车内监控

    车内监控
    NIR & RGB-IR图像质量

    对用于驾驶员和乘员安全的Camera进行独立特性表征,从黑暗中的近红外感应到日光下的组合RGB-IR成像,测试范围覆盖从可见光到NIR的整个光谱

    概览

    车内监控系统的图像质量测试与解决方案 | 随着汽车行业迈向全面自动化,车内监控系统,通常称为驾驶员和乘员监控系统(DMS/OMS),已成为关注的重点领域。这些系统利用Camera和传感器监控车辆内部以及驾驶员对驾驶环境的反应,从而提高安全性和舒适性。通过追踪驾驶员的警觉性,它们有助于减少人为失误造成的事故,例如,在检测到疲劳时减慢车速。这项技术的重要性体现在欧盟的《通用安全法规》(GSR)中,该法规要求从2024年起所有新车都必须配备DMS。由于这些系统对于道路安全变得不可或缺,制造商需要在整个开发过程中提供可靠的校准和特性表征解决方案,以确保最高的图像质量和安全性能。车内系统捕捉视频和图像,以评估乘员行为和面部特征。它们主要依靠带有主动Illumination(例如LED或VCSEL,通常在850 nm或940 nm附近)的NIR传感器,确保在极低光照下也能保持准确性,而不会产生可能分散乘员注意力的可见光源。捕获的数据被输入嵌入式machine vision软件,用于检测疲劳、凝视、手部位置、安全带使用、儿童座椅以及乘员姿势,以优化安全气囊的部署。当车辆自主驾驶时,这些系统还可以支持视频通话或自拍等人眼视觉应用。越来越多的情况下,单个传感器将RGB和IR功能集成到同一芯片上,这是一种优雅的解决方案,但也带来了新的特性表征挑战,使得在实际条件下进行全面测试变得前所未有的重要。

    随着汽车行业迈向全面自动化,车内监控系统,通常称为驾驶员和乘员监控系统(DMS/OMS),已成为关注的重点领域。这些系统利用Camera和传感器监控车辆内部以及驾驶员对驾驶环境的反应,从而提高安全性和舒适性。通过追踪驾驶员的警觉性,它们有助于减少人为失误造成的事故,例如,在检测到疲劳时减慢车速。

    这项技术的重要性体现在欧盟的《通用安全法规》(GSR)中,该法规要求从2024年起所有新车都必须配备DMS。由于这些系统对于道路安全变得不可或缺,制造商需要在整个开发过程中提供可靠的校准和特性表征解决方案,以确保最高的图像质量和安全性能。

    车内系统捕捉视频和图像,以评估乘员行为和面部特征。它们主要依靠带有主动Illumination(例如LED或VCSEL,通常在850 nm或940 nm附近)的NIR传感器,确保在极低光照下也能保持准确性,而不会产生可能分散乘员注意力的可见光源。捕获的数据被输入嵌入式machine vision软件,用于检测疲劳、凝视、手部位置、安全带使用、儿童座椅以及乘员姿势,以优化安全气囊的部署。

    当车辆自主驾驶时,这些系统还可以支持视频通话或自拍等人眼视觉应用。越来越多的情况下,单个传感器将RGB和IR功能集成到同一芯片上,这是一种优雅的解决方案,但也带来了新的特性表征挑战,使得在实际条件下进行全面测试变得前所未有的重要。

    为何RGB-IR难以做到完美

    RGB-IR传感器

    一个传感器,两个任务

    RGB-IR传感器将专用红外pixel与红色、绿色和蓝色一起封装在同一Color滤光片阵列中,让单个Camera在白天提供清晰的彩色图像,在夜间提供可用的IR图像。这种便利性带来了实际的图像质量风险:红外泄漏到可见光通道、颜色污染以及仅在适当测试条件下才会出现的去马赛克伪影。

    验证单个设备在整个可见光到NIR范围内以及Camera预期覆盖的每个乘员位置都能正常工作,需要与应用本身跨越相同光谱的测量方法和测试设备。这正是我们iQ-Lab的建造目的。

    RGB-IR测试服务

    让iQ-Lab表征您的系统

    我们的iQ-Lab提供独立、标准驱动的车内和RGB-IR Camera在整个可见光到NIR范围内的特性表征,因此您的团队无需构建和维护自己的NIR测试装置,即可获得可靠、可重现的图像质量数据。

    一份报告,两个通道 - 一个测量程序,并排覆盖传感器RGB和IR行为。

    应用场景下的实际条件 - 混合照明、高对比度场景以及与您实际使用场景匹配的NIR Illumination。

    可用于开发的成果 - 您的工程团队可以立即采取行动的客观KPI和文档。

    我们在车内测试中测量什么

    iQ-Lab进行可靠车内和RGB-IR Camera特性表征的测量范围

    Resolution (SFR)

    根据ISO 12233和IEEE Std 2020,在车辆乘员的实际位置测量空间频率响应。系统不仅需要在轴线上,而且在Camera预期监控的每个座位上都能解析精细的面部和眼睛细节。

    Distortion & 几何校准

    车内光学器件常见的非常宽的FOV会引入显著的Distortion,必须对其进行特性表征和校正。我们根据ISO 17850和我们的GEOCAL方法测量Distortion并执行几何校准。

    Dynamic Range, OECF & SNR

    驾驶舱通常混合着深阴影和极端高光——例如,低角度的阳光从乘员身后射入。我们对光电转换函数和SNR(ISO 14524 / ISO 15739)进行特性表征,以验证这些高对比度场景所需的Dynamic Range。

    Color accuracy

    对于混合照明情况下的RGB-IR传感器,或在带有强烈IR成分的阳光下,IR可能会污染可见光通道,Color fidelity尤为关键。我们评估相关Illuminant下的Color accuracy,以保持白天的彩色图像纯净。

    与车内成像相关的国际标准

    IEEE-2020:2024

    IEEE汽车系统图像质量标准定义了汽车Camera的图像质量因素和测量方法,包括针对车内应用中使用的NIR成像的专门指导。Image Engineering是IEEE-2020工作组的活跃成员。

    ISO 12233

    摄影、电子静止图像成像、Resolution和空间频率响应。定义了测量电子静止图像Camera的Resolution和空间频率响应(SFR)的方法,这是我们测量乘员位置Resolution的基础。

    ISO 14524 / ISO 15739

    ISO 14524定义了OECF测量,是色调响应、Dynamic Range和对比度的基础,而ISO 15739涵盖了不同光照水平下的Noise和SNR,共同描述了Camera如何呈现高对比度驾驶舱场景。

    更倾向于内部测试?

    已经拥有Camera测试实验室?我们的VIS-IR产品线覆盖相同的可见光到NIR范围,因此您可以自行进行这些测量。

    Flatlight VIS-IR

    一种覆盖380至1050 nm整个可见光到NIR光谱的反射式Test Chart解决方案,因此可以在实际、可重复的条件下,用一套装置对RGB和IR Camera的响应进行特性表征。

    LE7 VIS-IR

    一种覆盖相同380-1050 nm范围的透射式Chart解决方案。背光操作使其非常适合模拟各种场景、Illuminant类型以及车内照明常见的高Dynamic Range。

    VEGA IR

    我们现在提供专门的940nm IR版本,这款高稳定性的DC-LED光源将Vega的无flicker、精细可调Illumination扩展到NIR范围,非常适合在实际NIR条件下对车内Camera进行稳定的高强度和调制光测量。

    分析软件

    通过一次Capture,对SFR、Distortion、OECF、SNR和Color accuracy进行自动化、客观评估,将Chart图像转化为RGB和IR通道均可重现的KPI。