算法，亮度区域的色度值可以通过ＸＹＺ三刺激值计算得到。这样，中间部分的边缘不会影响到测试结果。根据ＸＹＺＳ犟了豳圈从上图可以看出，基于单个像素测试得到的主波长值在边缘位置存在明显的问题，采用前面介绍的像素分类的方法ｔ井计算平均值ｔ可咀避免这个问题。４光环境测量臼■■Ｈ口禹３：ｓｙｍｂｏ／色度拇过结鼎扮蛙蛙表最左｝．伪嚣色表示亮瘦舟布穗试结果ｌ吼ｉ渡长分布ｔ劫借目６４倍。唯一的不足是这种技术变都会影响成像质量（如更小的景深或锐利度、更高的噪音），所以必须采用其它的方法。一个可能性就是采用ｂｉｎｎｉｎｇ技术，Ｂｉｎｎｉｎｇ是一种图像读出方式，采用这种方式．相邻的像元中感应的电荷被加在一起．咀一个像素的方式读出例如，当相机集成相邻的像素（如２Ｘ２，４Ｘ４，．８Ｘ８）。就可毗相应的提高灵敏度，分别对应的提高倍数足４倍，１６倍许多著名品牌乘用车．在设计时．非常注重车厢的光环境设计。车内的环境光可以看作是非常弱的室内光。它的功能是提高车内人员辨别车内空间的能力，增加司机驾驶时的舒适性，同时保让司机在任何时候可咀辨别汽车外部的目标物体。４会牺牲窄问解析度。假如相机的解析度是１４００ｘ１０００ｐｉｘｅｌｓ．采用２Ｘ２ｂｉｎｎｉｎｇ，就得到７００Ｘ５００ｐｉｘｅｌｓ的阿像，８Ｘ８ｂｉｎｎｉｎｇ．则只有１７５Ｘ１２５ｐｉｘｅｌｓ。ｌ技术变革对环境光进行＊Ｉ试是对光学测试技术一个新４２测试案倒我们使用一个汽擎扶手照明的例子说明环境的挑战。因为．车内的亮度水平非常低，同时空间非常大（相对于Ｓｙｍｂｏｌｓ）。空问解析的测试光测试的概念。这个案例中．一个光导作为车内照明的照明光源，目的是获得一个最佳的照度水平，井得到高度均匀（尤其在水平方向上）的照明效果。技术可以通过亮度测试得到均匀性。下面我们将提出我们在这个新的测试领域的测试方法，标准的亮度测试技术灵敏度在积分时问３ｓ时可以达到２ｃｄ／ｒｌｌ２，该值可以通过改变镜头的通光孔径，或者增加相机的增益略微提高。任何改曼豪＆５＿Ｓｅｃ“ｏｎａ／ｗｅｗｏｆｒｅｇｉｏｎｇＩｖｅｎｉｅａＬｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｇｈｔｇｕｉｄｅ）图５展Ⅺｉ的足线条２嚏域，即垂直方向的亮度分布．亮度范围从００１－Ｏ１ｃｄｌｍ２。水平方向的亮度分布及均匀性叮参看圉６。这是一个非常好的作为车内照明系统一部分的均匀照明评价的案例。：！！ｌｒ—————————————————．］一‘＿叶？吨ｊ一ｑ．、ｊ＼ｏ量、ｊＩ．．．．．．．．．．．．．．：．．：．，．，．．，＋．．．．．．．．．．．．．．．．＿－ｊ～／１ｊ、ｉ／●■■ｈ●■■■■■目６：Ｓｅｃｔｉｏｎ“ｖｉｅｗｏｆｔｈｅｆｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ划ｒｆａｃｅｆｈｏｄｚｏｎｔａｌ）在该测试中．我们采用２Ｘ２ｂｉｎｎｉｎｇ读出技术，得到的灵敏度为Ｏ５ｃｄｌｍ２，信号积分时间为３ｓ。我们使用１５ｓ－１ｓ的积分时间，获得整个区域的高动志亮度图像。获得的图像大小为７００Ｘ５００ｐｉｘｃｅｌｓ。对于标准ＬＭＫ９８测试系统来任何硬件４３暗视觉（夜视）评估以上测试是基ｒ明视觉ｖ（ｘ）函数的测试，即ＣＩＥｌ９２４标准观测者函数，来描述环境光。在环境光亮度低于１０ｃｄ／ｒｎ针，人眼对光的感应有所改变．必须采用与人眼暗视觉函数匹配的滤光Ｈ进行测试得到等效亮度值。采用专门设计的扩展软件，可以逐点得到等效亮度．采用上面提到的硬件，可以达到很高的灵敏度。在该测试案例中使用明视觉ｖ（ｘ）函数丰要是为了进行光学计量。如果要研究环境光对人类视觉的影响，以及不同环境光、不同颜色的对视觉的影响，就必须采坩暗视觉函数ｖ’（ｋ），关丁这部分内容，可参阅参考文献之错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。。目７：圈瘟棹折蚺穗试系统≮％视ｖｍ和培视黉Ⅵ砬函羲的七谗Ｅ配概蛀采用晤视觉旺配雨数Ｖ。（ｘ）测试系统时，可以用于评价人体对该场景的感知状况。由于亮度非常低，不必根据Ｃ］Ｅ８１关于黄昏过渡视觉函数１６】进行等效亮度的计算，直接采用矿（＾）所ａ０到的值就可以。如果环境亮度值较高，则可以用得到的（ｘ．Ｙ．ｚ．ｖ’）来汁算等效亮度值。４４眩光测试另外一个倒子是利用影像亮度计得到的空间儿何信息和亮度信息进行统｜眩光系数（ＵＧＲ）的计算。ＵＧＲ通常用于室内眩光计算。汽｛座舱照明属于室内照明范畴。ＵＧＲ的公式是：５结论采用图像解析技术的光、色测试技术，使用ＵＧＲ－ｓ—ｏｇ（０“，２５莩警，２’～‘者可以解决汽车、飞机内部光学测试，不仅可以对仪表、指示灯、功能照明进行亮度、色度测试还可以完成对环境光的测试评估，甚至可咀进行复杂的ＵＧＲ测试。６感谢，４备参数意义说明：Ｌ。背景环境平均亮度Ｌ．眩光光源平均亮度∞，眩光光源在观察者方位上的立体角Ｐ，根据Ｇｕｍ公式得到的位置系数两＆室内姣把ＵＧＲ德试寨铷公式（２）中的参数，即包含了光度学参数，也包括了几何参数，因此对测试相机的立体角进行标定非常重要。采用自适应的阈值算法，可以非常容易的分辨出眩光光源与相应的立体角，再根据Ｇｕｔｈ位置系数表，就可以引算出眩光ＵＧＲ值。感谢ＣＭＬＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＧｍｂＨ＆ＣｏＪｒｓｃｈａｃｋｅｒｓｔｒａｓｓｅ９，Ｄ－９６０５２Ｂａｍｂｅｒｇ）ＭＤａｕｂｎｅｒ提供荒于光环境测试的相关数ＫＧ（ＫＭｒ据．并允许使用。参考文献（略）