วิธีเลือกเลนส์กล้องติดรถยนต์สำหรับสภาพการขับขี่ในโลกแห่งความเป็นจริง
บทนำ: กล้อง Dash ต้องบันทึกมากกว่ามุมมองที่น่าพึงพอใจ
กล้องติดรถยนต์อาจดูเหมือนเป็นผลิตภัณฑ์สร้างภาพที่ไม่ซับซ้อน เช่น เล็งกล้องผ่านกระจกหน้ารถ บันทึกถนน และบันทึกภาพ ในทางปฏิบัติ เลนส์จะต้องรับมือกับสภาวะที่ยากลำบากต่างๆ ร่วมกัน
ฉากสามารถเคลื่อนจากท้องฟ้าที่สดใสไปยังอุโมงค์ที่มืดมิดได้ภายในไม่กี่วินาที ไฟหน้าสามารถสร้างไฮไลท์ที่โดดเด่นในตอนกลางคืนได้ กระจกบังลมเพิ่มพื้นผิวการมองเห็นอีกแบบหนึ่ง และกล้องอาจเผชิญกับการสั่นสะเทือน ความร้อน ความเย็น และการเปลี่ยนแปลงของแสงซ้ำๆ ในขณะเดียวกัน เลนส์จะต้องใส่ได้พอดีในตัวเครื่องขนาดกะทัดรัด และให้การครอบคลุมที่เพียงพอเพื่อจับภาพเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องโดยไม่ทำให้รายละเอียดสำคัญเล็กเกินไป
สำหรับผู้ผลิตที่พัฒนากล้องติดรถยนต์ การเลือกเลนส์จึงเป็นการตัดสินใจของระบบ ทางยาวโฟกัสมีความสำคัญ แต่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของข้อกำหนดเท่านั้น คู่มือนี้จะอธิบายพารามิเตอร์ที่สมควรได้รับความสนใจก่อนที่เลนส์จะได้รับการอนุมัติสำหรับการผลิต
1. เริ่มต้นด้วยขอบเขตการมองเห็นที่ต้องการ
ขอบเขตการมองเห็น (FOV) เป็นตัวกำหนดจำนวนฉากที่กล้องจับภาพ FOV ที่กว้างขึ้นอาจรวมถึงเลน บริบทริมถนน และเหตุการณ์ใกล้ตัวรถมากขึ้น แต่ความกว้างก็ไม่ได้ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ
เมื่อใช้เซนเซอร์แบบตายตัว เลนส์ที่กว้างมากจะกระจายฉากไปทั่วภาพในลักษณะที่ทำให้วัตถุที่อยู่ห่างไกลกินพื้นที่พิกเซลน้อยลง การบิดเบี้ยวอาจสังเกตเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นบริเวณขอบ หากโปรเจ็กต์จำเป็นต้องอ่านป้ายหรือเก็บรายละเอียดจากระยะไกล ทีมงานควรประเมินว่าส่วนที่เกี่ยวข้องของภาพมีรายละเอียดที่ใช้งานได้มากน้อยเพียงใด
ยืนยันว่าข้อกำหนดอ้างอิงถึง FOV แนวนอน แนวตั้ง หรือแนวทแยง ค่าเหล่านี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้ นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับขนาดของเซ็นเซอร์และโมเดลการฉายภาพด้วยแสงด้วย การเปรียบเทียบเลนส์โดยใช้มุมที่โฆษณาเพียงมุมเดียวอาจนำไปสู่ข้อสรุปที่ทำให้เข้าใจผิดได้
การทดสอบภาคปฏิบัติคือการกำหนดพื้นที่ที่ต้องมองเห็นได้ เช่น เลนข้างหน้าและด้านข้างของรถ และตรวจสอบภาพตัวอย่างที่มุมการติดตั้งจริง เป้าหมายคือความครอบคลุมที่ใช้งานได้ ไม่ใช่แค่ตัวเลขที่ใหญ่ที่สุดในแผ่นข้อมูล
2. จับคู่เลนส์กับเซนเซอร์
