提升车载照明和车载显示器测试

2019年 3月 18日

话题:

作者:

Anne Corning

早期的福特T型车甚至没有车速表（它们的最高时速只有35英里/小时），但不久之后，仪表板开始添加多种仪表、指示器和车辆控制装置。（一个有趣的事实：‘仪表板’一词源于两轮马车和四轮马车，这些马车前面的一块木板可以防止马蹄扬起的泥土溅到乘客身上。）

1925年版帕卡德（Packard）旅行车仪表板。图片来源：Creative Commons (CC BY-SA 3.0 US)

首款车前灯于19世纪80年代后期推出，驱动材料为乙炔或石油。电动车前灯于1898年首次推向市场，而首款内置点火和电气照明系统直到1912年才由通用汽车公司开发出来。

了解更多有关车前灯的历史与发展及汽车仪表板历史的信息。

1965版AMC漫步者经典车型（Rambler Classic），配备封闭式车前灯（投入使用的时间为1940年至1984年，在此之后出现了复合车前灯组件，配备可更换灯泡）。图片来源：Christopher Ziemnowicz

现代化车载照明和显示器

自早期阶段起，车载照明和显示器已经走过了漫长的发展道路，它们对每辆车的功能性、安全性和驾驶体验至关重要。设计人员和制造商不断推动技术进步，现在及未来的汽车可能拥有多种新的创新功能，比如自适应LED车前灯、透明平视显示器（“HUD”，用于将信息投射到驾驶员视野范围内的挡风玻璃上）和内置摄像头系统（其使驾驶员能够对车辆周围区域拥有更完整的视野）。

在如今的现代化汽车中发现的一系列仪表板和显示器.

现在及未来汽车的质量保证

随着技术的进步，汽车制造商的一项任务是必须符合不断演变的法规和行业标准，以确保车辆几乎每个组件的安全性和性能。为帮助设计人员和OEM制造商在研发和生产阶段确保车辆关键系统的质量，Radiant Vision Systems提供完整的亮度和色度测量解决方案组合，使汽车制造商能够测试和量化车辆内外部的几乎任何自发光组件。

如需更详细地了解我们如何能够帮助OEM制造商确保车辆的质量、安全性和性能，请观看Radiant的汽车解决方案视频：

车载显示器

嵌入式控制台、中控台和仪表板显示屏在汽车仪表、导航和娱乐系统中变得越来越常见。这些显示器必须能够在各种环境光线条件下（从明亮的阳光到夜间）正常运行。Radiant提供自动化视觉检测解决方案，将Radiant ProMetric®成像色度计与TrueTest™ 软件搭配使用，帮助制造商在设计或生产过程中检测质量问题，使制造商能够识别潜在的流程改进领域，提高良率，并防止缺陷产品到达客户手中。TrueTest软件拥有庞大的内置测试库，包括亮度、色度、均匀性、对比度、Mura、像素缺陷、防眩光“闪烁”效应和图像残留，可轻松配置以满足特定的需求，也可基于标准视觉性能参数进行测试，比如德国汽车Black Mura标准。

显示器视角性能。视角性能测量对于车载显示器至关重要，因为驾驶员或乘客通常从离轴角度观看车载显示器。Radiant的FPD（平板显示器）锥光镜头提供0.05°/传感器像素角分辨率，确保对亮度、辐射度、角度对比度、CIE色度坐标和相关色温（CCT）进行高精度测量。此镜头采用傅里叶光学元件，可通过单个图像采集±70°范围内的每个视角来进行分析。

Radiant的FPD锥光镜头直接安装在ProMetric 成像亮度计或色度计上（提供1600万或2900万像素传感器选项）

Radiant视角测量解决方案将FPD锥光镜头配件与ProMetric成像仪搭配使用，相比用于角度测量研发应用的传统测角测量系统，可降低成本、缩小尺寸和减少复杂性。凭借小巧的体积和较高的测量效率，FPD锥光镜头解决方案还可以在生产环境下对显示器视角进行线上检测。

测量防眩光显示器闪烁问题。大多数车载显示器在视觉上都受到所应用的防眩光膜和涂层的影响。由于驾驶员必须在各种环境照明条件下都能够观看到车载显示器，因此采用防眩光处理，以帮助减少来自阳光或路灯的反射眩光。然而，这些防眩光处理可能会产生干扰。这种干扰被称为“闪烁”，一种粒状外观，可能会影响显示器的感知质量。测量感知闪烁可确保用户体验成为防眩光显示器的制造标准。

Radiant基于与领先的OEM制造商进行的广泛研究定义了一种标准闪烁测量方法，用于采集可与人类对显示器质量的视觉感知始终相关联的可量化数据。Radiant闪烁测量方法在业界率先使OEM制造商能够针对其供应商提供的显示器设定数字公差范围（例如，最多测得2%的闪烁），确保无论供应商、产品或测试时间和位置如何，所有显示器的质量都能够保持一致。如需了解更多有关此方法的信息，请阅读白皮书“采用可重复性方法测量防眩光车载显示器的闪烁问题”。

前大灯和外部照明

如今的智能车前灯需要进行一系列测量，以确保在各种背景条件下都能够提供适当的照明。为了加快此测量过程，Radiant ProMetric成像仪可以在屏幕或墙壁上采集车前灯图案的广泛空间分布，从而可通过单次测量提供光源照度分布的精确测量。测量完成后，您可以使用PM-HL™车前灯评估软件基于多项标准分析照明组件。PM-HL模块提供对常见ECE和美国监管测试点的评估、道路照明分布的转换等多种功能。

在PM-HL软件模块中，伪颜色用于分析车前灯的道路照明分布.

