SPEOS是ANSYS公司功能強大的光學仿真軟件，用于光學設計、環(huán)境與視覺模擬、成像仿真等，強大的解決方案提供了可視化光學系統(tǒng)和直觀的人機交互平臺，其仿真技術已廣泛用于汽車、電子電器、精密儀器、照明設備等領域。SPEOS軟件內嵌ISO和CIE國際標準，可整合結構進行光機系統(tǒng)的設計，依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行場景仿真，能夠在產品設計階段對方案的可行性進行驗證，在設計前期發(fā)現(xiàn)、反饋和處理問題，使光學設計以快捷、易同步、易優(yōu)化的形式實現(xiàn)理想的產品解決方案。

產品介紹

SPEOS的典型應用包括汽車內部視覺環(huán)境人機工效模擬分析、汽車內外飾燈具設計及模擬分析、車載成像系統(tǒng)虛擬驗證、HUD設計及仿真分析等。

汽車內部視覺環(huán)境人機工效模擬分析

汽車運行的時間、地域、天氣狀況都較為復雜，因此汽車內部廣泛存在各種光學干擾，比如陽光照射在顯示屏或者飾條飾件上產生的反射眩光、陽光照射在儀表盤產生的大面積的泛白、日間或者夜間的成像反射、夜間顯示屏在主要視野區(qū)域形成的倒影等。通過SPEOS軟件，可以在設計之初對可能存在的隱患進行光學模擬，并給出人眼視覺模擬結果，在產品研發(fā)早期找出可能存在的隱患并進行有效更正。

圖1 整車人機工效人眼視覺模擬結果

汽車內外飾燈具設計及模擬分析

SPEOS可以覆蓋汽車內外飾燈具從設計到仿真模擬的全過程。在設計方面，SPEOS擁有強大的光學器件設計功能，能夠進行汽車內外飾燈具光學結構的快速參數(shù)化設計及修改，SPEOS支持的設計類型可以涵蓋車燈設計領域的各種基礎光學器件。

圖2 SPEOS支持的光學設計類型

基于三維結構模型和材料真實物理屬性，SPEOS可以定性/定量地進行燈具的配光分析、法律法規(guī)驗證、照度模擬分析、路面照度分析、點亮/不點亮效果模擬、設計和諧性驗證等。

圖3 外部燈具仿真模擬結果

圖4 氛圍燈人眼視覺模擬和諧性驗證

車載成像系統(tǒng)虛擬驗證

SPEOS可以通過數(shù)字化建模為攝像頭、激光雷達傳感器等提供測試環(huán)境，快速直觀地將駕駛環(huán)境中攝像頭、激光雷達的成像結果模擬出來。結合CAD平臺，可以根據攝像頭和激光雷達的三維造型、物理屬性、約束條件，仿真?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)采集的數(shù)據，用于驗證攝像頭和激光雷達結構對成像的影響，探測器晶片對成像質量的影響，如CCD的光譜敏感性、動態(tài)范圍、白平衡、像素大小與分布等對攝像頭成像產生的影響，可以在早期設計階段方便地評估不同設計方案在感知性能方面的區(qū)別。

圖5 SPEOS成像仿真流程及仿真結果

HUD設計及仿真分析

SPEOS中的HUD光學設計功能可以進行HUD光路設計，根據用戶定義的標準和輸入，優(yōu)化反射鏡和組合器的光學形狀，以提供更佳的成像質量。整個設計過程和CAD平臺無縫結合，不需要在設計過程中導入導出數(shù)據。

SPEOS中的HUD仿真功能可以仿真DLP經過光路投射到前擋風玻璃的成像效果，根據HUD和擋風玻璃光學屬性、構型、相對位置等考慮人眼視覺，分析重影等問題，驗證并優(yōu)化光路中膜片對重影的改善效果。

圖6 HUD仿真分析結果

應用&案例

SPEOS的典型用戶包括上汽、廣汽、北汽、PATAC、吉利、一汽、東風等OEM的整車集成部門/總布置部門/電子電器部門，以及華域、馬瑞利、Valeo等汽車電子電器/車燈供應商。

經緯恒潤通過與IBM、Dassault、ANSYS等知名工業(yè)軟件廠商合作，為用戶提供汽車電子領域數(shù)十種研發(fā)工具，并通過在研發(fā)流程、建模仿真、測試驗證、平臺建設等領域的定制開發(fā)和技術服務，助力用戶實現(xiàn)研發(fā)的流程化、數(shù)字化、智能化和平臺化，提升產品研發(fā)效率和市場競爭力。

原文標題：SPEOS—光學產品設計及仿真工具

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審核編輯：湯梓紅