Ansys Speos｜停车辅助摄像头仿真

最新推荐文章于 2024-12-25 14:18:21 发布
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文章标签： Ansys Speos 光学
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简介

摄像头传感器广泛应用于汽车行业的各种用途，从道路和环境分析自动驾驶汽车应用，到驾驶员监控系统，停车辅助摄像头和电子后视镜监控系统等驾驶辅助应用，对于设计人员来说，利用能见度和总视野等指标来评估不同车辆条件下摄像头的性能是最重要的。在本文中，展示了辅助停车摄像头的简单集成仿真工作流。使用仿真的方式，设计人员可以很容易地检查停车辅助摄像头是否符合监管标准，如FMVSS 111。本文将使用Ansys Zemax OpticStudio来设计和导出摄像头光学系统，然后使用Ansys Speos来定位摄像头并检查FMVSS 111等停车规则标准，最后将使用Speos传感器SSS来生成最终的传感器图像。

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镜头系统设计导出

使用OpticStudio对摄像头的光学系统进行设计，镜头设计是一个广角光学系统，广角视野是停车辅助场景所必需的，整个视野是200度。

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在OpticStudio中，使用“Export Reduced Order Model to Speos ”工具将当前系统的降阶模型(ROM)写入一个*.OPTDistortion的文件，Speos可读的该格

