回顧上海車展，汽車智能化是核心關鍵，聚焦自動駕駛和智能座艙。自動駕駛與智能座艙技術融合是汽車發(fā)展的趨勢。CMS電子外后視鏡，作為車展的新焦點，可以說是自動駕駛與智能座艙的完美配合，將環(huán)境感知系統(tǒng)與座艙顯示系統(tǒng)結合。

CMS電子后視鏡，即Camera Monitor System，主要將攝像頭+監(jiān)控顯示屏結合取代傳統(tǒng)后視鏡的光學后視鏡系統(tǒng)。在CMS電子外后視鏡系統(tǒng)中無論是攝像頭鏡頭設計、攝像頭成像質量、監(jiān)控屏設計，還是整體后視鏡系統(tǒng)的可視化，均需要光學仿真技術。接下來，介紹SPEOS光學仿真技術在CMS系統(tǒng)的切入點。

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CMS系統(tǒng)法規(guī)驗證

傳統(tǒng)后視鏡因鏡面形狀、大小，以及鏡面本身曲率等因素，視野區(qū)域受到了很大的限制。在新國標文件中，對CMS的視野要求有了一定程度的調整。SPEOS軟件可對CMS系統(tǒng)的攝像頭模擬，直觀呈現(xiàn)攝像頭可視化范圍像素投影，這樣方便攝像頭選型，也可以對安裝位置進行優(yōu)化調整。

攝像頭法規(guī)可視化

像素投影的方式主要是一種幾何數(shù)據(jù)校核模式，在實際中，針對攝像頭的模擬傾向于直觀查看攝像頭拍攝效果，是否符合法規(guī)要求，成像清晰度是否可行。SPEOS軟件可以針對不同需求，用SCDM進行幾何數(shù)據(jù)創(chuàng)建，將法規(guī)區(qū)域以CAD數(shù)據(jù)形式體現(xiàn)在模型中，也可以放置交通錐進行標記。下圖是駕駛側和乘員側的可視化結果。

攝像頭環(huán)境效果可視化

CMS系統(tǒng)需要對攝像頭進行不同環(huán)境場景的拍攝，并對拍攝效果進行評測。SPEOS軟件有環(huán)境光模塊，可對不同光環(huán)境進行定義，其中environment可直接導入HDR 文件，從而使模擬環(huán)境更符合現(xiàn)實效果。

采用環(huán)境光模塊，調用白天和夜晚的光效果對駕駛側和乘員側攝像頭拍攝效果進行模擬。

白天

夜晚

座艙環(huán)境監(jiān)控器可視化

SPEOS軟件針對CMS系統(tǒng)的監(jiān)控器在座艙環(huán)境的安裝位置進行可視化分析，通過對模型結果位置的調整，尋找最佳的安裝位置，既不會干擾駕駛員觀察前方路況，也不會影響駕駛員快速直觀的觀察CMS 攝像頭端傳輸來的拍攝畫面。下圖為不同安裝位置的效果圖。

眩光分析

監(jiān)控顯示屏在呈現(xiàn)拍攝畫面時，外界的太陽光會對顯示屏有眩光影響，使得駕駛員無法正確獲取攝像頭拍攝的車身外部信息。SPEOS軟件可以設置不同時間點的太陽光，并對座艙環(huán)境進行模擬分析，從而評估太陽光對監(jiān)控顯示屏的影響。下圖分別模擬8點、12點、14點、16點，駕駛員視角下，太陽光對監(jiān)控顯示屏的影響。

除此之外，還可以對眩光區(qū)域進行分析，SPEOS軟件對模擬結果可以進行后處理功能，并準確測量出眩光區(qū)域的面積大小及在整個監(jiān)控顯示屏的占比。下下圖為某時間點，太陽光對監(jiān)控顯示屏的眩光分析，從結果數(shù)據(jù)可以看出，監(jiān)控器有效面積中眩光面積占比為3.26%。

總結

SPEOS軟件在CMS電子外后視鏡的應用還有很多，如雜散光分析、動態(tài)效果模擬、攝像頭多物理場耦合分析等等。SPEOS軟件在汽車內外飾、HUD、汽車人機工效、汽車照明系統(tǒng)等方面都有解決方案。結合Ansys Zemax的設計功能，可以在像素大燈，DLP大燈，投影燈等領域廣泛應用。

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