ANSYS SPEOS

Решение ANSYS SPEOS предназначено для исследований эффективности оптических систем, моделирования освещения и освещенности.  SPEOS позволяет сэкономить время и затраты на создание прототипов системы, повысив при этом качество разрабатываемой системы.

Быстрое проектирование и оптимизация оптических систем в SPEOS обеспечивается тем, что данное решение объединяет возможности моделирования качества освещения с обширными специализированными библиотеками и возможностями оптимизации. Работа SPEOS основана на законах геометрической оптики. В ходе проектирования изделия SPEOS предоставляет возможности изучения и анализа взаимодействия фотонов с геометрией изделия.

SPEOS поддерживает использование высокопроизводительных вычислений HPC, что позволяет ускорить получение результатов симуляции без потери точности результатов расчетов. Высокопроизводительные вычисления HPC - это решения, которые позволяют уложиться в сроки проекта, сохранив точность вычислений.

Многофункциональный и при этом интуитивно понятный интерфейс пользователя SPEOS помогает повысить производительность при вычислении предварительных картин освещенности методом GPU симуляции в мультифизической экосистеме ANSYS.

Возможности программы ANSYS SPEOS

Моделирование систем освещения

  • ANSYS SPEOSМоделирование и оптимизации светового потока в разрабатываемой системе с использованием простого и интуитивно понятного инструмента.
  • Прогнозирование «паразитного» света, ярких центральных пятен - хотспотов (hotspots) и равномерности освещения.
  • Повышение эффективности системы, за счет предварительной оценки освещенности и интенсивности света в его видимом диапазоне.

Анализ систем освещения

  • ANSYS SPEOSРасчет спектральной яркости в диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного с целью оценки эффективности системы освещения, ее комплектующих и используемых материалов.
  • Обоснование выбора материалов и источников света на базе колориметрических и фотометрических измерений и исследований, гарантирующих выполнение проектных требований.
  • Проверка соответствия системы отраслевым стандартам.

Визуализация систем освещения

  • ANSYS SPEOSСимуляция зрительного восприятия на основе физиологической модели человеческого зрения и прогнозирование визуальных аспектов: видимости, четкости, помех, бликов и отражений.
  • Повышение качества восприятия путем оптимизации цветовой гаммы, контраста, согласованности, однородности и интенсивности света.
  • Учет внешних условий освещения, включая поддержку дневного и ночного видения.
  • Возможность статичной и динамичной визуализации системы с любой точки зрения как на экране, так и в виртуальной реальности (гарнитуры VR, комнаты виртуальной реальности CAVE, VR-CAVE).
  • Оценка влияния двулучевой функции отражательной способности (BRDF) используемых материалов на конечный вид изделия.

Оптимизация оптического дизайна

  • ANSYS SPEOSОптимизация характеристик освещения оптической системы
  • Определение оптимальных механических и оптических параметров проекта системы.
  • Двухсторонняя интеграция между процессами разработки оптической системы и CAD-проектированием. Поддержка создания моделей оптических компонент любого типа, включая лампы систем освещения, выключатели с подсветкой, дисплеи, и их последующее использование в системах САПР (CAD).

Проектирование оптических элементов

  • ANSYS SPEOSГеометрическое моделирование оптических элементов с целью выбора лучшего из различных вариантов проекта.
  • Автоматическая генерация геометрии призм для проектирования световодов и геометрии «подушек» для создания отражающих и преломляющих оптических элементов системы.
  • Проектирование оптимальной геометрии отражателя с учетом возможных погрешностей производства.
  • Проектирование поверхностей, выполняющих коллимирование световых лучей.

Анализ и проектирование head-up дисплеев (HUD)

  • ANSYS SPEOSОценка технической возможности реализации head-up дисплея в зависимости от параметров ветрового стекла, геометрических характеристик проектора, системы зеркал и системы в сборе
  • Быстрое и легкое проектирование head-up дисплеев для автомобилей и авиационной техники:
    • Оптимизация расположения и формы дисплея.
    • Генерация осей вращения.
    • Расчет углов для людей с различными антропометрическими данными (рост, вес и т.п.).
    • Автоматическое отображение необходимого оптического объема.
  • Проверка соответствия head-up дисплея по выбранным критериям, среди которых могут быть как оптические, так и визуальные характеристики.
  • Поддержка полной симуляции восприятия человеком в среде применения (стекло, стойки, панель приборов и т.п.).

Исследование оптических датчиков

  • ANSYS SPEOSМоделирование и оценка необработанных сигналов с камер, лидаров и ультразвуковых датчиков.
  • Встроенная среда для оценки влияния месторасположения датчиков на автомобиле на общую эффективность системы и выполнимость положений технического задания на ранних стадиях проектирования.
  • Возможности выполнения полного анализа восприятия оптической системы при различных конфигурациях датчиков в различных сценариях без необходимости ручных операций.
  • Обоснованный выбор поставщиков датчиков с необходимой производительностью.