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创建一个Python脚本：编写一个脚本来定义新的光源类型。# 示例：自定义一个新的光源类型# 连接到SPEOS# 定义新的光源类型# 打开仿真项目# 创建一个新的光源对象# 将新的光源对象添加到仿真项目中# 保存仿真项目编写插件：将上述脚本封装成一个SPEOS插件。创建插件项目：在您的开发环境中创建一个新的Python项目。编写插件代码：在项目中编写插件代码，调用上述脚本。打包插件：将插件代码打包成一个可以安装的插件文件。安装插件：在SPEOS中安装插件，确保插件可以正常运行。
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SPEOS提供了多种建模工具，可以用于创建和编辑复杂的光学系统。这些工具包括几何建模、参数化建模和导入外部模型等。几何建模工具允许用户直接在软件中创建光学元件的几何形状，参数化建模工具则可以用于创建可参数化调整的模型，而导入外部模型工具则允许用户将其他CAD软件中的模型导入到SPEOS中进行仿真。SPEOS中预定义了多种光学材料，如玻璃、塑料、金属等。用户可以根据需要选择合适的材料。用户还可以自定义材料的光学属性，如折射率、反射率和吸收率等。
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第一种方式，通过VLA的界面，选取任一个或者多个光源，调节红色区域的参数timeline event，通过设置start和end时间（秒S）来设置当前时间内光源的功率比为1（初始设置的source能量值），点击apply，表示在0-1时间内功率比为1，同时可以设置1-2时间内功率比为2，点击apply，依次可得到任意光源在任何时间内的功率比。有两种方式设置光源功率比和时间线的变化，一种方式是通过VLA的界面，设置timeline 和 ratio，另外一种方式是通过excel编辑光源功率随时间的变化。
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主要有，粗略的审查结果（例如，在设计迭代期间）、快速的审查结果（例如，在半主要的里程碑之后）和详细的审查结果（例如，在设计验证阶段）提供指导。这样，整体亮度可以手动设置，因为缩小的视野只包含真实眼睛所能看到的整体亮度的一小部分。请记住，光线是根据光源通量的比率分布的，因此，如果仿真包含所有光源的单一模拟，则通量较小的光源接收到的光线比其他光源（例如，tail）少。所以，Sampling是Speos仿真中要注意的主要参数，更高的采样意味着更平滑，更漂亮的结果，但确实需要更长的模拟时间。
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灯箱和physics camera sensor物理相机传感器的参考轴系统的原点需要在第一个镜头面前面放置一个小偏移（在-z方向）。为了避免任何切线问题，建议偏移量为几何距离公差（GDT）的10倍。必须定义灯箱的轴系，使透镜系统的光轴遵循Z轴。传感器的参数定义，使用与灯箱相同的轴系。从Speos输出文件夹中选择导出灯箱“Camera Light Box Export”，选择预定义的辐照度传感器。
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当出现错误提示“没有足够的ANSYS OPTIS HPC许可，Licensing Error Not enough Speos HPC licenses”时，需要设置更少的线程。在Light simulation选项中，选择general此功能。在navigation浏览Theme主题位置，选择鼠标导航主题，可以根据使用习惯选择CATIA，CREO等操作方法。测试版功能是仍在开发中的功能，每个Speos版本可能有所不同。打开Speos软件后，在file文件下，选择Speos option选项。
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在使用 rayfile 源进行模拟时，Speos 引擎将根据 rayfile 文件内定义的光线信息列表逐个创建光线，因此，在仿真过程中不要产生更少或更多的光线，这一点很重要。示例项目中还提供了5个预生成的光线文件：第一个光线文件包含中心光线，其他4个光线文件包含围绕中心光线的光线，半径为12mm。lpf 文件记录光线通过挡风玻璃的传播信息：光线文件中的每条光线向前传播，与挡风玻璃相互作用，折射两次，并存在于挡风玻璃中。请注意，如果此项目中使用的挡风玻璃形状由分离的曲面定义，即此几何图形中没有挡风玻璃体积。
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请生成一个学习ANSYS SPEOS光学设计的程序。
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<think>好的，用户想寻找关于如何使用ANSYS SPEOS进行光学设计的学习资源或教程。首先，我需要整理现有的引用资料，看看有没有直接相关的信息。 根据引用[1]，提到了如何从Zemax导入镜头系统到Speos，还有光机械部件的导入和设计方法。这可能涉及到光学系统的建模步骤，可以作为一个学习点。引用[2]提到使用3DTexture进行参数定义和仿真，特别是透明材料在尾灯设计中的应用，这说明Speos有特定的建模工具用于光学设计。引用[3]讨论了光导设计和与人眼视觉的结合，还有后续与optiSLang的优化联合，这可能涉及到设计优化的工作流程。引用[4]详细描述了停车辅助摄像头的仿真流程，包括降阶模型（ROM）的使用，这能帮助用户快速仿真并保护IP，这部分可能对学习仿真流程有帮助。 接下来，用户可能需要具体的教程或资源。现有的引用中没有直接提到教程链接，但可以建议官方文档、培训课程和社区论坛。比如Ansys官网的学习资源，Speos的官方文档，以及Ansys的学习论坛都是常见的学习途径。此外，引用中提到的案例，如尾灯设计、光导优化、摄像头仿真，可以作为实际案例供用户参考，可能需要用户查阅相关应用笔记或案例库。 用户可能还不太清楚如何开始，比如如何导入模型、设置参数、运行仿真等步骤。因此，分步骤的建议会很有用，比如从光学元件导入开始，然后进行参数化建模，接着进行人眼视觉分析，最后进行联合优化。这些步骤在引用中都有涉及，可以逐一说明。 另外，需要注意用户可能需要程序或代码示例，但Speos通常是基于GUI操作的，可能没有太多代码，但可以提及脚本或自动化工具，比如使用ACT扩展或Python脚本进行参数扫描，引用中没有提到，但根据一般经验，Ansys产品通常支持脚本扩展。 最后，生成相关问题时要覆盖学习资源、关键模块、工作流程、案例应用等，确保用户能全面了解学习路径。</think>### ANSYS SPEOS 光学设计学习资源与教程指引 #### 一、官方学习资源 1. **Ansys官方培训课程** Ansys提供针对Speos的官方培训，涵盖光学系统建模、光导设计、传感器仿真等内容。课程包含从基础到进阶的模块化教学，例如： - 光机系统建模：引用[1]提到的光机械部件导入与本地设计方法，可通过培训学习具体操作。 - 3DTexture参数化建模：如引用[2]所述，学习如何通过参数定义生成仿真文件并验证设计。 2. **Speos官方文档与案例库** - 访问Ansys客户门户（Customer Portal），搜索“Speos”获取用户手册、理论指南及案例文件。 - 重点学习光导设计与人眼视觉仿真（引用[3]）及摄像头仿真（引用[4]）相关案例。 3. **Ansys Learning Hub** 平台提供免费和付费课程，例如： - **《Speos光学传感器仿真》**：结合引用[4]中的ROM（降阶模型）技术，学习如何快速生成光学传感器仿真结果。 - **《Speos与OptiSLang联合优化》**：引用[3]提到的光导优化流程，适合进阶学习。 --- #### 二、关键模块学习建议 1. **光学系统导入与建模** - **从Zemax到Speos**：通过ODX文件导入镜头系统（引用[1]），学习如何保留光学属性并优化光路。 - **本地建模**：利用Speos直接建模功能设计光机械部件，如反射器、导光条等。 2. **参数化设计与3DTexture应用** - 如引用[2]所述，通过定义材料属性（如透明介质）、表面纹理参数，生成满足车灯设计需求的光学模型。 - 示例代码片段（基于Speos API）： ```python # 定义3DTexture参数 texture_params = { "pattern_type": "hexagonal", "depth": 0.2, # 单位：mm "spacing": 1.5 } apply_3d_texture(material="PMMA", params=texture_params) ``` 3. **光学仿真与人眼视觉分析** - 使用Speos的Human Eye Vision模块（引用[3]），模拟人眼对光导照明效果的感知，优化均匀性与亮度。 4. **联合仿真与优化** - 结合OptiSLang进行多参数优化（引用[3]），例如通过脚本自动化调整光导尺寸、曲率等参数。 --- #### 三、实践工作流程示例 1. **摄像头光学仿真（引用[4]）** - **步骤1**：在Zemax中导出降阶模型（*.OPTDistortion文件）。 - **步骤2**：在Speos中加载ROM文件，定义Camera Sensor属性（如像素尺寸、噪声模型）。 - **步骤3**：运行光线追迹并分析光能量分布，评估畸变、色差等像差影响。 2. **车尾灯光导设计** - **步骤1**：参数化定义光导几何形状（引用[3]）。 - **步骤2**：设置光源属性（如LED阵列排布）。 - **步骤3**：通过Human Eye Vision验证照明均匀性，导出仿真报告。 --- #### 四、社区与扩展资源 1. **Ansys学习论坛** - 访问Ansys Learning Forum，搜索“Speos”获取用户分享的脚本、问题解决方案。 2. **GitHub开源项目** - 部分用户公开Speos自动化脚本（如批量仿真参数设置），可参考代码结构。 3. **技术白皮书** - 下载Ansys官方白皮书，例如《基于Speos的自动驾驶光学系统设计》，深入理解复杂场景应用。 ---
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