座舱内图像质量测试：DMS/OMS的关键指标与NIR评估

汽车座舱内监控系统（DMS/OMS）通过摄像头和传感器监测车内环境及驾驶员状态，并与外部系统协同，根据驾驶条件提醒或调整驾驶员操作，例如检测到疲劳时降低车速。欧盟《通用安全法规》（GSR）已要求2024年起所有新车配备DMS，座舱内摄像头因此成为安全关键部件。

监控范围

• 驾驶员面部表情：判断分心或危险情绪状态
• 眼睛睁开程度：检测疲劳
• 视线方向：如是否低头看手机
• 手部位置：是否握住方向盘
• 乘客存在与安全带使用情况
• 儿童及儿童座椅检测
• 乘员体型与姿态：用于优化安全气囊展开

这些系统通过机器视觉算法实时评估并做出调整；在自动驾驶场景下，还可支持视频会议、自拍等面向乘员的功能。RGB与红外相机组合可保证不同场景下的功能。此外，座舱摄像头还可支持个性化指令和驾驶体验控制，提升用户体验。

图像质量测试指标

座舱内系统开发阶段需测试以下图像质量因素：

• 分辨率（SFR）：通过空间频率响应（SFR）评估相机再现细节的能力，决定每只眼睛所需的像素数，确保低光下也能识别眼部运动。相关标准：ISO 12233。
• 畸变：镜头几何导致直线扭曲，使同一物体在画面角落比中心更小，影响算法对角落目标的像素数量要求。相关标准：ISO 17850；也可使用GEOCAL设备产生来自无穷远的光点网格进行几何校准。
• 动态范围（OECF）：通过光电转换函数（OECF）评估相机从饱和到信噪比均衡的对比度范围，保证低光或近无光环境下仍能分析面部表情。相关标准：ISO 14524。
• 噪声（SNR）：用信噪比评估图像噪声水平，需在低光环境中保持均衡，既降低噪声又不损失信号清晰度。相关标准：ISO 15739。
• 色彩准确度：主要针对RGB相机的人眼视觉应用，需基于特定色彩空间（如sRGB）校准白平衡。机器视觉多用NIR，不涉及彩色。
• 时间准确性：测试帧率、快门速度、自动对焦等参数，确保相机能应对驾驶员和乘员移动带来的运动模糊，尤其是头部运动。

NIR系统测试

座舱内监控多采用近红外（NIR）传感器配合主动照明（如LED或VCSEL），避免可见光干扰乘员。多数系统使用850nm或940nm波长的内部照明。测试时需使用可覆盖至940nm的光谱照明与测量设备。

• LE7 VIS-IR均匀光箱：基于iQ-LED技术，光谱覆盖380–1050nm，适用于可见光和红外测试。可配合TE269灰度目标进行动态范围和噪声测量，或TE292 camSPECS板进行色彩校准与光谱灵敏度测量。
• iQ-Flatlights VIS-IR：均匀光源，适用于分辨率、真人模拟（如假人头）等反射式测试目标。该版本为定制方案。
• LED-Panel IR：用于测试自动对焦、帧率、拍摄时滞、曝光时间、卷帘快门等时间参数。可选峰值850nm（视角80°）或940nm（视角90°）。

测试配置

座舱内图像质量测试可在实车或暗室中进行：

• 实车测试：在车内正确位置安装2–5个测试目标，并考虑低光/亮光环境下的照明布置。
• 暗室测试：在暗室中使用LE7、iQ-Flatlights等照明设备和测试目标，目标的高度与距离需与真实车辆中的乘员位置一致。

此外，iQ-Lab实验室提供camPAS（Camera Performance for Automotive Systems）测试服务，可作为第三方独立测试支持开发决策。