Как выбрать объектив видеорегистратора для реальных условий вождения

Введение: видеорегистратор должен записывать не только приятный вид

Видеорегистратор может показаться простым устройством для создания изображений: наведите камеру на лобовое стекло, запишите дорогу и сохраните отснятый материал. На практике объектив должен выдерживать сложную комбинацию условий.

Сцена может перейти от яркого неба к темному туннелю за считанные секунды. Фары могут создавать сильные блики в ночное время. Ветровое стекло добавляет еще одну оптическую поверхность, и камера может подвергаться воздействию вибрации, тепла, холода и повторяющихся изменений освещенности. Между тем, объектив должен помещаться в компактный корпус и обеспечивать достаточный охват, чтобы запечатлеть важные события, не делая при этом важные детали слишком мелкими.

Поэтому для производителей видеорегистраторов выбор объектива является системным решением. Фокусное расстояние имеет значение, но это только одна часть спецификации. В этом руководстве объясняются параметры, на которые следует обратить внимание, прежде чем объектив будет одобрен для производства.

1. Начните с необходимого поля зрения

Поле зрения (FOV) определяет, какую часть сцены захватывает камера. Более широкий угол обзора может включать больше полос, придорожный контекст и события рядом с автомобилем. Но шире не означает автоматически лучше.

При использовании фиксированного датчика очень широкий объектив распределяет сцену по изображению таким образом, что удаленные объекты занимают меньше пикселей. Искажение также может стать более заметным по краям. Если проекту необходимо считывать знаки или фиксировать детали на расстоянии, команда должна оценить, сколько полезных деталей остается в соответствующей части изображения.

Подтвердите, относится ли спецификация к горизонтальному, вертикальному или диагональному углу обзора. Эти значения не являются взаимозаменяемыми. Они также зависят от размеров сенсора и модели оптической проекции. Таким образом, сравнение объективов, использующих только один заявленный угол обзора, может привести к ошибочному выводу.

Практический тест состоит в том, чтобы определить область, которая должна быть видна (например, полосы движения впереди и по бокам автомобиля), и проверить образец видеозаписи под фактическим углом установки. Целью является обеспечение полезного покрытия, а не просто максимальное число в таблице данных.

2. Совместите объектив с датчиком.

Объектив и сенсор следует оценивать как пару. Объектив должен обеспечивать круг изображения, охватывающий формат датчика, а его оптические характеристики должны соответствовать требованиям к размеру пикселей и разрешению датчика.

Более высокое количество мегапикселей не гарантирует, что вся камера запишет больше полезных деталей. Если объектив имеет недостаточную разрешающую способность, плохой контраст или слабые характеристики по краям, датчик может не уловить детали, ожидаемые командой разработчиков.

Проверьте хотя бы:

- Формат датчика и активные размеры

- Целевой размер пикселя и разрешение

- Круг изображения объектива

- Качество изображения по центру и краям

- Механическое крепление и доступное место для упаковки

- Будет ли окончательное изображение обрезано или подвергнуто цифровой коррекции

Эти детали должны быть согласованы до того, как станет сложно изменить конструкцию оснастки или корпуса.

3. Понимание искажений и удобства использования изображений

В видеорегистраторах обычно используется широкоугольная оптика, поэтому некоторые искажения могут быть приемлемым компромиссом для покрытия. Важный вопрос заключается в том, мешает ли искажение использованию по назначению.

Для общей записи допускается искривление горизонта. Для систем, которые анализируют положение полосы движения, оценивают расстояние или поддерживают функции помощи водителю, геометрическое поведение может потребовать более тщательной оценки. Программное обеспечение может исправить некоторые искажения, но коррекция может обрезать изображение и выполнить повторную выборку пикселей.

Поэтому объектив следует оценивать с помощью реального конвейера обработки изображений. Просматривайте не только неподвижное изображение, но и видео с ожидаемой частотой кадров, настройками экспозиции и углом установки. Если краевые области важны, проверьте их явно, а не судите только по центру кадра.

4. Работа при слабом освещении — это больше, чем диафрагма

Большая апертура может доставить больше света на датчик, что может помочь при низкой освещенности. Но эффективность при слабом освещении также зависит от чувствительности сенсора, времени экспозиции, обработки изображения, фокусировки и наличия бликов или бликов.

Более длительная выдержка может сделать ночную сцену ярче, но может усилить размытость при движении транспортных средств или объектов. Агрессивное шумоподавление может сгладить мелкие детали. Поэтому большая апертура полезна только тогда, когда остальная часть системы формирования изображений может воспользоваться дополнительным светом.

Для тестирования при разработке снимайте сцены с разными уровнями освещенности: дневной свет, сумерки, уличное освещение, плохо освещенные дороги и переходы между ярким и темным окружением. Просмотрите отснятый материал на предмет читаемых деталей, а не только общей яркости.