ควรประเมินเลนส์และเซ็นเซอร์เป็นคู่ เลนส์จะต้องมีวงกลมภาพที่ครอบคลุมรูปแบบของเซ็นเซอร์ และประสิทธิภาพการมองเห็นของเลนส์ควรเหมาะสมกับข้อกำหนดขนาดพิกเซลและความละเอียดของเซ็นเซอร์
จำนวนเมกะพิกเซลที่สูงกว่าไม่ได้รับประกันว่ากล้องที่สมบูรณ์จะบันทึกรายละเอียดที่เป็นประโยชน์ได้มากขึ้น หากเลนส์มีกำลังการแยกรายละเอียดไม่เพียงพอ ความเปรียบต่างต่ำ หรือประสิทธิภาพของขอบที่อ่อนแอ เซ็นเซอร์อาจไม่จับรายละเอียดตามที่ทีมออกแบบคาดหวัง
ตรวจสอบอย่างน้อย:
- รูปแบบเซ็นเซอร์และขนาดที่ใช้งานอยู่
- เป้าหมายขนาดพิกเซลและความละเอียด
- วงกลมภาพเลนส์
- คุณภาพของภาพตรงกลางและขอบ
- การติดตั้งแบบกลไกและพื้นที่บรรจุภัณฑ์ที่มีอยู่
- ไม่ว่าภาพสุดท้ายจะถูกครอบตัดหรือแก้ไขแบบดิจิทัล
ควรจัดการรายละเอียดเหล่านี้ก่อนที่การออกแบบเครื่องมือหรือตัวเรือนจะเปลี่ยนแปลงได้ยาก
3. ทำความเข้าใจความบิดเบี้ยวและการใช้งานภาพ
กล้อง Dash มักใช้เลนส์มุมกว้าง ดังนั้นความบิดเบี้ยวบางอย่างอาจต้องแลกกับความครอบคลุมที่ยอมรับได้ คำถามสำคัญคือความบิดเบี้ยวรบกวนการใช้งานที่ต้องการหรือไม่
สำหรับการบันทึกทั่วไป อาจยอมรับเส้นขอบฟ้าโค้งได้ สำหรับระบบที่วิเคราะห์ตำแหน่งเลน การประมาณการระยะทาง หรือรองรับฟังก์ชันช่วยเหลือผู้ขับขี่ พฤติกรรมทางเรขาคณิตอาจต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบมากขึ้น ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขความผิดเพี้ยนบางอย่างได้ แต่การแก้ไขสามารถครอบตัดรูปภาพและสุ่มพิกเซลใหม่ได้
เลนส์จึงควรได้รับการประเมินตามไปป์ไลน์การประมวลผลภาพจริง ตรวจสอบไม่เพียงแต่ภาพนิ่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิดีโอด้วยอัตราเฟรมที่คาดหวัง การตั้งค่าการรับแสง และมุมในการติดตั้ง หากบริเวณขอบมีความสำคัญ ให้ตรวจสอบอย่างชัดเจน แทนที่จะตัดสินเฉพาะจุดศูนย์กลางของเฟรม
4. ประสิทธิภาพแสงน้อยมีค่ามากกว่ารูรับแสง
รูรับแสงที่ใหญ่ขึ้นสามารถส่งแสงไปยังเซ็นเซอร์ได้มากขึ้น ซึ่งอาจช่วยในการส่องสว่างน้อย แต่ประสิทธิภาพของแสงน้อยยังขึ้นอยู่กับความไวของเซ็นเซอร์ เวลาเปิดรับแสง การประมวลผลภาพ โฟกัส และการปรากฏของแสงสะท้อนหรือแสงแฟลร์
การเปิดรับแสงนานขึ้นจะทำให้ฉากกลางคืนสว่างขึ้น แต่อาจเพิ่มความเบลอจากการเคลื่อนไหวเมื่อยานพาหนะหรือวัตถุเคลื่อนที่ การลดจุดรบกวนที่รุนแรงช่วยให้รายละเอียดต่างๆ เรียบเนียนขึ้น ดังนั้นรูรับแสงขนาดใหญ่จึงมีประโยชน์เฉพาะเมื่อส่วนที่เหลือของระบบภาพสามารถใช้ประโยชน์จากแสงเพิ่มเติมได้
สำหรับการทดสอบการพัฒนา ให้จับภาพฉากที่มีระดับความสว่างต่างกัน: กลางวัน ค่ำ แสงไฟถนน ถนนที่มีแสงน้อย และการเปลี่ยนผ่านระหว่างสภาพแวดล้อมที่สว่างและมืด ตรวจสอบภาพเพื่อดูรายละเอียดที่อ่านได้ ไม่ใช่แค่ความสว่างโดยรวมเท่านั้น