Моделирование отклонений при производстве

  • ANSYS SPEOSОценка влияния отклонений при производстве (изменение положения, деформация и т.п.) на внешний вид, производительность и функциональность системы.
  • Снижение чувствительности к отклонениям за счет оптимизации характеристик и вариантов сборки системы.
  • Проверка соответствия системы с максимальными производственными отклонениями спецификациям, нормативным требованиям и отраслевым стандартам.
  • Проверка отражений, читаемости и разборчивости информации, предоставляемой системой, собранной с максимальными производственными отклонениями (оценка наихудшего случая производства и сборки системы).
  • Оценка внешнего вида и рабочих характеристик LED и световодов с учетом сборки и отклонений производства компонентов.

Расширение для работы с дальней областью инфракрасного спектра

ANSYS SPEOSУникальные возможности для проектирования и анализа систем зрения, а также систем обнаружения, используемых в оборонной промышленности, например, в наземных комплексах, беспилотных летательных аппаратах и спутниках:

  • Моделирование и оптимизация систем видимого, ближнего и дальнего (длина волны более 2000 нм) инфракрасного спектра для активного и пассивного обнаружения.
  • Автоматический расчёт и оценка эффективности оптической системы с использованием специальных инструментов измерения освещенности, яркости и интенсивности.
  • Визуализация поля зрения с помощью пиксельных сеток, спроецированных на 3D среду окружения для определения возможностей обнаружения и моделирования съемки камеры. Данные возможности позволяют разработчикам оптических систем и разработчикам программного обеспечения совместно работать с цифровыми прототипами на ранних стадиях проекта.
  • Оценка производительности и надежности систем зрения и обнаружения в различных сценариях с целью снижения потребностей в натурных испытаниях.

Дорожная библиотека для моделирования датчиков

ANSYS SPEOSБиблиотека предназначена для повышения точности имитационного моделирования систем автономного вождения. Материалы библиотеки включают в себя: асфальтовое покрытие, дорожную разметку и знаки, государственные регистрационные знаки, защитные жилеты, автомобильные краски, растительность и металлы.

Элементы библиотеки отсортированы по диапазонам (видимый и инфракрасный), которые могут распознаваться датчиками любого типа (камера, лидар, человеческий глаз).

Расширенная оптическая библиотека

ANSYS SPEOSРасширенная библиотека представляет собой онлайн-ресурс, подобно выставочному залу с тысячами светильников, датчиков, материалов и инструментов. С одной стороны, библиотека используется профессионалами для поиска новых креативных идей и вдохновения. С другой стороны, библиотека обеспечивает инженеров-проектировщиков качественными исходными данными для выполнения моделирования, основанного на физических принципах.

Оптическая библиотека содержит более 4000 современных элементов:

  • Материалы: выбор и использование определенных материалов для создания любой поверхности, текстуры и цвета.
  • Источники света: повышение характеристик освещения, создание привлекательных осветительных приборов с помощью готовых к использованию светодиодов, люминесцентных ламп, ламп накаливания, HDI, а также OLEDS.
  • Камеры и объективы: все типы объективов и камер для создания любой оптической системы одним щелчком мыши.
  • Стандарты: легкая проверка соответствия виртуальных прототипов разрабатываемых систем нормативным документам и стандартам SAE, ECE и др.
  • Инструменты: использование заранее определенных датчиков, сенсоров, окружающей среды, фотометрических измерений и измерений цвета.

Расчёты, выполняемые при помощи ANSYS SPEOS

Системы освещения общего применения

Создание и управление интеллектуальными системами освещения начиная с одиночного светильника заканчивая системой «умный город». Помощь в размещении каждого элемента освещения для достижения нужного отражения, эффекта и производительности системы в целом

Внешние системы освещения автомобиля

Разработка и модернизация головной оптики и задних фонарей автомобиля с целью повышения безопасности и комфорта водителя, а также создания индивидуального и узнаваемого стиля.

Проектирование и тестирование новейших разработок, соответствующих замыслу дизайнера и соответствующих при этом международным стандартам и другим нормативным документам

Интерьерная подсветка автомобиля

Создание покупательной способности интерьера автомобиля и повышение информированности водителя за счет творческого использования освещения.

Фоновая подсветка

Создание инновационных продуктов путем комбинирования света, материалов и оптических датчиков.

Оптимизация производительности и внешнего вида изделия, прогнозирование возможных дефектов или проблем на ранних стадиях процесса проектирования.

Head-up дисплеи (HUD)

Тестирование и валидация head-up дисплеев на ранних стадиях проекта.

Оптимизация компоновки, углов и допусков, а также помощь в организации работы с поставщиками компонентов для разработки качественных HUD.

VR конфигуратор для маркетинга и планирования продаж

Повышение качества обслуживания клиентов за счет разработки реалистичных виртуальных прототипов комплектаций (конфигураций) изделий в режиме реального времени.

Апробация различных материалов изделия в интерактивной среде.