ISO 16505:CMS景深测试
定义:
景深指CMS 能根据自身需求在显示器上正确再现影像的范围,它不同于摄影行业中的通用术语“景深”。其测试目的是检测CMS景深范围内的分辨率(MTF10)变化是否显著,确保 CMS 在不同距离下的分辨率能满足识别车辆后方物体的必要标准。
指标:
CMS 应使驾驶员能够观察物体空间,并有足够的分辨率感知相关范围内显示的内容,以识别细节。
当测试距离为10米(代表无穷远)或6米(中间距离)时,CMS分辨率需要满足:
$$MTF10_{(1:1)} \geq 0,9^*MTF10_{MIN(1:1)} \left[ \text{LW/PH} \right]\tag{1}$$
当测试距离为4米(近距离)时,CMS分辨率需要满足:
$$MTF10_{(1:1)} \geq \frac{1}{2} MTF10_{MIN(1:1)} \left[ \text{LW/PH} \right]]\tag{2}$$
计算原理:
水平分辨率:
$$MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{hor}} = \left( \frac{W_{\text{monitor}/\text{hor}}}{W_{\text{monitor}/\text{hor}/\text{min}}} \right) \cdot M_{\text{mirror}/\text{avg}} \cdot \alpha_{\text{mirror}/\text{hor}/\text{min}} \cdot V_{\text{eye}/\text{min}} \cdot 60\,\frac{\text{arcmin}}{^\circ}\tag{3}$$
垂直分辨率:
$$MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{ver}} = \left( \frac{H_{\text{monitor}/\text{ver}}}{H_{\text{monitor}/\text{ver}/\text{min}}} \right) \cdot M_{\text{mirror}/\text{avg}} \cdot \alpha_{\text{mirror}/\text{ver}/\text{min}} \cdot V_{\text{eye}/\text{min}} \cdot 60\,\frac{\text{arcmin}}{^\circ}\tag{4}$$
$ \text{MTF10}_{\text{MIN}(1:1)/\text{hor}}$为假定显示器纵横比为 1:1 时显示最小水平视野的 MTF10;
$ \text{MTF10}_{\text{MIN}(1:1)/\text{ver}} $为假定显示器纵横比为 1:1 时显示最小垂直视野的 MTF10 ;
\( \text{MTF10}_{(1:1)/\text{hor}} \) 为通过标准测试程序后转换到纵横比为\((1:1)\)显示器上的水平空间频率,$H'_{\text{monitor/ver}} = W_{\text{monitor/hor}}$(C=A) ;
\( \text{MTF10}_{(1:1)/\text{ver}} \) 为通过标准测试程序后转换到纵横比为\((1:1)\)显示器上的垂直空间频率,即$W'_{\text{monitor/hor}} = H_{\text{monitor/ver}}$(C=B);
\( \alpha_{\text{monitor/hor}} \)为在监视器定义的水平尺寸上显示的水平视野;
\( \alpha_{\text{monitor/ver}} \) 为 在监视器定义的垂直尺寸上显示的垂直视野 ;
\( M_{\text{mirror/avg}} \) 为显示器平均放大系数;
\( H_{\text{monitor/ver}} \) 为显示器定义的垂直尺寸;
\( W_{\text{monitor/hor}} \) 为显示器定义水平尺寸;
\( H_{\text{monitor/ver/min}} \) 为显示器上要求垂直视野最小垂直高度;
\( W_{\text{monitor/hor/min}} \) 为显示在显示器上的最小(要求)水平视野水平宽度;
\( V_{\text{eye}} \) 为人眼视觉灵敏度;\( V_{\text{eye/min}} \) 为允许最小视觉灵敏度;
测试方法:
环境搭建:
摄像头侧:
(1)调整待测摄像头DUT,使摄像头光轴垂直于图卡且图卡位于图像中心。可通过旋转图卡或旋转摄像,使图卡线对应在测量水平分辨率时显示器上呈现垂直状态;在测试垂直分辨率时显示器上呈现水平状态。
(2)调整摄像头与测试图卡的相对距离,分别在4m、6m、10m时拍摄图像 (对于代替曲率半径r≤400mm的广角视镜,可省略10 m处的测量);如果焦距小于 6m,则摄像头入瞳到图卡的距离d应小于等于 6m;
屏幕侧:
(1)调整显示屏及亮度计(相当于拍摄相机),使亮度计对准显示器中部;
(2)设置亮度计相关参数,确保显示器图像无过曝和欠曝;
(3)使用亮度计拍摄显示器区域显示的图像。
结果分析:
基于测试样张,根据公式(3)、公式(4)计算$MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{hor}}$、$MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{ver}}$。
测量显示器上图卡位置 1 的九条线的宽度$W'_{\text{chart}}$(宽度参考图中的h);
再计算位置 1 的空间频率:
$$K_{\text{hor}} = \frac{W_{\text{monitor/hor}}}{W'_{\text{chart/hor}}} \cdot 9\tag{5}$$
$$K_{\text{ver}} = \frac{W_{\text{monitor/ver}}}{W'_{\text{chart/ver}}} \cdot 9\tag{6}$$
再计算倍频系数P,以验证MTF要求:
$$P_{\text{hor}} = \frac{MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{hor}}}{K_{\text{hor}}}\tag{7}$$
$$P_{\text{hor}} = \frac{MTF10_{\text{MIN}(1:1)/\text{hor}}}{K_{\text{hor}}}\tag{8}$$
视觉接受水平参考:
效果分为 3 个等级:
清晰可分辨:平行线对图拍摄后,显示图像可清晰区分(对应 (a)-(b) 类);
勉强可分辨:平行线对图拍摄后,显示图像仅能勉强区分(对应© -(d) 类);
不可分辨:平行线对图拍摄后,显示图像无法区分,不适用于 CMS(对应 (e)-(f) 类)。
找到P值对应图卡位置的线对值,目视验证其所有线对均可被观察并区分,即该CMS符合标准要求。