5. HDR และฉากคอนทราสต์สูง
กล้องติดรถยนต์มักจะหันหน้าไปทางฉากที่มีท้องฟ้าสดใส พื้นถนนมืด พื้นที่แรเงา และมีป้ายสะท้อนแสงอยู่ในเฟรมเดียวกัน การประมวลผลช่วงไดนามิกสูง (HDR) อาจช่วยรักษาข้อมูลสำหรับความแตกต่างเหล่านี้ แต่เลนส์ยังคงมีบทบาทอยู่
การสะท้อนภายใน แสงแฟลร์ ภาพโกสต์ และแสงที่กระจัดกระจายสามารถลดคอนทราสต์รอบแหล่งกำเนิดแสงที่เข้มได้ เลนส์ที่ดูดีในสภาพแสงภายในอาคารที่สม่ำเสมออาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเมื่อกล้องเผชิญกับแสงแดดน้อยหรือไฟหน้าที่ส่องเข้ามา
เลนส์ ฝาครอบกระจก เซ็นเซอร์ และการตั้งค่าการประมวลผลภาพควรได้รับการประเมินร่วมกัน สอบถามเงื่อนไขการทดสอบที่มีแหล่งที่มาของจุดแข็งและฉากที่มีคอนทราสต์สูง หากติดตั้งกล้องไว้ด้านหลังกระจกหน้ารถ ให้ทดสอบผ่านกระจกที่ต้องการและในมุมจริง เนื่องจากอาจเกิดแสงสะท้อนเพิ่มเติมระหว่างพื้นผิวเลนส์ได้
6. กระจกบังลมเป็นส่วนหนึ่งของระบบออพติคัล
กระจกบังลมไม่ได้เป็นเพียงหน้าต่างที่มองไม่เห็นเท่านั้น ความโค้ง การเคลือบ สีอ่อน การสะท้อน และมุมของมันสามารถส่งผลต่อภาพได้ กล้องที่วางอยู่ใกล้กระจกมากเกินไปอาจจับภาพแสงสะท้อนจากแผงหน้าปัดหรือภายในรถได้เช่นกัน
ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งขั้นสุดท้ายจึงควรเป็นส่วนหนึ่งของแผนการตรวจสอบ ตรวจสอบตำแหน่งของกล้อง ระยะห่างระหว่างเลนส์กับกระจก มุม และฝาครอบป้องกันใดๆ ทดสอบในเวลากลางวันและกลางคืน และตรวจสอบภาพว่ามีแสงสะท้อนซ้อน แสงแฟลร์ หรือการเปลี่ยนสีที่ไม่คาดคิดหรือไม่
หากผลิตภัณฑ์มีไว้สำหรับรถยนต์หลายรุ่น อย่าถือว่าการติดตั้งเพียงครั้งเดียวจะแสดงถึงรูปทรงของกระจกบังลมทุกรูปแบบ ข้อกำหนดการรวมทางกลและทางแสงควรได้รับการจัดทำเป็นเอกสาร
7. อุณหภูมิ การสั่นสะเทือน และความเสถียรของโฟกัส
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์อาจเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สำคัญได้ อุณหภูมิอาจส่งผลต่อโฟกัส การจัดตำแหน่ง และตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนประกอบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบด้านแสงและกลไก การสั่นสะเทือนยังทำให้เกิดจุดอ่อนในการติดตั้งหรือการประกอบอีกด้วย
การตรวจสอบที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับประเภทผลิตภัณฑ์และสภาพแวดล้อมที่ต้องการ กำหนดช่วงอุณหภูมิการทำงาน สภาวะการจัดเก็บ ข้อกำหนดด้านการสั่นสะเทือน และแผนคุณสมบัติยานยนต์ที่เกี่ยวข้องก่อนที่จะสรุปการออกแบบ อย่าถือว่าเลนส์เอนกประสงค์มีคุณสมบัติสำหรับยานยนต์ เว้นแต่จะมีหลักฐานที่จำเป็น