5. HDR и высококонтрастные сцены

Камера автомобиля часто видит в одном кадре сцену с ярким небом, темным дорожным покрытием, затененными участками и светоотражающими знаками. Обработка расширенного динамического диапазона (HDR) может помочь сохранить информацию, несмотря на эти различия, но объектив по-прежнему играет свою роль.

Внутренние отражения, блики, призрачные изображения и рассеянный свет могут снизить контраст вокруг сильных источников света. Объектив, который хорошо выглядит при равномерном освещении в помещении, может вести себя по-другому, когда камера смотрит на низкое солнце или на встречные фары.

Объектив, покровное стекло, сенсор и настройки обработки изображения следует оценивать вместе. Попросите условия тестирования, включающие яркие источники и высококонтрастные сцены. Если камера установлена ​​за лобовым стеклом, проверяйте ее через предназначенное стекло и под фактическим углом, поскольку между оптическими поверхностями могут появиться дополнительные отражения.

6. Лобовое стекло является частью оптической системы.

Лобовое стекло – это не просто невидимое окно. Его кривизна, покрытие, оттенок, отражения и угол могут влиять на изображение. Камера, расположенная слишком близко к стеклу, также может фиксировать отражения от приборной панели или салона.

По этой причине окончательная установка должна быть частью плана проверки. Проверьте положение камеры, расстояние между объективом и стеклом, угол и наличие защитной крышки. Тестируйте при дневном и ночном освещении и проверяйте изображение на наличие двойных отражений, бликов или неожиданных изменений цвета.

Если продукт предназначен для нескольких моделей автомобилей, не думайте, что одна установка будет соответствовать каждой геометрии лобового стекла. Требования к механической и оптической интеграции должны быть задокументированы.

7. Температура, вибрация и стабильность фокуса.

Автомобильная электроника может испытывать значительные изменения температуры. В зависимости от оптической и механической конструкции температура может влиять на фокусировку, выравнивание и взаимное расположение компонентов. Вибрация также может выявить недостатки при монтаже или сборке.

Соответствующая проверка зависит от категории продукта и предполагаемой среды его применения. Прежде чем завершить проектирование, определите диапазон рабочих температур, условия хранения, требования к вибрации и любой соответствующий план автомобильной квалификации. Не рассматривайте линзы общего назначения как одобренные для использования в автомобилях, если не имеются необходимые доказательства.

Стабильность фокуса следует оценивать в ожидаемых условиях, а не только сразу после сборки. Компактный объектив должен оставаться пригодным для предполагаемых условий работы на протяжении всего срока службы изделия.

8. Контрольный список покупателя перед запросом ценового предложения

Чтобы помочь поставщику линз оценить проект, подготовьте следующую информацию:

1. Модель датчика, формат, разрешение и размер пикселя.

2. Требуемый горизонтальный и диагональный угол обзора.

3. Целевое рабочее расстояние и угол установки камеры.

4. Доступные диаметр, длина и монтажный интерфейс объектива.

5.День/ночь и требования HDR

6. Ожидаемая температура и вибрация.

7. Детали лобового стекла или защитного окна.

8. Критерии качества изображения, включая качество изображения и искажения.

9. Прогнозируемый объем, количество образцов и график проверки.

Четкая спецификация сокращает необходимость обмена информацией и облегчает сравнение предлагаемых решений на одной основе.

Работаем с оптикой Боши.

Боши Оптикапредоставляет оптические линзы и индивидуальную оптическую поддержку для различных рынков обработки изображений, включая автомобильную электронику. Для проектов с определенными ограничениями пакета или требованиями, специфичными для приложения, изучитеоптические продукты по индивидуальному заказуи обсудите датчик, поле зрения, окружающую среду и механическую оболочку с технической командой.

Хороший запрос цен должен содержать описание системы камеры, а не просто запросить объектив с определенным фокусным расстоянием. Фокусное расстояние — это отправная точка; Датчик, поле зрения, упаковка, целевые показатели качества изображения и условия проверки определяют, подходит ли объектив.

Вывод: выбирайте видео, которому нужно доверять

Объектив видеорегистратора должен обеспечивать баланс охвата, детализации, поведения при слабом освещении, искажений, бликов и устойчивости к окружающей среде. Ни одна спецификация не может описать этот баланс сама по себе.

Определите, что должна снимать камера, протестируйте ее через предполагаемое лобовое стекло и корпус и оцените всю цепочку формирования изображений в реальных условиях вождения. Такой подход дает инженерам более надежную основу для выбора объектива и помогает покупателям избежать выбора объектива, который хорошо выглядит на бумаге, но плохо работает в дороге.