照明组件。建立照明分布的一种方法（对于实验室和生产级质量控制都是理想的）是测量墙或朗伯表面上光源的分布。灯具的安装方式是将光线直接投射到屏幕或扩散器上，而成像色度计（由自动测量控制和分析软件（如PM-HL）驱动）可测量光束的发光强度和外观。

Radiant ProMetric I成像色度计可为远场光束方向图测量提供快速，紧凑的解决方案。上面的图像显示了两个可能的设置，用于测量表面的光源分布，其中成像色度计测量分布的发光强度。底部的图像显示了PM-HL™前照灯评估软件中假色的前照灯的分布模式。

小型光源。小型光源（比如单个LED）可以通过近场模型来表征，用于光学设计应用。为了创建此模型，您可以使用精密测角系统（SIG-400光源成像测角仪®与ProMetric成像色度计从多个视角测量光源的亮度和颜色。测量输出为Radiant Source Model™（RSM）文件，其描述了光源周围的近场亮度分布。所有主要的光学/照明设计软件包均支持此RSM文件，并可使用Radiant ProSource®软件将其转换为射线集。这些射线集支持光学设计，并使您能够将近场模型外推到远场模型。

LED照明。使用ProMetric成像色度计和Radiant软件可以轻松解决LED车前灯、尾灯和装饰灯条的质量控制问题。您可以确定发光强度分布（仅在TrueTest软件中），测量沿路径（比如LED灯管）亮度和色度的均匀性，并检测照明集群中发生故障的LED。ProMetric和TrueTest软件甚至允许您在测量图像上绘制关注区域（ROI），以评估任何形状或尺寸的照明组件。

配备LED灯条的车前灯组件。

在TrueTest软件中测量灯条和LED灯管的亮条、色度、均匀性、黄变和颜色变化（顶部）以及强度、D 强度、色度和D色度（底部）。

平视显示器(HUDs)

平视显示器给制造商带来了独特的测量挑战。ProMetric成像亮度计和色度计配备电子控制镜头，可高效识别和聚焦投影到无限平面上的图像。TrueTest分析软件的TT-HUD模块可在任何工作距离下提供准确的亮度和色度测量，并可在夜间、正常和日间背景条件下进行测试，以确保数字投影在不同环境条件下的一致可见性。高分辨率ProMetric相机和软件可与HUD系统集成，实现全自动化测试，并使用API控制测试图像和分析序列，包括对比度、变形、重影、MTF以及其他测试。

内部照明和仪表盘

仪表集群、控制装置、信号装置和指示灯。ProMetric成像色度计和ProMetric软件为发光字符的测试提供简单而准确的解决方案。该软件拥有功能强大的工具（自动关注点，简称“自动POI”），使用户能够根据色度和亮度值（Lv和CIE x,y阈值）自动选择关注点。然后，无论位置、形状、大小或颜色如何，您都可以对单个字符或一组相似字符运行计算，以确保符号内或符号之间的准确性。自动POI系统通过ProMetric软件提供全面的数据，包括字符间的平均亮度、最小和最大亮度点、色度值和主波长。

自动-POI工具可应用于任何背光符号，包括中控台上的按钮和符号以及车辆内部的其他区域。对于背光模块，用户可以在单个图像上应用测量组合，以使用自动-POI工具评估符号以及其他背光模块，比如控制装置、集线器或面板边缘周围的光环或灯条。

包含发光仪表和指示灯的汽车仪表板（左）及车载背光控制装置和装饰模块（右）。

制造商可以使用自动-POI工具在广域图像中同时轻松测量和检测多组符号，无需绘制静态POI（这需要依靠固定的空间公差范围）。

用于安防、安全和多模态控制的NIR近红外光传感

新的3D传感应用（比如面部识别、手势识别和眼动追踪）使用近红外光（NIR）波长。由于这些波长对人眼是不可见的，因此必须确保NIR近红外光发射器的安全。Radiant的NIR近红外光辐射强度测量镜头解决方案可对这些系统使用的“泛光”源和点光源进行全面评估，以感测驾驶员的存在性、意识和命令。

摄像头监控系统（CMS）

基于电子显示器的摄像头监控系统（CMS）现在开始取代用于观察车辆外部场景的反光镜。多个国家现在采用ISO 16505:20151标准和联合国第46号条例，该标准和条例最早允许使用CMS系统取代乘用车和商用车中法律规定配备的反光镜。但CMS系统必须通过测试，以评估显示器的视觉性能，确保映射车辆外部采集的真实世界场景。

Radiant ProMetric成像色度计和亮度计与TrueTest软件搭配使用，提供CMS显示器测试解决方案。此解决方案的优势包括高测试效率（通过单项解决方案对显示器执行所有测量）、与CIE匹配的色度评估、高分辨率成像用于在所需的距离下测试MTF、角度性能测量以确保在不同观看方向下的均匀性（使用Radiant FPD锥光镜头）及全套CMS软件测试套件。