ควรประเมินความเสถียรของโฟกัสในสภาวะที่คาดหวัง ไม่ใช่แค่ทันทีหลังการประกอบเท่านั้น เลนส์คอมแพคต้องคงสภาพการทำงานให้เหมาะสมกับสภาพการทำงานที่กำหนดไว้ตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์
8. รายการตรวจสอบของผู้ซื้อก่อนขอใบเสนอราคา
เพื่อช่วยซัพพลายเออร์เลนส์ประเมินโครงการ ให้เตรียมข้อมูลต่อไปนี้:
1.รุ่นเซนเซอร์ รูปแบบ ความละเอียด และขนาดพิกเซล
2.ต้องใช้ FOV แนวนอนและแนวทแยง
3. ระยะการทำงานเป้าหมายและมุมการติดตั้งกล้อง
4.เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ที่มีจำหน่าย ความยาว และส่วนต่อประสานการติดตั้ง
5. ข้อกำหนดกลางวัน/กลางคืนและ HDR
6.อุณหภูมิที่คาดหวังและสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือน
7. รายละเอียดกระจกหน้ารถหรือหน้าต่างป้องกัน
8.เกณฑ์คุณภาพของภาพ รวมถึงประสิทธิภาพของขอบและความบิดเบี้ยว
9.ปริมาณการคาดการณ์ ปริมาณตัวอย่าง และกำหนดการตรวจสอบ
ข้อมูลจำเพาะที่ชัดเจนช่วยลดการกลับไปกลับมา และทำให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบโซลูชันที่นำเสนอบนพื้นฐานเดียวกัน
ร่วมงานกับ โบชิ ออพติกส์
โบชิ ออพติกส์นำเสนอผลิตภัณฑ์เลนส์สายตาและการสนับสนุนด้านแสงที่ปรับแต่งได้สำหรับตลาดการถ่ายภาพหลายแห่ง รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ สำหรับโปรเจ็กต์ที่มีข้อจำกัดด้านแพ็กเกจที่กำหนดไว้หรือข้อกำหนดเฉพาะแอปพลิเคชัน ให้สำรวจที่ผลิตภัณฑ์ออพติคอลที่กำหนดเองหน้าและหารือเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ ขอบเขตการมองเห็น สภาพแวดล้อม และกรอบกลไกกับทีมงานด้านเทคนิค
การขอใบเสนอราคาที่ดีควรอธิบายถึงระบบกล้อง ไม่ใช่เพียงขอเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสเฉพาะเท่านั้น ทางยาวโฟกัสเป็นจุดเริ่มต้น เซ็นเซอร์ ขอบเขตการมองเห็น บรรจุภัณฑ์ เป้าหมายคุณภาพของภาพ และเงื่อนไขการตรวจสอบจะกำหนดว่าเลนส์นั้นเหมาะสมหรือไม่
สรุป: เลือกวิดีโอที่คุณต้องการเชื่อถือได้
เลนส์กล้องติดรถยนต์ต้องสร้างสมดุลระหว่างการครอบคลุม รายละเอียด พฤติกรรมในสภาพแสงน้อย การบิดเบี้ยว แสงแฟลร์ และความเสถียรของสภาพแวดล้อม ไม่มีข้อกำหนดเฉพาะใดที่สามารถอธิบายความสมดุลดังกล่าวได้ด้วยตัวเอง
กำหนดสิ่งที่กล้องจำเป็นต้องจับภาพ ทดสอบผ่านกระจกบังลมและกรอบที่ต้องการ และประเมินห่วงโซ่การถ่ายภาพที่สมบูรณ์ในสภาพการขับขี่จริง วิธีการดังกล่าวทำให้วิศวกรมีพื้นฐานที่เชื่อถือได้มากขึ้นในการเลือกเลนส์ และช่วยให้ผู้ซื้อหลีกเลี่ยงการเลือกเลนส์ที่ดูดีบนกระดาษแต่ประสบปัญหาบนท้องถนน
