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          AR HUD中陽光負載建模的重要性

          作者:德州儀器Michael Firth 時間:2018-12-05 來源:電子產品世界 收藏

                 通過將關鍵駕駛信息疊加到真實世界中,增強現(xiàn)實()抬頭顯示(HUD)將徹底改變駕駛體驗。如今,顯示的最佳示例是用于戰(zhàn)斗機,可在飛行員的直接視線中置放大量關鍵信息。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201812/395285.htm

            在汽車環(huán)境中,圖形直接置放于駕駛員視線內取代了基本警告音或符號,通過這種方式可以傳達信息并識別駕駛員視野中的威脅,使其能夠立即采取行動。圖形表現(xiàn)為真實世界的自然保形延伸;它們不僅僅是現(xiàn)今HUD中的二次信息顯示。

            正如我之前在關于的博客文章中所討論的,太陽輻照度對 HUD設計提出了重大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)的HUD不同,AR HUD具有寬視場和長虛像距離,并且需要將車輛的傳感器數(shù)據(jù)與HUD顯示進行實時集成。長虛像距離(>7m)及較小程度上的較寬視場(至少水平10度角x垂直4度角)導致太陽能集中度顯著提高,并在成像儀面板上發(fā)生相應的熱升。為了防止太陽輻照度造成的熱損傷,您必須仔細設計AR HUD并運行詳細的模擬以驗證操作是否可靠。

            在模擬對AR HUD設計的影響時,需要考慮以下幾點。

            陽光負載模型的準確性

            雖然看起來很明顯,但我不能夸大模型元素中準確性的重要性。AR HUD陽光負載模擬需要精確的陽光光源模型(具有適當?shù)慕嵌?、光譜和輻照度特性),以及針對汽車中光學元件的精確光譜透射曲線,包括(但不限于)擋風玻璃、眩光陷阱和熱/冷鏡。

            離軸太陽輻照度的影響

            在日常駕駛條件下,當車輛轉彎及上下坡時,各種角度的日照均會射入車內。因此,重要的是在適當?shù)慕嵌确秶鷥葤呙枞肷涞奶柟?,如圖1所示。TI發(fā)現(xiàn),在采用TI DLP?技術的AR HUD原型中,離軸峰值太陽輻照度比主光線水平差2.7倍,導致熱負荷顯著增加。模擬的峰值太陽輻照度如圖2所示。如果您的系統(tǒng)設計無法處理最壞情況下的離軸太陽輻照度,那么您將面臨因受損成像儀面板造成的不可接受的現(xiàn)場故障風險。

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            圖 1:在一系列輸入角中模擬太陽光

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            圖 2:散射屏上的峰值輻照度作為輸入陽光角度的函數(shù)。

            太陽輻照度的熱效應

            模擬峰值太陽輻照度只是預測和避免熱失效的第一步。太陽能根據(jù)其所射入材料的光譜吸收轉換為熱量。例如,在我們的測試中,如圖3所示,由于陽光負載導致的薄膜晶體管(TFT)面板的溫升比基于DLP技術的系統(tǒng)中所用的透射式微透鏡陣列散射屏快6倍,從而使TFT面板更易受到太陽輻照度的損害。

            在85°C的環(huán)境溫度下,由于其低光譜吸收和高工作溫度的特性,HUD系統(tǒng)中采用DLP技術的Kuraray散射屏可以承受高達82kW/m2的太陽輻照度。這種熱性能使DLP技術能夠支持AR HUD中的長虛像距離。

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            圖 3:溫升與太陽輻照度

            AR HUD的設計挑戰(zhàn)與當今HUD設計中的挑戰(zhàn)有很大不同。AR HUD中的陽光負載明顯較高,您必須運行詳細的熱模擬并考慮設計中的離軸太陽輻照度。有關陽光負載建模的更詳細討論,請參閱白皮書“DLP技術:加載在增強現(xiàn)實抬頭顯示系統(tǒng)中的太陽能?!?/p>



          關鍵詞: AR 陽光負載

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